Námsgögn
Innskrá
Hleð efnisyfirliti...

Efnisyfirlit

  1. Formáli
    1. Inngangur
    2. 4.1 Ritun og stilling efnajafna
    3. 4.2 Flokkun efnahvarfa
    4. 4.3 Efnamagnfræði efnahvarfa
    5. 4.4 Heimtur efnahvarfa
    6. 4.5 Megindleg efnagreining
    7. Lykilhugtök
    8. Lykiljöfnur
    9. Samantekt
    10. Æfingar
  2. A | Lotukerfið
  3. B | Nauðsynleg stærðfræði
  4. C | Mælieiningar og umreiknistuðlar
  5. D | Grunnfastar í eðlisfræði
  6. E | Eiginleikar vatns
  7. F | Samsetning sýra og basa á markaði
  8. G | Staðalvarmafræðilegir eiginleikar valinna efna
  9. H | Jónunarfastar veikra sýra
  10. I | Jónunarfastar veikra basa
  11. J | Leysnimargfeldi
  12. K | Myndunarfastar fyrir flókjónir
  13. L | Staðalspenna rafskauta (hálfhólfa)
  14. M | Helmingunartímar nokkurra geislavirkra samsætna
  15. Atriðaskrá
Efnafræði 2e (IS)Kafli 4Æfingar
Skrá inn til að leggja til breytingu
44 Efnamagnfræði efnahvarfa

Æfingar

FYRRI KAFLI

Samantekt

NÆSTI KAFLI

Inngangur

Æfingar

4.1 Ritun og stilling efnajafna

1.

Hvað þýðir það að efnajafna sé stillt? Hvers vegna er mikilvægt að efnajafna sé stillt?

2.

Lítum á sameindajöfnur, heildarjónajöfnur og nettójónajöfnur.

(a) Hver er munurinn á þessum tegundum jafna?

(b) Við hvaða aðstæður væru heildarjónajafna og nettójónajafna efnahvarfs nákvæmlega eins?

3.

Stilltu eftirfarandi jöfnur:

(a) CCl2F2(g)

(e) Na(s)+H2O(l)⟶NaOH(aq)+H2(g)

(f) ( NH4 )2 Cr2O7(s)⟶Cr2O3(s)+N2(g)+H2O(g)

(g) P4(s)+Cl2(g)⟶PCl3(l)

(h) PtCl4(s)⟶Pt(s)+Cl2(g)

4.

Stilltu eftirfarandi jöfnur:

(a) Ag(s)+H2S(g)+O2(g)⟶Ag2S(s)+H2O(l)

(b) P4(s)+O2(g)⟶P4O10(s)

(c) Pb(s)+H2O(l)+O2(g)⟶Pb(OH)2(s)

(d) Fe(s)+H2O(l)⟶Fe3O4(s)+H2(g)

(e) Sc2O3(s)+SO3(l)⟶Sc2(SO4)3(s)

(f) Ca3(PO4)2(aq)+H3PO4(aq)⟶Ca(H2PO4)2(aq)

(g) Al(s)+H2SO4(aq)⟶Al2(SO4)3(s)+H2(g)

(h) TiCl4(s)+H2O(g)⟶TiO2(s)+HCl(g)

5.

Skrifaðu stillta sameindajöfnu sem lýsir hverju af eftirfarandi efnahvörfum.

(a) Fast kalsíumkarbónat er hitað og brotnar niður í fast kalsíumoxíð og koldíoxíðgas.

(b) Gaseous butane, C4H10, reacts with diatomic oxygen gas to yield gaseous carbon dioxide and water vapor.

(c) Vatnslausnir af magnesíumklóríði og natríumhýdroxíði hvarfast og mynda fast magnesíumhýdroxíð og vatnslausn af natríumklóríði.

(d) Vatnsgufa hvarfast við natríummálm og myndar fast natríumhýdroxíð og vetnisgas.

6.

Skrifaðu stillta efnajöfnu sem lýsir hverju af eftirfarandi efnahvörfum.

(a) Solid potassium chlorate, KClO3, decomposes to form solid potassium chloride and diatomic oxygen gas.

(b) Solid aluminum metal reacts with solid diatomic iodine to form solid Al2I6.

(c) Þegar föstu natríumklóríði er bætt út í vatnslausn af brennisteinssýru myndast vetnisklóríðgas og vatnslausn af natríumsúlfati.

(d) Vatnslausnir af fosfórsýru og kalíumhýdroxíði hvarfast og mynda vatnslausn af kalíumtvívetnisfosfati og fljótandi vatn.

7.

Litríkir flugeldar fela oft í sér sundrun baríumnítrats og kalíumklórats og efnahvarf málmanna magnesíums, áls og járns við súrefni.

(a) Skrifaðu efnaformúlur baríumnítrats og kalíumklórats.

(b) Sundrun fasts kalíumklórats leiðir til myndunar fasts kalíumklóríðs og tvíatóma súrefnisgass. Skrifaðu efnajöfnu fyrir hvarfið.

(c) Sundrun fasts baríumnítrats leiðir til myndunar fasts baríumoxíðs, tvíatóma köfnunarefnisgass og tvíatóma súrefnisgass. Skrifaðu efnajöfnu fyrir hvarfið.

(d) Skrifaðu aðskildar efnajöfnur fyrir efnahvörf föstu málmanna magnesíums, áls og járns við tvíatóma súrefnisgas til að mynda samsvarandi málmoxíð. (Gerðu ráð fyrir að járnoxíðið innihaldi Fe3+ jónir.)

8.

Fylltu í eyðuna með einni efnaformúlu fyrir samgilt efnasamband sem stillir jöfnuna:

Myndin sýnir efnahvarf með byggingarformúlu lífræns hvarfefnis vinstra megin við hvarförina og byggingarformúlum myndefna hægra megin.
9.

Vatnslausn vetnisflúoríðs (flúorsýra) er notuð til að æta gler og til að greina kísilinnihald steinda. Vetnisflúoríð hvarfast einnig við sand (kísildíoxíð).

(a) Skrifaðu jöfnu fyrir efnahvarf fasts kísildíoxíðs við flúorsýru sem myndar kísiltetraflúoríð á gasformi og fljótandi vatn.

(b) Steindin flúorít (kalsíumflúoríð) finnst í miklum mæli í Illinois. Einnig er hægt að framleiða fast kalsíumflúoríð með efnahvarfi vatnslausna af kalsíumklóríði og natríumflúoríði, þar sem vatnslausn af natríumklóríði er hitt myndefnið. Skrifaðu heildarjónajöfnu og nettójónajöfnu fyrir þetta efnahvarf.

10.

Nýstárlegt ferli til að vinna magnesíum úr sjó felur í sér nokkur efnahvörf. Skrifaðu stillta efnajöfnu fyrir hvert skref ferlisins.

(a) Fyrsta skrefið er sundrun fasts kalsíumkarbónats úr skeljum til að mynda fast kalsíumoxíð og koldíoxíð á gasformi.

(b) Annað skrefið er myndun fasts kalsíumhýdroxíðs sem eina myndefnisins úr efnahvarfi fasts kalsíumoxíðs við fljótandi vatn.

(c) Föstu kalsíumhýdroxíði er síðan bætt út í sjóinn, þar sem það hvarfast við uppleyst magnesíumklóríð og myndar fast magnesíumhýdroxíð og vatnslausn af kalsíumklóríði.

(d) Föstu magnesíumhýdroxíði er bætt út í saltsýrulausn, sem myndar uppleyst magnesíumklóríð og fljótandi vatn.

(e) Að lokum er magnesíumklóríðið brætt og rafgreint til að mynda fljótandi magnesíummálm og tvíatóma klórgas.

11.

Út frá stilltu sameindajöfnunum, skrifaðu heildarjónajöfnu og nettójónajöfnu fyrir eftirfarandi:

(a) K2C2O4(aq)+Ba(OH)2(aq)⟶2KOH(aq)+BaC2O4(s)

(b) CH3CH2F(g)

(c) CaCO3(s)+H2SO4(aq)⟶CaSO4(s)+CO2(g)+H2O(l)

4.2 Flokkun efnahvarfa

12.

Notaðu eftirfarandi jöfnur til að svara næstu fjórum spurningum:

i.

H2O(s)⟶H2O(l)

ii. Na+(aq)+Cl−(aq)+Ag+(aq)+NO3−(aq)⟶AgCl(s)+Na+(aq)+NO3−(aq)

iii. CH3OH(g)+O2(g)⟶CO2(g)+H2O(g)

iv. 2H2O(l)⟶2H2(g)+O2(g)

v. H+(aq)+OH−(aq)⟶H2O(l)

(a) Hvaða jafna lýsir eðlisbreytingu?

(b) Hvaða jafna sýnir hvarfefni og myndefni brunahvarfs?

(c) Hvaða jafna er ekki stillt?

(d) Hver er nettójónajafna?

13.

Tilgreindu hvaða tegund eða tegundir efnahvarfa hvert af eftirfarandi sýnir:

(a) Ca(s)+Br2(l)⟶CaBr2(s)

(b) Ca(OH)2(aq)+2HBr(aq)⟶CaBr2(aq)+2H2O(l)

(c) C6H12(l)+9O2(g)⟶6CO2(g)+6H2O(g)

14.

Tilgreindu hvaða tegund eða tegundir efnahvarfa hvert af eftirfarandi sýnir:

(a) H2O(g)+C(s)⟶CO(g)+H2(g)

(b) CH3CH2F(g)

(c) Al(OH)3(aq)+3HCl(aq)⟶AlCl3(aq)+3H2O(l)

(d) Pb(NO3)2(aq)+H2SO4(aq)⟶PbSO4(s)+2HNO3(aq)

15.

Hægt er að aðskilja silfur frá gulli vegna þess að silfur leysist upp í saltpéturssýru en gull gerir það ekki. Er upplausn silfurs í saltpéturssýru sýru-basahvarf eða oxunar-afoxunarhvarf? Rökstyddu svarið.

16.

Ákvarðaðu oxunarstig frumefnanna í eftirfarandi efnasamböndum:

(a) NaI

(b) GdCl3

(c) LiNO3

(d) H2Se

(e) Mg2Si

(f) RbO2, rubidium superoxide

(g) HF

17.

Ákvarðaðu oxunarstig frumefnanna í eftirfarandi efnasamböndum. Engin af þeim efnasamböndum sem innihalda súrefni eru peroxíð eða súperoxíð.

(a) H3PO4

(b) Al(OH)3

(c) SeO2

(d) KNO2

(e) In2S3

(f) P4O6

18.

Ákvarðaðu oxunarstig frumefnanna í eftirfarandi efnasamböndum. Engin af þeim efnasamböndum sem innihalda súrefni eru peroxíð eða súperoxíð.

(a) H2SO4

(b) Ca(OH)2

(c) BrOH

(d) ClNO2

(e) TiCl4

(f) NaH

19.

Flokkaðu eftirfarandi sem sýru-basahvörf eða oxunar-afoxunarhvörf:

(a) Na2S(aq)+2HCl(aq)⟶2NaCl(aq)+H2S(g)

(b) 2Na(s)+2HCl(aq)⟶2NaCl(aq)+H2(g)

(c) Mg(s)+Cl2(g)⟶MgCl2(s)

(d) MgO(s)+2HCl(aq)⟶MgCl2(aq)+H2O(l)

(e) K3P(s)+2O2(g)⟶K3PO4(s)

(f) 3KOH(aq)+H3PO4(aq)⟶K3PO4(aq)+3H2O(l)

20.

Tilgreindu þær frumeindir sem oxast og afoxast, breytingu á oxunarstigi þeirra, og oxara og afoxara í hverri af eftirfarandi jöfnum:

(a) CCl2F2(g)

(c) C2H4(g)+3O2(g)⟶2CO2(g)+2H2O(g)

(d) Zn(s)+H2SO4(aq)⟶ZnSO4(aq)+H2(g)

(e) 2K2S2O3(s)+I2(s)⟶K2S4O6(s)+2KI(s)

(f) 3Cu(s)+8HNO3(aq)⟶3Cu(NO3)2(aq)+2NO(g)+4H2O(l)

21.

Ljúktu við og stilltu eftirfarandi sýru-basajöfnur:

(a) HCl gas reacts with solid Ca(OH)2(s).

(b) Lausn af Sr(OH)2 er bætt út í lausn af HNO3.

22.

Ljúktu við og stilltu eftirfarandi sýru-basajöfnur:

(a) Lausn af HClO4 er bætt út í lausn af LiOH.

(b) Aqueous H2SO4 reacts with NaOH.

(c) Ba(OH)2 hvarfast við HF á gasformi.

23.

Ljúktu við og stilltu eftirfarandi oxunar-afoxunarhvörf, sem gefa hæsta mögulega oxunarstig fyrir oxuðu frumeindirnar.

(a) Al(s)+F2(g)⟶

(b) Al(s)+CuBr2(aq)⟶ (single displacement)

(c) P4(s)+O2(g)⟶

(d) Ca(s)+H2O(l)⟶ (products are a strong base and a diatomic gas)

24.

Ljúktu við og stilltu eftirfarandi oxunar-afoxunarhvörf, sem gefa hæsta mögulega oxunarstig fyrir oxuðu frumeindirnar.

(a) K(s)+H2O(l)⟶

(b) Ba(s)+HBr(aq)⟶

(c) Sn(s)+I2(s)⟶

25.

Ljúktu við og stilltu jöfnurnar fyrir eftirfarandi sýru-basa hlutleysingarhvörf. Ef vatn er notað sem leysir skal skrifa hvarfefnin og myndefnin sem vatnsleystar jónir. Í sumum tilfellum getur verið meira en eitt rétt svar, allt eftir því hversu mikið af hvarfefnum er notað.

(a) Mg(OH)2(s)+HClO4(aq)⟶

(b) SO3(g)+H2O(l)⟶(gerðu ráð fyrir umframmagni af vatni og að myndefnið leysist upp)

(c) SrO(s)+H2SO4(l)⟶

26.

Þegar demantar, sem eru hreint kolefni, eru hitaðir upp í 700–800 °C oxast þeir af súrefni andrúmsloftsins. (Þeir brenna!) Skrifaðu stillta jöfnu fyrir þetta efnahvarf.

27.

Herinn hefur gert tilraunir með leysirum sem framleiða mjög skært ljós þegar flúor sameinast vetni með sprengikrafti. Hver er stillta jöfnan fyrir þetta efnahvarf?

28.

Skrifaðu sameindajöfnur, heildarjónajöfnur og nettójónajöfnur fyrir eftirfarandi efnahvörf:

(a) Ca(OH)2(aq)+HC2H3O2(aq)⟶

(b) H3PO4(aq)+CaCl2(aq)⟶

29.

Fyrirtækið Great Lakes Chemical Company framleiðir bróm, Br2, úr brómíðsöltum á borð við NaBr, í pækli frá Arkansas með því að meðhöndla pækilinn með klórgas. Skrifaðu stillta jöfnu fyrir efnahvarf NaBr við Cl2.

30.

Í algengri tilraun í almennri efnafræðistofu er magnesíummálmur hitaður í lofti til að framleiða MgO. MgO er hvítt fast efni, en í þessum tilraunum lítur það oft út fyrir að vera grátt vegna lítils magns af Mg3N2, efnasambandi sem myndast þegar hluti magnesíumsins hvarfast við köfnunarefni. Skrifaðu stillta jöfnu fyrir hvort þessara efnahvarfa.

31.

Litíumhýdroxíð má nota til að gleypa koldíoxíð í lokuðu rými, svo sem í mönnuðum geimförum og kafbátum. Skrifaðu jöfnu fyrir efnahvarfið sem felur í sér 2 mól af LiOH á hver 1 mól af CO2. (Vísbending: Vatn er eitt af myndefnunum.)

32.

Kalsíumprópíónati er stundum bætt í brauð til að seinka skemmdum. Þetta efnasamband er hægt að útbúa með efnahvarfi kalsíumkarbónats, CaCO3, við própíónsýru, C2H5CO2H, sem hefur svipaða eiginleika og ediksýra. Skrifaðu stillta jöfnu fyrir myndun kalsíumprópíónats.

33.

Ljúktu við og stilltu jöfnurnar fyrir eftirfarandi efnahvörf, sem hvert um sig gæti verið notað til að fjarlægja brennisteinsvetni úr jarðgasi:

(a) Ca(OH)2(s)+H2S(g)⟶

(b) Na2CO3(aq)+H2S(g)⟶

34.

Kopar(II)súlfíð oxast af sameindasúrefni og myndar brennisteinsþríoxíð á gasformi og fast kopar(II)oxíð. Myndefnið á gasformi hvarfast síðan við fljótandi vatn og myndar fljótandi tvívetnissúlfat sem eina myndefnið. Skrifaðu jöfnurnar tvær sem lýsa þessum efnahvörfum.

35.

Skrifaðu stilltar efnajöfnur fyrir efnahvörfin sem notuð eru til að útbúa hvert af eftirfarandi efnasamböndum úr uppgefnum upphafsefnum. Í sumum tilfellum gæti þurft viðbótarhvarfefni.

(a) fast ammóníumnítrat úr gaskenndu sameindaköfnunarefni í tveimur skrefum (fyrst er köfnunarefnið afoxað í ammóníak og síðan er ammóníakið hlutleyst með viðeigandi sýru)

(b) gaskennt vetnisbrómíð úr fljótandi sameindabrómi með oxunar-afoxunarhvarfi í einu skrefi

(c) gaskennt H2S úr föstu Zn og S í tveimur skrefum (fyrst oxunar-afoxunarhvarf milli upphafsefnanna og síðan hvarf myndefnisins við sterka sýru)

36.

Kalsíumsýklamat Ca(C6H11NHSO3)2 er gervisætuefni sem notað er í mörgum löndum um allan heim en er bannað í Bandaríkjunum. Hægt er að hreinsa það í iðnaði með því að breyta því í baríumsalt með hvarfi sýrunnar C6H11NHSO3H við baríumkarbónat, meðhöndlun með brennisteinssýru (baríumsúlfat er mjög torleyst) og loks hlutleysingu með kalsíumhýdroxíði. Skrifaðu stilltar jöfnur fyrir þessi hvörf.

37.

Ljúktu við og stilltu hvert af eftirfarandi hálfhvörfum (skref 2–5 í hálfhvarfsaðferðinni):

(a) Sn4+(aq)⟶Sn2+(aq)

(b) [Ag(NH3)2]+(aq)⟶Ag(s)+NH3(aq)

(c) Hg2Cl2(s)⟶Hg(l)+Cl−(aq)

(d) H2O(l)⟶O2(g) (í súrri lausn)

(e) IO3−(aq)⟶I2(s) (í basískri lausn)

(f) SO32−(aq)⟶SO42−(aq) (í súrri lausn)

(g) MnO4−(aq)⟶Mn2+(aq) (í súrri lausn)

(h) Cl−(aq)⟶ClO3−(aq) (í basískri lausn)

38.

Ljúktu við og stilltu hvert af eftirfarandi hálfhvörfum (skref 2–5 í hálfhvarfsaðferðinni):

(a) Cr2+(aq)⟶Cr3+(aq)

(b) CH3CH2F(g)

(c) ZnS(s)⟶Zn(s)+S2−(aq)

(d) H2(g)⟶H2O(l) (í basískri lausn)

(e) H2(g)⟶H3O+(aq) (í súrri lausn)

(f) NO3−(aq)⟶HNO2(aq) (í súrri lausn)

(g) MnO2(s)⟶MnO4−(aq) (í basískri lausn)

(h) Cl−(aq)⟶ClO3−(aq) (í súrri lausn)

39.

Stilltu eftirfarandi efnajöfnur samkvæmt hálfhvarfsaðferðinni:

(a) Sn2+(aq)+Cu2+(aq)⟶Sn4+(aq)+Cu+(aq)

(b) H2S(g)+Hg22+(aq)⟶Hg(l)+S(s)(í súrri lausn)

(c) CN−(aq)+ClO2(aq)⟶CNO−(aq)+Cl−(aq)(í súrri lausn)

(d) Fe2+(aq)+Ce4+(aq)⟶Fe3+(aq)+Ce3+(aq)

(e) HBrO(aq)⟶Br−(aq)+O2(g)(í súrri lausn)

40.

Stilltu eftirfarandi efnajöfnur samkvæmt hálfhvarfsaðferðinni:

(a) Zn(s)+NO3−(aq)⟶Zn2+(aq)+N2(g)(í súrri lausn)

(b) Zn(s)+NO3−(aq)⟶Zn2+(aq)+NH3(aq)(í basískri lausn)

(c) CuS(s)+NO3−(aq)⟶Cu2+(aq)+S(s)+NO(g)(í súrri lausn)

(d) NH3(aq)+O2(g)⟶NO2(g)(gasfasi)

(e) H2O2(aq)+MnO4−(aq)⟶Mn2+(aq)+O2(g)(í súrri lausn)

(f) NO2(g)⟶NO3−(aq)+NO2−(aq)(í basískri lausn)

(g) Fe3+(aq)+I−(aq)⟶Fe2+(aq)+I2(aq)

41.

Stilltu eftirfarandi efnajöfnur samkvæmt hálfhvarfsaðferðinni:

(a) MnO4−(aq)+NO2−(aq)⟶MnO2(s)+NO3−(aq)(í basískri lausn)

(b) MnO42−(aq)⟶MnO4−(aq)+MnO2(s)(í basískri lausn)

(c) Br2(l)+SO2(g)⟶Br−(aq)+SO42−(aq)(í súrri lausn)

4.3 Hlutfallafræði efnahvarfa

42.

Skrifaðu stillta efnajöfnu og lýstu síðan skrefunum sem þarf til að ákvarða þær upplýsingar sem beðið er um í hverjum af eftirfarandi liðum:

(a) Fjöldi móla og massi klórs, Cl2, sem þarf til að hvarfast við 10,0 g af natríummálmi, Na, til að mynda natríumklóríð, NaCl.

(b) Fjöldi móla og massi súrefnis sem myndast við sundrun 1,252 g af kvikasilfur(II)oxíði.

(c) Fjöldi móla og massi natríumnítrats, NaNO3, sem þarf til að mynda 128 g af súrefni. (NaNO2 er hitt myndefnið.)

(d) Fjöldi móla og massi koldíoxíðs sem myndast við bruna á 20,0 kg af kolefni í umframmagni af súrefni.

(e) Fjöldi móla og massi kopar(II)karbónats sem þarf til að framleiða 1,500 kg af kopar(II)oxíði. (CO2 er hitt myndefnið.)

(f)

Myndin sýnir tvær byggingarformúlur og spyr um mólfjölda og massa myndefnis sem myndast við hvarf 12,85 g af ómettuðu hvarfefni við umframmagn af Br₂.
43.

Ákvarðaðu fjölda móla og þann massa sem beðið er um fyrir hvert hvarf í dæmi 4,42.

44.

Skrifaðu stillta efnajöfnu og lýstu síðan þeim skrefum sem nauðsynleg eru til að ákvarða þær upplýsingar sem beðið er um í hverjum af eftirfarandi liðum:

(a) Fjöldi móla og massi Mg sem þarf til að hvarfast við 5,00 g af HCl og framleiða MgCl2 og H2.

(b) Fjöldi móla og massi súrefnis sem myndast við sundrun á 1,252 g af silfur(I)oxíði.

(c) Fjöldi móla og massi magnesíumkarbónats, MgCO3, sem þarf til að framleiða 283 g af koldíoxíði. (MgO er hitt myndefnið.)

(d) Fjöldi móla og massi vatns sem myndast við bruna á 20,0 kg af asetýleni, C2H2, í umframmagni af súrefni.

(e) Fjöldi móla og massi baríumperoxíðs, BaO2, sem þarf til að framleiða 2,500 kg af baríumoxíði, BaO (O2 er hitt myndefnið.)

(f)

Myndin sýnir tvær byggingarformúlur og spyr um mólfjölda og massa hvarfefnis sem þarf að hvarfast við H₂O til að framleiða 9,55 g af tilgreindu myndefni.
45.

Ákvarðaðu fjölda móla og þann massa sem beðið er um fyrir hvert hvarf í dæmi 4,44.

46.

H2erframleittmeðhvarfi118,5mLaf0,8775MlausnafH3PO4samkvæmteftirfarandiefnajöfnu:2Cr+2H3PO4⟶3H2+2CrPO4.

(a) Lýstu þeim skrefum sem nauðsynleg eru til að ákvarða fjölda móla og massa H2.

(b) Framkvæmdu útreikningana sem lýst er.

47.

Gallínklóríðmyndastviðhvarf2,6Laf1,44MlausnafHClsamkvæmteftirfarandijöfnu:2Ga+6HCl⟶2GaCl3+3H2.

(a) Lýstu skrefunum sem þarf til að ákvarða mólfjölda og massa gallínklóríðs.

(b) Framkvæmdu útreikningana sem lýst er.

48.

I2myndastviðhvarf0,4235mólafCuCl2samkvæmteftirfarandijöfnu:2CuCl2+4KI⟶2CuI+4KCl+I2.

(a) Hversu margar sameindir af I2 myndast?

(b) Hvaða massi af I2 myndast?

49.

SilfureroftunniðúrmálmgrýtieinsogK[Ag(CN)2]ogsíðanendurheimtmeðhvarfinu2K[Ag(CN)2](aq)+Zn(s)⟶2Ag(s)+Zn(CN)2(aq)+2KCN(aq)

(a) Hversu margar sameindir af Zn(CN)2 myndast við hvarf 35,27 g af K[Ag(CN)2]?

(b) Hvaða massi af Zn(CN)2 myndast?

50.

Hvaðamassaafsilfuroxíði,Ag2O,þarftilaðframleiða25,0gafsilfursúlfadíazíni,AgC10H9N4SO2,viðhvarfsilfuroxíðsogsúlfadíazíns?2C10H10N4SO2+Ag2O⟶2AgC10H9N4SO2+H2O

51.

Karborundum er kísilkarbíð, SiC, mjög hart efni sem notað er sem svarfefni á sandpappír og í öðrum tilgangi. Það er framleitt með hvarfi hreins sands, SiO2, við kolefni við háan hita. Kolmónoxíð, CO, er hitt myndefnið í þessu hvarfi. Skrifaðu stillta jöfnu fyrir hvarfið og reiknaðu hversu mikið af SiO2 þarf til að framleiða 3,00 kg af SiC.

52.

Loftpúðaríbílumblásastuppþegarsýniafnatríumazíði,NaN3,brotnarmjöghrattniður.2NaN3(s)⟶2Na(s)+3N2(g)Hvaðamassaafnatríumazíðiþarftilaðframleiða73,6Lafköfnunarefnisgasimeðeðlismassann1,25g/L?

53.

Þvagefni, CO(NH2)2, er framleitt í miklu magni til notkunar við framleiðslu á þvagefnis-formaldehýðplasti og sem áburður. Hver er mesti massi þvagefnis sem hægt er að framleiða úr því CO2 sem myndast við bruna á 1.00×103 kg af kolefni og efnahvarfinu sem fylgir í kjölfarið? CO2(g)+2NH3(g)⟶CO(NH2)2(s)+H2O(l)

54.

Í slysi helltist niður lausn sem innihélt 2,5 kg af saltpéturssýru. Tveimur kílógrömmum af Na2CO3 var fljótt dreift yfir svæðið og CO2 losnaði við efnahvarfið. Var nægilegt magn af Na2CO3 notað til að hlutleysa alla sýruna?

55.

Smábíll eyðir 6,27 L/100 km í þjóðvegaakstri. Ef bensín inniheldur 84,2% kolefni miðað við massa og hefur eðlismassann 0,8205 g/mL, ákvarðaðu þá massa koldíoxíðs sem myndast á 805 km langri ferð.

56.

Hvaðarúmmálaf0,750MsaltsýrulausnerhægtaðútbúaúrþvíHClsemmyndastviðefnahvarf25,0gafNaClviðumframmagnafbrennisteinssýru?NaCl(s)+H2SO4(l)⟶HCl(g)+NaHSO4(s)

57.

Hvaðarúmmálaf0,2089MKI-lausninniheldurnægilegtKItilaðhvarfastnákvæmlegaviðþaðCu(NO3)2semerí43,88mLaf0,3842MlausnafCu(NO3)2?2Cu(NO3)2+4KI⟶2CuI+I2+4KNO3

58.

Bæsierefnisemsameinastlitarefnitilaðmyndastöðuganogfastanlitílituðuefni.Kalsíumasetaternotaðsembæsi.Þaðerframleittmeðefnahvarfiediksýruviðkalsíumhýdroxíð.2CH3CO2H+Ca(OH)2⟶Ca(CH3CO2)2+2H2O

Hvaða massa af Ca(OH)2 þarf til að hvarfast við ediksýruna í 25,0 mL af lausn sem hefur eðlismassann 1,065 g/mL og inniheldur 58,0% ediksýru miðað við massa?

59.

Eitraða litarefnið blýhvíta, Pb3(OH)2(CO3)2, hefur verið leyst af hólmi í hvítri málningu með rútíli, TiO2. Hversu mikið rútíl (g) er hægt að framleiða úr 379 g af málmgrýti sem inniheldur 88,3% ilmenít (FeTiO3 ) miðað við massa? 2FeTiO3+4HCl+Cl2⟶2FeCl3+2TiO2+2H2O

4.4 Heimtur efnahvarfa

60.

Eftirfarandi magni er komið fyrir í íláti: 1.5×1024 frumeindir af vetni, 1,0 mól af brennisteini og 88,0 g af tvíatóma súrefni.

(a) Hver er heildarmassi allra þriggja frumefnanna í grömmum?

(b) Hver er heildarfjöldi móla af frumeindum fyrir frumefnin þrjú?

(c) Ef blanda frumefnanna þriggja myndaði efnasamband með sameindum sem innihalda tvær vetnisfrumeindir, eina brennisteinsfrumeind og fjórar súrefnisfrumeindir, hvaða efni eyðist þá fyrst?

(d) Hversu margar frumeindir hvers eftirstandandi frumefnis myndu ekki hvarfast í þeirri breytingu sem lýst er í (c)?

61.

Hvert er takmarkandi hvarfefnið í efnahvarfi sem framleiðir natríumklóríð úr 8 g af natríum og 8 g af tvíatóma klóri?

62.

Hver af forsendum frumeindakenningar Daltons útskýrir hvers vegna hægt er að reikna út fræðilega heimt fyrir efnahvarf?

63.

Nemandi einangraði 25 g af efnasambandi með aðferð sem ætti fræðilega að gefa af sér 81 g. Hver var prósentuheimt hans?

64.

Sýni af 0,53 g af koldíoxíði fékkst með því að hita upp 1,31 g af kalsíumkarbónati. Hver er prósentuheimtin fyrir þetta efnahvarf?

CaCO 3 ( s ) ⟶ CaO ( s ) + CO 2 ( s )

65.

Freon-12, CCl2F2, er framleitt úr CCl4 með hvarfi við HF. Hitt myndefni þessa efnahvarfs er HCl. Lýstu skrefunum sem þarf til að ákvarða prósentuheimt efnahvarfs sem framleiðir 12,5 g af CCl2F2 úr 32,9 g af CCl4. Freon-12 hefur verið bannað og er ekki lengur notað sem kælimiðill vegna þess að það hvatar niðurbrot ósons og hefur mjög langan líftíma í andrúmsloftinu. Ákvarðaðu prósentuheimtina.

66.

Sítrónusýra,C6H8O7,semerinnihaldsefniísultum,hlaupiogávaxtagosdrykkjum,erframleiddíiðnaðimeðgerjunsúkrósameðmyglusveppnumAspergillusniger.JafnansemsýnirþettaefnahvarferC12H22O11+H2O+3O2⟶2C6H8O7+4H2O

Hvaða massi af sítrónusýru er framleiddur úr nákvæmlega 1 metrísku tonni (1.000×103 kg) af súkrósa ef heimtin er 92,30%?

67.

Tólúen, C6H5CH3, er oxað með lofti við vandlega stýrðar aðstæður í bensósýru, C6H5CO2H, sem er notuð til að framleiða rotvarnarefnið natríumbensóat, C6H5CO2Na. Hver er prósentuheimt efnahvarfs sem breytir 1,000 kg af tólúeni í 1,21 kg af bensósýru?

2 C 6 H 5 CH 3 + 3 O 2 ⟶ 2 C 6 H 5 CO 2 H + 2 H 2 O

68.

Í tilraun á rannsóknarstofu myndaði efnahvarf 3,0 móla af H2 við 2,0 mól af I2 alls 1,0 mól af HI. Ákvarðaðu fræðilega heimt í grömmum og prósentuheimt fyrir þetta efnahvarf.

69.

Gerðu grein fyrir skrefunum sem þarf til að leysa eftirfarandi dæmi og framkvæmdu síðan útreikningana. Eter, (C2H5)2O, sem upphaflega var notaður sem svæfingarlyf en hefur verið skipt út fyrir öruggari og virkari lyf, er framleidður með hvarfi etanóls við brennisteinssýru.

2C2H5OH+ H2SO4 ⟶ (C2H5)2O + H2SO4·H2O

Hver er prósentuheimt eters ef 1,17 L (d = 0,7134 g/mL) eru einangraðir úr hvarfi 1,500 L af C2H5OH (d = 0,7894 g/mL)?

70.

Gerðu grein fyrir skrefunum sem þarf til að ákvarða takmarkandi hvarfefni þegar 30,0 g af própani, C3 H8, eru brennd með 75,0 g af súrefni.

Ákvarðaðu takmarkandi hvarfefni.

71.

Gerðugreinfyrirskrefunumsemþarftilaðákvarðatakmarkandihvarfefniþegar0,50mólafCrog0,75mólafH3PO4hvarfastsamkvæmteftirfarandiefnajöfnu.2Cr+2H3PO4⟶2CrPO4+3H2

Ákvarðaðu takmarkandi hvarfefni.

72.

Hvertertakmarkandihvarfefniðþegar1,50gaflitíumiog1,50gafköfnunarefnisameinastogmyndalitíumnítríð,semerhlutiafþróuðumrafhlöðum,samkvæmteftirfarandióstilltrijöfnu?Li+N2⟶Li3N

73.

Úran má einangra úr málmgrýti með því að leysa það upp sem UO2(NO3)2 og síðan skilja það frá sem fast UO2(C2O4)·3H2O. Þegar 0,4031 g af natríumoxalati, Na2C2O4, er bætt í lausn sem inniheldur 1,481 g af úranýlnítrati, UO2(NO3)2, fást 1,073 g af föstu UO2(C2O4)·3H2O.

Na2C2O4 + UO2(NO3)2 + 3H2O ⟶ UO2(C2O4)·3H2O + 2NaNO3

Ákvarðaðu takmarkandi hvarfefni og prósentuheimt þessa hvarfs.

74.

Hversu margar sameindir af C2H4 Cl2 er hægt að framleiða úr 15 sameindum af C2H4 og 8 sameindum af Cl2?

75.

Hversu margar sameindir af sætuefninu sakkaríni er hægt að framleiða úr 30 C-frumeindum, 25 H-frumeindum, 12 O-frumeindum, 8 S-frumeindum og 14 N-frumeindum?

Myndin sýnir byggingarformúlu lífræns efnasambands með sexkolefna hring, samrunaðan fimm atóma hring og tengdum súlfónamíðhópi.
76.

Fosfórpentoxíðið, sem notað er til að framleiða fosfórsýru fyrir kóladrykki, er framleitt með því að brenna fosfór í súrefni.

(a) Hvertertakmarkandihvarfefniðþegar0,200mólafP4og0,200mólafO2hvarfastsamkvæmtP4+5O2⟶P4O10

(b) Reiknaðu prósentuheimt ef 10,0 g af P4O10 er einangrað úr efnahvarfinu.

77.

Myndir þú samþykkja að kaupa eina billjón (1.000.000.000.000) gullfrumeinda fyrir $5? Reiknaðu massa gullsins í grömmum og verðmæti þess ef gert er ráð fyrir að gull kosti $75 á grammið. Útskýrðu svarið.

4.5 Megindleg efnagreining

78.

Hvaðarúmmálaf0,0105MHBr-lausnþarftilaðtítra125mLaf0,0100MCa(OH)2-lausn?Ca(OH)2(aq)+2HBr(aq)⟶CaBr2(aq)+2H2O(l)

79.

Títrun á 20,0 mL sýni af súru regni krafðist 1,7 mL af 0,0811 M NaOH til að ná lokapunkti. Ef við gerum ráð fyrir að sýrustig regnsins stafi af brennisteinssýru, hver var þá styrkur brennisteinssýru í þessu regnsýni?

80.

HvererstyrkurNaClílausneftítruná15,00mLaflausninnimeð0,2503MAgNO3krefst20,22mLafAgNO3-lausninnitilaðnálokapunkti?AgNO3(aq)+NaCl(aq)⟶AgCl(s)+NaNO3(aq)

81.

In a common medical laboratory determination of the concentration of free chloride ion in blood serum, a serum sample is titrated with a Hg(NO3)2 solution.
2Cl−(aq)+Hg(NO3)2(aq)⟶2NO3−(aq)+HgCl2(s)

Hver er styrkur Cl− í 0,25 mL sýni af venjulegu blóðsermi sem krefst 1,46 mL af 8.25×10−4 M Hg(NO3)2 (aq) til að ná lokapunkti?

82.

Hægt er að flysja kartöflur í iðnaði með því að leggja þær í bleyti í 3 M til 6 M lausn af natríumhýdroxíði og fjarlægja síðan lausa hýðið með því að úða þær með vatni. Er styrkur natríumhýdroxíðlausnar hæfilegur ef títrun á 12,00 mL af lausninni krefst 30,6 mL af 1,65 M HCl til að ná lokapunkti?

83.

Sýni af gallíumbrómíði, GaBr3, sem vó 0,165 g var leyst upp í vatni og meðhöndlað með silfurnítrati, AgNO3, sem leiddi til botnfalls á 0,299 g af AgBr. Notaðu þessi gögn til að reikna út %Ga (miðað við massa) GaBr3.

84.

Aðalefnið í mölkúlum er naftalen, efnasamband með sameindamassa um það bil 130 amu, sem inniheldur aðeins kolefni og vetni. Sýni af naftaleni sem vegur 3,000 mg brennur og gefur af sér 10,3 mg af CO2. Ákvarðaðu reynsluformúlu þess og sameindaformúlu.

85.

Sýni sem vegur 0,025 g af efnasambandi úr bór og vetni, með sameindamassa um það bil ~28 amu, brennur sjálfkrafa þegar það kemst í snertingu við loft og myndar 0,063 g af B2O3. Hver er reynsluformúla og sameindaformúla efnasambandsins?

86.

Hægt er að hreinsa natríumbíkarbónat (matarsóda), NaHCO3, með því að leysa það upp í heitu vatni (60 °C) og sía til að fjarlægja óleysanleg óhreinindi. Síðan er lausnin kæld niður í 0 °C til að fella út fast NaHCO3 og síað aftur til að fjarlægja fasta efnið, þannig að leysanleg óhreinindi verða eftir í lausninni. Það NaHCO3 sem verður eftir í lausninni endurheimtist ekki. Leysni NaHCO3 í heitu vatni við 60 °C er 164 g/L. Leysni þess í köldu vatni við 0 °C er 69 g/L. Hver er prósentuheimtin þegar NaHCO3 er hreinsað með þessari aðferð?

87.

Hvaðarúmmálaf0,600MHClþarftilaðhvarfastaðfulluvið2,50gafnatríumvetniskarbónati?NaHCO3(aq)+HCl(aq)⟶NaCl(aq)+CO2(g)+H2O(l)

88.

Hvaðarúmmálaf0,08892MHNO3þarftilaðhvarfastaðfulluvið0,2352gafkalíumvetnisfosfati?2HNO3(aq)+K2HPO4(aq)⟶H3PO4(aq)+2KNO3(aq)

89.

Hvaðarúmmálaf0,3300Mlausnafnatríumhýdroxíðiþyrftitilaðtítra15,00mLaf0,1500Moxalsýru?C2O4H2(aq)+2NaOH(aq)⟶Na2C2O4(aq)+2H2O(l)

90.

Hvaðarúmmálaf0,00945Mlausnafkalíumhýdroxíðiþyrftitilaðtítra50,00mLsýniafsúruregnimeðH2SO4styrkinn1,23×10−4M?H2SO4(aq)+2KOH(aq)⟶K2SO4(aq)+2H2O(l)

91.

Sýni af föstu kalsíumhýdroxíði, Ca(OH)2, er látið standa í vatni þar til mettuð lausn myndast. Títrun á 75,00 mL af þessari lausn með 5.00×10−2 M HCl krefst 36,6 mL af sýrunni til að ná endapunkti. Ca(OH)2(aq)+2HCl(aq)⟶CaCl2(aq)+2H2O(l)

Hver er mólstyrkurinn?

92.

Hvaða massi af Ca(OH)2 mun hvarfast við 25,0 g af smjörsýru til að mynda rotvarnarefnið kalsíumbútanóat samkvæmt jöfnunni?

Myndin sýnir efnahvarf þar sem byggingarformúla fjögurra kolefna karboxýlsýru hvarfast og myndar myndefni sem er sýnt með byggingarformúlu.
93.

Hversumargamillilítraaf0,1500MlausnafKOHþarftilaðtítra40,00mLaf0,0656MlausnafH3PO4?H3PO4(aq)+2KOH(aq)⟶K2HPO4(aq)+2H2O(l)

94.

Kalíumvetnisþalat, KHC8H4O4, eða KHP, er notað á mörgum rannsóknastofum, þar á meðal í almennri efnafræði, til að staðla basalausnir. KHP er ein af fáum stöðugum föstum sýrum sem hægt er að þurrka með hitun og vigta. Sýni af KHC8H4O4 sem vegur 0,3420 g hvarfast við 35,73 mL af NaOH-lausn í títrun. Hver er mólstyrkur NaOH? KHC8H4O4(aq)+NaOH(aq)⟶KNaC8H4O4(aq)+H2O(l)

95.

Hvarf WCl6 við Al við ~400 °C gefur svarta kristalla af efnasambandi sem inniheldur aðeins volfram og klór. Þegar sýni af þessu efnasambandi er afoxað með vetni gefur það 0,2232 g af volframmálmi og vetnisklóríð, sem er leyst upp í vatni. Títrun á saltsýrunni sem þannig myndast krefst 46,2 mL af 0,1051 M NaOH til að ná endapunkti. Hver er reynsluformúla svarta volframklóríðsins?

Námsgögn.is þýðing á efni frá OpenStax. Frítt frumrit: https://openstax.org/books/chemistry-2e/pages/1-introduction Leyfi upprunabókar: CC BY-NC-SA 4.0. Námsgögn er sjálfstætt verkefni; OpenStax styður hvorki né vottar þýðinguna.

FYRRI KAFLI

Samantekt

NÆSTI KAFLI

Inngangur