Transcript 12. Energi – drivkraften bakom allt

Uppgifter
12. Energi – drivkraften bakom allt
12.1. Ange ett svenskt ord som är synonymt med
termen entalpi.
12.2. Har reaktanterna (de reagerande ämnena) eller reaktionsprodukterna störst entalpi vid en exoterm reaktion?
12.3. Vilket tecken har ∆H för en exoterm reaktion?
12.4. a) Vilken process avses med formeln
H2O(l) ® H2O(s)?
b) Är processen exoterm eller endoterm?
12.5. För flytande hexan, C6H14(l), är förbränningsvärmet 48,3 kJ/g. Beräkna ∆H för reaktionen
C6H14(l) + 9½O2(g) ® 6CO2(g) + 7H2O(g)
12.6. Vad menas med ett ämnes bildningsentalpi?
12.7. Vilket samband gäller i allmänhet mellan ett
ämnes bildningsentalpi och dess stabilitet?
12.8. Bildningsentalpin för blyazid, Pb(N3)2(s) är
+480 kJ/mol och för blynitrat, Pb(NO3)2,
–450 kJ/mol. Vilken av föreningarna kan förväntas
vara stabilast? Motivera svaret.
12.9. Ange om följande reaktioner är exoterma eller endoterma:
a) Utspädning av konc. svavelsyra med vatten.
b) Sönderdelning av ammoniumklorid i ammoniakgas och vätekloridgas genom upphettning av saltet.
c) Bildning av glukos genom växternas fotosyntes.
12.10. Kommer temperaturen i ett värmeisolerat
kärl (t.ex. en termos) att stiga eller sjunka när den
undersökta reaktionen är endoterm?
12.11 – 12.13. Uppgifterna handlar om följande
reaktioner:
I. K(s) + ½Br2(l) ® KBr(s)
∆H1= –393 kJ
II. K(s) + ½Br2(g) ® KBr(s) ∆H2 = –415 kJ
12.11. Vilket av följande påståenden om reaktion I
är felaktigt?
a) Produkten KBr(s) har mindre entalpi än reaktanterna.
b) Om reaktionen får ske i en termiskt isolerad
behållare kommer behållarens temperatur att stiga.
c) Reaktanternas sammanlagda energi är mindre än
produktens.
© Liber AB. Denna sida får kopieras.
d) För varje mol KBr(s) som bildas, frigörs värmemängden 393 kJ.
e) Reaktionen är exoterm.
12.12*. Vilket av följande påståenden är korrekt?
Entalpidifferensen (∆H1 – ∆H2) kJ = +22 kJ
a) avser den värmemängd som avges när två mol
KBr(s) bildas av grundämnena.
b) avser den värmemängd som erfordras för att förgasa 0,5 mol flytande brom, Br2(l).
c) avser den värmemängd som erfordras för att
smälta en mol KBr(s).
d) beror troligen på mätfel.
12.13. Hur stor värmemängd frigörs när 35,7 g
KBr(s) bildas enligt reaktion II?
12.14*. Vid ett försök löste man 0,010 mol konc.
svavelsyra i 100 cm3 vatten i ett värmeisolerat kärl.
Från början hade svavelsyran och vattnet samma
temperatur.
Vid blandningen steg temperaturen 1,6 K. Lösningens specifika värmekapacitet är 4,2 J · g–1 · K–1.
a) Hur stor värmemängd avges när 0,010 mol konc.
svavelsyra löses i 100 cm3 vatten?
b) Hur stor värmemängd avges när 1,00 mol konc.
svavelsyra löses i 10,0 dm3 vatten (dvs. koncentrationen blir densamma som i a)?
c) Ange entalpiändringen, ∆H, för reaktionen i b.
12.15*. Tetrafosfordekaoxid , P4O10, kan bildas genom oxidation av antingen fosfor, P4, eller tetrafosforhexaoxid, P4O6. Reaktionerna kan beskrivas genom följande formler:
P4(s) + 5O2(g) ® P4O10(s)
∆H = –3 100 kJ
P4O6(s) + 2O2(g) ® P4O10(s) ∆H = –910 kJ
Vilken är entalpiändringen för reaktionen
P4(s) + 3O2(g) ® P4O6(s)?
12.16. För flytande hexan, C6H14, är förbränningsvärmet 48,3 kJ/g, dvs. det avges 48,3 kJ när 1,00 g
av ämnet förbränns fullständigt. Beräkna ∆H för
reaktionen
C6H14(l) + 9½O2(g) ® 6CO2(g) + 7H2O(l)
12.17*. Väte och brom reagerar med varandra enligt formeln
H2(g) + Br2(g) ® 2HBr(g)
Man känner energimängderna som krävs för att
bryta bindningarna i de molekyler som ingår i
reaktionen.
För 1,0 mol H2-molekyler krävs 435 kJ
För 1,0 mol Br2-molekyler 224 kJ
För 1,0 mol HBr-molekyler 366 kJ
Beräkna ∆H för bildning av 1,0 mol vätebromid
enligt reaktionen ovan.
18
Uppgifter
12.18. Koldioxid kan bildas genom förbränning av
kol eller av kolmonoxid. Reaktionerna kan beskrivas av följande formler:
C(s) + O2(g) ® CO2(g) + 393 kJ
CO(g) + ½O2(g) ® CO2(g) + 283 kJ
Beräkna ∆H för reaktionen
C(s) + ½O2(g) ® CO(g)
12.19*. Beräkna ∆H för reaktionen
H2(g) + I2(g) ® 2HI(g) ur följande data:
I: H2(g) ® 2H(g)
∆H = 435 kJ/mol
∆H = 151 kJ/mol
II: I2(g) ® 2I(g)
III: HI(g) ® H(g) + I(g)
∆H = 297 kJ/mol
12.20. a) Redogör för uppbyggnaden av Daniells
element. Teckna cellschemat.
b) Vilken metall är positiv pol?
c) Skriv formlerna för elektrodreaktionerna.
d) Skriv formeln för cellreaktionen.
e) Vilket partikelslag oxideras och vilket reduceras
i cellreaktionen?
f) Vilket partikelslag är reduktionsmedel och vilket
är oxidationsmedel i cellreaktionen?
© Liber AB. Denna sida får kopieras.
12.21. Redogör för hur elektrontransporten sker
mellan polerna – såväl inuti elementet som i en yttre ledning – då man tar ut ström ur ett Daniells element.
12.22. Man byter ut halvcellen Zn(s) | Zn2+(aq) i
Daniells element mot halvcellen Ag(s) | Ag+(aq).
a) Teckna cellschemat.
b) Vilka poltecken får elektroderna i det nya elementet?
c) Skriv formlerna för elektrodreaktionerna och för
cellreaktionen.
d) Vilket partikelslag är reduktionsmedel och vilket
är oxidationsmedel i cellreaktionen?
12.23. Vad menas med emk för ett galvaniskt element?
12.24. a) Är elektrodprocessen vid den positiva polen i ett galvaniskt element en oxidation eller en reduktion?
b) Två redoxpar med olika oxidationsstyrka ingår i
en galvanisk cell. Vilket av redoxparen bildar den
positiva halvcellen?
19