אנרגיה כימית שאלות מסכמות


אנרגיה כימית שאלות מסכמות

  1. ניתן לייצר חומצה גופרית H2SO4(ℓ) על פי התגובה הבאה :

    A.  SO3(ℓ) + H2O(ℓ)    →    H2SO4(ℓ)

    תהליך התהוות של חומר הוא: תהליך שבו יוצרים 1 מול חומר מיסודותיו במצב התקני (בטמפרטורת החדר ובלחץ של 1 אטמוספירה).
    נתונים ניסוחי תגובות התהוות של החומרים שמתוארים בניסוח התגובה, לייצור החומצה הגופרתית:

    I.    1/8S8(s) + 3/2O2(g)    →   SO3(ℓ)              ΔH° = -395.4 kJ
    II.   H2(g) + 1/2O2(g)    →   H2O(ℓ)              ΔH° = -285.9 kJ
    III.  1/8S8(s) + 2O2(g) + H2(g)    →   H2SO4(ℓ)              ΔH°= -814 kJ

      1. חשבו את שינוי האנתלפיה של התגובה לייצור החומצה הגופרתית (תגובה A). פרטו חישוביכם.
      2. למי יש אנרגיה פנימית גבוהה יותר למגיבים או לתוצרים בתגובה A ?

    בתנאים מסוימים תגובת יצירת החומצה הגופרתית מנוסחת באופן הבא :

    B.  SO3(g) + H2O(ℓ)    →   H2SO4(ℓ)

    1. האם השינוי באנרגיה הפנימית בין המגיבים לתוצרים בתגובה B, גדול קטן או שווה לזה של תגובה A ? נמקו בעזרת גרף מתאים.

    נתונות התגובות הבאות:

    IV.   1/8S8(s)    →   1/8S8(g)              ΔH°= 11.9 kJ
    V.    SO3(ℓ)    →   SO3(g)              ΔH°= 10.9 kJ

    1. חשבו את שינוי האנתלפיה עבור התגובה הבאה:

      1/8S8(g) + 3/2O2(g)    →   SO3(g)

    2. מה יהיה שינוי האנתלפיה לתגובה הבאה:

      S8(g) + 12O2(g)    →   8SO3(g)

    נתונות אנתלפיות הקשר הבאות:

    הקשר אנתלפיית הקשר kJ/moℓ
    S—S 265
    O═O 497

    נתונים הייצוגים המלאים של נוסחאות המבנה של החומרים S8 ו- SO3.
    נוסחת מבנה מלאה של החומרים S8 ו- SO3

    1. חשבו את אנתלפיית הקשר S═O בחומר SO3(g) . פרטו חישוביכם.
  2. בתהליך ההכנה של חומצה חנקתית HNO3, ישנו שלב בו מגיבים אמוניה (NH3) עם חמצן (O2), ונוצרים אדי מים (H2O) וחנקן חד חמצני (NO) .כל המרכיבים בתנאי התגובה הם גזים.
    1. נסחו ואזנו את התגובה המתרחשת.

    נתונונות התגובות הבאות:

    I.     3H2(g) + N2(g)    →    2NH3(g)                 ΔH°= -92 kJ
    II.    H2(g) + 1/2O2(g)    →    H2O(g)                 ΔH° = -241.8 kJ
    III.   N2(g) + O2(g)    →    2NO(g)                 ΔH°= 180.4 kJ
    IV.  1/2H2(g) + 1/2N2(g) + 3/2O2(g)    →    HNO3(ℓ)                 ΔH°= -173.2 kJ

    1. חשבו את שינוי האנתלפיה עבור התגובה שניסחת בסעיף א. פרטו חישוביכם.

    החומצה החנקתית מתקבלת בשני שלבים נוספים שמנוסחים כאן כתגובה אחת. בתגובה, חנקן חד חמצני מגיב עם חמצן ומים, ונוצרת חומצה חנקתית על פי התגובה הבאה:

    V.  4NO(g) + 3O2(g) + 2H2O(g)    →    4HNO3(ℓ)

    1. מהו שינוי האנתלפיה עבור התגובה שבה נוצרת החומצה החנקתית ? פרטו חישוביכם.

    שינוי האנתלפיה עבור תהליך הרתיחה של חומצה חנקתית הוא 40.2kJ .

    1. נסחו את תהליך הרתיחה של חומצה חנקתית.
    2. נתונה התגובה הבאה:

      VI.   4NO(g) + 3O2(g) + 2H2O(g)    →    4HNO3(g)

      מהו שינוי האנתלפיה עבור תגובה זו?

    נתונה התגובה

    VII. 4N(g) + 12O(g) + 4H(g)    →    4HNO3(g)

    1. באיזה תגובה נפלטת יותר אנרגיה בתגובה VI או VII ? נמקו קביעתך .
  3. ניטרוגליצרין היא תרכובת נוזלית כבדה שמנונית ונפיצה מאוד . אלפרד נובל הוסיף לניטרוגליצרין חומרים לא פעילים כדי שייצבו אותו ויאפשרו שימוש יחסית בטוח ויעיל בו לתערובת שהוא יצר קראו דינמיט.
    נתון לפניכם הייצוג המקוצר של נוסחת המבנה של הניטרוגליצרין:
    נוסחת מבנה מקוצרת ניטרוגליצרין

      1. רשמו לניטרוגליצרין את הייצוג המלא של נוסחת המבנה.
      2. מהם הקשרים הקוולנטים הקיימים בניטרוגליצרין.

    כשהניטרוגליצרין מגיב הוא מתפרק ומתרחשת התגובה הבאה:

    I.    4C3H5(ONO2)3(ℓ)    →    12CO2(g) + 10H2O(g) + 6N2(g) + O2(g)

    כדי לחשב את שינוי האנתלפיה בתגובה שבה הניטרוגליצרין במצב גז מתפרק ניסחו את התגובה בשני שלבים
    בשלב הראשון :

    II.   4C3H5(ONO2)3(g)    →    12C(g) + 20H(g) + 12N(g) + 2O(g)

    נתונה טבלת אנרגיות הקשר הבאה :

    הקשר אנתלפיית הקשר kJ/moℓ
    C—C 446
    C—H 413
    O—N 201
    N═O 468
    C—O 358
    1. חשבו את שינוי האנתלפיה לתגובה II. פרטו חישוביכם

    בשלב השני התרחשה התגובה:

    III.  12C(g) + 20H(g) + 12N(g) + 2O(g)    →    12CO2(g) + 10H2O(g) + 6N2(g) + O2(g)

    נתונה טבלת אנרגיות הקשר הבאה:

    הקשר אנתלפיית הקשר kJ/moℓ
    C═O 803
    O—H 463
    N≡N 945
    O═O 497
    1. חשבו את שינוי האנתלפיה לתגובה המתרחשת בשלב השני ( תגובה III). פרטו חישוביכם.
    2. מה יהיה שינוי האנתלפיה עבור התגובה הבאה:

      IV.   4C3H5(ONO2)3(g)    →    12CO2(g) + 10H2O(g) + 6N2(g) + O2(g)

    3. באיזה תגובה נפלטת אנרגיה רבה יותר בתגובה I או בתגובה IV ? נמקו.

    מהאנרגיה שנפלטת מתגובה של ניטרוגליצרין, מחממים 20000 ג' מים הנמצאים בטמפרטורת החדר.
    הגיבו בשני ניסויים נפרדים 0.001 ג' של ניטרוגליצרין.
    בניסוי הראשון על פי הניסוח בתגובה I ובניסוי השני על פי תגובה IV

    1. באיזה ניסוי השינוי באנרגיה הקינטית הממוצעת של המים היה גדול יותר? נמקו .
    2. כמה ג' של 4C3H5(ONO2)3(g) יש להגיב (על פי ניסוח IV) כדי שישתחררו 2800kJ ? פרטו חישוביכם.
  4. לנוסחא המולקולרית C3H6O יש שני איזומרים אתאנול CH3CH2OH ודו מתיל אתר CH3OCH3 .
    נתונים הניסוחים של תגובות השריפה של האתאנול והדו מתיל אתר

    A.   CH3-CH2-OH(g) + 3O2(g)    →    2CO2(g) + 3H2O(g)                 ΔH° =-1331.5kJ
    B.   CH3-O-CH3(g) + 3O2(g)    →    2CO2(g) + 3H2O(g)                 ΔH° =-1305kJ

    וכן נתונות אנרגיות הקשר הבאות:

    הקשר אנתלפיית הקשר kJ/moℓ
    O—C 358
    C—H 413
    C═O 803
    H—O במולקולת H2O 463
    C—C 346
    O═O ?
    H—O במולקולת CH3-CH2-OH ?
    1. חשבו את אנתלפית הקשר O═O . פרטו חישוביכם.
    2. חשבו את אנתלפיית הקשר H—O במולקולת CH3CH2OH . פרטו חישוביכם.

    מתרחשת התגובה

    I.   CH3-CH2-OH(g)    →    CH3-O-CH3(g)

    1. חשבו את שינוי האנתלפיה עבור תגובה I פרטו חישוביכם.

    נתון ניסוח תגובת ההתהוות של האתאנול מיסודותיו :

    II.   2C(s) + 3H2(g) + 0.5O2(g)    →    CH3-CH2-OH(g)

    כשנוצרים 4.6 ג' של אתאנול משתחררים 23.495kJ.

    1. מהו שינוי האנתלפיה עבור תגובת ההתהוות של האתאנול? פרטו חישוביכם.

    נתון ניסוח תגובת ההתהוות של דו אתיל אתר מיסודותיו:

    III.   2C(s) + 3H2(g) + 0.5O2(g)    →    CH3-O-CH3(g)

    1. חשבו את שינוי האנתלפיה עבור התגובה? פרטו חישוביכם.

    נתונה התגובה הבאה:

    IV.   CH3-O-CH3(ℓ) + 3O2(g)    →    2CO2(g) + 3H2O(g)

    1. האם האנרגיה הנפלטת בתגובה IV גדול קטן או שווה לזו הנפלטת בתגובת השריפה של
      CH3-O-CH3(g) ? הסבר קביעתך.

    נתונה התגובה:

    V.  CH3-CH2-OH(ℓ) + 3O2(g)    →    2CO2(g) + 3H2O(g)                 ΔH° =-1293kJ

    1. מה יהיה שינוי האנתלפיה עבור תהליך הרתיחה של האתאנול CH3-CH2-OH(ℓ) ? פרטו חישוביכם.
    2. האם בתהליך הרתיחה של CH3-O-CH3(ℓ) יש להשקיע יותר אנרגיה , פחות אנרגיה או אותה כמות אנרגיה בהשוואה לתהליך הרתיחה של האתאנול ? נמקו.

המשך התוכן בעמוד זה למנויים (חודשי/שנתי) בלבד

אם הינך מנוי/ה אנא הכנס שם משתמש וסיסמא!

אם אין ברשותך מנוי אנא בדוק/בדקי את תוכניות מנויים