NOME e COGNOME: anno di corso:

A
Chimica Generale ed Inorganica con Laboratorio (Chimica Industriale)
Ia prova esonero, 24/11/2014.
NOME e COGNOME:
anno di corso:
1.
(a) Scrivere la formula bruta dei seguenti composti: (i) solfito di alluminio; (ii) idrogeno carbonato di
magnesio; (iii) ioduro di boro; (iv) monoidrogeno ortofosfato di rame (II).
(b) Scrivere la formula di struttura (metodo VSEPR) dei seguenti composti, specificando ibridazione
dell’atomo centrale, geometria con angoli di legame, eventuale presenza di doppi legami e di formule
di risonanza: (i) ossianione nitrato; (ii) ossido di zinco; (iii) ossianione perclorato.
2.
(a) Si fanno reagire 5.50 g di anidride solforosa con 8.0 L di ossigeno, misurati a condizioni standard.
Calcolare quanti grammi di anidride solforica si formano.
(b) Calcolare la frazione molare di anidride solforica e la pressione totale misurata alla temperatura di
250.0 °C in un recipiente di 4.5 litri, alla fine della reazione.
(pesi atomici in g/mol : S = 32.1, O = 16.0)
3.
A condizioni standard, 1 mole di esano liquido (C6H14) brucia con ossigeno liberando 4160.7 kJ.
(a) Calcolare ∆H°f (C6H14), sapendo che ∆H°f (H2O(g)) = - 241.8 kJ mole-1 e ∆H°f (CO2) = - 393.5
kJ mole-1.
(b) Calcolare il volume di ossigeno, misurato a condizioni standard, necessario per produrre 2000
kJ con la reazione precedente.
(peso atomico C =12.00; H = 1.008) .
4. Ad una data temperatura, vengono introdotti in un recipiente di volume costante 1.0 atm di idrogeno e
0.50 atm di metanolo. Si stabilisce il seguente equilibrio:
CO(g) + 2 H2(g) ⇄ CH3OH(g)
Ad equilibrio raggiunto, la pressione parziale di H2 è di 1.80 atm.
(a) Calcolare Kp alla temperatura di reazione.
(a) Aumentando la pressione totale, l’equilibrio si sposterà verso destra o verso sinistra?
1. (a) Al2(SO3)3, Mg(HCO3)2, BI3, CuHPO4 2 punti
(b) NO3CF(N) = 5-3=+2 CF(dei 3 O)=6-6-1=-1 1 doppio legame con risonanza
sp2, 120 2 punti
ZnO
Zn2+ O2- legame ionico 2 punti
ClO4- e- =7+(4x6)+1=32(16 coppie) CF(Cl) =7-4=3, CF(dei 4 O)=6-6-1=-1, 3 doppi legami con
risonanza
sp3, 109° risonanza
2 punti
2. (a) 5.50 g / (32.1+32.0) g/mol = 0.0858 mol SO2
nO2 = 1 atm *8.0 L / 0.0821*298.15 =0.327 mol
0.327 > 0.0858/2 ⇒ O2 in eccesso e SO2 è il reagente limitante.
nO2 che reagisce = nSO2/2 = 0.0858/2= 0.0429
2 SO2(g) +
O2(g)
→ 2 SO3(g)
n iniziali
0.0858
0.327
-0.0858
- 1/2*0.0858
0.0858
n finali
0
0.284
0.0858
m SO3 = 0.0858 mol * (32.1+16*3)g/mol = 6.87 g = 6.9 g
(b) n totali gas = nO2residue + nSO3 =0.0858+0.284 = 0.370
x SO3 = nSO3 / ntot = 0.0858/0.370= 0.232
P = (0.0858+0.284) mol *0.0821*(250 + 273.15)/4.5 L = 3.5 atm
4 punti
4 punti
C6H14(l) + 19/2O2(g) 6CO2(g) + 7H2O(l)
3. (a)
∆Hc° = - 4160.7 = (6∆Hf°(CO2)+7∆Hf°(H2O)) – (∆Hf°(C6H14(l)) +19/2∆Hf°(O2) =
(-6x285.8 – 7x393.5) –∆Hf°(C6H14(l))
∆Hf°(C6H14(l))= (-7x241.8 – 6x393.5) + 4160.7 = 107.1 KJ/mol 4 punti
(b) nO2= (2000x19/2)/4160.7 = 4.57
VO2=nO2 xR xT /P = 4.57 x 0.0821 x 298.15 /1 =111.8 L 3 punti
4.
(a)
Pin
var
Pfin
CO(g) + 2 H2(g)
‒
1.0
+x
+2x
x
1.80
PH2 = (1.0+2x) = 1.80 atm
⇄
CH3OH(g)
0.50
-x
(0.50-x)
x = (1.80-1.0)/2= 0.40
Kp = (p CH3OH) / (pCO)(pH2)2 = (0.10) /(0.4)(1.8)2 = 0.0772
(b)
L’equilibrio si sposta verso destra
2 punti
5 punti
B
Chimica Generale ed Inorganica con Laboratorio (Chimica Industriale)
Ia prova esonero, 24/11/2014.
NOME e COGNOME:
anno di corso:
1.
(a) Scrivere la formula bruta dei seguenti composti: (i) ortofosfato di calcio; (ii) solfuro rameoso; (iii)
idrogenosolfato di Fe(III); (iv) perbromato di ammonio.
(b) Scrivere la formula di struttura (metodo VSEPR) dei seguenti composti, specificando ibridazione
dell’atomo centrale, geometria con angoli di legame, eventuale presenza di doppi legami e di formule
di risonanza: (i) ossianione carbonato; (ii) ossido di bario; (iii) ossianione solfato.
2.
(a) Si fanno reagire 4.50 g di solfuro di zinco (II) solido con 7.0 L di ossigeno, misurati a condizioni
standard. Calcolare quanti grammi di ossido di zinco si formano.
(b) Calcolare la frazione molare di anidride solforosa e la pressione totale, misurata alla temperatura di
350 °C in un recipiente di 5.5 litri, alla fine della reazione.
(pesi atomici in g/mol : S = 32.1, O = 16.0, Zn = 65.4).
3.
A condizioni standard, 1 mole di butano C4H10 brucia con ossigeno liberando 2658.3 kJ.
(a) Calcolare ∆H°f (C4H10), sapendo che ∆H°f (H2O(g)) = - 241.8 kJ mole-1 e ∆H°f (CO2) = - 393.5
kJ mole-1.
(b) Calcolare il volume di ossigeno, misurato a condizioni standard, necessario per produrre 2000
kJ con la reazione precedente (peso atomico C =12.00; H = 1.008) .
4. Ad una data temperatura, vengono introdotti in un recipiente di volume costante 0.50 atm di idrogeno
e 1.50 atm di acido solfidrico. Si stabilisce il seguente equilibrio:
2 H2S(g) ⇄ 2 H2(g) + S2(g)
Ad equilibrio raggiunto, la pressione parziale di idrogeno è di 0.90 atm.
(a) Calcolare Kp alla temperatura di reazione.
(a) Aumentando la pressione totale, l’equilibrio si sposterà verso destra o verso sinistra?
1. (a) Ca3(PO4)2, Cu2S, Fe(HSO4)3 NH4BrO4
(b)
i) CO32- e- = 4+(6x3)+2=24 (12 coppie); 3 coppie leganti sull’atomo centrale
sp2, triangolare planare, angolo OCO = 120°, 1 doppio legame con risonanza
ii) BaO
Ba+2 O-2, ionico
iii) SO42-
-
e = 6 + (6x4)+2= 32 (16 coppie) CF(S)= 6 - 4 = +2; CF(O )=6 – 6 – 1 = -1
sp3 tetraedrica 109°;
forma 2 doppi legami con risonanza
2. (a)
4.50 g / (32.1+65.4) g/mol = 0.0462 mol ZnS
n O2 = 1 atm *7.0 L / 0.0821*298.15 =0.286 mol
0.286 x2 /3 =0.191>0.0462 ⇒ O2 in eccesso nO2:nZnS= 3/2: 1
nO2che reagisce = nZnS x3/2 =0.0462x3/2 = 0.0693
ZnS(s) +
3/2 O2(g)
→
SO2(g) + ZnO (s)
n iniziali
0.0462
0.286
-0.0462
- 3/2*0.0462
n finali
0
0.217
0.0462
0.0462
m ZnO= 0.0462 * (65.4+16)g/mol = 3.8 g
(b)
ntotaligas = nO2 + nSO2 = (0.0462+0.217) = 0.263
x SO2 = nSO2 / ntot = 0.0462/0.263 = 0.0462/ 0.263 = 0.18
P = 0.263 mol *0.0821*(350 + 273.15)/5.5 L = 2.45 atm
3. (a)
C4H10(g) + 13/2O2(g) 4CO2(g) + 5H2O(g)
∆Hc° = - 2658.3 = (4∆Hf°(CO2)+5∆Hf°(H2O)) – (∆Hf°(C4H10) +13/2∆Hf°(O2) =
(-4x393.5 –5x241.83) –∆Hf°(C6H14(l))
∆Hf°(C4H10(g))= (– 4x393.5-5x241.83) + 2658.3 = -124.8 KJ/mol
(b)
nO2= (2000x13/2)/2658.3 = 4.89
VO2=nO2 xR xT /P = 4.89 x 0.0821 x 298.15 /1 =119.7 L
4.
(a)
2 H2S(g)
⇄
2 H2(g) + S2(g)
Pin
var
Pfin
1.50
-x
1.50-x
0.50
+x
0.90
‒
+ x/2
x/2
PH2 = (0.5+x) = 0.90 atm
x = (0.90-0.5)= 0.40
2
2
Kp = (pS2)(pH2) / (p H2S) = (0.20) (0.9)2 / (1.1)2 = 0.134
(b)
L’equilibrio si sposta verso sinistra

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