9.11: Mazoezi

Last updated
Save as PDF

Page ID: 188424

$ \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } $ $ \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} $$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$ $ \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$ $ \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$ $ \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$ $ \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$ $ \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$ $ \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$ $ \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$ $ \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}$

9.1 Shinikizo la gesi

Kwa nini visu vikali vinafaa zaidi kuliko visu vyema? (Kidokezo: Fikiria kuhusu ufafanuzi wa shinikizo.)

Kwa nini baadhi ya madaraja madogo yana mipaka ya uzito ambayo hutegemea magurudumu mengi au axles gari la kuvuka lina?

Kwa nini unapaswa kusonga au kutambaa tumbo badala ya kutembea kwenye bwawa lenye waliohifadhiwa?

Shinikizo la kawaida la barometri huko Redding, California, ni karibu 750 mm Hg. Tumia shinikizo hili katika atm na kPa.

Shinikizo la kawaida la barometri huko Denver, Colorado, ni 615 mm Hg. Je! Shinikizo hili ni nini katika anga na kilopascals?

kawaida barometric shinikizo katika Kansas City ni 740 torr. Je! Shinikizo hili ni katika anga, katika milimita ya zebaki, na katika kilopascals?

Viwango vya shinikizo la tairi vya Canada vimewekwa katika vitengo vya kilopascals. Nini kusoma kwenye geji hiyo inafanana na 32 psi?

Wakati wa kutua kwa Viking kwenye Mars, shinikizo la anga liliamua kuwa wastani wa millibars 6.50 (1 bar = 0.987 atm). Je, shinikizo hilo katika torr na kPa ni nini?

Shinikizo la anga juu ya uso wa Venus sayari ni kuhusu 88.8 atm. Linganisha shinikizo hilo katika psi na shinikizo la kawaida duniani kwenye usawa wa bahari katika psi.

10.

Orodha ya maabara ya matibabu inaelezea shinikizo katika silinda ya gesi kama 14.82 MPa. Je! Shinikizo la gesi hii katika anga na torr ni nini?

11.

Fikiria hali hii na jibu maswali yafuatayo: Siku ya katikati ya Agosti kaskazini mashariki mwa Marekani, habari zifuatazo zilionekana katika gazeti la ndani: shinikizo la anga katika usawa wa bahari 29.97 in. Hg, 1013.9 mbar.

(a) Shinikizo la kPa lilikuwa nini?

(b) Shinikizo karibu na pwani ya bahari katika kaskazini mashariki mwa Marekani ni kawaida taarifa karibu 30.0 katika. Hg. Wakati wa kimbunga, shinikizo linaweza kuanguka karibu na 28.0 ndani. Hg. Tumia kushuka kwa shinikizo katika torr.

12.

Kwa nini ni muhimu kutumia kioevu kisichozidi katika barometer au manometer?

13.

Shinikizo la sampuli ya gesi hupimwa kwa usawa wa bahari na manometer iliyofungwa. Kioevu katika manometer ni zebaki. Kuamua shinikizo la gesi katika:

(a) torr

(b) Pa

Mchoro wa manometer iliyofungwa imeonyeshwa. Kwa upande wa kushoto wa juu ni chombo cha spherical kinachoitwa, “gesi.” Chombo hiki kinaunganishwa na valve kwenye bomba la U-umbo ambalo linaitwa “mwisho uliofungwa” upande wa juu wa kulia. Chombo na sehemu ya tube inayofuata ni kivuli pink. Sehemu ya chini ya bomba la umbo la U ni kivuli kijivu na urefu wa eneo la kijivu kuwa mkubwa upande wa kulia kuliko upande wa kushoto. Tofauti katika urefu wa 26.4 c m inaonyeshwa kwa makundi ya mstari usio na usawa na mishale.

14.

Shinikizo la sampuli ya gesi hupimwa na manometer ya mwisho, sehemu iliyoonyeshwa kwa haki. Kioevu katika manometer ni zebaki. Kutokana na shinikizo la anga ni 29.92 ndani. Hg, onyesha shinikizo la gesi katika:

(a) torr

(b) Pa

Mchoro wa manometer ya mwisho ya wazi inavyoonyeshwa. Kwa upande wa kushoto wa juu ni chombo cha spherical kinachoitwa, “gesi.” Chombo hiki kinaunganishwa na valve kwenye bomba la U-umbo ambalo linaitwa “mwisho wa wazi” kwenye mwisho wa juu wa kulia. Chombo na sehemu ya tube inayofuata ni kivuli pink. Sehemu ya chini ya bomba la umbo la U ni kivuli kijivu na urefu wa eneo la kijivu kuwa mkubwa upande wa kushoto kuliko upande wa kulia. Tofauti katika urefu wa 6.00 i n inaonyeshwa kwa makundi ya mstari usio na usawa na mishale.

15.

Shinikizo la sampuli ya gesi hupimwa kwa usawa wa bahari na manometer ya zebaki ya mwisho. Kutokana na shinikizo la anga ni 760.0 mm Hg, kuamua shinikizo la gesi katika:

(a) mm Hg

(b) atm

16.

Shinikizo la sampuli ya gesi hupimwa kwa usawa wa bahari na manometer ya zebaki ya mwisho. Kutokana na shinikizo la anga ni 760 mm Hg, kuamua shinikizo la gesi katika:

(a) mm Hg

(b) atm

17.

Je, matumizi ya kiowevu tete yanaathirije kipimo cha gesi kwa kutumia manometers wazi dhidi ya manometers iliyofungwa?

9.2 Kuhusiana na Shinikizo, Volume, Kiasi, na Joto: Sheria Bora ya Gesi

18.

Wakati mwingine kuondoka baiskeli jua siku ya moto itasababisha kupigwa. Kwa nini?

19.

Eleza jinsi kiasi cha Bubbles kilichochoka na diver ya scuba (Kielelezo 9.16) kinabadilika wakati wanapoinuka juu ya uso, wakidhani kwamba hubakia intact.

20.

Njia moja ya kueleza sheria ya Boyle ni “Mambo mengine yote kuwa sawa, shinikizo la gesi ni inversely sawia na kiasi chake.” (a) Nini maana ya neno “inversely sawia?” (b) Ni nini “mambo mengine” ambayo lazima kuwa sawa?

21.

Njia mbadala ya kueleza sheria ya Avogadro ni “Mambo mengine yote kuwa sawa, idadi ya molekuli katika gesi ni sawia moja kwa moja na kiasi cha gesi.” (a) Nini maana ya neno “sawia moja kwa moja?” (b) Ni nini “mambo mengine” ambayo lazima kuwa sawa?

22.

Jinsi gani grafu katika Kielelezo 9.12 mabadiliko kama idadi ya moles ya gesi katika sampuli kutumika kuamua Curve walikuwa mara mbili?

23.

Jinsi gani grafu katika Kielelezo 9.13 mabadiliko kama idadi ya moles ya gesi katika sampuli kutumika kuamua Curve walikuwa mara mbili?

24.

Mbali na data iliyopatikana kwenye Mchoro 9.13, ni habari gani nyingine tunahitaji kupata wingi wa sampuli ya hewa iliyotumiwa kuamua grafu?

25.

Kuamua kiasi cha 1 mol ya gesi CH ₄ saa 150 K na 1 atm, kwa kutumia Kielelezo 9.12.

26.

Kuamua shinikizo la gesi katika sindano iliyoonyeshwa kwenye Mchoro 9.13 wakati kiasi chake ni 12.5 ml, kwa kutumia:

(a) grafu sahihi

(b) Sheria ya Boyle

27.

Dawa inaweza kutumika hadi ikawa tupu isipokuwa kwa gesi ya propellant, ambayo ina shinikizo la torr 1344 kwenye 23 °C Kama kiwezacho kinatupwa kwenye moto (T = 475 °C), itakuwa shinikizo gani katika uwezo wa moto?

28.

Je! Joto la sampuli ya 11.2-L ya monoksidi kaboni, CO, saa 744 torr ikiwa inachukua 13.3 L saa 55 °C na 744 torr?

29.

Kiasi cha 2.50-L cha hidrojeni kinachopimwa saa -196 °C kinapokanzwa hadi 100 °C Kuhesabu kiasi cha gesi kwenye joto la juu, ukidhani hakuna mabadiliko katika shinikizo.

30.

Puto umechangiwa na pumzi tatu za hewa ina kiasi cha 1.7 L. joto sawa na shinikizo, ni kiasi gani cha puto ikiwa pumzi tano za ukubwa sawa zinaongezwa kwenye puto?

31.

Puto ya hali ya hewa ina moles 8.80 za heliamu kwa shinikizo la atm 0.992 na halijoto ya 25 °C kwenye usawa wa ardhi. Je! Ni kiasi gani cha puto chini ya hali hizi?

Picha hii inaonyesha puto nyeupe inayoonekana kuwa na kadi nyeupe iliyoambatanishwa. Puto inafanyika na mtu katika mazingira ya nje.

32.

Kiasi cha mfuko wa hewa wa magari kilikuwa 66.8 L wakati umechangiwa kwenye 25 °C na 77.8 g ya gesi ya nitrojeni. Je! Shinikizo lilikuwa nini katika mfuko katika kPa?

33.

Ni moles ngapi za trifluoride ya gesi ya boroni, BF ₃, zilizomo katika bulb 4.3410-L saa 788.0 K ikiwa shinikizo ni 1.220 atm? Ni gramu ngapi za BF ₃?

34.

Iodini, I ₂, ni imara kwenye joto la kawaida lakini hupunguza (hubadilisha kutoka imara ndani ya gesi) wakati inapokanzwa. Je! Ni joto gani katika bulb ya 73.3-ml ambayo ina 0.292 g ya I ₂ mvuke kwa shinikizo la 0.462 atm?

35.

Ni gramu ngapi za gesi zilizopo katika kila kesi zifuatazo?

(a) 0.100 L ya CO ₂ saa 307 torr na 26 °C

(b) 8.75 L ya C ₂ H ₄, saa 378.3 kPa na 483 K

36.

Puto ya juu ya urefu imejaa 1.41 $\times$ 10 ⁴ L ya hidrojeni kwenye halijoto ya 21 °C na shinikizo la torr 745. Kiasi cha puto kina urefu wa kilomita 20, ambapo halijoto ni -48 °C na shinikizo ni 63.1 torr?

37.

Silinda ya oksijeni ya matibabu ina kiasi cha 35.4 L, na ina O ₂ kwa shinikizo la atm 151 na halijoto la 25 °C Ni kiasi gani cha O ₂ gani hii inalingana na hali ya kawaida ya mwili, yaani atm 1 na 37 °C?

38.

Tank kubwa ya scuba (Kielelezo 9.16) na kiasi cha 18 L imepimwa kwa shinikizo la bar 220. Tangi imejaa saa 20 °C na ina hewa ya kutosha kusambaza 1860 L ya hewa kwa diver kwa shinikizo la atm 2.37 (kina cha futi 45). Tangi imejaa uwezo wa kufikia 20 °C?

39.

Silinda 20.0 L iliyo na kilo 11.34 ya butane, C ₄ H ₁₀, ilifunguliwa kwa anga. Tathmini masi ya gesi iliyobaki katika silinda kama ilifunguliwa na gesi ikatoroka hadi shinikizo katika silinda lilikuwa sawa na shinikizo la angahewa, atm 0.983, na halijoto ya 27 °C.

40.

Wakati wa kupumzika, wastani wa kiume wa kilo 70 hutumia 14 L ya O ₂ safi kwa saa saa 25 °C na 100 kPa. Ni moles ngapi za O ₂ zinazotumiwa na mtu wa kilo 70 wakati wa kupumzika kwa 1.0 h?

41.

Kwa kiasi fulani cha gesi kuonyesha tabia bora, kuteka grafu labeled ya:

(a) tofauti ya P na V

(b) tofauti ya V na T

(d) tofauti ya $\frac{1}{P}$ na V

42.

Lita moja ya gesi ya methane, CH ₄, katika STP ina atomi zaidi ya hidrojeni kuliko lita moja ya gesi safi ya hidrojeni, H ₂, katika STP. Kutumia sheria ya Avogadro kama hatua ya mwanzo, kueleza kwa nini.

43.

Athari ya chlorofluorocarbons (kama vile cCl ₂ _{F 2}) juu ya kupungua kwa safu ya ozoni inajulikana. Matumizi ya mbadala, kama vile CH ₃ CH ₂ F (g), kwa chlorofluorocarbons, kwa kiasi kikubwa imesababisha tatizo hilo. Tumia kiasi kilichofanyika na 10.0 g ya kila moja ya misombo hii katika STP:

(a) cCl ₂ F ₂ (g)

(b) CH ₃ CH ₂ F (g)

44.

Kama 1 g ya radium ya kipengele cha mionzi huharibika zaidi ya mwaka 1, inazalisha 1.16 $\times$ 10 ¹⁸ alpha chembe (heliamu nuclei). Kila chembe ya alpha inakuwa atomi ya gesi ya heliamu. Je! Shinikizo katika pascal ya gesi ya heliamu huzalishwa ikiwa inachukua kiasi cha 125 mL kwenye joto la 25 °C?

45.

Puto yenye kiasi cha 100.21 L saa 21 °C na atm 0.981 inatolewa na vigumu tu inafuta kilele cha Mlima Crumpit katika British Columbia. Ikiwa kiasi cha mwisho cha puto ni 144.53 L kwenye halijoto la 5.24 °C, ni shinikizo gani linalopatikana na puto kama inafuta Mlima Crumpet?

46.

Ikiwa joto la kiasi cha gesi kilichowekwa mara mbili kwa kiasi cha mara kwa mara, kinachotokea kwa shinikizo?

47.

Ikiwa kiasi cha kiasi cha gesi kinaongezeka mara tatu kwa joto la kawaida, ni nini kinachotokea kwa shinikizo?

9.3 Stoichiometry ya Dutu za Gesi, Mchanganyiko, na Athari

48.

Je! Ni wiani gani wa gesi ya kucheka, monoxide ya dinitrojeni, N ₂ O, kwa joto la 325 K na shinikizo la 113.0 kPa?

49.

Tumia wiani wa Freon 12, CF ₂ Cl ₂, saa 30.0 °C na 0.954 atm.

50.

Ambayo ni denser kwa joto sawa na shinikizo, hewa kavu au hewa iliyojaa mvuke wa maji? Eleza.

51.

Silinda ya O ₂ (g) iliyotumiwa katika kupumua na wagonjwa wenye emphysema ina kiasi cha 3.00 L kwa shinikizo la 10.0 atm. Ikiwa halijoto ya silinda ni 28.0 °C, ni masi gani ya oksijeni iko kwenye silinda?

52.

Je, ni molekuli ya molar ya gesi ikiwa 0.0494 g ya gesi inachukua kiasi cha 0.100 L kwa joto 26 °C na shinikizo la 307 torr?

53.

Je, ni molekuli ya molar ya gesi ikiwa 0.281 g ya gesi inachukua kiasi cha 125 mL kwa joto 126 °C na shinikizo la 777 torr?

54.

Unawezaje kuonyesha majaribio kwamba formula ya Masi ya propene ni C ₃ H ₆, si CH ₂?

55.

Uzito wa fluoride fulani ya gesi ya fosforasi ni 3.93 g/L katika STP. Tumia molekuli ya molar ya fluoride hii na ueleze formula yake ya Masi.

56.

Fikiria swali hili: Je, ni formula ya Masi ya kiwanja ambayo ina 39% C, 45% N, na 16% H ikiwa 0.157 g ya kiwanja inachukua l25 ml na shinikizo la 99.5 kPa saa 22 °C?

(a) Eleza hatua zinazohitajika ili kujibu swali.

(b) Jibu swali.

57.

Silinda 36.0-L ya gesi inayotumiwa kwa ajili ya calibration ya wachambuzi wa gesi ya damu katika maabara ya matibabu ina 350 g CO ₂, 805 g O ₂, na 4,880 g N ₂. Katika digrii 25 C, ni shinikizo gani katika silinda katika anga?

58.

Silinda ya mchanganyiko wa gesi kutumika kwa ajili ya calibration ya wachambuzi wa gesi ya damu katika maabara ya matibabu ina 5.0% CO ₂_{, 12.0% O 2}, na salio N ₂ kwa shinikizo jumla ya 146 atm. Shinikizo la sehemu ya kila sehemu ya gesi hii ni nini? (Asilimia iliyotolewa zinaonyesha asilimia ya shinikizo la jumla ambalo linatokana na kila sehemu.)

59.

Sampuli ya gesi iliyotengwa na mafuta ya petroli isiyofanywa ina 90.0% CH ₄, 8.9% C ₂ H ₆, na 1.1% C ₃ H ₈ kwa shinikizo la jumla la 307.2 kPa. Shinikizo la sehemu ya kila sehemu ya gesi hii ni nini? (Asilimia iliyotolewa zinaonyesha asilimia ya shinikizo la jumla ambalo linatokana na kila sehemu.)

60.

Mchanganyiko wa 0.200 g ya H ₂, 1.00 g ya N ₂, na 0.820 g ya Ar huhifadhiwa kwenye chombo kilichofungwa kwenye STP. Pata kiasi cha chombo, ukidhani kwamba gesi zinaonyesha tabia nzuri.

61.

Mchanganyiko wengi wa gesi ya hidrojeni na gesi ya oksijeni hupuka. Hata hivyo, mchanganyiko una chini ya 3.0% O ₂ sio. Ikiwa O ₂ ya kutosha imeongezwa kwenye silinda ya H ₂ saa 33.2 atm ili kuleta shinikizo la jumla hadi 34.5 atm, ni mchanganyiko wa kulipuka?

62.

Analyzer ya mvuke ya zebaki ya kibiashara inaweza kuchunguza, katika hewa, viwango vya atomi za gesi za Hg (ambazo zina sumu) chini ya 2 $\times$ 10 ^-6 mg/L ya hewa. Katika mkusanyiko huu, shinikizo la sehemu ya zebaki ya gesi ni nini ikiwa shinikizo la anga ni 733 torr saa 26 °C?

63.

Sampuli ya monoksidi kaboni ilikusanywa juu ya maji kwa shinikizo la jumla la torr 756 na halijoto ya 18 °C Ni nini shinikizo la monoksidi kaboni? (Angalia Jedwali 9.2 kwa shinikizo la mvuke la maji.)

64.

Katika jaribio la maabara ya kemia ya jumla, mwanafunzi alikusanya sampuli ya gesi juu ya maji. Kiasi cha gesi kilikuwa 265 mL kwa shinikizo la torr 753 na halijoto la 27 °C Masi ya gesi ilikuwa 0.472 g.Masi ya molar ya gesi ilikuwa nini?

65.

Joseph Priestley kwanza aliandaa oksijeni safi kwa kupokanzwa oksidi ya zebaki, Go:
$2 Go (s) ⟶ 2 Hg (l) + O_{2} (g)$

(a) Eleza hatua zinazohitajika ili kujibu swali linalofuata: Ni kiasi gani cha O ₂ saa 23 °C na 0.975 atm kinazalishwa na kuharibika kwa 5.36 g ya HgO?

(b) Jibu swali.

66.

Cavendish aliandaa hidrojeni mwaka 1766 kwa njia ya riwaya ya kupitisha mvuke kupitia pipa la bunduki nyekundu:
$4 H_{2} O (g) + 3 Fe (s) ⟶ {Fe}_{3} O_{4} (s) + 4 H_{2} (g)$

(a) Eleza hatua zinazohitajika ili kujibu swali linalofuata: Ni kiasi gani cha H ₂ kwa shinikizo la torr 745 na joto la 20 °C kinaweza kutayarishwa kutokana na mmenyuko wa 15.O g ya H ₂ O?

(b) Jibu swali.

67.

Chlorofluorocarbon cCl ₂ _{F 2} inaweza kurekebishwa katika kiwanja tofauti na majibu na hidrojeni kuzalisha CH ₂ _{F 2} (g), kiwanja muhimu katika utengenezaji wa kemikali:
${cCl}_{2} F_{2} (g) + 4 H_{2} (g) ⟶ {CH}_{2} F_{2} (g) + 2 HCl (g)$

(a) Eleza hatua zinazohitajika ili kujibu swali linalofuata: Ni kiasi gani cha hidrojeni kwenye atm 225 na 35.5 °C kitatakiwa kuguswa na tani 1 (1.000 $\times$ 10 (kilo ³) ya cCl ₂ F ₂?

(b) Jibu swali.

68.

Mifuko ya hewa ya magari imechangiwa na gesi ya nitrojeni, ambayo hutengenezwa na kuharibika kwa azide imara ya sodiamu (NaN ₃). Bidhaa nyingine ni chuma cha sodiamu. Tumia kiasi cha gesi ya nitrojeni saa 27 °C na 756 torr iliyoundwa na kuharibika kwa 125 g ya azidi ya sodiamu.

69.

Lime, CaO, huzalishwa na inapokanzwa calcium carbonate, CaCO ₃; dioksidi kaboni ni bidhaa nyingine.

(a) Eleza hatua zinazohitajika ili kujibu swali linalofuata: Ni kiasi gani cha dioksidi kaboni saa 875 K na 0.966 atm kinachozalishwa na kuharibika kwa tani 1 (1.000 $\times$ 10 (kilo ³) ya calcium carbonate?

(b) Jibu swali.

70.

Kabla ya betri ndogo zilipatikana, taa za carbudi zilitumiwa kwa taa za baiskeli. Gesi ya Acetylene, C ₂ H ₂, na hidroksidi ya kalsiamu imara iliundwa na mmenyuko wa carbudi ya kalsiamu, CaC ₂, na maji. Moto wa gesi ya asetilini ulitoa mwanga. Hivi sasa, taa hizo hutumiwa na mapango mengine, na carbudi ya kalsiamu hutumiwa kuzalisha acetylene kwa mizinga ya carbudi.

(a) Eleza hatua zinazohitajika ili kujibu swali linalofuata: Ni kiasi gani cha C ₂ _{H 2} saa 1.005 atm na 12.2 °C kinachoundwa na mmenyuko wa 15.48 g ya CaC ₂ na maji?

(b) Jibu swali.

71.

Tumia kiasi cha oksijeni kinachohitajika kuchoma 12.00 L ya gesi ya ethane, C ₂ H ₆, ili kuzalisha dioksidi kaboni na maji, ikiwa kiasi cha C ₂ H ₆ na O ₂ hupimwa chini ya hali sawa ya joto na shinikizo.

72.

Ni kiasi gani cha O ₂ kwenye STP kinachohitajika ili kuimarisha 8.0 L ya NO katika STP hadi NO ₂? Ni kiasi gani cha NO ₂ kinachozalishwa katika STP?

73.

Fikiria maswali yafuatayo:

(a) Ni kiasi gani cha CO ₂ (g) na H ₂ O (g) saa 600 °C na 0.888 atm zinazozalishwa na mwako wa 1.00 L ya C ₂ H ₆ (g) kipimo katika STP?

(b) Shinikizo la sehemu ya H ₂ O katika gesi za bidhaa ni nini?

74.

Methanol, CH ₃ OH, huzalishwa viwanda na majibu yafuatayo:
$USHIRIKIANO (g) + 2 H_{2} (g) \overset{kichocheo cha shaba 300 °C, 300 atm}{\to} {CH}_{3} OH (g)$

Kutokana na kwamba gesi hufanya kama gesi bora, pata uwiano wa kiasi cha jumla cha majibu kwa kiasi cha mwisho.

75.

Ni kiasi gani cha oksijeni saa 423.0 K na shinikizo la 127.4 kPa huzalishwa na kuharibika kwa 129.7 g ya BaO ₂ hadi BaO na O ₂?

76.

Sampuli ya 2.50-L ya gesi isiyo na rangi katika STP imeharibika ili kutoa 2.50 L ya N ₂ na 1.25 L ya O ₂ kwenye STP. Gesi isiyo na rangi ni nini?

77.

Ethanol, C ₂ H ₅ OH, huzalishwa viwanda kutoka ethylene, C ₂ H ₄, na mlolongo wa athari zifuatazo:
$3 C_{2} H_{4} + 2 H_{2} {KWA HIVYO}_{4} ⟶ C_{2} H_{5} {HSO}_{4} + {(C_{2} H_{5})}_{2} {KWA HIVYO}_{4}$
$C_{2} H_{5} {HSO}_{4} + {(C_{2} H_{5})}_{2} {KWA HIVYO}_{4} + 3 H_{2} O ⟶ 3 C_{2} H_{5} OH + 2 H_{2} {KWA HIVYO}_{4}$

Ni kiasi gani cha ethilini kwenye STP kinachohitajika kuzalisha tani za metri 1.000 (1000 kg) ya ethanol ikiwa mavuno ya jumla ya ethanol ni 90.1%?

78.

Molekuli moja ya hemoglobin itachanganya na molekuli nne za oksijeni. Ikiwa 1.0 g ya hemoglobin inachanganya na 1.53 mL ya oksijeni kwenye joto la mwili (37 °C) na shinikizo la torr 743, ni molekuli gani ya molar ya hemoglobin?

79.

Sampuli ya kiwanja cha xenon na fluorine ilikuwa imefungwa katika babu na shinikizo la torr 18. Hidrojeni iliongezwa kwa wingi mpaka shinikizo lilikuwa 72 torr. Njia ya cheche ya umeme kupitia mchanganyiko zinazozalishwa Xe na HF. Baada ya HF kuondolewa kwa mmenyuko na KOH imara, shinikizo la mwisho la xenon na hidrojeni isiyojitokeza katika bulb ilikuwa 36 torr. Je! Ni formula ya empirical ya fluoride ya xenon katika sampuli ya awali? (Kumbuka: Fluoridi za Xenon zina chembe moja tu ya xenon kwa molekuli.)

80.

Njia moja ya kuchambua amino asidi ni njia ya van Slyke. Makundi ya amino ya tabia (-NH ₂) katika nyenzo za protini huruhusiwa kuguswa na asidi ya nitrous, HNO ₂, kuunda gesi ya N ₂. Kutoka kwa kiasi cha gesi, kiasi cha amino asidi kinaweza kuamua. Sampuli ya 0.0604-g ya sampuli ya kibiolojia iliyo na glycine, CH ₂ _{(NH 2}) COOH, ilichambuliwa na njia ya van Slyke na ikatoa 3.70 ml ya N ₂ zilizokusanywa juu ya maji kwa shinikizo la torr 735 na 29 °C Ilikuwa asilimia gani ya glycine katika sampuli?
${CH}_{2} ({NH}_{2}) {USHIRIKIANO}_{2} H + {HAPANA}_{2} ⟶ {CH}_{2} (OH) {USHIRIKIANO}_{2} H + H_{2} O + N_{2}$

9.4 Uharibifu na Ugawanyiko wa Gesi

81.

Puto iliyojaa gesi ya heliamu inachukua masaa 6 ili kufuta hadi asilimia 50 ya kiasi chake cha awali. Itachukua muda gani kwa puto inayofanana iliyojaa kiasi sawa cha gesi ya hidrojeni (badala ya heliamu) ili kupunguza kiasi chake kwa 50%?

82.

Eleza kwa nini idadi ya molekuli si sawa katika kushoto- na kulia balbu inavyoonekana katika kituo mfano wa Kielelezo 9.27.

83.

Kuanzia na ufafanuzi wa kiwango cha effusion na Graham ya kutafuta kuhusiana kiwango na molekuli molar, kuonyesha jinsi ya hupata sheria ya Graham equation, zinazohusiana viwango vya jamaa ya effusion kwa gesi mbili kwa raia wao Masi.

84.

Maji nzito, D ₂ O (molekuli ya molar = 20.03 g mol ^—1), yanaweza kutengwa na maji ya kawaida, H ₂ O (molekuli ya molar = 18.01), kutokana na tofauti katika viwango vya jamaa vya kutenganishwa kwa molekuli katika awamu ya gesi. Tumia viwango vya jamaa vya usambazaji wa H ₂ O na D ₂ O.

85.

Ni ipi kati ya gesi zifuatazo zinazoenea polepole zaidi kuliko oksijeni? F ₂, Ne, N ₂ O, C ₂ H ₂, NO, Cl ₂, H ₂ S

86.

Wakati wa majadiliano ya utbredningen gesi kwa ajili ya kuimarisha uranium, ilidai kuwa ²³⁵ UF ₆ inatofautiana 0.4% kwa kasi zaidi kuliko ²³⁸ UF ₆. Onyesha hesabu inayounga mkono thamani hii. Masi ya molar ya ²³⁵ UF ₆ = 235.043930 + 6 $\times$ 18.998403 = 349.034348 g/mol, na molekuli ya molar ya ²³⁸ UF ₆ = 238.050788 + 6 $\times$ 18.998403 = 352.041206 g/mol.

87.

Tumia kiwango cha jamaa cha usambazaji wa ¹ H ₂ (molekuli ya molar 2.0 g/mol) ikilinganishwa na ² H ₂ (molekuli ya molar 4.0 g/mol) na kiwango cha jamaa cha usambazaji wa O ₂ (molekuli ya molar 32 g/mol) ikilinganishwa na O ₃ (molekuli ya molar 48 g/mol).

88.

Gesi haijulikani utambulisho diffuses kwa kiwango cha 83.3 ml/s katika utbredningen vifaa ambayo dioksidi kaboni diffuses kwa kiwango cha 102 ml/s.

89.

Wakati mbili plugs pamba, moja laini na amonia na nyingine na asidi hidrokloriki, wakati huo huo kuingizwa katika ncha kinyume ya tube kioo ambayo ni 87.0 cm mrefu, nyeupe pete NH ₄ Cl aina ambapo kwanza kuwasiliana gesi NH ₃ na gesi HCl. ${NH}_{3} (g) + HCl (g) ⟶ {NH}_{4} Cl (s)$ Kwa takriban umbali gani kutoka kwa kuziba amonia iliyosababishwa na hii hutokea? (Kidokezo: Tumia viwango vya kutenganishwa kwa NH ₃ na HCl, na ujue ni kiasi gani cha NH ₃ kinachotofautiana kuliko HCl.)

9.5 Nadharia ya Kinetic-Masi

90.

Kutumia postulates ya nadharia ya molekuli ya kinetic, kuelezea kwa nini gesi inajaza chombo cha sura yoyote.

91.

Je! Kasi ya molekuli iliyotolewa katika gesi inaweza mara mbili kwa joto la kawaida? Eleza jibu lako.

92.

Eleza kinachotokea kwa nishati ya wastani ya kinetic ya molekuli bora ya gesi wakati hali inabadilishwa kama ifuatavyo:

(a) Shinikizo la gesi linaongezeka kwa kupunguza kiasi kwa joto la kawaida.

(b) Shinikizo la gesi linaongezeka kwa kuongeza joto kwa kiasi cha mara kwa mara.

93.

Usambazaji wa kasi ya Masi katika sampuli ya heliamu huonyeshwa kwenye Mchoro 9.34. Ikiwa sampuli imepozwa, je, usambazaji wa kasi utaonekana zaidi kama ule wa H ₂ au wa H ₂ O? Eleza jibu lako.

94.

Ni uwiano gani wa nishati ya kinetic ya molekuli ya SO ₂ na ile ya molekuli O ₂ katika mchanganyiko wa gesi mbili? Uwiano wa mizizi inamaanisha kasi ya mraba, u _rms, ya gesi mbili?

95.

Sampuli ya 1-L ya CO awali katika STP inapokanzwa hadi 546 K, na kiasi chake kinaongezeka hadi 2 L.

(a) Je, mabadiliko haya yana athari gani juu ya idadi ya migongano ya molekuli ya gesi kwa eneo la kitengo cha ukuta wa chombo?

(b) Ni athari gani kwa nishati ya wastani ya kinetic ya molekuli?

96.

Mizizi ina maana kasi ya mraba ya H ₂ molekuli kwenye 25 °C ni takriban 1.6 km/s. mizizi ina maana gani kasi ya mraba ya molekuli ya N ₂ kwenye 25 °C?

97.

Jibu maswali yafuatayo:

(a) Je, shinikizo la gesi katika puto la moto-hewa linaonyeshwa wakati wa ufunguzi wa sura hii kubwa kuliko, chini ya, au sawa na ile ya angahewa nje ya puto?

(b) Je, wiani wa gesi katika puto ya moto-hewa unaonyeshwa wakati wa ufunguzi wa sura hii kubwa kuliko, chini ya, au sawa na ile ya angahewa nje ya puto?

(c) Katika shinikizo la atm 1 na halijoto ya 20 °C hewa kavu ina wiani wa 1.2256 g/L Ni nini (wastani) molekuli ya molar ya hewa kavu?

(d) Joto la wastani la gesi katika puto ya moto-hewa ni 1.30 $\times$ 10 ² °F.Tumia wiani wake, ukichukua molekuli ya molar sawa na ile ya hewa kavu.

(e) Uwezo wa kuinua wa puto ya hewa ya moto ni sawa na tofauti katika wingi wa hewa baridi iliyohamishwa na puto na wingi wa gesi katika puto. Ni tofauti gani katika wingi wa 1.00 L ya hewa baridi katika sehemu (c) na hewa ya moto katika sehemu (d)?

(f) Puto wastani ina kipenyo cha futi 60 na kiasi cha 1.1 $\times$ 10 ⁵ ft ³. Nguvu ya kuinua ya puto hiyo ni nini? Ikiwa uzito wa puto na uharibifu wake ni paundi 500, ni uwezo gani wa kubeba abiria na mizigo?

(g) Puto hubeba galoni 40.0 za propane ya kioevu (wiani 0.5005 g/L). Ni kiasi gani cha gesi ya CO ₂ _{na H 2} O inayozalishwa na mwako wa propane hii?

(h) Ndege ya puto inaweza kudumu dakika 90. Ikiwa mafuta yote yanateketezwa wakati huu, ni kiwango gani cha kupoteza joto (katika KJ/min) kutoka hewa ya moto katika mfuko wakati wa kukimbia?

98.

Onyesha kuwa uwiano wa kiwango cha utbredningen wa gesi 1 kwa kiwango cha utbredningen wa gesi 2, $\frac{R_{1}}{R_{2}},$ ni sawa kwenye 0 °C na 100 °C.

9.6 Tabia isiyofaa ya gesi

99.

Grafu zinazoonyesha tabia ya gesi mbalimbali hufuata. Ni ipi kati ya gesi hizi zinazoonyesha tabia tofauti sana na ile inayotarajiwa kwa gesi bora?

Takwimu hii inajumuisha grafu 6. Ya kwanza, iliyoandikwa, “Gesi A,” ina mhimili usio na usawa unaoitwa, “Joto,” na mhimili wima unaoitwa, “Volume.” Sehemu ya mstari wa bluu moja kwa moja inatoka upande wa kushoto chini hadi kulia wa juu wa grafu hii. Eneo la wazi katika sehemu ya chini ya kulia ya grafu ina lebo, “n, P mara kwa mara.” Ya pili, iliyoandikwa, “Gesi B,” ina mhimili usio na usawa unaoitwa, “P,” na mhimili wima ulioitwa, “P V.” Sehemu moja kwa moja ya mstari wa bluu inaenea kwa usawa katikati ya grafu hii. Eneo la wazi katika sehemu ya chini ya kulia ya grafu ina lebo, “n, T mara kwa mara.” Ya tatu, iliyoandikwa, “Gesi C,” ina mhimili usio na usawa unaoitwa, “P V imegawanywa na R T,” na mhimili wima unaoitwa, “Moles.” Curve ya bluu huanza karibu nusu ya juu ya mhimili wima, hupungua kidogo, kisha huongezeka kwa kasi kwenye kanda ya juu ya kulia ya grafu. Ya nne, iliyoandikwa, “Gesi D,” ina mhimili usio na usawa unaoitwa, “P V imegawanywa na R T,” na mhimili wima unaoitwa, “Moles.” Sehemu moja kwa moja ya mstari wa bluu inaenea kwa usawa katikati ya grafu hii. Eneo la wazi katika sehemu ya chini ya kulia ya grafu ina lebo “n, P mara kwa mara.” Ya tano, iliyoandikwa, “Gesi E,” ina mhimili usio na usawa unaoitwa, “Joto,” na mhimili wima unaoitwa, “Volume.” Curve ya bluu inaenea kutoka upande wa kushoto wa chini hadi upande wa juu wa grafu hii. Eneo la wazi katika sehemu ya chini ya kulia ya grafu ina lebo “n, P mara kwa mara.” Grafu ya sita, iliyoandikwa, “Gesi F,” ina mhimili usio na usawa unaoitwa, “Joto,” na mhimili wima unaoitwa, “Shinikizo.” Curve ya bluu huanza kuelekea kanda ya chini kushoto ya grafu, huongezeka kwa kiwango cha haraka, kisha inaendelea kuongezeka kwa kiwango cha polepole kusonga kushoto kwenda kulia kwenye grafu. Eneo la wazi katika sehemu ya chini ya kulia ya grafu ina lebo, “n, V mara kwa mara.”

100.

Eleza kwa nini njama ya PV kwa CO ₂ inatofautiana na ile ya gesi bora.

Grafu inavyoonyeshwa. Mhimili usio na usawa umeandikwa, “P (a t m).” Kiwango chake ni alama ya 0, 1, na 2. Mhimili wa wima umeandikwa, “P V (a t m L).” Kiwango hiki kinajumuisha alama kwenye 0, 22.4, 22.5, na 22.6. Curves mbili na mistari miwili hutolewa kwa rangi tofauti. Mstari mmoja ni mstari usio na usawa, wa bluu unaoenea kutoka kwa karibu 22.42 t m L kwenye mhimili wima, na umeandikwa, “Gesi bora.” Vipande viwili vilivyobaki na mstari mmoja huanza kwa hatua sawa kwenye mhimili wima. Mstari wa kijani unaendelea juu na kulia kidogo kwenye grafu, kufikia thamani ya takriban 22.46 t m L saa 2 a t m. mstari huu wa kijani umeandikwa, “H e.” Curve ya machungwa hupungua chini ya mstari wa gesi bora ya usawa awali, kisha huongezeka kuvuka mstari uliopita 1 m t m. Curve hii inafikia thamani ya karibu 22.52 t m L saa 2 t m. Curve ya rangi ya zambarau inapita chini ya mstari wa gesi bora ya usawa awali, kisha huongezeka kuvuka mstari saa karibu 0.8 m t M. Curve hii inafikia thamani ya karibu 22.62 t m L karibu 1.2 t m Curve hii imeandikwa, “C O subscript 2.”

101.

Chini ya seti zifuatazo za hali gani gesi halisi hufanya zaidi kama gesi bora, na kwa hali gani gesi halisi inatarajiwa kupotoka na tabia bora? Eleza.

(a) shinikizo la juu, kiasi kidogo

(b) joto la juu, shinikizo la chini

102.

Eleza sababu zinazohusika na kupotoka kwa tabia ya gesi halisi kutoka kwa ile ya

gesi bora.

103.

Kwa nini kati ya gesi zifuatazo lazima marekebisho ya kiasi cha Masi kuwa kubwa zaidi:

CO, CO ₂, H ₂, yeye, NH ₃, SF ₆?

104.

Flaski ya 0.245-L ina 0.467 mol CO ₂ saa 159 °C.

(a) kutumia sheria bora ya gesi

(b) kutumia van der Waals equation

(d) Tambua marekebisho gani (ambayo kwa P au V) ni makubwa na kwa nini.

105.

Jibu maswali yafuatayo:

(a) Ikiwa XX ilitenda kama gesi bora, ingekuwa grafu yake ya Z vs P inaonekana kama nini?

(b) Kwa sehemu kubwa ya sura hii, tulifanya mahesabu kutibu gesi kama bora. Je, hii ilikuwa sahihi?

(c) Matokeo ya kiasi cha molekuli za gesi kwenye Z ni nini? Chini ya hali gani athari hii ndogo? Ni lini kubwa? Eleza kutumia mchoro sahihi.

(d) Matokeo ya vivutio vya intermolecular juu ya thamani ya Z ni nini? Chini ya hali gani athari hii ndogo? Ni lini kubwa? Eleza kutumia mchoro sahihi.

(e) Kwa ujumla, chini ya hali gani ya joto unatarajia Z kuwa na upungufu mkubwa kutoka Z kwa gesi bora?