Chimica - Scuola secondaria di secondo grado Termodinamica chimica Energia libera di Gibbs Spontaneità delle reazioni

16 L'energia si trasferisce

30 esercizi

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Chimica

Le condizioni termodinamiche per le reazioni

Quale delle seguenti condizioni deve verificarsi affinché una reazione chimica sia almeno teoricamente possibile?

A: i reagenti sono tutti o allo stato liquido o allo stato gassoso

B: aumento dell'energia chimica dei reagenti

C: aumento di energia e diminuzione del disordine

D: diminuzione di energia e aumento del disordine

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Chimica

Reazioni esotermiche ed endotermiche

Per ciascuna affermazione indica se si riferisce a una reazione esotermica o endotermica.

A: Diminuisce l'energia e aumenta l'entropia nei prodotti.

B: Si formano molecole meno stabili con legami più deboli.

C: Si forma calore che si trasferisce nell'ambiente.

D: Aumenta l'energia potenziale del sistema.

Domande in serie

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Chimica

L'entropia

Considera
- un mazzo di carte nuovo e un mazzo di carte usato;
- una zolletta di zucchero e la stessa zolletta di zucchero sciolta in acqua.
Indica per ciascuna coppia qual è il sistema a maggior entropia.

A: le carte usate e la zolletta sciolta in acqua

B: le carte nuove e la zolletta sciolta in acqua

C: le carte nuove e la zolletta di zucchero indisciolta

D: le carte usate e la zolletta di zucchero indisciolta

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Chimica

La calorimetria

La temperatura di 6 kg d'acqua scende da 47,5 a 38,6 °C. Quanta energia espressa in kcal e kJ viene perduta?

A: 22,34 kcal; 53,4 kJ

B: 223,4 kcal; 3,4 kJ

C: 53,4 kcal; 223,4 kJ

D: 534 kcal; 223,4 kJ

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Chimica

I propellenti per razzi

L'idrogeno è usato come propellente per razzi. La sua combustione avviene secondo la reazione

2H_2(g) + O_2(g) → 2H₂O_(g)

Quanto calore viene prodotto dalla combustione di 100 g di idrogeno (il potere calorifico dell'idrogeno è 120 · 10³ kJ/kg)?

A: 34,150 kcal

B: 34,15 kcal

C: 3415 kcal

D: 341,5 kcal

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Chimica

Calcolo della variazione di entalpèia standard di reazione

Calcola il ΔH° della reazione tra il gas inquinante dell'aria SO₃ e l'acqua piovana con formazione di acido solforico.
ΔH°_{f (SO₃)} = −395,2 kJ/mol;
ΔH°_{f (H₂O_(l))} = −285,8 kJ/mol;
ΔH°_{f (H₂SO₄)} = −811,27 kJ/mol.

A: 154,9 kcal

B: 1549 kcal

C: 145,9 kcal

D: 15,49 kcal

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Chimica

La variazione di entropia nei sistemi chimici

Dati i sistemi
a) 2CO_(g) + O_2(g) → 2CO_2(g)
b) 2O_3(g) → 3O_2(g)
prevedi se nei due la variazione di entropia ΔS sarà positiva o negativa.

A: negativa in entrambi i casi

B: positiva in entrambi i casi

C: a) positiva; b) negativa

D: a) negativa; b) positiva

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Chimica

La variazione di entropia

Quale tra i seguenti processi non comporta un aumento di entropia?

A: N₂_(g) + 3H₂_(g) → 2NH₃_(g)

B: Ca_(s) + H₂SO_4(l) → CaSO_4(s) + H_2(g)

C: H₂O_(g) ↔ H₂O_(l)

D: CaCO₃_(s) → CaO_(s) + CO_2(g)

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Chimica

Calcolo della variazione di entropia standard

Sapendo che:

S°_Ca(OH)₂ = 76,1 J · mol^-1 · k^-1;
S°_H₂SO₄ = 157 J · mol^-1 · k^-1;
S°_CaSO₄ = 107 J · mol^-1 · k^-1;
S°_{H₂O_(l)} = 69,96 J · mol^-1 · k^-1;

qual è il valore di ΔS° per la reazione seguente?

Ca(OH)₂_(s) + H₂SO_4(l) → CaSO_4(s) + 2H₂O_(l)

A: - 13,82 J · k^-1

B: - 56,14 J · k^-1

C: 13,82 J · k^-1

D: 56,14 J · k^-1

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Chimica

L'energia interna di un sistema

In quale dei seguenti casi aumenta l'energia interna del sistema?

A: decomposizione dell'acqua

B: combustione di una candela

C: formazione di acqua dagli elementi

D: solidificazione della lava

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Chimica

Il lavoro di espansione dei sistemi

In quale tra le seguenti reazioni si avrà la maggior quantità di energia interna trasformata in lavoro di espansione?

A: CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H₂O_(g)

B: CO_2(g)+ H₂O_(l) → H₂CO_3(aq)

C: CaCO_3(s) + 2HCl_(aq) → CaCl_2(aq) + H₂O_(l) + CO_2(g)

D: HCl_(aq) + NaOH_(aq) → NaCl_(aq) + H₂O_(l)

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Chimica

La variazione dell'energia libera di Gibbs

La reazione di idrolisi dell'urea ha ΔH° = 119,2 kJ e ΔS° = 354,8 JK⁻¹. Qual è il ΔG corrispondente?

A: 13,4 kcal

B: 105,4 kJ

C: −1,06 · 10⁵ kJ

D: 13,4 kJ

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Chimica

Le funzioni di stato

Le funzioni di stato sono grandezze la cui ________________ solo dal percorso della trasformazione e ________ dallo stato iniziale e finale. Il lavoro ________ una funzione di stato.

Completamento chiuso

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Chimica

Calore, lavoro ed energia interna dei sistemi

A: Il lavoro si considera positivo se è fatto sul sistema.

B: Il calore si considera positivo se è emesso dal sistema ed è ceduto dal sistema.

C: L'energia interna U è una grandezza intensiva.

D: L'energia interna è la somma dell'energia termica e dell'energia chimica.

Vero o falso

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Chimica

L'entalpia e l'energia libera di un sistema

Se un sale si scioglie spontaneamente in acqua e la soluzione si raffredda, come sono variate le proprietà termodinamiche del sistema?

A: ΔG > 0; ΔH < 0

B: ΔG > 0; ΔH > 0

C: ΔG 0

D: ΔG < 0; ΔH < 0

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Chimica

Determinare le reazioni esotermiche ed endotermiche

Per ogni reazione indica se è esotermica o endotermica.

A: fotosintesi clorofilliana

B: combustione

C: respirazione cellulare

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Chimica

La spontaneità delle reazioni

Ogni sistema tende, per sua natura, a raggiungere uno stato di ________ energia e di ________ disordine o ________. Da ciò dipende anche il fatto che una reazione avvenga o meno: le reazioni che avvengono nel senso indicato dalla freccia di reazione sono ________. Tutte le reazioni spontanee liberano energia utilizzabile per produrre ________.

Completamento chiuso

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Chimica

Una funzione di stato: l'entropia

Considera:
- un bicchiere d'acqua a temperatura ambiente e uno a 50 °C;
- 1 g di sale grosso e 1 g di sale fino.
Indica per ciascuna coppia qual è il sistema a maggior entropia.

A: l'acqua a temperatura ambiente e il sale fino

B: l'acqua a 50 °C e il sale grosso

C: l'acqua a temperatura ambiente e il sale grosso

D: l'acqua a 50 °C e il sale fino

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Chimica

Calcolo della variazione di entalpia standard

Qual è il ΔH° della reazione
CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + H₂O_(l)?

    · ΔH°_fCH₄ = - 74,9 kJ/mol;
    · ΔH°_fCO₂ = - 393,5 kJ/mol;
    · ΔH°_{fH₂O_(l)} = - 285,8 kJ/mol;

A: 8903 kcal

B: 890,3 kcal

C: 2128 kcal

D: 212,8 kcal

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Chimica

La variazione di entalpia nella reazione di combustione del benzene

Il ΔH° della reazione di combustione del benzene è 6542 kJ. Qual è il ΔH per la combustione di 150 g di benzene secondo la reazione C₆H_6(l) + 15O_2(g) → 12CO_2(g) + 6H₂O_(l) ?

A: 1258,08 kJ

B: 12580,8 kJ

C: 125,808 kJ

D: 12,5808 kJ

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Chimica

Determinare la variazione di entalpia standard

Il gas atmosferico diossido di azoto (ΔH°_f = 33,8 kJ/mol) si combina con l'acqua piovana formando acido nitrico (ΔH°_f = – 173,2 kJ/mol), fortemente corrosivo, e monossido di azoto (ΔH°_f = 90,4 kJ/mol). Qual è il ΔH° della reazione?

A: + 17,15 kcal

B: – 171,5 kcal

C: – 17,15 kcal

D: + 171,5 kcal

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Chimica

La variazione di entropia

Dati i sistemi
a) H_2(g) + I_2(g) → 2HI_(g)
b) CaO_(s) + H₂O_(l)
prevedi se i rispettivi ΔS sono positivi o negativi

A: entrambi negativi

B: a) positivo; b) negativo

C: entrambi positivi

D: a) negativo; b) positivo

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Chimica

La variazione di energia libera

La reazione 2Cu_(s) + O_2(g) → 2CuO_(s)
ha ΔS = –186 J/K e ΔH = – 315 kJ.
Quindi il suo ΔG vale – ________ kJ.
La temperatura alla quale si annulla la variazione di energia libera è ________ kelvin (4 cifre significative) .

Completamento aperto

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Chimica

Il concetto di energia interna di un sistema

Considera la fusione del ghiaccio, l'evaporazione dell'alcol etilico e la decomposizione dell'acqua: in quale di questi casi l'energia del sistema non aumenta?

A: in nessuno dei tre

B: nell'evaporazione dell'alcol etilico

C: nella decomposizione dell'acqua

D: nella fusione del ghiaccio

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Chimica

La variazione di energia libera standard di formazione

La variazione di energia libera di formazione ΔG^° di un composto stabile a partire dagli elementi

A: è minore di zero

B: può essere sia positiva sia negativa

C: è maggiore di zero

D: è zero

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Chimica

Produzione o assorbimento di energia

A: L'ebollizione dell'acqua, con assorbimento continuo di energia, è una reazione esotermica.

B: Nelle reazioni endotermiche si formano molecole più stabili con legami più forti.

C: In tutte le reazioni esotermiche l'energia chimica del sistema diminuisce.

D: Le reazioni esotermiche sono favorite da una temperatura elevata.

Vero o falso

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Chimica

Spontaneità delle reazioni di dissoluzione

La dissoluzione dell'idrossido di sodio (NaOH) in acqua è certamente un processo in cui l'energia libera ________. Infatti l'aggiunta dell'NaOH all'acqua produce forte ________ di temperatura e quindi ΔH < 0 (trasformazione ________). Poiché, inoltre, il mescolamento produce aumento di ________ molecolare, il termine - TΔS sarà anch'esso < 0 e quindi ΔG < 0. Il processo di dissoluzione è quindi sempre ________.

Completamento chiuso

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Chimica

La variazione di energia libera di formazione

La variazione dell'energia libera di formazione di N₂, ΔG^°, a 25^°C e 1 atm

A: è zero.

B: è maggiore di zero.

C: può essere sia positiva sia negativa.

D: è minore di zero.

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Chimica

Le funzioni di stato della termodinamica

A: In una reazione esotermica il ΔH è sempre negativo, per cui il ΔG è negativo e la reazione è spontanea.

B: Una reazione endotermica avviene spontaneamente solo se l'aumento di entropia è sufficiente a compensare l'aumento di entalpia.

C: Una trasformazione chimica è spontanea se ΔG <0.

D: L'entropia dell'universo è in costante aumento

Vero o falso

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Chimica

Variazione di entropia e spontaneità delle reazioni

Sapendo che per la reazione N_2(g) + 3H_2(g) → 2NH_3(g) ΔH = – 91,8 kJ e ΔG = – 32,8 kJ, qual è la variazione di entropia a 25° C? La reazione è spontanea?

A: ΔS = –198 J/K; non è spontanea

B: ΔS = 198 J/K; è spontanea

C: ΔS = –198 J/K; è spontanea

D: ΔS = 198 J/K; non è spontanea

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