Magnus Ehingers undervisning

Facit

Betygsgränser

Del I. Endast lösning (svar) krävs. Glöm inte enhet!

1. 1. exoterm
   2. exoterm
   3. endoterm
   4. endoterm
   5. exoterm
2. -184kJ
3. Reaktionen Na⁺(g) + Cl^–(g) → NaCl(s) kan brytas ner i följande delreaktioner:

   Na⁺(g) + Cl^–(g) → Na(g) + Cl(g) + 147kJ

   Na(g) + Cl(g) → Na(s) + ½Cl₂(g) + 230kJ

   Na(s) + ½Cl₂(g) → NaCl(s) + 411kJ

   Summerar man dessa får man att \(\Delta H\) för hela reaktionen blir -(147 kJ + 230 kJ + 411 kJ) = -778 kJ

4. 1. Bly
   2. Tenn
5. a, b
6. b

Del II. Fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade reaktionsformler krävs. Glöm inte enhet!

7. Svar: 2Ca(s) + O₂(g) → 2CaO(s) (1p)

   Eftersom reaktionen verkligen sker, trots att oordningen (entropin) minskar, måste reaktionen vara exoterm, d.v.s. ΔH måste vara negativt (1p). (Även att alla förbränningar är exoterma duger som svar.)

8. Mg(s) + ½O₂(g) → MgO(s) + 601 kJ (värmemängden ej nödvändig för fullst. korrekt formel)

   n_MgO = n_Mg = m_Mg/M_Mg = 1,00 g/24,31 g/mol = 0,04113533... mol

   q = n_MgO·ΔH = 0,04113533 ... mol · 601 kJ/mol = 24,7223364... kJ ≈ 24,7 kJ

   Korrekt reaktionsformel – 1p; korrekt mängd magnesium som reagerar – 0,5p; korrekt mängd magnesiumoxid som bildas – 0,5p; korrekt värmemängd som utvecklas – 1p.

   Angett q med negativt tecken ... -0,5

   Obalanserad reaktionsformel ... -1

   Felaktigt ΔH från tabellen ... -0,5

   Räknat på n = m_Mg/M_MgO ... -1

9. Cellschema: - Zn(s) | Zn(NO₃)₂(aq) || AgNO₃(aq) | Ag(s) +

   (även - Zn(s) | Zn²⁺(aq) || Ag⁺(aq) | Ag(s) + eller motsvarande är godkänt)

   minuspol: Zn(s) → Zn²⁺ + 2e^–

   pluspol: 2Ag⁺ + 2e^– → 2Ag(s)

   cellreaktion: Zn(s) + 2Ag⁺ → Zn²⁺ + 2Ag(s)

   Glömt laddning på jonerna i cellschemat ... -0,5

   Fel laddning på jonerna ... -0,5/jon

   Förväxlat/utelämnat plus- & minuspolen ... -0,5

10. n_O2 = 1,00 dm³/24,0 dm³/mol = 0,0416666667 mol

    Ur tabell 1 läser vi att bildningsentalpin för 1 mol vatten är -286 kJ.

    H₂O(l) +286 kJ → ½O₂(g) + H₂(g)

    Om man tillför 286 kJ till 1 mol H₂O(l) får man ½ mol O₂. Vi är intresserade av 0,04166... mol O₂. Det ger oss att:

    \[\frac {0,41666667\text{mol}}{0,5\text{mol}} = \frac {x}{286\text{kJ}} \Leftrightarrow \hspace{100cm}\]

    \[x = \frac {286\text{kJ} \cdot 0,41666667\text{mol}}{0,5\text{mol}} = 23,83333\text{kJ} \approx 23,8\text{kJ} \hspace{100cm}\]

    Rätt mängd O₂ – 1p; rätt bildningsentalpi för 1 mol vatten – 1p; rätt reaktionsformel (rätt förhållande på O₂ till övriga) – 1p; rätt uträkning – 1p.

11. \[\begin{align}n_{\text{C}_4\text{H}_{10}} &= \frac {m_{\text{C}_4\text{H}_{10}}}{M_{\text{C}_4\text{H}_{10}}} = \frac {10,0\text{g}}{(12,011 \cdot 4 + 1,00797 \cdot 10)\text{g/mol}} = \hspace{100cm} \\ &= 0,1720468587\text{mol}\end{align}\]

    \[\begin{align}q_{\text{C}_4\text{H}_{10}} &= n_{\text{C}_4\text{H}_{10}} \Delta H_{\text{C}_4\text{H}_{10}} = 0,1720468587\text{mol} \cdot 2877\text{kJ/mol} = \hspace{100cm} \\ &= 494,9788124\text{kJ}\end{align}\]

    \[\begin{align}q_{\text{H}_2\text{O}} &= cm \Delta T = 4,18\frac{\text{J}}{\text{gK}} \cdot 1000\text{g} \cdot (98,2-23,6)\text{K} = \hspace{100cm} \\ &= 311,828\text{kJ}\end{align}\]

    \[\frac {q_{\text{H}_2\text{O}}}{q_{\text{C}_4\text{H}_{10}}} = \frac {311,828\text{kJ}}{494,9788124\text{kJ}} = 0,6299825208 \approx 63,0\% \hspace{100cm}\]

    Svar: 63,0 %
    
    Korrekt mängd butan som förbränns – 1p; korrekt mängd värme från butanet – 1p; korrekt mängd värme vattnet upptagit – 1p; korrekt beräkning av andelen värme som överförs till vattnet – 1p.