Hemsida Termokemi övningstal.pdf - Sjödalsgymnasiet

Kemi B, Ht2011
Sjödalsgymnasiet
ROK
Övningsuppgifter inför prov
Förutom uppgifterna 101, 105-112, 201-204 i boken samt uppgifter tillhörande laborationerna,
kommer här kompletterande uppgifter rörande främst:
Exoterm, endoterm, H, S och G
Räkna ut H mha bindningsenergier
___________________________________________________________________________
1. Vilken har högst värmeinnehåll:
a) Flytande brom eller fast brom
b) 1 kg vatten eller 2 kg vatten vid 12 C.
2. Vad anger följande begrepp: ΔHf 0 och ΔHc 0
3. Är H större än, mindre än eller lika med noll
a) Br2(l) Br2(g)
b) När en järnsmälta stelnar
4. Vilka av följande reaktioner är endoterma? Motivera dina svar:
a) Fe3O4 + CO 3FeO + CO2
b) 2H2O2 2H2O + O2
c) 285 kJ + 3O2 2O3
d) Mg + Cl2 MgCl2 + 641 kJ
e) N2 + 2O2 2NO2
f) H2 + Cl2 2HCl
ΔH = 38 kJ
ΔH = -197 kJ
5. Förklara vad som hände vid demonstrationerna ”Frysande bägaren” och ”Brinnande
sedeln”.
Hur kunde jag lyfta träplattan med bägaren efter att ha blandat två fasta salt?
Varför brinner inte sedeln upp efter man tänt eld på sedeln doppad i 62% etanol?
1 (4)

Kemi B, Ht2011
Sjödalsgymnasiet
ROK
6. Beräkna med hjälp av bindningsenergier värmeomsättningen vid reaktionen
N2(g) + 3H2(g) 2NH3 (g)
Är reaktionen exoterm eller endoterm?
Bindning Energi (kJ/mol)
O=O (O2) 498
H-H (H2) 436
H-O (H2O) 464
N-H (NH3)
391
C=O (CO2)
805
C-H
413
C-C
347
N=N - (N2)
945
7. a) Skriv formeln för förbränning av butan, C4H10, i syrgas. Antag att koldioxid och
gasformigt vatten bildas.
b) Beräkna ΔH med bindningsenergier för förbränningen av 1 mol butan (se tabell
ovan).
c) Hur mycket värme får man alltså ut per mol butan?
d) Hur mycket värme får man av 1g butan?
e) Hur mycket värme får man vid förbränning av 1 g vätgas i syrgas?
f) Vilket är det bästa bränslet av väte och butan räknat per massenhet?
8. Om en ishockeyspelare får en puck på handleden sprayer man den med en vätska
med låg kokpunkt.
a)Vad händer med vätskan och ishockeyspelaren?
b) Vilket eller vilka av villkoren för en spontan process är uppfyllda?
9. Bränd (osläkt) kalk, CaO(s), reagerar med vatten och bildar släkt kalk, Ca(OH)2 (s).
Beskriv hur entalpi och entropi förändras för systemet när denna reaktion sker.
10. a) Vilka villkor gäller för när en isbit smälter spontant?
b) Vilka villkor gäller när is bildas spontant?
11. Ammoniak bildas ur elementen enligt N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
För att bestämma H för reaktionen fördes 2,8 gram kvävgas och överskott av vätgas
ner i en kalorimeter innehållande 500 g vatten. Kväve och väte reagerade och
temperatur ökade med 4,402 °C. Vattnets specifika värmekapacitet är 4,18 J/g K.
ΔS är -199 J/(K·mol).
a) Beräkna ΔH för bildningen av 1 mol ammoniak.
b) Är reaktionen spontan vid 25 °C? Är den spontan vid 300 °C? Förutsätt att ΔH och
ΔS är konstanta oberoende av temperaturen.
2 (4)

Kemi B, Ht2011
Sjödalsgymnasiet
ROK
FACIT
1. a) Flytande brom
b) 2 kg vatten
2. ΔHc 0 anger förbränningsentalpi vid standardtillstånd (c för engelska combustion)
dvs. entalpiändringen när 1 mol ämne fullständigt förbränns vid konstant tryck.
ΔHf 0 anger bildningsentalpi vid standardtillstånd (f för engelska formation) dvs
entalpiändring när 1 mol av ämnet bildas ur grundämnena.
3. a) H> 0
b) H

Kemi B, Ht2011
Sjödalsgymnasiet
ROK
8. a) Vätskan avdunstar och för detta krävs värme som tas från spelarens hud som
då kyls.
b) Reaktionen är endoterm. Visserligen minskar entalpin men eftersom det bildas
gas så ökar entropin.
9. Ett fast och ett flytande ämne reagerar till ett fast ämne. Oordningen minskar
alltså i systemet. Eftersom reaktionen sker måste den vara exoterm, annars skulle
inte något villkor vara uppfyllt. Det blir varmt vid kalksläckning.
10. a) Endoterm reaktion, värmerörelsen hos partiklarna ökar i systemet vilket tas
från omgivningen. Entropin ökar i systemet eftersom det bildas vätska av den
fasta fasen. Dock måste temperaturen vara tillräckligt varmt, vilket gör att
processen är spontan när T är tillräckligt stort. (Det är t.ex. svårt att smälta is vid -
30°C).
b)Exoterm reaktion, ty värmerörelsen hos partiklarna minskar i systemet och
motsvarande energi avges till omgivningen. Entropin minskar i systemet eftersom
ordning skapas. Dock måste temperaturen vara tillräckligt kallt, vilket gör att
processen är spontan när T är tillräckligt lite.( det är t.ex. svårt att bilda is vid
25°C).
11. a) ΔHf = – 46kJ/mol
Temperatur ökade vilket innebär att det är en exoterm reaktion.
2,8 g kvävgas ger 0,1 mol kvävgas vilket ger 0,2 mol kvävgas.
Massan kan antas vara totalt 500g.
b) Reaktionen är spontan vid 25 grader (ΔG=- 41,3kJ/mol) men inte vid 300
grader (G= 68kJ/mol).
4 (4)