Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 2

HTML
DOWNLOAD

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 2"

Jalmari Mäki
9 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 1. Neutraoitumisen reaktioyhtäö: H (aq) NaOH(aq) Na (aq) H O(). Lasketaan NaOH-iuoksen konsentraatio, kun V(NaOH) 150 m 0,150, m(naoh),40 ja M(NaOH) 39,998. n m Kaavoista c ja n yhdistämää saadaan V M m,40 c(naoh) 0, MV 39,998 0,150 Lasketaan neutraoinnissa kuuneen NaOH:n ainemäärä, kun V(NaOH) 1,3 m 0,013. n(naoh) c V 0,4000 0,013 4, Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(h ) 1 n(naoh) 1 4,90 103, Lasketaan rikkihapon massa. M(H ) 98,086 m(h ) n M, ,086. a) 4 HC(aq) MnO (s) H O() MnC (aq) C () b) Lasketaan empien ähtöaineiden ainemäärät. M(MnO ) 86,94 m 0, n(mno ) M 86,94 0, ,413 0,41 n(hc) c V 0,10 0,0555 0, Moempien ähtöaineiden ainemäärät tiedetään, joten tutkitaan rajoittava tekijä. Jos kaikki MnO reaoi, niin HC kuuu 4 0, ,0101 0,

n(naoh) c V 0,4000 0,013 4,90 10 3 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(h ) 1 n(naoh) 1 4,90 103,460 10 3. Lasketaan rikkihapon massa. M(H ) 98,086 m(h ) n M,460 10 3 98,086.

2 HC oppuu kesken ja on rajoittava tekijä. Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(c ) 1 4 n(hc) 1 4 0, , Lasketaan reaktiossa syntyvän C -kaasun massa ja tiavuus. m(c ) n m 1, ( 35,45) V(C ) m 0, , ,7 m ρ 3,17 0, Määritetään osareaktioiden kertoimet ja kerrotaan reaktioyhtäöt siten, että väituotteet SO ja SO 3 tuevat käytetyksi. 4 FeS 11 O Fe O 3 8 SO SO O SO 3 4 SO 3 H O H 8 4 FeS 11 O Fe O 3 8 SO 8 SO 4 O 8 SO 3 8 SO 3 8 H O 8 H Kokonaisreaktio saadaan askemaa reaktiot puoittain yhteen. 4 FeS 15 O 8 H O Fe O 3 8 H Lasketaan FeS :n ainemäärä. M(FeS ) 119,99 m 5, n(fes ) 08,3... M 119,99 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(h ) 8 4 n(fes ) 08,3 416,7 Lasketaan rikkihapon massa. M(H ) 98,086 m(h ) n m 416,7 98, ,5 40,9 k 4. a) NH 4 (s) N O() H O() NH 4 (s) N () O () 4 H O() b) i) Lasketaan ensiksi, kuinka monta m NH 4 :a hajoaa aemman reaktioyhtäön mukaan. m 35,0 m n(n ) 1,49... m M 14,01 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(nh 4 ) n(n ) 1,49 m.

Määritetään osareaktioiden kertoimet ja kerrotaan reaktioyhtäöt siten, että väituotteet SO ja SO 3 tuevat käytetyksi.

3 M(NH 4 ) 80,05 m(nh 4 ) n M 1,49 m 80,05 99,99 m ii) Lasketaan yemmän reaktioyhtäön mukaan hajoavan NH 4 :n massa ja ainemäärä. m(nh 4 ) (66 99,99 ) m 56,0 m m 56,0... m n(nh4) 6, m M 80,05 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(n O) n(nh 4 ). m(n O) n M 6,570 m ( 14,01 16,00) 5. a) Mooimassat: M(etanoi) M(C H 6 O) 46,068 M(dietyyieetteri)) M(C 4 H 10 O) 74,1. Lasketaan etanoin ainemäärä: ja 89, m 89 m m 13 n(etanoi) 0,8.... M 46,068 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(dietyyieetteri) 1 n(etanoi). n(dietyyieetteri) 1 n(etanoi) 1 0,8 0,141 m(dietyyieetteri) n M 0,141 74,1 Teoreettinen saanto oi 10. b) saanto-% 10,45 10 todeinen saanto 5,3 100 % 100 % 51% teoreettinen saanto 10,45... c) Lämpötian noustessa happamissa oosuhteissa käynnistyy kondensaation rinnaa eiminaatio, jossa etanoista muodostuu eteeniä. Tämä sivureaktio pienentää saantoa. 6. Rinnakkaiset reaktiot: 1. 4 Li(s) O () Li O(s). M(s) O () MO(s) Mooimassat: M(M) 4,31 M(Li O) 9,88., M(Li) 6,941, M(MO) 40,31 Tehtävä voidaan ratkaista joko reaktioissa kuuvan hapen (6,00 3,00 3,00 ) suhteen tai metaeista syntyvien oksidien suhteen (6,00 ), kuten tässä. Merkitään m(m) x, jooin m(li) 3,00 x. ja

Lasketaan etanoin ainemäärä: ja 89, m 89 m m 13 n(etanoi) 0,8.... M 46,068 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että n(dietyyieetteri) 1 n(etanoi).

4 Oksidien seos (massa 6,00 ) muodostuu reaktioissa 1 ja, joten m(li O) m(mo) 6, mooista Li-oksidia syntyy 4 Li O ja 1 mooista M syntyy 1 MO. Kirjoitetaan yhtäö. 1 3,00 x x 9, ,31 6,00 6,941 4,31 6,45771,1557x 1,65816x 6,00 0,49441x 0,45771, josta x m(m) 0,9577 0,96 LUKU 3 7. Br CH 3 Br CO H CH Br 3 CH CH 3 3 pekistys CH 3 CO H CH 3 C D CH 3 CO H E HC CO H CH 3 NaOH tai CH OH A CH OH heikko hapetin O CH OCCH 3 B CH 3 CO - Na + F CHO C adehydi Jos A on tyydyttynyt, vastaavasti yhdisteiden B ja C rakenteet ovat tyydyttyneitä. 8.

1 3,00 x x 9,88 1 40,31 6,00 6,941 4,31 6,45771,1557x 1,65816x 6,00 0,49441x 0,45771, josta x m(m) 0,9577 0,96 LUKU 3 7.

5 a) Reaktio 1: additio (A:n suhteen), substituutio (bentseenirenkaan suhteen). Reaktio : substituutio. Reaktio 3: protoninsiirtoreaktio (neutraoituminen) b) LUKU a) Paamisreaktioyhtäö: C 7 () 1 O () 14 CO () 14 H O() 100 km:n matkaa V(C 7 ) 4,6 : m(c 7 ) V 0,80 k 4,6 3,68 k 3680 M(C 7 ) 98,18 m 3680 n(c 7 ) 37,48... M 98,18 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että C 7 tuottaa 14 CO, joten 14 n(co ) n(c7) 7 37, ,3... m(co ) nm 6,3... (1,0116,00) (100 km kohti) Kiometriä kohti CO -päästö on 115,

a) Paamisreaktioyhtäö: C 7 () 1 O () 14 CO () 14 H O() 100 km:n matkaa V(C 7 ) 4,6 : m(c 7 ) V 0,80 k 4,6 3,68 k 3680 M(C 7 ) 98,18

6 b) Vamistajan imoittama CO -päästö on 109 /km /100 km. M(CO ) 44,01 ja NTP:ssä T 73,15 K ja p 101,35 kpa m Yhdistetään n ja pv nrt, joista saadaan M , ,15 K mrt V m 3 3 (CO ) 5, m 5550 dm. Mp 3 N 101, ,01 1. Lasketaan nitroyseriinin ainemäärä. m M(C 3 H 5 N 3 O 9 ) 7,10 m 5,0 n(c 3 H 5 N 3 O 9 ) 0, M 7,10 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että 4 mooista C 3 H 5 N 3 O 9 syntyy 9 kaasuja, joten V(kaasut) 9 n(c 9 3H5N 3O 9) 0, , p V nrt, josta nrt 0, ,3145 (73,15 500) K K p Pa 5130 kpa 3 3 V 1,0 10 m 13. a) CaO(s) 5 C(s) CaC (s) CO () CaC (s) H O() Ca(OH) (aq) C H () b) Kokonaisreaktio: CaO(s) 5 C(s) 4 H O() CO () Ca(OH) (aq) C H (). m 5,78 n(cao) 0, M 40,08 16,00 Kokonaisreaktiosta pääteään, että n(c H ) n(cao) 0,1030. NTP:ssä T 73,15 K ja p 101,35 kpa 0, , ,15 K nrt K V (CH ), m,31dm p 3 N 101,3510 m

.. M 7,10 Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että 4 mooista C 3 H 5 N 3 O 9 syntyy 9 kaasuja, joten V(kaasut) 9 n(c 9 3H5N 3O 9) 0,1100... 0,7981... 4 4 p V nrt, josta nrt 0,7981.

7 LUKU a) Lämpökemiaisesta reaktioyhtäöstä pääteään, että yhtä NO-mooia kohti eneriaa sitoutuu 15. a) 180,5 90,5 ja yhtä N -mooia kohti 180,5. Lämpöä sitoutuu 0,70 90,5 63, b) Lasketaan typen ainemäärä 3 N m pv n(n m ) 0, RT 8,3145 (73,15 15) K K Eneriaa sitoutuu 0, ,5 19, ΔH nδh(reaktiotuotteet) nδh(ähtöaineet) f , ,5 b) M(metyyihydratsiini) 46, , (nejää metyyihydratsiinimooia kohti), joten 1 mooin massa on 46,078. Tehdään yksikönmuunnos. 51,1 5115,6 7, , a) ΔH nδhf(reaktiotuotteet) nδhf(ähtöaineet) 96,9 85,8 0, ,0 b) Yhdiste on sitä pysyvämpi, mitä pienempi on sen muodostumisentapia. ΔH(SO ) ΔH (H S), joten rikkidioksidi SO on pysyvämpi. f f f

ΔH nδh(reaktiotuotteet) nδh(ähtöaineet) f 9 0 1 85,8 4 393,5 b) M(metyyihydratsiini) 46,078 4 53 5 0 5115,6 5116 (nejää metyyihydratsiinimooia kohti), joten 1 mooin massa on 46,078.

8 c) Vertaiuoosuhteissa T (73,15 5) K 98,15 K ja p 101,35 kpa. Lasketaan divetysufidin ainemäärä. 3 N 3 3 pv 101,3510 m 0,0 10 m n(hs) 0, RT 8, ,15 K K n(h S) ja H ovat suoraan verrannoiset, joten kirjoitetaan verranto ja ratkaistaan se. 115,0 115,0 0, , josta x 459, , x Vastaus: eneriaa vapautuu 460 4, a) Lasketaan kaasujen kokonaisainemäärä. 3 N ,0 10 m pv n(kaasut) m 0,4074 RT 8,3145 (73,15 5,0) K K Reaktiot tapahtuvat rinnakkain. Merkitään: m(butaani) x, jooin m(propaani) 0,4074 x. Paamisentapioita käyttäen saadaan yhtäö x 877 (0,4074 x) 0 x ,57 159,57 x n(butaani) 0, n(propaani) (0,4074 0,48) 0,1646 Lasketaan mooiprosentit. 1064, josta 0,48 -%(butaani) 100 % 59,59 % 60 %, ja -%(propaani) 40 % 0,4074 b) Rinnakkain tapahtuvat reaktiot: 1. C 3 H 8 () 5 O () 3 CO () 4 H O(). C 4 H 10 () 13 O () 8 CO () 10 H O() Lasketaan hiiidioksidin ainemäärä ja tiavuus. Reaktioyhtäöistä pääteään, että 1 propaania tuottaa 3 CO ja 1 butaania tuottaa 8 4 CO. n(co ) 3 0, ,48 1,465 1,465 8,31451 (73,15 5) K nrt V (CO K ) 0, m 36 dm p 3 N 101,3510 m c) Veden höyrystyminen kaasuksi sitoo ämpöeneriaa, joten reaktiossa vapautuvan enerian määrä on pienempi. 3 3

.. x Vastaus: eneriaa vapautuu 460 4,60 10. 17. a) Lasketaan kaasujen kokonaisainemäärä. 3 N 3 3 010 5,0 10 m pv n(kaasut) m 0,4074 RT 8,3145 (73,15 5,0) K K Reaktiot tapahtuvat rinnakkain.

9 LUKU Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että typpikaasun kuumisnopeus on ja ammoniakkikaasun muodostumisnopeus on 3 min min min min. 19. a) Jodi on reaktiotuote, joten työssä mitattiin reaktiotuotteen syntymisnopeutta. b) 0 C:ssa jodin keskimääräinen syntymisnopeus aikaväiä 10 0 min on m Δc (3,5,0) m 0,005 Δt (0 10) 60 s s 30 C:ssa m Δc (7,5 4,5) m 0,0050 Δt (0 10) 60 s s c) 0,0050 0,005 m s m s,0, ei reaktionopeus kaksinkertaistui. d) Lämpötian kasvaessa reaktioon johtavien törmäysten ukumäärä aikayksikköä kohti kasvaa. 0. a) Reaktioyhtäön kertoimista pääteään, että c(no ) 4 (N O 5 ) aussa c(n O 5 ) hetkeä t ) (0,100 / c(n O 5 ) hetkeä t ) ja c(o ) 1 (0,100 / c(n O 5 ) hetkeä t ) tai c(o ) 1 4 c(no ). [N O 5 ] (/) Aika t (h) [NO ] (/) [O ] (/) 0,100 0,086 0,073 0,063 0,054 0,046 0,039 0,034 0,09 0 0,50 1,0 1,5,0,5 3,0 3,5 4,0 0 0,08 0,054 0,074 0,09 0,11 0,1 0,13 0,14 0 0,0070 0,014 0,019 0,03 0,07 0,031 0,033 0,036

b) 0 C:ssa jodin keskimääräinen syntymisnopeus aikaväiä 10 0 min on m Δc (3,5,0) m 0,005 Δt (0 10) 60 s s 30 C:ssa m Δc (7,5 4,5) m 0,0050 Δt (0 10) 60 s s c) 0,0050 0,005 m s m s,0, ei reaktionopeus

10 Kuvaajat: 0,014 c / NO 0,01 0,010 0,080 0,060 0,060 / 0,040 0,00,0 h tanentti O N O 5 1,0,0 3,0 4,0 t/h b) Piirretään N O 5 :n kuvaajae tanentti kohtaan t 0 h ja asketaan tanentin kumakerroin. Δc 0,060 NO 5:n hajoamisen akunopeus 0,030 Δt,0 h h (vastaukset väiä (0,030 0,03) hyväksytään) h c) ΔHnΔHf (reaktiotuotteet) nδhf (ähtöaineet) 4 33, ,3 11,6 0, joten reaktio on endoterminen

Δc 0,060 NO 5:n hajoamisen akunopeus 0,030 Δt,0 h h (vastaukset väiä (0,030 0,03) hyväksytään) h

Samankaltaiset tiedostot

Kemian koe, KE3 Reaktiot ja energia RATKAISUT Maanantai VASTAA YHTEENSÄ VIITEEN TEHTÄVÄÄN

Kemian koe, KE3 Reaktiot ja eneria RATKAISUT Sievin ukio Maanantai 9.1.2017 VASTAA YHTEENSÄ VIITEEN TEHTÄVÄÄN 1. A. Seitä käsitteet ja määritemät (yhyesti), isää tarvittaessa kemiainen merkintätapa: a)