Kemi

Reaktionsbrøk

18. juli 2017 af gymelev2 - Niveau: A-niveau

Hej

Er der nogen der kan hjælpe med vedhæftede opgave? Gerne hele opgaven :-)

Vedhæftet fil: Skærmbillede 2017-07-18 kl. 15.07.42.png

Brugbart svar (0)

Svar #1
18. juli 2017 af Soeffi

Brugbart svar (0)

Svar #2
18. juli 2017 af mathon

$\small \Delta H ^\circ \left (BN \; _{\textit{(l)}} \right ) =-254{,}4\; \tfrac{kJ}{mol}$

Brugbart svar (0)

Svar #3
18. juli 2017 af mathon

$\small \Delta H ^\circ \left (NH_3 \; _{\textit{(g)}} \right ) =-46{,}0\; \tfrac{kJ}{mol}$

$\small \Delta H ^\circ \left (H_2O \; _{\textit{(g)}} \right ) =-242{,}0\; \tfrac{kJ}{mol}$

Svar #4
19. juli 2017 af gymelev2

Kan du hjælpe med hele opgaven?

Brugbart svar (0)

Svar #5
19. juli 2017 af Soeffi

#0. a) Kun gasformige stoffer indgår i reaktionsbrøken, når der der fast stof, flydende stof og gas. Gasserne indgår med deres partialtryk. Enheden for reaktionsbrøken bliver bar fordi partialtrykkene måles i bar, og fordi der står tryk i tredje i tælleren og tryk i anden i nævneren.

$Y=\frac{p3_{H_2O}}{p^2_{NH_3}}$

Svar #6
19. juli 2017 af gymelev2

Tak! Kan du også hjælpe med b, c og d?

Brugbart svar (0)

Svar #7
19. juli 2017 af Soeffi

#0. b)

ΔH^o for reaktionen er:

$3\Delta H^{\Theta }_{H_2O(g)}+2\Delta H^{\Theta }_{BN(s)}-\Delta H^{\Theta }_{B_2O_3(l)}-2\Delta H^{\Theta }_{NH_3(g)}=$

[3·(242,0) + 2·(-254,4) - (-1253,36) - 2·(-46,0)] kJ/mol =

[3·242,0 - 2·254,4 + 1253,36 + 2·46,0] kJ/mol =

[726,0 - 508,8 + 1253,36 + 92,0] kJ/mol = 1562,56 kJ/mol

ΔH^o er positiv og reaktionen (mod højre) er dermed endoterm, dvs. den kræver energi-tilførsel for at forløbe.

Svar #8
19. juli 2017 af gymelev2

Cool! Jeg har lige prøvett at udregne opg c, med ligevægtskonstanen vha vant hoffs lov, men keg kan inke helt finde ud af det, kan du hjælpe?

Brugbart svar (0)

Svar #9
19. juli 2017 af Soeffi

#5 Man får et vink om kun at tage de gasformige stoffer med ud fra oplysningen om, at reaktionsbrøken har enheden bar, som er en trykenhed.

#7 ΔH^o for reaktionen er: [3·(-242,0) + 2·(-254,4) - (-1253,36) - 2·(-46,0)] kJ/mol = 110,56 kJ/mol

Du skal have ΔS: [3·ΔS^o(H₂O(g)) + 2·ΔS^o(BN(s)) - ΔS^o(B₂O₃(l)) - 2·ΔS^o(NH₃(g))] J/(mol·K) =

[3·188,8 + 2·14,8 - 78,45 - 2·198,8] J/(mol·K) = [566,4 + 29,6 - 78,45 - 397,6] J/(mol·K) =

119,95 J/(mol·K)

$ln(Keq) = \frac{\Delta H^o}{R\cdot T} + \frac{\Delta S^o}{R} \Rightarrow$

$ln(K_{eq})=\frac{-110,56 \;kJ/mol}{8,314 \;J/(mol\cdot K)\cdot (900 + 273,15)\;K}+\frac{119,95\;J/(mol\cdot K)}{8,314 \;J/(mol\cdot K)}\Rightarrow$

$ln(K_{eq})=\frac{-110560 \;J/mol}{8,314 \;J/(mol\cdot K)\cdot (900 + 273,15)\;K}+\frac{119,95\;J/(mol\cdot K)}{8,314 \;J/(mol\cdot K)}\Rightarrow$

$ln(K_{eq}) = -11,3353 + 14,4275 \Rightarrow$

$ln(K_{eq}) = 3.0922\Rightarrow$

$K_{eq} = e^{3,092}\;bar = \underline{\underline{22,03 \;bar}}$

Brugbart svar (0)

Svar #10
19. juli 2017 af mathon

$\small \small Y =\frac{{p_{H_2O}}^3}{{p_{NH_3}}^2}$

$\small \left [Y \right ] =\frac{bar^3}{bar^2}=bar$

$\small \small -\Delta{ H_m}^\circ+T\cdot \Delta{ S_m}^\circ=R\cdot T\cdot \ln(K_{eq})$

$\small \ln(K_{eq})=\frac{-\Delta{ H_m}^\circ+T\cdot \Delta{ S_m}^\circ}{R\cdot T}$

Brugbart svar (0)

Svar #11
19. juli 2017 af Soeffi

#9 Rettelse, fortegn:

$ln(Keq) ={\color{Magenta} - }\frac{\Delta H^o}{R\cdot T} + \frac{\Delta S^o}{R}$

Minusset er med i selve beregningen.

Brugbart svar (0)

Svar #12
19. juli 2017 af Soeffi

#0. d)

Partialtrykket af H₂O(g) beregnes ud fra trykket af NH₃(g). Fra start er trykket af NH₃(g) lig med 1,00 bar. Det fremgår af reaktionsligningen, at partialtrykket af dannet H₂O(g) er 1,5 gange trykket af omdannet NH₃(g). Man kalder partialtrykket af omdannet NH₃(g) for x. Ved ligevægt er partialtrykket af NH₃(g) 1,00 bar - x og partialtrykket af H₂O(2) er 1,5·x. Dette sættes ind i ligevægtsudtrykket, som skal give 22,0 bar ved 900 ºC:

22,0 bar = (1,5·x)³/(1,00 - x)² ⇒ x = 0,7471 bar.

Dvs. partialtrykket af H₂O(g) ved ligevægt ved 900 ºC er 1,5 · (0,7471 bar) = 1,1206 bar.

Massen af BN(s), som er dannet beregnes udfra antal mol NH₃(g) dannet. I følge reaktionsligningen er antal mol dannet BN(s) er lig med antal mol omdannet NH₃(g). Molmassen af BN er 25,0 g/mol. Antal omdannet mol NH₃(g) kaldes n. Man får ved hjælp af idealgasloven:

P·V = n·R·T ⇒ n = P·V/(R·T) ⇒

n = (0,7471 bar)·(3 L)/(0,08314 bar·L/(mol·K)·(900+273,15)K) ⇒

n = (0,7471·3)/(0,08314·1173,15) mol = 0,022979 mol omdannet NH₃(g) = antal mol dannet BN(s) ved ligevægt.

Massen af BN, der er dannet ved ligevægt ved 900 ºC er derfor: (0,022979 mol)·(25,0 g/mol) = 0,574 g

Svar #13
19. juli 2017 af gymelev2

#9
#8

#5 Man får et vink om kun at tage de gasformige stoffer med ud fra oplysningen om, at reaktionsbrøken har enheden bar, som er en trykenhed.

#7 ΔH^o for reaktionen er: [3·(-242,0) + 2·(-254,4) - (-1253,36) - 2·(-46,0)] kJ/mol = 110,56 kJ/mol

Du skal have ΔS: [3·ΔS^o(H₂O(g)) + 2·ΔS^o(BN(s)) - ΔS^o(B₂O₃(l)) - 2·ΔS^o(NH₃(g))] J/(mol·K) =

[3·188,8 + 2·14,8 - 78,45 - 2·198,8] J/(mol·K) = [566,4 + 29,6 - 78,45 - 397,6] J/(mol·K) =

119,95 J/(mol·K)

$ln(Keq) = \frac{\Delta H^o}{R\cdot T} + \frac{\Delta S^o}{R} \Rightarrow$

$ln(K_{eq})=\frac{-110,56 \;kJ/mol}{8,314 \;J/(mol\cdot K)\cdot (900 + 273,15)\;K}+\frac{119,95\;J/(mol\cdot K)}{8,314 \;J/(mol\cdot K)}\Rightarrow$

$ln(K_{eq})=\frac{-110560 \;J/mol}{8,314 \;J/(mol\cdot K)\cdot (900 + 273,15)\;K}+\frac{119,95\;J/(mol\cdot K)}{8,314 \;J/(mol\cdot K)}\Rightarrow$

$ln(K_{eq}) = -11,3353 + 14,4275 \Rightarrow$

$ln(K_{eq}) = 3.0922\Rightarrow$

$K_{eq} = e^{3,092}\;bar = \underline{\underline{22,03 \;bar}}$

Delta S er da oplyst i opgaven til 78,45 J/(mol*K), ikke sandt?

Brugbart svar (0)

Svar #14
20. juli 2017 af Soeffi

#13

Du skal have ΔS: [3·ΔS^o(H₂O(g)) + 2·ΔS^o(BN(s)) - ΔS^o(B₂O₃(l)) - 2·ΔS^o(NH₃(g))] J/(mol·K) = [3·188,8 + 2·14,8 - 78,45 - 2·198,8] J/(mol·K) = [566,4 + 29,6 - 78,45 - 397,6] J/(mol·K) = 119,95 J/(mol·K)

Delta S er da oplyst i opgaven til 78,45 J/(mol*K), ikke sandt?

Den indgår i beregningen som vist. Du skal finde reaktionens ΔSº; tabellen giver dannelsesentropien for en af reaktanterne.

Skriv et svar til: Reaktionsbrøk

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.