Chimica per il liceo/Termodinamica chimica/Esercizi

Entalpia

<quiz display=simple> { 1. Cos'è l'entalpia in una reazione chimica? |type="{}"} { La quantità di calore scambiata a pressione costante } </quiz>

<quiz display=simple> { 2. Qual è l'unità di misura dell'entalpia nel Sistema Internazionale? |type="{}"} { Joule (J) } </quiz>

<quiz display=simple> { 3. L'entalpia è una funzione di stato? |type="{}"} { Sì } </quiz>

<quiz display=simple> { 4. Come si indica l'entalpia in una formula chimica (simbolo)? |type="{}"} { H } </quiz>

<quiz display=simple> { 5. In una reazione esotermica, il valore della variazione di entalpia ΔH è positivo o negativo? |type="{}"} { Negativo } </quiz>

<quiz display=simple> { 6. In una reazione endotermica, il valore di ΔH è positivo o negativo? |type="{}"} { Positivo } </quiz>

<quiz display=simple> { 7. Qual è la formula per calcolare la variazione di entalpia di una reazione chimica? |type="{}"} { ΔH = ΣΔHf° prodotti - ΣΔHf° reagenti } </quiz>

<quiz display=simple> { 8. Se ΔH di una reazione è negativo, l'energia viene assorbita o rilasciata? |type="{}"} { Rilasciata } </quiz>

<quiz display=simple> { 9. Se ΔH di una reazione è positivo, l'energia viene assorbita o rilasciata? |type="{}"} { Assorbita } </quiz>

<quiz display=simple> { 11. Come si chiama la legge che afferma che l'entalpia di una reazione dipende solo dagli stati iniziale e finale? |type="{}"} { Legge di Hess } </quiz>

<quiz display=simple> { 12. Secondo la legge di Hess, come si calcola ΔH di una reazione complessa? |type="{}"} { Sommando le entalpie delle reazioni intermedie } </quiz>

<quiz display=simple> { 13. La combustione del metano è un processo endotermico o esotermico? |type="{}"} { Esotermico } </quiz>

<quiz display=simple> { 15. Qual è il significato fisico dell’entalpia di formazione standard di una sostanza? |type="{}"} { L'entalpia necessaria per formare 1 mole della sostanza a partire dagli elementi nello stato standard } </quiz>

<quiz display=simple> { 16. L'entalpia di formazione standard di un elemento nel suo stato standard è sempre uguale a? |type="{}"} { Zero } </quiz>

<quiz display=simple> { 18. Qual è la variazione di entalpia standard per la reazione di formazione dell'acqua da idrogeno e ossigeno (scrivi anche la reazione)? |type="{}"} { $2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$, ΔH ≈ -286 kJ/mol } </quiz>

<quiz display=simple> { 19. La variazione di entalpia dipende dal percorso seguito dalla reazione? |type="{}"} { No } </quiz>

<quiz display=simple> { 20. Perché l'entalpia è importante nello studio delle reazioni chimiche? |type="{}"} { Perché permette di prevedere il calore scambiato e la spontaneità delle reazioni } </quiz>

Calcolare l'Entalpia

<quiz display=simple> { 21. Calcola il ΔH della seguente reazione e determina se è endotermica o esotermica: $\mathrm{C}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ Dati: ΔHf (CO2) = -393,5 kJ/mol, ΔHf (C) = 0 kJ/mol, ΔHf (O2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = -393,5 kJ/mol, esotermica } </quiz>

<quiz display=simple> { 22. Calcola il ΔH della reazione e stabilisci se è probabile che sia spontanea o meno: $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}$ Dati: ΔHf (HCl) = -92,3 kJ/mol, ΔHf (H2) = 0 kJ/mol, ΔHf (Cl2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = -184,6 kJ/mol, probabilmente spontanea } </quiz>

<quiz display=simple> { 23. Calcola il ΔH della reazione e indica se è endotermica o esotermica: $\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ Dati: ΔHf (NH3) = -45,9 kJ/mol, ΔHf (N2) = 0 kJ/mol, ΔHf (H2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = -91,8 kJ/mol, esotermica } </quiz>

<quiz display=simple> { 24. Calcola il ΔH della seguente reazione e indica se è spontanea o meno: $2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ Dati: ΔHf (H2O) = -285,8 kJ/mol, ΔHf (H2) = 0 kJ/mol, ΔHf (O2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = +571,6 kJ/mol, non spontanea } </quiz>

<quiz display=simple> { 25. Calcola il ΔH della reazione e stabilisci se è endotermica o esotermica: $\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$ Dati: ΔHf (CH4) = -74,8 kJ/mol, ΔHf (CO2) = -393,5 kJ/mol, ΔHf (H2O) = -285,8 kJ/mol, ΔHf (O2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = -890,3 kJ/mol, esotermica } </quiz>

<quiz display=simple> { 26. Calcola il ΔH della reazione e determina se è probabilmente spontanea: $\mathrm{C}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4$ Dati: ΔHf (CH4) = -74,8 kJ/mol, ΔHf (C) = 0 kJ/mol, ΔHf (H2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = -74,8 kJ/mol, probabilmente spontanea } </quiz>

<quiz display=simple> { 27. Calcola il ΔH della reazione e indica se è endotermica o esotermica: $\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ Dati: ΔHf (CaCO3) = -1207 kJ/mol, ΔHf (CaO) = -635,5 kJ/mol, ΔHf (CO2) = -393,5 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = +178 kJ/mol, endotermica } </quiz>

<quiz display=simple> { 28. Calcola il ΔH della reazione e stabilisci se è probabilmente spontanea o meno: $2\mathrm{A}\mathrm{l}+\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶2\mathrm{F}\mathrm{e}+\mathrm{A}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ Dati: ΔHf (Al2O3) = -1675,7 kJ/mol, ΔHf (Fe2O3) = -824,2 kJ/mol, ΔHf (Al) = 0 kJ/mol, ΔHf (Fe) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = -851,5 kJ/mol, probabilmente spontanea } </quiz>

<quiz display=simple> { 29. Calcola il ΔH della reazione e indica se è esotermica o endotermica: $2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ Dati: ΔHf (SO2) = -296,8 kJ/mol, ΔHf (SO3) = -395,7 kJ/mol, ΔHf (O2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = -197,8 kJ/mol, esotermica } </quiz>

<quiz display=simple> { 30. Calcola il ΔH della reazione e stabilisci se è spontanea o meno: $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{I}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{H}\mathrm{I}$ Dati: ΔHf (HI) = +26,5 kJ/mol, ΔHf (H2) = 0 kJ/mol, ΔHf (I2) = 0 kJ/mol |type="{}"} { ΔH = +53,0 kJ/mol, non spontanea } </quiz>

Entropia

<quiz display=simple> { 41. Calcola la variazione di entropia ΔS della reazione e stabilisci se l'entropia aumenta o diminuisce: $\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ Dati: S° (N2) = 191,5 J/mol·K, S° (H2) = 130,7 J/mol·K, S° (NH3) = 192,5 J/mol·K |type="{}"} { ΔS = -198,3 J/mol·K, l'entropia diminuisce } </quiz>

<quiz display=simple> { 42. In quale delle seguenti trasformazioni si ha un aumento di entropia? a) $\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}(\mathrm{g})⟶\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}(\mathrm{l})$ b) $2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ c) $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{s})⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}(\mathrm{a}\mathrm{q})+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}^{-}(\mathrm{a}\mathrm{q})$ |type="{}"} { c) $\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}(\mathrm{s})⟶\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}^{+}(\mathrm{a}\mathrm{q})+\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}^{-}(\mathrm{a}\mathrm{q})$ } </quiz>

<quiz display=simple> { 43. Se una reazione porta alla formazione di un gas a partire da solidi e liquidi, l'entropia aumenta o diminuisce? |type="{}"} { Aumenta } </quiz>

<quiz display=simple> { 44. Calcola la variazione di entropia ΔS per la reazione: $2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ Dati: S° (H2O2) = 109,6 J/mol·K, S° (H2O) = 69,9 J/mol·K, S° (O2) = 205,2 J/mol·K |type="{}"} { ΔS = +120,8 J/mol·K, l'entropia aumenta } </quiz>

<quiz display=simple> { 45. Quale stato della materia ha la maggiore entropia? |type="{}"} { Gas } </quiz>

<quiz display=simple> { 46. Se la temperatura di un sistema aumenta, cosa succede all'entropia? |type="{}"} { Aumenta } </quiz>

<quiz display=simple> { 47. La dissoluzione di un sale ionico in acqua porta generalmente a un aumento o a una diminuzione dell'entropia? |type="{}"} { Aumento } </quiz>

<quiz display=simple> { 48. Secondo il secondo principio della termodinamica, cosa accade all'entropia dell'universo in un processo spontaneo? |type="{}"} { Aumenta } </quiz>

<quiz display=simple> { 49. In quale delle seguenti reazioni si ha una diminuzione dell'entropia? a) $\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{s})⟶\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2(\mathrm{g})$ - b) $2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3⟶\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$ - c) $\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ |type="{}"} { c) $\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{O}+\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ } </quiz>

<quiz display=simple> { 50. Calcola il ΔS della reazione: $\mathrm{C}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ Dati: S° (C) = 5,7 J/mol·K, S° (O2) = 205,0 J/mol·K, S° (CO2) = 213,7 J/mol·K |type="{}"} { ΔS = +3,0 J/mol·K, l'entropia aumenta } </quiz>

<quiz display=simple> { 51. Se una reazione chimica porta da 3 moli di gas a 1 mole di gas, cosa succede all'entropia? |type="{}"} { Diminuisce } </quiz>

<quiz display=simple> { 52. La condensazione del vapore acqueo porta a un aumento o a una diminuzione dell'entropia? |type="{}"} { Diminuzione } </quiz>

<quiz display=simple> { 53. Qual è l'unità di misura dell'entropia nel Sistema Internazionale? |type="{}"} { Joule su mole per Kelvin (J/mol·K) } </quiz>

<quiz display=simple> { 54. Calcola la variazione di entropia per la reazione: $2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ Dati: S° (SO2) = 248,1 J/mol·K, S° (O2) = 205,0 J/mol·K, S° (SO3) = 256,6 J/mol·K |type="{}"} { ΔS = -188,0 J/mol·K, l'entropia diminuisce } </quiz>

<quiz display=simple> { 55. Un aumento dell'entropia favorisce la spontaneità di una reazione? |type="{}"} { Sì, se il ΔS è positivo, aumenta la probabilità che la reazione sia spontanea. } </quiz>

Energia libera

<quiz display=simple> { 71. Calcola la variazione di energia libera di Gibbs ΔG per la seguente reazione e determina se è spontanea: $\mathrm{N}{\phantom{A}}_2+3\mathrm{H}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{N}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ Dati: ΔH = -91,8 kJ/mol, ΔS = -198,3 J/mol·K, T = 298 K |type="{}"} { ΔG = -32,6 kJ/mol, la reazione è spontanea } </quiz>

<quiz display=simple> { 72. Quale equazione viene utilizzata per calcolare la variazione di energia libera di Gibbs? |type="{}"} { ΔG = ΔH - TΔS } </quiz>

<quiz display=simple> { 73. Se ΔG di una reazione è negativo, la reazione è spontanea o non spontanea? |type="{}"} { Spontanea } </quiz>

<quiz display=simple> { 74. Se ΔH è positivo e ΔS è negativo, la reazione è spontanea a qualsiasi temperatura? |type="{}"} { No, la reazione non è spontanea a nessuna temperatura. } </quiz>

<quiz display=simple> { 75. Calcola ΔG e stabilisci la spontaneità della reazione: $2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ Dati: ΔH = +571,6 kJ/mol, ΔS = +120,8 J/mol·K, T = 298 K |type="{}"} { ΔG = +535,6 kJ/mol, la reazione non è spontanea. } </quiz>

<quiz display=simple> { 76. Qual è l'unità di misura di ΔG nel Sistema Internazionale? |type="{}"} { Joule (J) o chilojoule (kJ) } </quiz>

<quiz display=simple> { 77. Quando una reazione è spontanea solo ad alte temperature? |type="{}"} { Quando ΔH è positivo e ΔS è positivo. } </quiz>

<quiz display=simple> { 78. Calcola ΔG e determina se la reazione è spontanea: $\mathrm{C}+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2$ Dati: ΔH = -393,5 kJ/mol, ΔS = +3,0 J/mol·K, T = 298 K |type="{}"} { ΔG = -394,4 kJ/mol, la reazione è spontanea. } </quiz>

<quiz display=simple> { 79. Se ΔG è zero, cosa significa? |type="{}"} { La reazione è in equilibrio. } </quiz>

<quiz display=simple> { 80. Calcola ΔG e stabilisci la spontaneità della reazione: $2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_2+\mathrm{O}{\phantom{A}}_2⟶2\mathrm{S}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ Dati: ΔH = -197,8 kJ/mol, ΔS = -188,0 J/mol·K, T = 298 K |type="{}"} { ΔG = -141,7 kJ/mol, la reazione è spontanea. } </quiz>

<quiz display=simple> { 81. Quali fattori influenzano la spontaneità di una reazione chimica? |type="{}"} { ΔH, ΔS e temperatura. } </quiz>

<quiz display=simple> { 82. Se una reazione è spontanea a bassa temperatura ma non ad alta temperatura, quali sono i segni di ΔH e ΔS? |type="{}"} { ΔH è negativo, ΔS è negativo. } </quiz>

<quiz display=simple> { 83. Se ΔH è negativo e ΔS è positivo, la reazione è spontanea a qualsiasi temperatura? |type="{}"} { Sì, è sempre spontanea. } </quiz>

<quiz display=simple> { 84. Calcola ΔG e determina se la reazione è spontanea: $2\mathrm{A}\mathrm{l}+\mathrm{F}\mathrm{e}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3⟶2\mathrm{F}\mathrm{e}+\mathrm{A}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_3$ Dati: ΔH = -851,5 kJ/mol, ΔS = -324,2 J/mol·K, T = 298 K |type="{}"} { ΔG = -754,2 kJ/mol, la reazione è spontanea. } </quiz>

<quiz display=simple> { 85. Quale relazione esiste tra ΔG e la costante di equilibrio K? |type="{}"} { ΔG = -RT ln K } </quiz>