Equilibri chimici - Quiz

Informazioni sul questionario

Argomenti del test

Equilibri dinamici: fisici (di fase, osmotico) e chimici - Reazioni chimiche di equilibrio e reazioni chimiche quantitative (reazioni a completamento) - Equilibri chimici in reazioni omogenee: in fase gassosa e in soluzione - Cinetica dell’equilibrio: legge cinetica della velocità della reazione diretta, della velocità della reazione inversa e loro eguaglianza all’equilibrio - Caratteristiche dello stato di equilibrio: invariante nel tempo, dinamico, stabile, raggiunto spontaneamente ed indifferentemente a partire da uno qualsiasi degli stati coesistenti - C. Guldberg e P. Waage e la legge di azione di massa (o legge dell’equilibrio chimico) - Costante di equilibrio (K_eq) e sua derivazione cinetica - Diverse espressioni della costante di equilibrio: costante di equilibrio in funzione delle concentrazioni molari (K_c) e costante di equilibrio in funzione delle pressioni parziali (K_p) - Legge universale dei gas ideali e relazione tra K_c e K_p - Dimensioni (false) di K_c e K_p - Significato matematico di K_c e K_p: valore numerico delle costanti e posizione dell’equilibrio - Quoziente di reazione Q, rapporto con la costante di equilibrio K_eq e previsione della direzione di una reazione non all’equilibrio - Costante di equilibrio e temperatura - Equilibri e costanti di equilibrio in reazioni eterogenee - Calcolo della costante di equilibrio a partire dalle concentrazioni o dalle pressioni - Calcolo delle concentrazioni di equilibrio o delle pressioni parziali a partire dal valore della costante di equilibrio - Alterazione dello stato di equilibrio - Principio dell’equilibrio mobile o principio di Le Châtelier-Braun - Fattori che determinano lo spostamento dell’equilibrio chimico: variazione di concentrazione, variazione di temperatura, variazioni di volume o di pressione - Influenza dei catalizzatori - Applicazione del principio dell’equilibrio mobile: previsione della direzione dello spostamento e scelta delle condizioni per aumentare la resa di una reazione di equilibrio - Soluzioni sature ed equilibrio di solubilità - Solubilità (S) e prodotto di solubilità (K_ps) - Effetto dello ione comune.

Avvertenze per la compilazione

• Prima di ogni domanda è riportato, tra parentesi quadre, l'argomento specifico della domanda.
  
• Ogni domanda ammette una sola risposta esatta.

Misurazione dei risultati

• Punti per ogni risposta esatta: 1.
  
• Punti per ogni risposta errata o non data: 0.

Valutazione del test

Nei questionari a risposta chiusa si può azzeccare un certo numero di risposte esatte anche tirando a caso. Per cui, se non si vuole utilizzare il metodo della sottrazione di punti in presenza di risposte errate, occorre adottare una scala di valutazione che tenga conto della possibilità che la risposta esatta sia stata data fortuitamente.

Se il test offre quattro possibilità di scelta, dovremo considerare che c'è una probabilità su quattro di cogliere la risposta giusta anche per caso. Pertanto una prova basata su venti domande e alla quale sono state date cinque risposte esatte, non è indice di alcuna abilità, perché lo stesso risultato potrebbe essere ottenuto, a caso, da chiunque.

Quindi, su di una scala da uno a dieci, cinque risposte esatte (P_min. = 5) danno diritto al voto minimo (V_min. = 1), al contrario venti risposte esatte (P_max. = 20) danno diritto al voto massimo (V_max. = 10). Per valutare i casi intermedi si può applicare il metodo grafico o quello analitico. Nel metodo grafico si costruisce un diagramma cartesiano che ha sull'asse delle ordinate il numero di risposte esatte (5 ≤ P ≤ 20) e su quello delle ascisse i voti (1 ≤ V ≤ 10). Si individuano quindi due punti, il primo di coordinate (V_min., P_min.) ed il secondo di coordinate (V_max., P_max.) e si traccia il segmento di retta che li unisce. A questo punto basta entrare da sinistra in corrispondenza del numero di risposte esatte (P) e leggere il voto (V) corrispondente sulle ascisse. Analiticamente basta applicare la formula dell'equazione della retta di estremi (V_min., P_min.) e (V_max., P_max.) e calcolare il voto (V) corrispondente ad un certo numero di risposte esatte (P).

Punteggio minimo

Il punteggio minimo consigliato per poter affrontare l'argomento successivo (corrispondente al voto di sufficienza di 6 su 10, o 18 su 30) è: 13 punti su 20.

Quiz n. 1

Punto aggiunto per ogni risposta corretta:
Punti sottratti per ogni risposta non corretta:
Ignora i coefficienti di domanda:

1 [Equilibri chimici in fase gassosa] Sapendo che, ad una certa temperatura, la costante di equilibrio K_c della miscela di reazione H₂ (g) + S (g) ⇄ H₂S (g) è uguale a 2,01·10⁵ mol^-1 L, cosa si può affermare?

	Che la sintesi dell'acido solfidrico H2S è quasi completa.
	Che, all’equilibrio, la velocità di formazione dell'acido solfidrico H2S è superiore alla velocità con la quale si decompone.
	Che la reazione tra l'idrogeno H2 e lo zolfo S è molto veloce.
	Che, all’equilibrio, il prodotto delle concentrazioni molari dei reagenti è uguale alla concentrazione molare dell'acido solfidrico H2S.

2 [Legge di azione di massa] Con riferimento alla legge di azione di massa e agli equilibri chimici in reazioni omogenee, individuare l'affermazione falsa.

	Secondo questa legge ogni reazione ha la sua costante di equilibrio, che conserva sempre lo stesso valore fin tanto che la temperatura rimane costante.
	Per convenzione nell'espressione matematica della legge di azione di massa, sono poste al numeratore le concentrazioni molari dei prodotti della reazione e al denominatore le concentrazioni molari dei reagenti.
	Per le reazioni in fase gassosa la costante di equilibrio può essere espressa come Kp. Tra Kp e Kc esiste la seguente relazione: Kp = Kc (RT)-Δn, in cui R è la costante universale dei gas ideali, T è la temperatura assoluta e Δn differenza tra la somma dei coefficienti stechiometrici dei prodotti e la somma dei coefficienti stechiometrici dei reagenti.
	È nota anche come legge di Guldberg-Waage o legge dell'equilibrio chimico.

3 [Alterazione dello stato di equilibrio] Qual è l'effetto di una diminuzione di volume sulla posizione dell'equilibrio di una reazione chimica in fase gassosa?

	Una diminuzione di volume fa aumentare sia la velocità della reazione diretta sia quella della reazione inversa per cui la condizione di equilibrio viene raggiunta in minor tempo mentre la posizione dell'equilibrio si sposta nel verso della reazione che comporta un aumento del numero di moli.
	Una diminuzione di volume fa aumentare sia la velocità della reazione diretta sia quella della reazione inversa per cui la posizione dell'equilibrio non si sposta. L'unico effetto è che la condizione di equilibrio viene raggiunta in minor tempo.
	Una diminuzione di volume sposta la posizione dell'equilibrio a destra, cioè verso i prodotti, se la somma dei coefficienti stechiometrici dei prodotti è maggiore della somma dei coefficienti stechiometrici dei reagenti.
	Una diminuzione di volume sposta la posizione dell'equilibrio a destra, cioè verso i prodotti, se la somma dei coefficienti stechiometrici dei prodotti è minore della somma dei coefficienti stechiometrici dei reagenti.

4 [Alterazione dello stato di equilibrio] Mantenendo costante la temperatura, in quale dei seguenti equilibri un aumento della pressione (e/o una diminuzione del volume) determina un aumento della concentrazione dei prodotti?

	3 Fe (s) + 4 H2O (g) ⇄ Fe3O4 (s) + 4 H2 (g).
	CH4 (g) + 2 H2S (g) ⇄ 4 H2 (g) + CS2 (g).
	4 HCl (g) + O2 (g) ⇄ 2 H2O (g) + 2 Cl2
	Na2HPO4·12 H2O (s) ⇄ Na2HPO4·7 H2O (s) + 5 H2O (g).

5 [Catalizzatori positivi] Una reazione chimica ha raggiunto la sua posizione di equilibrio ad una certa temperatura. Che effetto produce l'aggiunta di un catalizzatore positivo?

	Diminuisce in eguale misura sia il valore della costante di equilibrio della reazione diretta sia quello della reazione inversa.
	Non produce alcun effetto macroscopico evidente.
	Aumenta inizialmente la velocità della reazione diretta per cui la posizione dell'equilibrio si sposta a destra, cioè verso i prodotti.
	Non produce alcun effetto.

6 [Reazioni reversibili non ancora in equilibrio] In una reazione chimica reversibile la velocità della reazione diretta è maggiore di quella della reazione inversa. Che cosa si può affermare di conseguenza?

	Che il quoziente di reazione è minore della costante di equilibrio.
	Che la concentrazione molare dei reagenti è maggiore di quella dei prodotti.
	Che il quoziente di reazione è maggiore della costante di equilibrio.
	Che le concentrazioni molari dei reagenti e dei prodotti sono quelle d'equilibrio per cui il quoziente di reazione non deve cambiare.

7 [Quoziente di reazione] Che cosa si può affermare con riferimento al quoziente di reazione di una certa reazione ad una data temperatura?

	Che se il quoziente di reazione è uguale a 1, la reazione è in equilibrio essendo uguali i prodotti delle concentrazioni molari dei reagenti e dei prodotti (ciascuna concentrazione elevata al rispettivo coefficiente stechiometrico).
	Che se il quoziente di reazione è maggiore della costante di equilibrio prevarrà la reazione diretta per aumentare la concentrazione dei prodotti.
	Che se il quoziente di reazione è maggiore della costante di equilibrio prevarrà la reazione inversa per aumentare la concentrazione dei reagenti.
	Che per una certa reazione, ad una data temperatura, esiste un solo valore del quoziente di reazione.

8 [Concentrazione molare di equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio: SO₂Cl₂ (g) ⇄ SO₂ (g) + Cl₂ (g). Alla temperatura di 1,00·10² °C, la costante di equilibrio K_c della reazione è uguale a 7,80·10^-2 mol L^-1. In queste condizioni le concentrazioni molari all’equilibrio di SO₂ e di SO₂Cl₂ sono rispettivamente: 7,20·10^-2 mol L^-1 e 1,36·10^-1 mol L^-1. Qual è la concentrazione molare di equilibrio del cloro [Cl₂]?

	[Cl2] = 1,36·10-1 mol L-1.
	[Cl2] = 1,00·10-1 mol L-1.
	[Cl2] = 7,20·10-2 mol L-1.
	[Cl2] = 1,47·10-1 mol L-1.

9 [Principio di Le Châtelier-Braun] Con riferimento al principio di Le Châtelier-Braun, individuare l'affermazione falsa.

	In una reazione di equilibrio, diminuendo la concentrazione molare dei reagenti e/o aumentando quella dei prodotti, la reazione si sposta a sinistra, cioè verso i reagenti.
	In una reazione di equilibrio che avviene con aumento del numero di moli, aumentando la pressione e/o diminuendo il volume, la reazione si sposta a destra, cioè verso i prodotti.
	In una reazione esotermica, diminuendo la temperatura, la costante di equilibrio aumenta e la reazione si sposta a destra, cioè verso i prodotti.
	In una reazione endotermica, aumentando la temperatura, la costante di equilibrio aumenta e la reazione si sposta a destra, cioè verso i prodotti.

10 [Reazioni chimiche quantitative] Di seguito sono riportate quattro differenti equazioni chimiche, con i valori delle rispettive costanti di equilibrio. Quale di queste equazioni si riferisce ad una reazione chimica quantitativa?

	2 NaHCO3 (s) ⇄ Na2CO3 (s) + H2O (g) + CO (g). [Kp = 0,81 atm2]
	NH3 (aq) + H2O (l) ⇄ NH41+(aq) + OH1- (aq). [Kc = 3,2·10-7]
	H3O1+ (aq) + OH1- (aq) ⇄ 2 H2O (l). [Kc = 3,1·1017]
	4 HCl (g) + O2 (g) ⇄ 2 Cl2 (g) + 2 H2O (g). [Kp = 3,5·10-3 atm-1]

11 [Costante di equilibrio] Che cosa si può affermare sapendo che il valore della costante di equilibrio K_c di una certa reazione in fase gassosa è uguale a 1,3·10²¹ mol² L^-2?

	Che all’equilibrio la concentrazione molare dei reagenti è molto minore della concentrazione molare dei prodotti, cioè l'equilibrio della reazione è molto spostato a destra.
	Che, all’equilibrio, la concentrazione molare dei prodotti è molto maggiore della concentrazione molare dei reagenti, cioè l'equilibrio della reazione è molto spostato a sinistra.
	Che, all’equilibrio, la concentrazione molare dei reagenti è molto maggiore della concentrazione molare dei prodotti, cioè l'equilibrio della reazione è molto spostato a sinistra.
	Che, all’equilibrio, i reagenti e i prodotti della reazione si consumano alla stessa velocità con la quale si riformano.

12 [Alterazione dello stato di equilibrio] Qual è l'effetto dell'aumento della concentrazione di un reagente sulla posizione dell'equilibrio di una reazione chimica?

	L'aggiunta di un reagente fa aumentare la velocità della reazione diretta rispetto a quella della reazione inversa, per cui l'equilibrio della reazione si sposta a sinistra cioè verso i reagenti.
	L'aggiunta di un reagente fa aumentare la velocità della reazione diretta rispetto a quella della reazione inversa, per cui l'equilibrio della reazione si sposta a destra cioè verso i prodotti.
	L'aggiunta di un reagente fa diminuire la velocità della reazione diretta rispetto a quella della reazione inversa, per cui l'equilibrio della reazione si sposta a sinistra cioè verso i reagenti.
	L'aggiunta di un reagente fa diminuire la velocità della reazione diretta rispetto a quella della reazione inversa, per cui l'equilibrio della reazione si sposta a destra cioè verso i prodotti.

13 [Soluzioni sature ed equilibrio di solubilità] Una certa quantità di cloruro di argento (AgCl) solido è in equilibrio con una sua soluzione satura a 25,0 °C, secondo l’equazione: AgCl (s) ⇄ Ag¹⁺ (aq) + Cl^1- (aq). Il valore del prodotto di solubilità K_ps è uguale a l,80·10^-10 mol² L^-2. Che cosa succede se si aggiungono alla soluzione ioni Cl^1- in quantità tale da portare la loro concentrazione a 1,00 M?

	La concentrazione molare degli ioni Ag1+ aumenterà notevolmente e, contemporaneamente, la posizione dell'equilibrio si sposterà a sinistra facendo precipitare AgCl solido.
	La concentrazione molare degli ioni Ag1+ diminuirà notevolmente, poiché la posizione dell'equilibrio si sposterà a sinistra facendo precipitare AgCl solido.
	La concentrazione molare degli ioni Ag1+ rimarrà uguale e la posizione dell'equilibrio non si sposterà né a sinistra né a destra.
	Anche la concentrazione molare degli ioni Ag1+ dovrà essere uguale a 1,00 M, per cui la posizione dell'equilibrio si sposterà a destra portando in soluzione altro AgCl solido

14 [Scelta delle condizioni per aumentare la resa di una reazione di equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio ad una certa temperatura: 3 O₂ (g) ⇄ 2 O₃ (g). Sapendo che ΔH = 1,42·10² kcal mol^-1 (di O₃) quali sono le migliori condizioni di temperatura e pressione per aumentare la concentrazione all’equilibrio di O₃?

	Alta temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è negativa.
	Alta temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è positiva.
	Bassa temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è negativa.
	Bassa temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è negativa.

15 [Costante di equilibrio] Di seguito sono riportati i valori della costante di equilibrio di tre differenti miscele di reazione gassose ad una certa temperatura. Quale di esse ha raggiunto l'equilibrio più velocemente?

	Kp = 1,06 atm2.
	Kp = 1,07·10-9 atm2.
	Kp = 1,03·1011 atm2.
	Non è possibile rispondere perché il tempo necessario per raggiungere l'equilibrio non dipende dal valore di Kp.

16 [Legge di azione di massa] Che cosa afferma la legge di azione di massa?

	Che all’equilibrio, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni molari delle sostanze formate ed il prodotto delle concentrazioni molari delle sostanze reagenti, ciascuna elevata ad un esponente pari all'ordine di reazione, è costante a temperatura costante.
	Che all’equilibrio, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni molari delle sostanze formate ed il prodotto delle concentrazioni molari delle sostanze reagenti, ciascuna elevata ad un esponente pari al coefficiente stechiometrico, è costante a temperatura costante.
	Che il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni iniziali delle sostanze formate ed il prodotto delle concentrazioni iniziali delle sostanze reagenti, ciascuna elevata ad un esponente pari al coefficiente stechiometrico, è uguale a una costante a temperatura costante.
	Che all’equilibrio, il rapporto tra il prodotto delle concentrazioni molari delle sostanze reagenti ed il prodotto delle concentrazioni molari delle sostanze formate, ciascuna elevata ad un esponente pari al coefficiente stechiometrico, è costante a temperatura costante.

17 [Equilibri fisici] Un bicchiere contenente 50,0 ml di acqua distillata viene lasciato su un tavolo vicino a una finestra aperta durante l’estate. Dopo un giorno si osserva che l’acqua è tutta evaporata. Perché è avvenuto?

	La temperatura nella stanza è maggiore della temperatura dell'acqua nel bicchiere.
	La pressione dell'aria nella stanza non è necessariamente uguale ad una atmosfera.
	Si è verificato un passaggio di stato (da liquido a vapore) che, essendo un fenomeno fisico e non una reazione, non ubbidisce alle leggi dell'equilibrio chimico.
	Il sistema non è chiuso, il vapore viene continuamente allontanato dal bicchiere e quindi non si raggiunge l'equilibrio di fase.

18 [Spostamento della posizione di equilibrio] L’allontanamento di un prodotto di reazione da un sistema in equilibrio, sposta a destra la posizione dell'equilibrio. Perché?

	Perché l’allontanamento di un prodotto di reazione, comportando inizialmente una diminuzione di pressione, sposta la posizione dell'equilibrio nel verso della reazione che comporta un aumento del numero di moli.
	Perché la diminuzione della concentrazione molare di un prodotto di reazione comporta, inizialmente, un aumento del numeratore della costante di equilibrio per cui l'equilibrio può essere ristabilito solo con un aumento del denominatore.
	Perché la diminuzione della concentrazione molare di un prodotto di reazione rende, inizialmente, la velocità della reazione inversa minore di quella della reazione diretta, fino al raggiungimento della nuova condizione di equilibrio.
	Perché l’allontanamento di un prodotto di reazione, comportando inizialmente un aumento di volume, sposta la posizione dell'equilibrio nel verso della reazione che comporta un aumento del numero di moli.

19 [Pressioni parziali] In un recipiente di reazione sono stati introdotti azoto molecolare (N₂) e ossigeno molecolare (O₂) entrambi alla pressione di 2,63 atm. Alla temperatura di 2,40·10³ °C si è stabilito il seguente equilibrio: N₂ (g) + O₂ (g)> ⇄ 2 NO (g). Il valore di K_p è uguale a 3,46·10^-3. Quali sono le pressioni parziali di tutte le specie chimiche presenti nella miscela di reazione a quella data temperatura?

	PNO = 1,50·10-1 atm; PN2 = 2,55 atm; PO2 = 2,55 atm.
	PNO = 2,92·10-1 atm; PN2 = 2,84 atm; PO2 = 2,84 atm.
	PNO = 6,38 atm; PN2 = 9,11·10-1 atm; PO2 = 9,11·10-1 atm.
	PNO = 7,88 atm; PN2 = 1,60·10-1 atm; PO2 = 1,60·10-1 atm.

20 [Costante di equilibrio] Una miscela gassosa è in equilibrio ad una certa temperatura. Cosa occorre fare per ottenere un diverso valore della costante di equilibrio?

	Modificare le concentrazioni molari di reagenti e/o prodotti e aggiungere un catalizzatore.
	Aggiungere o allontanare dal recipiente di reazione reagenti e/o prodotti.
	Modificare: o la pressione, o il volume, o la temperatura, o le concentrazioni molari di reagenti e prodotti.
	Modificare la temperatura.

Quiz n. 2

Punto aggiunto per ogni risposta corretta:
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1 [Costante di equilibrio] Che effetti ha un aumento di temperatura sul valore della costante di equilibrio?

	Fa aumentare il valore della costante di equilibrio se la reazione è esotermica, lo fa diminuire se la reazione è endotermica.
	Fa aumentare il valore della costante di equilibrio sia nel caso di una reazioni esotermica sia nel caso di una reazione endotermica.
	Fa aumentare il valore della costante di equilibrio se la reazione è endotermica, lo fa diminuire se la reazione è esotermica.
	Non ha nessun effetto, il valore resta appunto costante.

2 [Principio di Le Châtelier-Braun] Il principio di Le Châtelier-Braun si può applicare anche agli equilibri fisici. Consideriamo un sistema chiuso costituito da un liquido in equilibrio col suo vapore: liquido ⇄ vapore. Che cosa si può affermare sicuramente?

	Che, se abbassiamo la temperatura, l'equilibrio si sposta a destra e parte del liquido evapora.
	Che, se aumentiamo la pressione all’interno, l'equilibrio si sposta a destra e parte del liquido evapora.
	Che, se aumentiamo il volume del contenitore, l'equilibrio si sposta a destra e parte del liquido evapora.
	Che, se aumentiamo la temperatura, l'equilibrio non si sposta ma viene raggiunto solo più rapidamente.

3 [Spostamento della posizione di equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio a temperatura costante: 2 CO (g) + O₂ (g) ⇄ 2 CO₂ (g). Che effetti produce l'aggiunta di ossigeno ed un aumento di pressione?

	L'aggiunta di ossigeno sposta l'equilibrio verso destra, l'aumento di pressione verso sinistra.
	Spostano entrambi l'equilibrio verso sinistra.
	L'aggiunta di ossigeno sposta l'equilibrio verso sinistra, l'aumento di pressione verso destra.
	Spostano entrambi l'equilibrio verso destra.

4 [Catalizzatori] Che effetto si produce aggiungendo un catalizzatore ad un sistema gassoso in equilibrio?

	L'equilibrio si sposta verso destra se il catalizzatore favorisce la reazione diretta, verso sinistra se favorisce quella inversa. L'opposto accade se il catalizzatore è negativo (inibitore).
	Aumenta il valore delle costanti Kc e Kp se il catalizzatore è positivo, lo diminuisce se è negativo (inibitore).
	L'equilibrio non viene alterato: rimangono uguali sia le concentrazioni che le costanti Kc e Kp.
	L'equilibrio si sposta verso destra se il catalizzatore è positivo, verso sinistra se è negativo (inibitore).

5 [Stato di equilibrio] Quando si può dire che una reazione chimica in fase gassosa ha raggiunto lo stato di equilibrio?

	Quando il prodotto delle pressioni parziali dei prodotti della reazione è uguale al prodotto delle pressioni parziali dei reagenti, ciascuna concentrazione elevata al rispettivo coefficiente stechiometrico.
	Quando si arrestano sia la reazione diretta, che trasforma i reagenti in prodotti, sia quella inversa, che riforma i reagenti.
	Quando la velocità della reazione diretta che trasforma i reagenti in prodotti è uguale alla velocità della reazione inversa che riforma i reagenti.
	Quando il prodotto delle concentrazioni molari dei prodotti della reazione è uguale al prodotto delle concentrazioni molari dei reagenti, ciascuna concentrazione elevata al rispettivo coefficiente stechiometrico.

6 [Reazioni chimiche quantitative] Che cosa significa dire che una reazione chimica è quantitativa?

	Che la somma delle masse dei reagenti è quantitativamente uguale alla somma delle masse dei prodotti.
	Che la reazione avviene tra quantità in massa dei reagenti che non sono casuali ma stanno tra loro in un rapporto definito e costante.
	Che, noto il valore della costante ad una certa temperatura, è possibile calcolare le quantità di tutte le specie chimiche presenti all’equilibrio.
	Che, in pratica, la reazione procede unicamente da sinistra verso destra trasformando completamente i reagenti in prodotti.

7 [Caratteristiche dello stato di equilibrio] Un sistema in equilibrio chimico è caratterizzato dall'essere invariante nel tempo. Che cosa significa esattamente?

	Che lo stato di equilibrio è raggiunto spontaneamente ed indifferentemente a partire da uno qualsiasi degli stati coesistenti.
	Che in un sistema in equilibrio, per un certo numero di molecole che passa da uno degli stati all'altro, c’è un numero uguale di molecole che passa dall'altro stato al precedente. C’è cioè eguaglianza tra velocità di trasformazioni opposte.
	Che il sistema reagisce per raggiungere una nuova condizione se una perturbazione esterna al sistema ne modifica uno o più fattori che determinano lo stato di equilibrio.
	Che il sistema mantiene costante nel tempo le sue proprietà, a meno che non si modifichino uno o più fattori del sistema che ne determinano lo stato di equilibrio.

8 [Equilibri e costanti di equilibrio in reazioni eterogenee] Con riferimento alla reazione di decomposizione termica del carbonato di calcio, CaCO₃ (s), in un contenitore chiuso, rappresentata dalla seguente equazione: CaCO₃ (s) ⇄ CaO (s) + CO₂ (g), individuare l'affermazione falsa. [ΔH = 172,0 kcal mol^-1 (di CaCO₃)]

	Un aumento della massa di CaCO3 (s), provoca lo spostamento della posizione dell'equilibrio a destra, cioè verso i prodotti.
	Sia il valore della costante di equilibrio Kp sia quello della costante Kc aumentano all’aumentare della temperatura.
	L'espressione matematica della costante di equilibrio in funzione delle pressioni parziali è Kp = PCO2 , mentre è Kc = [CO2] se espressa in funzione delle concentrazioni molari.
	La pressione parziale di CO2 (g) aumenta all’aumentare della temperatura.

9 [Alterazione dello stato di equilibrio] Che cosa si può affermare con riferimento all'effetto di una variazione di temperatura in una miscela di reazione gassosa in equilibrio?

	Che un aumento di temperatura sposta l'equilibrio nella direzione corrispondente alla reazione esotermica.
	Che una diminuzione di temperatura sposta l'equilibrio nella direzione corrispondente alla reazione
	Che l’effetto della temperatura sull'equilibrio è legato alla variazione di entalpia della reazione.
	Che l’effetto della temperatura sull'equilibrio è legato alla variazione del numero di moli che si verifica nel corso della reazione.

10 [Scelta delle condizioni per spostare la posizione dell'equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio ad una certa temperatura: CO (g) + 3 H₂ (g) ⇄ CH₄ (g) + H₂O (g). Sapendo che ΔH = -2,06·10⁵ J mol^-1 (di CH₄), quali sono le migliori condizioni di temperatura e pressione per aumentare la concentrazione all’equilibrio di H₂?

	Bassa temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è positiva.
	Bassa temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è negativa.
	Alta temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è positiva.
	Alta temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è negativa.

11 [Costante di equilibrio in funzione delle pressioni parziali] Alla temperatura di 1,23·10³ °C, il solfato di alluminio si decompone secondo il seguente equilibrio: Al₂(SO₄)₃ (s) ⇄ Al₂O₃ (s) + 3 SO₃ (g); in queste condizioni il valore di K_c è uguale a 1,10·10^-7 mol³ L^-3. Qual è il valore di K_p alla stessa temperatura? [R = 8,210·10^-2 atm dm³ mol^-1 K^-1; T₀ = 273,15 K]

	Kp = 2,07·10-1 atm3.
	Kp = 5,33·10-2 atm3.
	Kp = 6,71·10-4 atm3.
	Kp = 5,85·10-14 atm3.

12 [Costante di equilibrio] Come cambia il valore della costante di equilibrio al variare della temperatura del sistema di reazione?

	Resta uguale poiché non dipende dal valore della temperatura.
	Aumenta se aumenta la temperatura e la reazione diretta è esotermica.
	Aumenta se aumenta la temperatura e la reazione diretta è endotermica.
	Aumenta se aumenta la temperatura, diminuisce la temperatura diminuisce.

13 [Pressioni parziali] In un recipiente di reazione è stato introdotto acido iodidrico (HI) gassoso alla pressione di 8,20 atm e si è stabilito il seguente equilibrio: 2 HI (g) ⇄ H₂ (g) + I₂ (g). Ad una certa temperatura il valore di K_p è uguale a 2,04·10^-2. Quali sono le pressioni parziali di tutte le specie chimiche presenti nella miscela di reazione a quella data temperatura?

	PHI = 5,40·10-1 atm; PH2 = 3,83 atm; PI2 = 3,83 atm.
	PHI = 1,50·10-1 atm; PH2 = 2,55 atm; PI2 = 2,55 atm.
	PHI = 7,88 atm; PH2 = 1,60·10-1 atm; PI2 = 1,60·10-1 atm.
	PHI = 6,38 atm; PH2 = 9,11·10-1 atm; PI2 = 9,11·10-1 atm.

14 [Alterazione dello stato di equilibrio] Una reazione chimica ha raggiunto la sua condizione di equilibrio ad una certa temperatura. Che cosa accade se si modifica solo la concentrazione di una sola delle specie chimiche presenti all’equilibrio?

	Se la posizione dell'equilibrio si sposta a sinistra il valore della costante di equilibrio aumenta, se la posizione dell'equilibrio si sposta a destra il valore della costante di equilibrio diminuisce.
	Se la posizione dell'equilibrio si sposta a sinistra a costante di equilibrio diminuisce, se la posizione dell'equilibrio si sposta a destra la costante di equilibrio aumenta.
	La posizione dell'equilibrio si sposta a sinistra o a destra, mentre la costante di equilibrio rimane uguale.
	La posizione dell'equilibrio non si sposta, mentre aumenta o diminuisce il valore della costante di equilibrio.

15 [Equilibri e costanti di equilibrio in reazioni eterogenee] Sul fondo di un contenitore sono presenti 10,0 g di AgCl (s) in equilibrio con 2,00·10^-1 dm³ di soluzione acquosa di AgCl ad una certa temperatura. Che cosa accade se si aggiungono altri 10,0 g di AgCl solido?

	La concentrazione molare di AgCl in soluzione aumenta in misura da calcolare, mentre la massa del corpo di fondo, AgCl (s), rimane uguale a 10,0 g.
	Aumentano, in misura entrambe da calcolare, sia la concentrazione molare di AgCl in soluzione sia la massa del corpo di fondo, AgCl (s).
	La concentrazione molare di AgCl in soluzione non varia mentre la massa del corpo di fondo, AgCl (s), diventa uguale a 20,0 g.
	Dei 10,0 g di AgCl solido aggiunti, 5,0 g vanno ad aumentare la massa del corpo di fondo, AgCl (s), gli altri 5,0 g vanno ad aumentare la concentrazione molare degli ioni Ag1+ (aq) e Cl1- (aq).

16 [Stato di equilibrio] Quando si può affermare che una reazione chimica in fase omogenea ha raggiunto lo stato di equilibrio?

	Quando la somma delle concentrazioni molari dei prodotti è uguale alla somma delle concentrazioni molari dei reagenti, ciascuna concentrazione elevata al rispettivo coefficiente stechiometrico.
	Quando la somma delle masse molari dei prodotti è uguale alla somma delle masse molari dei reagenti, ciascuna massa moltiplicata per il rispettivo coefficiente stechiometrico.
	Quando la reazione non procede più né in un senso né nel senso opposto essendo diventate nulle sia la velocità diretta che quella inversa.
	Quando ad un certo numero di particelle dei reagenti che si combinano per formare i prodotti, corrisponde un uguale numero di particelle dei prodotti che reagiscono per riformare i reagenti.

17 [Quoziente di reazione] La reazione di equilibrio: PCl₅ (g) ⇄ PCl₃ (g) + Cl₂ (g) ha K_c = 4,16·10^-2 alla temperatura di 2,50·10² °C. In un recipiente di reazione vengono immessi 3,00·10^-2 mol di PCl₅, 4,50·10^-2 mol di PCl₃ e 3,50·10^-2 mol di Cl₂. Qual è il quoziente di reazione Q_c e in che direzione procederà la reazione per raggiungere l'equilibrio?

	Qc = 5,25·10-2 e la reazione procederà verso sinistra.
	Qc = 19,0 e la reazione procederà verso destra.
	Qc = 5,25 10-2 e la reazione procederà verso destra.
	Qc = 19,0 e la reazione procederà verso sinistra.

18 [Cinetica dell’equilibrio] Si misurano, alla stessa temperatura, le costanti di equilibrio K_c di tre diverse reazioni chimiche. Per la prima reazione: K_c = 2,3·10⁴ mol L^-1, per la seconda: K_c = 1,4·10^-7 mol L^-1 mentre per la terza: K_c = 4,7 mol² L^-2. Che cosa si può prevedere, per quanto riguarda la velocità delle tre reazioni?

	Non si può fare alcuna previsione, nemmeno qualitativa, poiché la velocità di reazione non dipende dal valore della costante di equilibrio.
	Che la prima reazione è la più veloce perché ha il valore più alto della costante di equilibrio Kc.
	Che la terza reazione è la più veloce perché le dimensioni della costante di equilibrio Kc sono al quadrato.
	Che la seconda reazione è la più veloce perché ha il valore più basso della costante di equilibrio Kc.

19 [Principio di Le Châtelier-Braun] Con riferimento al principio di Le Châtelier-Braun, individuare l'affermazione falsa.

	Perturbare un sistema chimico in equilibrio significa applicare una qualsiasi variazione in grado di rendere temporaneamente il quoziente di reazione diverso dalla costante di equilibrio.
	Poiché il volume è inversamente proporzionale alla pressione, diminuire il volume di una miscela gassosa in equilibrio ha lo stesso effetto di un aumento di pressione e viceversa.
	In un sistema in equilibrio, la variazione della concentrazione di un reagente comporta la variazione della concentrazione dei prodotti ed un nuovo valore della costante di equilibrio.
	Ogni sistema all’equilibrio reagisce a una perturbazione esterna mediante uno spostamento dell’equilibrio che si oppone alla perturbazione stessa.

20 [Alterazione dello stato di equilibrio] Mantenendo costante la temperatura, in quale dei seguenti equilibri una diminuzione della pressione (e/o un aumento del volume) determina un aumento della concentrazione dei prodotti?

	CO2 (g) + 4 H2 (g) ⇄ CH4 (g) + 2 H2O (g).
	CH4 (g) + 2 H2S (g) ⇄ 4 H2 (g) + CS2 (g).
	SO2 (g) + NO2 (g) ⇄ SO3 (g) + NO (g).
	4 HCl (g) + O2 (g) ⇄ 2 H2O (g) + 2 Cl2 (g).

Quiz n. 3

Punto aggiunto per ogni risposta corretta:
Punti sottratti per ogni risposta non corretta:
Ignora i coefficienti di domanda:

1 [Costante di equilibrio] Che cosa si può affermare con riferimento al valore della costante di equilibrio di una certa reazione in fase gassosa?

	Che è indipendente dalla concentrazione iniziale dei reagenti e dei prodotti.
	Che dipende dalla concentrazione iniziale dei reagenti e dei prodotti.
	Che è sempre costante.
	Che dipende dalla concentrazione iniziale dei reagenti e dei prodotti solo per miscele di gas ideali.

2 [Quoziente di reazione] Che cosa si può affermare con riferimento a una reazione reversibile per la quale il quoziente di reazione è minore della costante di equilibrio?

	Che la reazione è in condizioni di equilibrio.
	Che la reazione procederà spontaneamente verso sinistra.
	Che per far procedere la reazione occorrerà aggiungere un catalizzatore.
	Che la reazione procederà spontaneamente verso destra.

3 [Interazioni intermolecolari soluto-solvente] Quali interazioni intermolecolari fra particelle di soluto e solvente sono alla base dei meccanismi di solubilizzazione del cloruro di potassio (KCl) e dell’alcool metilico (CH₃OH) in acqua?

	Ione-dipolo per il cloruro di potassio e dipolo istantaneo-dipolo istantaneo per l'alcool metilico.
	Dipolo-dipolo per il cloruro di potassio e ione-dipolo per l'alcool metilico.
	Dipolo-dipolo per il cloruro di potassio e dipolo-dipolo per l'alcool metilico.
	Ione-dipolo per il cloruro di potassio e legame ad idrogeno per l'alcool metilico.

4 [Catalisi] Perché l'aggiunta di un catalizzatore non influisce sulla posizione dell'equilibrio?

	Perché un catalizzatore non prende parte né alla reazione diretta né a quella inversa.
	Perché un catalizzatore non modifica il profilo energetico di una reazione di equilibrio.
	Perché un catalizzatore aumenta (o diminuisce) in eguale misura sia la concentrazione molare dei reagenti sia quella dei prodotti.
	Perché un catalizzatore aumenta (o diminuisce) in eguale misura sia la velocità della reazione diretta sia la velocità di quella inversa.

5 [Catalizzatori positivi] Che effetto produce l'aggiunta di un catalizzatore positivo ad una reazione di equilibrio?

	Diminuisce in eguale misura sia il valore della costante di equilibrio della reazione diretta sia quello della reazione inversa.
	Aumenta in eguale misura sia il valore della costante di equilibrio della reazione diretta sia quello della reazione inversa.
	Non produce alcun effetto.
	Abbassa in eguale misura sia il valore dell'energia di attivazione della reazione diretta sia quello della reazione inversa.

6 [Scelta delle condizioni per spostare la posizione dell'equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio ad una certa temperatura: C (s) + H₂O (g) ⇄ CO (g) + H₂ (g). Sapendo che ΔH = 31,4 kcal mol^-1 (di CO), quali sono le migliori condizioni di temperatura e pressione per aumentare la concentrazione all’equilibrio di H₂?

	Bassa temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è positiva.
	Bassa temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è negativa.
	Alta temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è positiva.
	Alta temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è negativa.

7 [Scelta delle condizioni per spostare la posizione dell'equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio ad una certa temperatura: 2 SO₂ (g) + O₂ (g) ⇄ 2 SO₃ (g). Sapendo che ΔH = -2,35·10⁴ cal mol^-1 (di SO₃), quali sono le migliori condizioni di temperatura e pressione per aumentare la concentrazione all’equilibrio di SO₃?

	Alta temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è negativa.
	Alta temperatura e bassa pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è positiva.
	Bassa temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è esotermica e la variazione del numero di moli è negativa.
	Bassa temperatura e alta pressione, poiché la reazione diretta è endotermica e la variazione del numero di moli è positiva.

8 [Quoziente di reazione] Con riferimento al quoziente di reazione, di una certa reazione ad una data temperatura, individuare l'affermazione falsa?

	L'espressione che definisce il quoziente di reazione è del tutto identica a quella della costante di equilibrio, con la differenza che le concentrazioni che vi compaiono non sono quelle di equilibrio.
	Se il quoziente di reazione è uguale alla costante di equilibrio, la velocità della reazione diretta è uguale a quella della reazione inversa.
	La determinazione del quoziente di reazione è utile per prevedere in quale direzione procederà una certa reazione.
	Se il quoziente di reazione è minore della costante di equilibrio prevarrà la reazione inversa per aumentare la concentrazione dei reagenti.

9 [Stato di equilibrio] Che cosa accade di particolare quando una reazione chimica raggiunge l'equilibrio?

	Che l'energia di attivazione della reazione diretta diventa uguale all'energia di attivazione della reazione inversa.
	Che la costante di equilibrio della reazione si annulla.
	Che la costante di velocità della reazione diretta diventa uguale alla costante di velocità della reazione inversa.
	Che i reagenti e i prodotti della reazione si consumano alla stessa velocità con la quale si riformano.

10 [Costante di equilibrio] Che cosa si può affermare sapendo che il valore della costante di equilibrio di una certa reazione in fase liquida è molto minore di uno?

	Che, all’equilibrio, i reagenti e i prodotti della reazione si consumano alla stessa velocità con la quale si riformano.
	Che, all’equilibrio, la velocità della reazione diretta, che trasforma i reagenti in prodotti, è molto minore della velocità della reazione inversa che riforma i reagenti dai prodotti.
	Che, all’equilibrio, la concentrazione molare dei reagenti è molto minore della concentrazione molare dei prodotti, cioè l'equilibrio della reazione è molto spostato a destra.
	Che all’equilibrio la concentrazione molare dei reagenti è molto maggiore della concentrazione molare dei prodotti, cioè l'equilibrio della reazione è molto spostato a sinistra.

11 [Variazione di entalpia] Per la reazione di equilibrio : N₂O₄ (g) ⇄ 2 NO₂ (g) sono stati determinati sperimentalmente due differenti valori della costante di equilibrio K_c a due differenti temperature. Alla temperatura di 25,0 °C, K_c = 4,60·10^-3 mol L^-1 mentre, alla temperatura di 1,00·10² °C, K_c = 2,13·10^-1 mol L^-1. Sulla base di questi dati è possibile prevedere se la variazione di entalpia (ΔH) della reazione è maggiore, minore o uguale a zero?

	Sì, è minore di zero per cui la reazione diretta è esotermica.
	No, è necessario determinarlo sperimentalmente.
	Sì, è maggiore di zero per cui la reazione diretta è endotermica.
	Sì, è uguale a zero per cui la reazione diretta, e quella inversa, sono entrambe termoneutrali.

12 [Alterazione dello stato di equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio a temperatura costante: 2 SO₃ (g) ⇄ 2 SO₂ (g) + O₂ (g). Che effetti produce l'aggiunta di ossigeno ed un aumento di pressione?

	L'aggiunta di ossigeno sposta l'equilibrio verso destra, l'aumento di pressione verso sinistra.
	L'aggiunta di ossigeno sposta l'equilibrio verso sinistra, l'aumento di pressione verso destra.
	Spostano entrambi l'equilibrio verso sinistra.
	Spostano entrambi l'equilibrio verso destra.

13 [Alterazione dello stato di equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio ad una certa temperatura: 4 HCl (g) + O₂ (g) ⇄ 2 H₂O(g) + 2 Cl₂ (g). In che modo si può alterare l'equilibrio per aumentare la produzione di Cl₂?

	Diminuendo la pressione e diminuendo la concentrazione di H2O.
	Aumentando la pressione e diminuendo la concentrazione di H2O.
	Aumentando il volume ed aumentando la concentrazione di O2.
	Aumentando la pressione e aumentando la temperatura.

14 [Costante di equilibrio] Che cosa si può affermare con riferimento al valore della costante di equilibrio di una certa reazione in fase gassosa?

	Che aumenta se aumenta la concentrazione molare di uno dei prodotti.
	Che è sempre costante, indipendentemente dai valori di temperatura, pressione e concentrazioni molari.
	Che aumenta se aumenta la concentrazione molare di uno dei reagenti.
	Che cambia se cambia la temperatura.

15 [Equilibri chimici] Con riferimento agli equilibri chimici, individuare l'affermazione falsa.

	L'equilibrio chimico è uno stato di equilibrio dinamico in cui la velocità di formazione dei prodotti è uguale alla loro velocità di decomposizione nei reagenti
	Quando all’equilibrio si hanno sia fasi gassose che fasi condensate, nell'espressione matematica della legge di azione di massa non compaiono le concentrazioni e le pressioni delle fasi condensate poiché esse hanno un'influenza costante sull'equilibrio della reazione.
	Se un'equazione chimica può essere bilanciata correttamente usando come coefficienti stechiometrici sia numeri interi che numeri frazionari, il valore della costante di equilibrio (Kp e Kc) è diverso a seconda se I'equazione di reazione è stata scritta usando coefficienti stechiometrici interi o frazionari.
	Quando si verifica una variazione di uno dei fattori che influenzano un equilibrio, il sistema reagisce e tende ad opporsi alla perturbazione raggiungendo un nuovo equilibrio a cui compete sempre lo stesso valore della costante di equilibrio (Kp e Kc) che il sistema aveva in precedenza.

16 [Alterazione dello stato di equilibrio] Che cosa si può affermare con riferimento all'effetto di una variazione di pressione, a temperatura costante, in una miscela di reazione gassosa in equilibrio?

	Che la presenza di specie gassose non è sufficiente essendo necessario anche che ci sia una differenza nella somma dei coefficienti stechiometrici tra i reagenti e i prodotti.
	Una variazione di pressione perturba un equilibrio poiché è in grado di modificare il valore della costante di pressione Kp.
	Se si aumenta la pressione l'equilibrio si sposta dalla parte in cui la reazione avviene con aumento di volume.
	Se si diminuisce la pressione l'equilibrio si sposta dalla parte in cui la reazione avviene con diminuzione di volume.

17 [Costante di equilibrio] Come cambia il valore della costante di equilibrio al variare della temperatura del sistema di reazione?

	Diminuisce se aumenta la temperatura e la reazione diretta è endotermica.
	Aumenta se aumenta la temperatura e la reazione diretta è esotermica.
	Diminuisce se diminuisce la temperatura e la reazione diretta è endotermica.
	Diminuisce se diminuisce la temperatura e la reazione inversa è endotermica.

18 [Concentrazioni molari di equilibrio] Si consideri il seguente sistema in equilibrio: 2 NO (g) + O₂ (g) ⇄ 2 NO₂ (g). Alla temperatura di 1,00·10³ K, la costante di equilibrio K_c della reazione è uguale a 1,00·10^-1 (mol L^-1)^-1. Ammettendo che in certe condizioni le concentrazioni molari all’equilibrio di NO e di NO₂ siano uguali, qual è la concentrazione molare di equilibrio dell'ossigeno O₂?

	[O2] = 1,00 mol L-1.
	[O2] = 10,0 mol L-1.
	[O2] = 1,00·102 mol L-1.
	[O2] = 1,00·10-1 mol L-1.

19 [Principio di Le Châtelier-Braun] Con riferimento al principio di Le Châtelier-Braun, individuare l'affermazione falsa.

	In una reazione di equilibrio, aumentando la concentrazione molare dei reagenti e/o diminuendo quella dei prodotti, la reazione si sposta a destra, cioè verso i prodotti.
	In una reazione endotermica, diminuendo la temperatura, la costante di equilibrio diminuisce e la reazione si sposta a sinistra, cioè verso i reagenti.
	In una reazione esotermica, aumentando la temperatura, la costante di equilibrio aumenta e la reazione si sposta a destra, cioè verso i prodotti.
	In una reazione di equilibrio che avviene con diminuzione del numero di moli, diminuendo la pressione e/o aumentando il volume, la reazione si sposta a sinistra, cioè verso i reagenti.

20 [Relazione tra K_c e K_p] Il bicarbonato di sodio, alla temperatura di 1,50·10² °C, si decompone secondo il seguente equilibrio: 2 NaHCO₃ (s) ⇄ Na₂CO₃ (s) + CO₂ (g) + H₂O (g); in queste condizioni il valore di K_p è uguale a 8,10·10^-1 atm². Qual è il valore di K_c alla stessa temperatura? [R = 8,210·10^-2 atm dm³ mol^-1 K^-1; T₀ = 273,15 K]

	Kc = 9,78·102 mol2 L-2.
	Kc = 2,33·10-2 mol2 L-2.
	Kc = 6,71·10-4 mol2 L-2.
	Kc = 2,07·10-1 mol2 L-2.

Risorse

• Equilibri chimici
• Costante di equilibrio
• Principio di Le Chatelier

Quiz di chimica generale ed inorganica

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Bibliografia

• Peter William Atkins, Loretta Jones, Leroy Laverman, Fondamenti di chimica generale, Bologna, Zanichelli, 2018, ISBN 97-888-0867-012-0.

Collegamenti esterni

• Rodomontano, Chimica generale, rodomontano.altervista.org. URL consultato il 4 gennaio 2020.

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