1. KEM011: grundlÀggande kemi
Svar till övningsuppgifter ur Zumdahl & DeCoste, Chemical principles, 7th edition
Kapitel 5: Gaser
5-22 a) 642 torr, 0.845 atm, 8.56·104 Pa
b) 975 torr, 1.28 atm, 1.30·105 Pa
5-24 a) 749 torr, 0.985 atm, 9.98·104 Pa
b) 781 torr, 1.03 atm, 1.04·105 Pa
4
5-26 5.1·10 torr
5-29 317 torr för H2 och 50.7 torr för N2
5-31 12.5 mL, alltsÄ N2O4(g) upptar hÀlften av initialvolymen NO2(g)
5-45 a) molfraktion metan=0.412 molfracktion O2=0.588
b) 0.161 mol c) 1.06 g metan och 3.03 g O2
5-47 ptotal=1.41 atm, p(O2)=0.105 atm, p(N2)=1.12 atm, p(NH3)=0.186 atm
5-77 CF2Cl2
5-81 M=63.7 g/mol
5-83 a) MedelvÀrdet av kinetiska energin beror bara pÄ temperatur,
alltsÄ har de alla samma temperatur. b) BehÄllare C
5-89 KEavg=5.65·10-21 J/molekyl vid 273K , KEavg=1.13·10-20 J/molekyl vid 546K
5-91 rms hastighet=667m/s mest sannolika hastighet=545m/s medelhastighet=615m/s
Kapitel 16: IntermolekylÀra krafter och vÀtskor
16-20 a) OCS eftersom den Àr polÀr och vÀxelverkar ocksÄ med dipol-dipol interaktioner
b) SeO2 eftersom den har högre molmassa och starkare dispersionsvÀxelverkan
c) H2NCH2CH2NH2 eftersom den har större möjlighet att bilda vÀtebindningar
d) H2CO eftersom den Àr polÀr till skillnad frÄn CH3CH3
c) CH3OH eftersom den kan bilda vÀtebindningar
16-21 b) HF kan bilda vÀtebindningar till skillnad frÄn HCl
c) De intermolekulÀra krafterna i LiCl Àr joniska medan de i HCl Àr dipol-dipol
och dispersionskrafter.
d) n-hexan Àr en större molekyl och har starkare dispersionskrafter
16-27 Vatten Àr en polÀr molekyl som bildar vÀtebindningar men vax bestÄr av ickepolÀra molekyler. Vattenmolekyler attraheras till varandra mycket starkare Àn till
vaxytan. Den nÀstan sfÀriska formen uppstÄr pga yt- eller interfacialspÀnning som
i sin tur uppstÄr pga att molekyler vid ytan attraheras huvudsakligen inÄt droppen
och Är sidorna lÀngs med ytan.
16-99 A=fast fas, B=vÀtska, C=gas, D=fast+gas, E=fast+vÀtska+gas, F=gas+vÀtska,
G=gas+vÀtska, H=gas (superkritisk fluid), trippelpunkt=E, kokpunkt=gasvÀtskelinjen vid 1 atm, fryspunkt=fast fas-vÀtskelinjen vid 1 atm, kritisk punkt=G,
eftersom fast fas-vÀtskelinjen lutar Är höger med en positiv lutning sÄ har den
fasta fasen en högre densitet.
16-105 a) tvÄ b) vid den vid högre tryck finns grafit+diamant+vÀtska och för den vid
lÀgre tryck finns grafit+vÀtska+gas c) grafit övergÄr till diamant d) diamant har
högre densitet
16-117 0.0760 atm eller 57.8 torr
2. Kapitel 9: Energi, entalpi och termokemi
9-19
9-21
9-24
9-26
9-27
9-29
9-33
9-35
9-36
9-43
9-47
9-49
9-51
9-52
9-67
9-68
9-76
q=30.9 kJ, w=-12.4 kJ, âE=18.5 kJ
âE=-37.56 kJ
11.04 L
a) âH =-286 kJ b) âH =-572 kJ c) âH =-3320 kJ d) âH =-2.3·109 kJ
a) âH=-1652 kJ b) âH=-826 kJ c) âH=-7.39 kJ d) âH=-34.4 kJ
âH=âE+pâV
Pathway I
Steg 1: q=âH=30.4 kJ, w=-12.2 kJ, âE=18.2 kJ
Steg 2: âE=-6.8 kJ, âH=-11.4 kJ, w=21.3 kJ, q=-28.1 kJ
Pathway II
Steg 3: âE=6.84 kJ, w=0, âH=11.4 kJ
Steg 4: âH=q=7.6 kJ, w=-3.0 kJ, âE=4.6 kJ
Steg 1+Steg 2: q=2.3 kJ, w=9.1 kJ, âE=11.4 kJ, âH=19.0 kJ
Steg 3+Steg 4: q=14.4 kJ, w=-3.0 kJ, âE=11.4 kJ, âH=19.0 kJ
Sammanfattningsvis Konstant V Konstant p
q
74.3 kJ
88.1 kJ
w
0
-13.8 kJ
âE
74.3 kJ
74.3 kJ
âH
88.1 kJ
88.1 kJ
q=âH=-8.51 kJ, w=1.83 kJ, âE=-6.68 kJ
75 g
39.2 ÂșC
âH=-66 kJ/mol
a) C12H22O11 (s) + 12 O2 (g) â 12 CO2 (g) + 11 HO2 (l) b) âE=-5622 kJ/mol
c) âH=-5622 kJ/mol
âE=-25.1 kJ/g âE=-3821 kJ/mol
Reaktion 1: âHÂș=-832 kJ, Reaktion 2: âHÂș=-368 kJ, Reaktion 3: âHÂș=-133 kJ
I reaktion 2 och 3 reagerar Na(s) med vatten och koldioxid, de Àmnen som skall
slÀcka branden. Desutom produceras brandfarliga gaser i de stegen, H2(g) och
CO(g).
a) 4NH3(g)+5O2(g)â4NO(g)+6H2O(g)
âHÂș=-908 kJ
2NO(g)+O2(g)â2NO2(g)
âHÂș=-112 kJ
3NO2(g)+H2O(l)â2HNO3(aq)+NO(g) âHÂș=-140 kJ
b) 12 NH3 (g)+21 O2 (g) â 8 HNO3 (aq) + 4 NO (g) + 14 H2O (g)
totalreaktionen Àr exoterm eftersom alla delreaktioner Àr exoterma
a) âH0=-361 kJ b) âH0=-199 kJ c) âH0=-227 kJ d) âH0=-112 kJ
Kapitel 10: Spontana processer, entropi och fri energi
10-31 T=77ÂșC
10-39 a) Mindre frihet i sluttillstĂ„ndet, âS<0
b) Mer frihet i sluttillstĂ„ndet, âS>0
3. 10-42
10-53
10-54
10-64
10-65
10-68
10-69
10-74
10-76
10-80
10-81
10-86
c) Mindre frihet i sluttillstĂ„ndet eftersom ân<0, âS<0
d) Mindre frihet i sluttillstĂ„ndet eftersom ân<0, âS<0
e) Mindre frihet i sluttillstĂ„ndet. Molekylen i gasfas har mer frihet, âS<0
f) Mer frihet i sluttillstĂ„ndet, âS>0
a) âSÂș=-186 J/K b) âSÂș=187 J/K c) âSÂș=138 J/K
âGÂșf=-16 kJ/mol
a) âHÂș=-803 kJ, âSÂș=-4 J/K, âGÂș=-802 kJ
b) âHÂș=2802 kJ, âSÂș=-262 J/K, âGÂș=2880 kJ
c) âHÂș=-416 kJ, âSÂș=-209 J/K, âGÂș=-354 kJ
d) âHÂș=-176 kJ, âSÂș=-284 J/K, âGÂș=-91 kJ
âG=-50 kJ
c) âG=-85 kJ
âGÂș=-142 kJ (samtliga gaser vid 1 atm) âGÂș=-148 kJ (samtliga gaser vid 10 atm)
a) Ät höger b) inget hÄll p.g.a. jÀmvikt c) Ät vÀnster
âGÂș=-198 kJ K=5.1·1034
a) âGÂș=79.9 kJ/mol b) âGÂș=81.1 kJ/mol
p(SO2)=1.0·10-12 atm Reaktionen Àr spontan vid lÄga temperaturer
K=8.72 vid 25ÂșC
K=0.0789 vid 100ÂșC
5
âHÂș=1.1·10 J/mol
âSÂș=330 J mol-1 K-1
För en exoterm reaktion blir lutningen i denna graf positiv medans för en
endoterm reaktion blir lutningen negativ
Kapitel 17: Lösningar
17-40
17-43
17-59
17-63
17-73
17-76
lösningen i c
136 torr
Tfreezing=-29.9ÂșC Tboiling=108.2ÂșC
496.8 g/mol
Höjd=25.3 meter
a) högre höjd i högra sidan b) samma höjd