2ο Σύνολο Ασκήσεων. Λύσεις 6C + 7H 2 C 6 H H διαφορά στο θερμικό περιεχόμενο των προϊόντων και των αντιδρώντων καλείται

Transcript

1 1 2ο Σύνολο Ασκήσεων Λύσεις Άσκηση 1: 6C + 7H 2 C 6 H 14 H1 6C + 7H 2 ΔΗ αντίδρασης H2 C 6 + H 14 C + H 2 H αντίδραση είναι εξώθερμη Άσκηση 2 - H διαφορά στο θερμικό περιεχόμενο των προϊόντων και των αντιδρώντων καλείται Θερμοκρασία Θερμότητα αντίδρασης Kαύση - Η θερμότητα που αντιστοιχεί σε κάποια χημική αντίδραση καλείται και ως μεταβολή ενθαλπίας εντροπίας ελεύθερης ενέργειας - Η μεταβολή στην ενθαλπία σε μια χημική αντίδραση προσδιορίζεται ως Σ(θερμικό περιεχόμενο αντιδρώντων) Σ(θερμικό περιεχόμενο προϊόντων) Σ(θερμικό περιεχόμενο προϊόντων) Σ(θερμικό περιεχόμενο αντιδρώντων) Θερμικό περιεχόμενο προϊόντων θερμικό περιεχόμενο αντιδρώντων

2 2 - Αν η αντίδραση είναι ενδόθερμη, το πρόσημο του ΔH θα είναι αρνητικό ουδέτερο θετικό -Οι πρότυπες μεταβολές ενθαλπίες ορίζονται σε: 25 C και 1.0 atm 100 C και 1.0 atm 25 C και 2.0 atm - Η πρότυπη ενθαλπία ενός στοιχείου στην κανονική του κατάσταση ισούται με 2.0 kj/mol 0 kj/mol 2.0 kj/mol - Η ενθαλπία διαφόρων συστατικών που λαμβάνουν μέρος σε μια χημική αντίδραση εξαρτάται από Την φυσική κατάσταση των συστατικών (στερεό, υγρό, αέριο) Το χρώμα των συστατικών Την συγκέντρωση των συστατικών - Αν η ΔH μιας αντίδρασης είναι αρνητική η αντίδραση είναι Ενδόθερμη και απελευθερώνει θερμότητα Εξώθερμη και απελευθερώνει θερμότητα Εξώθερμη και απορροφά θερμότητα

3 3 - Όταν 1.0 mole ZnO(s) διασπάται, η ΔH = 348 kj/mol. Τι σημαίνει αυτό για τον σχηματισμό του ZnO(s)? Ο σχηματισμός του ZnO(s) αποτελεί μια ενδόθερμη διεργασία Ο σχηματισμός του ZnO(s) αποτελεί μια διεργασία που δεν απαιτεί ενέργεια. Ο σχηματισμός του ZnO(s) αποτελεί μια εξώθερμη διεργασία - Η ενθαλπία σχηματισμού του O 2 (g) ισούται με: 142 kj/mol 0 kj/mol 142 kj/mol Άσκηση 3 ΔΗ αντίδρασης 5C(s) + 6H 2 (g) C 5 H 12 (l) ΔΗ C ΔΗ C5H12 ΔΗ H2 C, H 2 ΔH αντίδρασης + ΔΗ C5H12 5xΔΗ C 6xΔΗ H2 =0... ΔH αντίδρασης = -177 ΚJ/mol Άσκηση 4 ΔΗ αντίδρασης NH 3 (g) + HCl (g) NH 4 Cl (s) ΔΗ NH3 ΔΗ NH4Cl ΔΗ HCl N 2, H 2, Cl 2

4 4 ΔH αντίδρασης - ΔΗ NH4Cl + ΔΗ NH3 + ΔΗ HCl =0... ΔH αντίδρασης = -176 ΚJ/mol Άσκηση 5 ΔG = ΔΗ ΤΔS < 0 για να είναι αυθόρμητη ΔΗ ΤΔS < 0 ΔΗ < ΤΔS Τ> ΔΗ/ΔS Τ> 429.5Κ (51000-Tx = 0 T = 429.5K) επομένως για Τ> 429.5Κ ΔG< 0 Άσκηση 6 (a) 1 g στερεού Au (χρυσός) στους 1064 K ή 1 g υγρού Au στους 1064 K (υπογραμμίστε το ορθό) (b) 1 mole Ar στους 25 C και 1 atm ή 1 mole Ar στους 25 C και 0.01 atm. (υπογραμμίστε το ορθό) (c) (NH 4 )2Cr 2 O 7 (s) Cr 2 O 3 (s) + 4 H 2 O(l) + CO 2 (g) (να αναφέρετε αν η μεταβολή στην εντροπία της συγκεκριμένης αντίδρασης είναι θετική ή αρνητική) (d) Αλάτι που διαλύεται στο νερό (να αναφέρετε αν η μεταβολή στην εντροπία της συγκεκριμένης αντίδρασης είναι θετική ή αρνητική) Άσκηση 7 NaCl Na + + Cl - ΔS = = JK -1 mol -1 ΔG = Τx305.3 = 0 T = 101.5K για T όπου ΔG 0 Άσκηση 8 (a) ελάττωση της θερμοκρασίας Η αντίδραση θα κινηθεί δεξιά (b) αύξηση της πίεσης Η αντίδραση θα κινηθεί αριστερά (c) προσθήκη καταλύτη καμία αλλαγή (d) αύξηση συγκέντρωσης NO Η αντίδραση θα κινηθεί αριστερά

5 5 Άσκηση 9 Στους 200 ο C η Kc για την πιο κάτω αντίδραση ισούται με 8 x PCl 5 (g) PCl 3 (g) + Cl 2 (g) ΔΗ ο = +124 kj (α) Να δοθεί η σχέση που δίδει την Kc της πιο πάνω αντίδρασης. Κc=[PCl 3 ].[Cl 2 ] / [ PCl 5 ] (β) Να δοθεί η σχέση που δίνει την Kp. Κ p =P PCl3 P Cl2 / P PCl5 (γ) Ποια η σχέση του Kp και Κc; Κ p = Κ c (RT) Δn, όπου Δn η διαφορά μεταξύ των moles προιόντων-αντιδρώντων, Kp = Kc.RT (δ) Ποιες είναι οι μονάδες του Kc; mol/l (ε) Ποια είναι η τιμή του Kc για την αντίστροφη αντίδραση στους 200 οc και ποιες είναι οι μονάδες της; 1/ Κ c = 125 L/mol (ζ) Πώς αναμένεται να μεταβληθούν οι ποσότητες των PCl 5, PCl 3, και Cl 2 στο μίγμα ισορροπίας εάν: (i) εισαχθεί επιπλέον ποσότητα PCl 5 ; Η αντίδραση προχωρά δεξιά (αύξηση συγκεντρώσεων PCl 3 και PCl 2 ) (ii) η πίεση ελαττωθεί; Η αντίδραση προχωρά δεξιά (iii)h θερμοκρασία αυξηθεί; Η αντίδραση προχωράει δεξιά (η) Καθαρό PCl 5 εισήχθηκε μέσα σε ένα κλειστό αντιδραστήρα στους 200 ο C. Με αποκατάσταση της ισορροπίας η συγκέντρωση του PCl 5 ήταν 0.5 x 10-1 mol/l. Να προσδιοριστούν οι συγκεντρώσεις των PCl 3, και Cl 2 στην ισορροπία. Ένωση PCl 5 PCl 3 Cl 2 Aρχική C C 0 0 Αναλογία Mεταβολή -χ +χ +χ Τελική C-χ = 0.5x10-1 χ χ

6 6 Κc=x 2 / (0.5x10-1 ) 8x10-3 x0.5x10-1 = x 2 Λύνω ως προς χ : x=0.02 M Oι τελικές συγκεντρώσεις είναι: [PCl 3 ]=0.02M [Cl 2 ]= 0.02M