Capitolo 16 – Equilibrio chimico: concetti generali #97322

Calcolo delle concentrazioni all'equilibrio

In un recipiente rigido da un litro, a 800 K, si introducono 0,1 mol di I₂. Avviene la reazione:
I₂ ↔ 2I, con K = 3,1 · 10^–5. Se chiamiamo x le moli di iodio molecolare dissociate, saranno ________ le moli di iodio atomico all'equilibrio. Inserendo tali concentrazioni nell'espressione per la costante d'equilibrio e trascurando, al denominatore, la piccola quantità di iodio dissociato, ricaviamo, con due cifre significative, x = ________·10^–4 mol, [I₂] all'equilibrio = ________ mol/L e [I] = ________ mol/L.

Completamento aperto

Un sistema chimico all'equilibrio

Si ha equilibrio chimico quando

A:

la concentrazione dei prodotti e dei reagenti si annullano

B:

i reagenti sono scomparsi del tutto

C:

la velocità della reazione diretta uguaglia quella della reazione inversa

D:

la velocità della reazione diretta e inversa si annullano

Scelta multipla

L'equilibrio chimico in un sistema chiuso

A temperatura e ________ costanti, l'equilibrio chimico in un sistema chiuso corrisponde alla situazione di energia libera ________. All'equilibrio ΔG ________ 0, lo stato di equilibrio si può raggiungere sia a partire dai reagenti che dai prodotti puri.

Completamento aperto

Il principio di Le Châtelier

A:

Data la reazione PCl_5(g) ↔ PCl_3(g) + Cl_2(g) (ΔH = +22,2 kcal), un aumento della temperatura sposta l'equilibrio verso sinistra.

B:

Nella reazione CaCO_3(s) ↔ CaO_(s) + CO_2(g), per effetto di un aumento della pressione l'equilibrio tenderà a spostarsi verso sinistra.

C:

Nella reazione di sintesi dell'ammoniaca N_{2_(g)} ↔ 2NH_{3_(g)} l'aggiunta del catalizzatore sposta l'equilibrio verso destra.

D:

Nella reazione 4NH_{3_(g)} + 3O_{2_(g)} ↔ 2 N_{2_(g)} + 6H₂O_(g) se si sottrae l'acqua che si forma, l'equilibrio si sposta a destra.

Vero o falso

Relazione tra costante di equilibrio e temperatura

A quale temperatura la reazione endotermica
2Cu_(s) + H_2(s) ↔ 2 CuH_(s) è più completa?

A:

A 298 K_eq = 4,3 · 10^–20

B:

A 700 K_eq = 6,7 · 10^–14

C:

A 850 K_eq = 3,2 · 10^–11

D:

A 950 K K_eq = 7,2 · 10^–3

Scelta multipla

Variazione di temperatura e costante di equilibrio

In che modo la temperatura influisce sulla costante di equilibrio?

A:

Un aumento della temperatura fa aumentare il valore di K_eq se la reazione diretta è esotermica, lo fa diminuire se è endotermica.

B:

Il valore della costante di equilibrio non dipende dalla temperatura.

C:

Un aumento di temperatura aumenta sempre il valore della costante di equilibrio.

D:

Un aumento della temperatura fa aumentare il valore di K_eq se la reazione diretta è endotermica, lo fa diminuire se è esotermica.

Scelta multipla

Legge dell'azione di massa

Nella legge dell'azione di massa le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti si esprimono in

A:

frazione molare

B:

molalità

C:

molarità

D:

% V/V

Scelta multipla

L'aggiunta di un reagente o di un prodotto in un sistema all'equilibrio

In una reazione generica in cui si è raggiunto l'equilibrio, si può procedere aggiungendo un reagente e spostando l'equilibrio a ________ in modo da ________ una maggiore quantità di reagenti. Se si ________ un prodotto la reazione si sposta verso ________.

Posizionamento

Il valore della costante di equilibrio

Quale reazione tra le seguenti è più spostata a destra?

A:

HF_(aq) ↔ H⁺_(aq) + F^–_(aq); K_eq = 6,3 · 10^-4

B:

H_2(g) + Cl_2(g) ↔ 2 HCl_(g); K_eq = 4 · 10³¹

C:

H₂O_(l) ↔ H⁺_(aq) + OH^–_(aq); K_eq = 1,8 · 10^-16

D:

HI_(aq) ↔ H⁺_(aq) + I^–_(aq); K_eq = 10¹⁰

Scelta multipla

L'equilibrio chimico è un equilibrio dinamico

Si analizzi la reazione di formazione dello ioduro di idrogeno H_2(g) + I_2(g) ↔ 2HI_(g). Quando la reazione ha inizio, la velocità di reazione verso destra assume un valore iniziale che progressivamente ________, perchè si consumano le concentrazioni dei reagenti H₂ e I₂ e di conseguenza a mano a mano che si forma il prodotto HI, ________ la velocità della reazione verso ________ che inizialmente era nulla. Dopo un certo tempo si giunge ad una situazione di equilibrio dinamico, in cui le ________ dei reagenti e dei prodotti sono costanti e tali per cui le velocità assumono lo stesso valore.

Completamento chiuso

Relazione tra costanti di equilibrio in fase gassosa

Considera la reazione H_2(g) + I_2(g) ↔ 2HI_(g). In che rapporto stanno K_p e K_c?

A:

K_p > K_c

B:

K_p < K_c

C:

K_p = K_c

D:

K_p = 2K_c

Scelta multipla

Ricchezza in prodotti o reagenti all'equilibrio

Il valore 3,8 ^. 10^–3 per la costante d'equilibrio della reazione NO_(g) + ½Cl_2(g) ↔ NOCl_(g) implica

A:

bassa [NOCl] e basse [NO] e [Cl₂]

B:

elevata [NOCl] ed elevate [NO] e [Cl₂]

C:

bassa [NOCl] ed elevate [NO] e [Cl₂]

D:

elevata [NOCl] e basse [NO] e [Cl₂]

Scelta multipla

Calcolo della costante di equilibrio

È dato l'equilibrio PCl_5(g) ↔ PCl_3(g) + Cl_2(g). Una certa quantità di PCl₅ viene riscaldata in un recipiente di 12 L di volume. All'equilibrio il recipiente contiene 0,21 mol di PCl₅, 0,32 mol di PCl₃ e 0,32 mol di Cl₂. Quanto vale la costante di equilibrio?

A:

0,0041 mol/L

B:

0,041 mol/L

C:

0,41 mol/L

D:

4,1 mol/L

Scelta multipla

L'equilibrio chimico

A:

L'equilibrio può essere raggiunto partendo dai reagenti ma non dai prodotti.

B:

L'equilibrio può essere raggiunto sia in sistemi chiusi che aperti.

C:

All'equilibrio le velocità della reazione diretta e di quella inversa non si annullano.

D:

All'equilibrio ΔG > 0

Vero o falso

Il principio dell'equilibrio mobile

A:

Data la reazione PCl_5(g) ↔ PCl_3(g) + Cl_2(g), un aumento della concentrazione di Cl_2(g) sposta l'equilibrio verso destra.

B:

L'equilibrio della reazione N_2(g) + O_2(g) ↔ 2NO_(g) (ΔH = + 43 kcal) tenderà a spostarsi verso sinistra per effetto di un aumento di temperatura o di concentrazione di O_2(g).

C:

La reazione N₂O_4(g) ↔ 2NO_2(g) si sposta a sinistra per effetto di un aumento di pressione.

D:

L'equilibrio PbCl_2(s) ↔ Pb²⁺_(aq) + 2Cl^–_(aq) si sposta a destra per aggiunta di NaCl.

Vero o falso

L'equilibrio dinamico

L'equilibrio chimico è un equilibrio dinamico perché

A:

le concentrazioni variano in continuazione, oscillando intorno a determinati valori.

B:

le reazioni diretta e inversa avvengono con velocità proporzionali l'una all'altra.

C:

è il risultato di due reazioni inverse che procedono alla medesima velocità.

D:

le reazioni si svolgono a elevata velocità.

Scelta multipla

Equazione della costante di equilibrio

Per un generico equilibrio aA + bB ↔ cC + dD quale delle seguenti relazioni è l'espressione della costante di equilibrio?

A:

K_eq = [C]^c[D]^d/[A]^a[B]^b

B:

K_eq = [A][B]/[C][D]

C:

K_eq = [C][D]/[A][B]

D:

K_eq = [A]^a[B]^b/[C]^c[D]^d

Scelta multipla

Perturbazione di un sistema all'equilibrio

Se si aumenta la pressione di un sistema gassoso in equilibrio, esso si sposta

A:

nella direzione in cui si ha una diminuzione del volume

B:

non si sposta

C:

verso destra

D:

verso sinistra

Scelta multipla

Calcolo delle concentrazioni molari delle specie all'equilibrio

La costante di equilibrio per la reazione a 500 °C
CO_(g) + H₂O_(g) ↔ CO_2(g) + H_2(g) è K = 4,05.
Sapendo che all'equilibrio le concentrazioni sono:
[CO] = 0,180 M
[H₂O] = 0,0411 M
[H₂] = 0,200 M
determina la concentrazione di CO₂.

A:

[CO₂] = 0,150 M

B:

[CO₂] = 0,200 M

C:

[CO₂] = 0,250 M

D:

[CO₂] = 0,180 M

Scelta multipla

L'equilibrio in fase gassosa

Per la reazione 2SO_2(g) + O_2(g) = 2SO_3(g), all'equilibrio a 1000° C si hanno le seguenti concentrazioni:
[SO₂] = 0,309 M; [O₂] = 0,353 M; [SO₃] = 0,338 m.
Se si altera l'equilibrio introducendo 0,15 mol/L di ossigeno, quali concentrazioni saranno raggiunte nel nuovo equilibrio?

A:

[SO₂] = 0,309 M; [O₂] = 0,503 M; [SO₃] = 0,338 m.

B:

[SO₂] = 0,283 M; [O₂] = 0,490 M; [SO₃] = 0,364 m.

C:

[SO₂] = 0,283 M; [O₂] = 0,340 M; [SO₃] = 0,364 m.

D:

[SO₂] = 0,294 M; [O₂] = 0,353 M; [SO₃] = 0,368 m.

Scelta multipla