Opgaver til: 5. Mængdeberegninger

Transkript

1 Opgaver til: 5. Mængdeberegninger 1. Beregn molarmassen for følgende forbindelser: a) SO 3 b) N 2 O 3 c) Na 2 CO 3 d) Fe 3 (PO 4 ) 2 e) Cl 2 O 7 f) (N 4 ) 2 CO 3 g) C 3 C 2 O 2. Beregn stofmængden, n, i følgende masser, m: a) 7,25 g N 2 O 3 b) 1,14 g Fe 3 (PO 4 ) 2 c) 18,65 g C 3 C 2 O d) 5, g (N 4 ) 2 CO 3 3. Beregn massen af følgende stofmængder: a) 0,48 mol SO 3 b) 0,0826 mol Na 2 CO 3 c) 2, mol Cl 2 O 7 d) 9, mol Fe 3 (PO 4 ) 2 4. Propan, C 3 8, brænder efter følgende reaktionsskema: C 3 8 (g) + O 2 (g) CO 2 (g) + 2 O (g) b) Beregn den masse af vand, der dannes ved forbrænding af 4,75 g propan. c) Beregn den masse af CO 2, der dannes ved forbrænding af 4,75 g propan. d) vor stor en masse dioxygen, O 2, bliver der forbrugt til forbrænding af 4,75 g propan? 5. a) Afstem følgende reaktionsskema: C O 11 + O 2 CO O b) Beregn massen af den CO 2 der dannes ved forbrænding af 255,0 g C O 11 c) Beregn massen af den 2 O der dannes ved forbrænding af 255,0 g C O 11 d) Beregn den ækvivalente masse O 2 til 255,0 g C O Jern(III)oxid (Fe 2 O 3 ) kan ved høje temperaturer reagere med carbon, C. erved dannes der frit jern, Fe, og carbondioxid, CO 2. a) Opskriv reaktionsskemaets grundelementer, dvs. reaktanter og produkter. b) Afstem reaktionsskemaet. c) Beregn massen af det jern, der maksimalt kan dannes ud fra 2,83 kg Fe 2 O Ammoniak, N 3, dannes ved reaktion mellem dihydrogen og dinitrogen. a) Opskriv og afstem reaktionsskemaet for reaktionen. b) Beregn den masse af ammoniak kan der maksimalt kan dannes ved reaktion mellem 3,85 g 2 og 30,2 g N 2?

2 8. Beregn koncentrationen af NaCl når 0,0729 mol kommes i 0,35 L vandig opløsning. 9. Beregn koncentrationen af NaCl når 5,68 g kommes i 0,52 L vandig opløsning. 10. Zink reagerer med saltsyre, Cl (aq), efter følgende reaktionsskema: Zn (s) + 2 Cl (aq) ZnCl 2 (aq) + 2 (g) Koncentrationen af saltsyren er 0,75 mol/l. a) Beregn massen af den zink der maksimalt kan opløses i 0,25 L saltsyre. b) Beregn det volumen saltsyre der skal til for netop at kunne opløse 10,6 g zink. 11. Ved et uheld forbrænder en bilmotor benzinen ufuldstændigt. I det værst tænkelige tilfælde forløber følgende reaktion, hvor heptan, C 7 16, er valgt som eksempel på et muligt stof i benzin: C 7 16 (l) + O 2 (g) CO (g) + 2 O (g) b) Beregn massen af den carbonmonoxid, der dannes ved forbrænding af 100 g heptan. c) Motoren går i tomgang i en garage, som er 5 m lang, 2,5 m bred og 2,2 m høj. vis man i en halv time indånder luft, hvor indholdet af carbonmonoxid er ca. 5 g/m 3, bliver man bevidstløs. Vil forbrændingen af 100 g heptan bevirke en overskridelse af denne værdi i den pågældende garage? 12. Vi ser på følgende reaktion: C 4 8 S + O 2 CO O + SO 2 b) Der anvendes i denne reaktion 8,59 g C 4 8 S. Beregn de ækvivalente masser af de øvrige stoffer der indgår i reaktionen. 13. Sukker (C O 11 ) gærer til ethanol (C 3 C 2 O) efter følgende reaktionsskema: C O O C 3 C 2 O + CO 2 b) Beregn massen af den ethanol, der maksimalt kan dannes ved gæring af 2,0 kg sukker. 14. Du har en 450 ml vandig opløsning af 8,52 g AlC l 3. a) Beregn den formelle koncentration af aluminiumchlorid. b) Bestem de aktuelle koncentrationer af aluminiumioner og chloridioner. 15. Du har en 275 ml vandig opløsning af 12,63 g jern(ii)phosphat. a) Beregn den formelle koncentration af jern(ii)phosphat. b) Bestem de aktuelle koncentrationer af jern(ii)ioner og phosphationer. 16. På en halv flaske snaps er det angivet, at den indeholder 0,35 L og at alkoholprocenten er 45 vol% (volumenprocent). Alkohol har densiteten (massefylden) 0,789 g/ml. a) Beregn volumen af ethanol i snapsen. b) Beregn massen af ethanol i snapsen. c) Beregn stofmængden af ethanol i snapsen. d) Beregn antallet af alkoholmolekyler i snapsen. Alkohol er i denne forbindelse ethanol, C 3 C 2 O. e) Tegn en stregformel for ethanol.

3 Facitliste til: 5. Mængdeberegninger 1. a) M(SO 3 ) = 80,0582 g/mol b) M(N 2 O 3 ) = 76,0116 g/mol c) M(Na 2 CO 3 ) = 105,9888 g/mol d) M(Fe 3 (PO 4 ) 2 ) = 357,4838 g/mol e) M(Cl 2 O 7 ) = 182,9018 g/mol f) M((N 4 ) 2 CO 3 ) = 96,0858 g/mol g) M(C 3 C 2 O) = 46,0688 g/mol 2. a) n(n 2 O 3 ) = m M = 7,25 g = 0,0954 mol 76,0116 g/mol b) 0,00319 mol c) 0,4048 mol d) 5, mol 3. a) 38,43 g b) 8,755 g c) 0,0494 g d) m(fe 3 (PO 4 ) 2 ) = n M = 0,00973 mol 357,4838 g/mol = 3,478 g 4. a) C 3 8 (g) + 5 O 2 (g) 3 CO 2 (g) O (g) b) Først beregnes stofmængden af C 3 8 : n(c 3 8 ) = m M = 4,75 g = 0,1077 mol. 44,0962 g/mol Det ses af det afstemte reaktionsskema, at molforholdet mellem C 3 8 og 2 O er 1:4, derfor må der gælde følgende: n( 2 O) = 4 n(c 3 8 ) = 4 0,1077 mol = 0,4309 mol. Til sidst beregnes massen af 2 O: m( 2 O) = n M = 7,76 g c) 14,22 g d) 17,23 g 5. a) C O O 2 12 CO O b) n(c O 11 ) = 0,745 mol n(co 2 ) = 12 n(c O 11 ) = 8,94 mol m(co 2 ) = n M = 8,94 mol 44,0098 g/mol = 393,45 g c) n( 2 O) = 11 n(c O 11 ) = 8,195 mol m( 2 O) = n M = 8,195 mol 18,0152 g/mol = 147,63 g d) n(o 2 ) = 12 n(c O 11 ) = 8,94 mol m(o 2 ) = n M = 8,94 mol 31,9988 g/mol = 286,07 g 6. a) Fe 2 O 3 + C Fe + CO 2 b) 2 Fe 2 O 3 (s) + 3 C (s) 4 Fe (s) + 3 CO 2 (g) c) n(fe 2 O 3 ) = 17,72 mol ; n(fe) = 35,44 mol ; m(fe) = 1979,4 g 7. a) N 2 2 N 3 b) n( 2 ) = m M = 3,85 g 2,0158 g/mol = 1,91 mol og n(n 2) = m M = 30,2 g = 1,078 mol 28,0134 g/mol

4 Af ses afstemte reaktionsskema ses det, at molforholdet mellem 2 og N 2 er 3:1, det vil side at til 1,078 mol N 2 skal der bruges 3 1,078 mol = 3,234 mol 2. Da der kun er 1,91 mol 2 er der altså for lidt. Man siger at 2 er i underskud og dermed er den begrænsende mængde. Mængden af 2 bestemmer hvor meget N 3 der maksimalt kan dannes: n(n 3 ) = 2 3 n( 2) = 2 1,91 mol = 1,273 mol 3 m(n 3 ) = n M = 1,273 mol 17,0304 g/mol = 21,68 g 8. c(nacl) = n V = 0,0729 mol 0,35 L = 0,208 M 9. n(nacl) = m M = 5,68 g = 0,0972 mol 58,4428 g/mol c(nacl) = n 0,0972 mol = = 0,187 M V 0,52 L 10. a) n(cl) = c V = 0,75 mol/l 0,25 L = 0,1875 mol n(zn) = 0,5 n(cl) = 0,09375 mol m(zn) = n M = 0,09375 mol 65,39 g/mol = 6,13 g b) n(zn) = m M = 10,6 g = 0,1621 mol 65,39 g/mol n(cl) = 2 n(zn) = 0,3242 mol V(NaCl) = n c 0,3242 mol = = 0,432 L = 432 ml 0,75 mol/l 11. a) C 7 16 (l) + 7,5 O 2 (g) 7 CO (g) O (g) 2 C 7 16 (l) + 15 O 2 (g) 14 CO (g) O (g) b) n(c 7 16 ) = m/m = 100 g / 100,2034 g/mol = 0,998 mol n(co) = 7 n(c 7 16 ) = 7 0,998 mol = 6,986 mol m(co) = n M = 6,986 mol 28,0104 g/mol = 195,68 g c) Garagens volumen er: V(garage) = 5 m 2,5 m 2,2 m = 27,5 m 3 Dvs. indholdet af CO pr. m 3 195,68 g bliver: 27,5 m 3 = 7,12 g/m 3 Det vil sige, at den pågældende værdi på ca. 5 g/m 3 er overskredet. 12. a) C 4 8 S + 7 O 2 4 CO O + SO 2 b) m(o 2 ) = 21,83 g m(co 2 ) = 17,15 g m( 2 O) = 7,02 g m(so 2 ) = 6,24 g 13. a) C O O 4 C 3 C 2 O + 4 CO 2 b) n(c O 11 ) = m / M = 2000 g / 342,2992 g/mol = 5,843 mol n(c 3 C 2 O) = 4 5,843 mol = 23,37 mol m(c 3 C 2 O) = n M = 23,37 mol 46,0688 g/mol = 1076,7 g = 1,08 kg

5 14. a) n(alcl 3 ) = m / M = 0,0639 mol c(alcl 3 ) = n / V = 0,142 mol/l = 0,142 M b) [Al 3+ ] = 0,142 M og [Cl - ] = 3 0,142 M = 0,426 M 15. a) n(fe 3 (PO 4 ) 2 ) = m / M = 0,0353 mol c(fe 3 (PO 4 ) 2 ) = n / V = 0,128 mol/l b) [Fe 2+ ] = 3 0,128 M = 0,384 M og [PO 3-4 ] = 2 0,128 M = 0,256 M 16. a) V(alkohol) = 0, ml = 157,5 ml b) m(alkohol) = ρ V = 0,789 g/ml 157,5 ml = 124,3 g c) n(alkohol) = m M = 124,3 g = 2,698 mol 46,0688 g/mol d) N = n N A = 2,698 mol 6, mol -1 = 1, alkoholmolekyler e) C C O