22 02 16 consol

Page 1

POLITECNICO DI MILANO ING. ENG-AER-MEC. Corso di Fondamenti di Chimica Esame- 22 Febbraio 2016. Compito A Esercizio 1. (3 punti) L’urea CO(NH2)2 si prepara dalla reazione: CO 2(g)+2NH3(g) ⇔ CO(NH2)2(s)+H2O(l). Determinare il ΔG° della reazione a 80°C e ad 1 atm. (ΔH°f [CO(NH2)2]=-333.5 kJ/mol; Δ G°f [CO(NH2)2]=- 197.3 kJ/mol). Risp: La reazione di formazione dell’urea è C(s)+1/2 O2(g)+N2(g) +2H2(g)= CO(NH2)2 ΔS0f=(-333.5+197.3)/298=0.457 kJ/molK. Da questo valore per differenza posso ricavare il S0(CO(NH2)2)=560.9-457=105.1 J/molK Quindi ΔGrea(353K)= -134.02-[353(-0.425)]=16.1 kJ Esercizio 2 (4 punti). Si vuole fondere 1.00 kg di ghiaccio (a 0°C, naturalmente) ponendolo in una pentola e scaldandolo tramite un fornello alimentato da una bombola di metano. Sapendo che ΔfH°(H2O, s) = -291.8 kJ/mol e che l’efficienza del sistema è del 70%, di quale massa sarà più leggera la bombola, al termine del processo? Considerare i ΔH° costanti con la temperatura e assumere gassosa l’acqua che si libera dalla combustione. Risp: ΔfusH° (H2O) -285.9 – (-291.8) = 5.90 kJ/mol MM (H2O) 16.0 + 2*1.01 = 18.0 g/mol mol (H2O) 1˙000 / 18.0 = 55.6 mol qrichiesto 55.6 * 5.90 = 328 kJ qfornello 328 / 0.70 = 469 kJ CH4 (g) + 2 O2 (g)  CO2 (g) + 2 H2O (g) ΔcH (CH4) -393.5 + 2*(-241.8) – (-74.8) = -802 kJ/mol mol (CH4) 469 / |-802| = 0.585 mol MM (CH4) 12.0 + 4*1.01 = 16.0 g/mol m (CH4) 16.0 * 0.585 = 9,36 g Esercizio 3 (3 punti). Come aumentereste la velocità di una reazione esotermica senza abbassarne il rendimento, ovvero senza diminuire la conversione dei reagenti nei prodotti? Motivare la risposta anche con un’appropriata rappresentazione grafica. Risp: Aggiunta di un catalizzatore che abbassa l’energia di attivazione Esercizio 4 (4 punti). Calcolare la forza elettromotrice della pila…