Läxförhör 2008-06-02 i Termokemi

Läxförhör A 2008-06-02 i Termokemi för Nv1B

Tid: 20 minuter

Tillåtna hjälpmedel är utdelat periodiskt system, miniräknare, papper, penna, suddgummi och linjal. Lycka till!

Några användbara samband

Molmassa

\(M = \frac {m}{n}\)

M är molmassan i g/mol

m är massan i g

n är substansmängden i mol

Avogadros konstant

\(N_{\text{A}} = 6,022 \cdot 10^{23}\text{/mol}\)

Avgiven värmemängd

\(q = Cm \Delta T\)

q är den avgivna värmemängden i J

C är lösningens värmekapacitet i J·g-1·K-1

m är massan i g

T är temperaturförändringen i K

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

 
  1. Vilka tre av följande reaktioner är exoterma? (3p)
    1. 2H2O + 2Cl + energi → 2OH + H2 + Cl2
    2. förbränning av socker
    3. 2H2(g) + O2(g) → H2O; ∆H = -285,8kJ
    4. 2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O + 1299kJ
    5. fotosyntesen
    6. vatten avdunstar

Del II. Endast svar behöver anges. Glöm inte enhet!

  1. Vid järnframställning låter man kol reducera järnmalm, Fe2O3, enligt följande formel:

    3C(s) + 2Fe2O3(s) + 500kJ → 4Fe(s) + 3CO2(g)

    Vad blir ∆H för reduktion av 1 mol Fe2O3?

Del III. Fullständig uträkning krävs. Glöm inte enhet!

  1. När ammoniumnitrat, NH4NO3(s), löses i vatten är ∆H = 26,5kJ/mol för reaktionen \({\sf \text{NH}_4\text{NO}_3\text{(s)} \xrightarrow{\text{ H}_2\text{O }} \text{NH}_4\text{NO}_3\text{(aq)}}\). Om du löser 50,0 g ammoniumnitrat i 950 g vatten med temperaturen 25,2°C, hur mycket sjunker temperaturen då maximalt? Lösningens värmekapacitet är 4,1 J·g-1·K-1. (3p)


Facit till Läxförhör A

Betygsgränser

Max: 6,0
Medel:  
G: 3,0
VG: 4,5
MVG: **Kan ej sättas**

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

  1. b, c, d

Del II. Endast svar behöver anges. Glöm inte enhet!

 
  1. 250kJ

Del III. Fullständig uträkning krävs. Glöm inte enhet!

  1. \(q = Cm \Delta T \Leftrightarrow \Delta T = \frac {q}{Cm_{\text{tot}}}\)

    och

    \(q = \Delta Hn_{\text{NH}_4\text{NO}_3} = \Delta H \cdot \frac {m_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}{M_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}\)

    vilket ger oss att

    \(\Delta T = \frac {\Delta H \cdot \frac {m_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}{M_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}}{Cm_{\text{tot}}}\)

    \(\Delta H = 26,5\text{kJ/mol}\)

    \(m_{\text{NH}_4\text{NO}_3} = 50,0\text{g}\)

    \(M_{\text{NH}_4\text{NO}_3} = (14,0\cdot 2 + 1,008 \cdot 4 + 16,0 \cdot 3)\text{g/mol} =\)

    \(= 80,032\text{g/mol}\)

    \(C = 4,1\frac {\text{J}}{gK}\)

    \(m_{\text{tot}} = (50,0 + 950)\text{g} = 1000\text{g}\)

    \(\Delta T = \frac {26500\text{J/mol} \cdot \frac {50,0\text{g}}{80,032\text{g/mol}}}{4,1\frac{\text{J}}{\text{gK}} \cdot 1000\text{g}} = 4,0380189\text{K}\)

    \(T_{\text{efter}} = 25,2^{\circ}\text{C} - 4,0380189^{\circ}\text{C} =\)

    \(= 21,16198106^{\circ}\text{C} \approx 21,2^{\circ}\text{C}\)

    Rätt beräkning av q – 1p; rätt beräkning av ∆T – 1p; Rätt beräkning av Tefter – 1p.


Läxförhör B 2008-06-02 i Termokemi för Nv1B

Tid: 20 minuter

Tillåtna hjälpmedel är utdelat periodiskt system, miniräknare, papper, penna, suddgummi och linjal. Lycka till!

Några användbara samband

Molmassa

\(M = \frac {m}{n}\)

M är molmassan i g/mol

m är massan i g

n är substansmängden i mol

Avogadros konstant

\(N_{\text{A}} = 6,022 \cdot 10^{23}\text{/mol}\)

Avgiven värmemängd

\(q = Cm \Delta T\)

q är den avgivna värmemängden i J

C är lösningens värmekapacitet i J·g-1·K-1

m är massan i g

T är temperaturförändringen i K

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

 
  1. Vilka tre av följande reaktioner är endoterma? (3p)
    1. 2H2O + 2Cl + energi → 2OH + H2 + Cl2
    2. 2H2(g) + O2(g) → H2O; ∆H = -285,8kJ
    3. fotosyntesen
    4. förbränning av socker
    5. vatten avdunstar
    6. 2C2H2(g) + 5O2(g) → 4CO2(g) + 2H2O + 1299kJ

Del II. Endast svar behöver anges. Glöm inte enhet!

  1. Klorgas kan reagera med syrgas och bilda kloroxid enligt följande formel:

    Cl2(g) + O2(g) + 276kJ → 2ClO(s)

    Vad blir ∆H för bildning av en mol kloroxid? (1p)

Del III. Fullständig uträkning krävs. Glöm inte enhet!

  1. När ammoniumnitrat, NH4NO3(s), löses i vatten är ∆H = 26,5kJ/mol för reaktionen \({\sf \text{NH}_4\text{NO}_3\text{(s)} \xrightarrow{\text{ H}_2\text{O }} \text{NH}_4\text{NO}_3\text{(aq)}}\). Om du löser 25,0 g ammoniumnitrat i 475 g vatten med temperaturen 22,5°C, hur mycket sjunker temperaturen då maximalt? Lösningens värmekapacitet är 4,1 J·g-1·K-1. (3p)


Facit till Läxförhör B 2008-06-02 i Termokemi för Nv1B

Betygsgränser

Max: 6,0
Medel:  
G: 3,0
VG: 4,5
MVG: **Kan ej sättas**

Del I. Ringa in de rätta alternativen!

  1. a, c, e

Del II. Endast svar behöver anges. Glöm inte enhet!

  1. 138kJ

Del III. Fullständig uträkning krävs. Glöm inte enhet!

  1. \(q = Cm \Delta T \Leftrightarrow \Delta T = \frac {q}{Cm_{\text{tot}}}\)

    och

    \(q = \Delta Hn_{\text{NH}_4\text{NO}_3} = \Delta H \cdot \frac {m_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}{M_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}\)

    vilket ger oss att

    \(\Delta T = \frac {\Delta H \cdot \frac {m_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}{M_{\text{NH}_4\text{NO}_3}}}{Cm_{\text{tot}}}\)

    \(\Delta H = 26,5\text{kJ/mol}\)

    \(m_{\text{NH}_4\text{NO}_3} = 25,0\text{g}\)

    \(M_{\text{NH}_4\text{NO}_3} = (14,0\cdot 2 + 1,008 \cdot 4 + 16,0 \cdot 3)\text{g/mol} =\)

    \(= 80,032\text{g/mol}\)

    \(C = 4,1\frac {\text{J}}{gK}\)

    \(m_{\text{tot}} = (25,0 + 475)\text{g} = 500\text{g}\)

    \(\Delta T = \frac {26500\text{J/mol} \cdot \frac {25,0\text{g}}{80,032\text{g/mol}}}{4,1\frac{\text{J}}{\text{gK}} \cdot 500\text{g}} = 4,0380189\text{K}\)

    \(T_{\text{efter}} = 22,5^{\circ}\text{C} - 4,0380189^{\circ}\text{C} =\)

    \(= 18,46193706^{\circ}\text{C} \approx 18,5^{\circ}\text{C}\)

    Rätt beräkning av q – 1p; rätt beräkning av ∆T – 1p; Rätt beräkning av Tefter – 1p.