22.14.16: Sura ya 16

Last updated
Save as PDF

Page ID: 188180

$ \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}}$

Mmenyuko una tabia ya asili ya kutokea na hufanyika bila pembejeo ya nishati ya kuendelea kutoka chanzo cha nje.

(a) kwa hiari; (b) isiyo ya kawaida; (c) kwa hiari; (d) isiyo ya kawaida; (e) kwa hiari; (f) kwa hiari

Ingawa oxidation ya plastiki ni ya pekee, kiwango cha oxidation ni polepole sana. Kwa hiyo Plastiki ni imara kinetically na wala kuoza appreciably hata kwa muda mrefu kiasi cha muda.

Kuna microstates nne za awali na microstates nne za mwisho.
$Δ S = k juu ya \frac{W_{f}}{W_{i}} = 1.38 \times 10^{-23} J/K \times juu ya \frac{4}{4} = 0$

Uwezekano wa chembe zote kuwa upande mmoja ni $\frac{1}{32} .$ Uwezekano huu ni wazi chini kuliko $\frac{1}{8}$ matokeo ya mfumo wa chembe nne. Hitimisho tunaweza kufanya ni kwamba uwezekano wa chembe zote kukaa katika sehemu moja tu ya mfumo utapungua kwa kasi kadiri idadi ya chembe inavyoongezeka, na, kwa mfano, uwezekano wa molekuli zote za gesi kukusanya katika upande mmoja tu wa chumba kwenye joto la kawaida na shinikizo ni kidogo tangu idadi ya molekuli gesi katika chumba ni kubwa sana.

11.

Kuna hali moja tu ya awali. Kwa hali ya mwisho, nishati inaweza kuwa katika jozi A-C, A-D, B-C, au B-D. Hivyo, kuna majimbo manne ya mwisho iwezekanavyo.
$Δ S = k juu ya (\frac{W_{f}}{W_{i}}) = 1.38 \times 10^{- 23} J/K \times juu ya (\frac{4}{1}) = 1.91 \times 10^{- 23} J/K$

13.

Misa ya molekuli hizi ingeonyesha mwenendo kinyume katika entropies yao. Mwelekeo uliozingatiwa ni matokeo ya tofauti kubwa zaidi ya entropy na hali ya kimwili. Katika joto la kawaida, I ₂ ni imara, Br ₂ ni kioevu, na Cl ₂ ni gesi.

15.

(a) C ₃ H ₇ OH (l) kama ni molekuli kubwa (ngumu zaidi na kubwa zaidi), na hivyo microstates zaidi zinazoelezea mwendo wake zinapatikana kwa joto lolote. (b) C ₂ H ₅ OH (g) kama ilivyo katika hali ya gesi. (c) 2H (g), kwani entropy ni mali kubwa, na hivyo atomi mbili za H (au moles mbili za atomi H) zina entropy mara mbili kama atomi moja (au mole moja ya atomi).

17.

(a) Hasi. Kuzuia imara kwa kiasi kikubwa kunapungua idadi ya ions za simu katika suluhisho. (b) Hasi. Kuna hasara halisi ya moles tatu za gesi kutoka kwa reactants kwa bidhaa. (c) Chanya. Kuna ongezeko la wavu la moles saba za gesi kutoka kwa reactants kwa bidhaa.

19.

$C_{6} H_{6} (l) + 7.5 O_{2} (g) ⟶ {3H}_{2} O (g) + {6CO}_{2} (g)$
Kuna moles 7.5 ya gesi awali, na 3 + 6 = 9 moles ya gesi mwishoni. Kwa hiyo, inawezekana kwamba entropy huongezeka kama matokeo ya mmenyuko huu, na Δ S ni chanya.

21.

(a) 107 J/K; (b) -86.4 J/K; (c) 133.2 J/K; (d) 118.8 J/K; (e) -326.6 J/K; (f) -171.9 J/K; (g) -7.2 J/K

23.

100.6 J/K

25.

(a) -198.1 J/K; (b) -348.9 J/K

27.

Kama Δ S _univ <0 katika kila moja ya joto hizi, kuyeyuka sio kwa hiari kwa yeyote kati yao. Maadili yaliyotolewa kwa entropy na enthalpy ni kwa NaCl saa 298 K. inadhaniwa kuwa haya hayabadilika kwa kiasi kikubwa katika joto la juu linalotumika katika tatizo.

29.

(a) 2.86 J/K; (b) 24.8 J/K; (c) -113.2 J/K; (d) -24.7 J/K; (e) 15.5 J/K; (f) 290.0 J/K

31.

Tabia hiyo haifai kwa joto la kawaida.
Zaidi ya 400 K, Δ G itakuwa hasi, na majibu yatakuwa ya pekee.

33.

(a) 465.1 kJ bila hiari; (b) -106.86 kJ kwa hiari; (c) -291.9 kJ kwa hiari; (d) -83.4 kJ kwa hiari; (e) -406.7 kJ kwa hiari; (f) -154.3 kJ kwa hiari

35.

(a) Nishati ya kawaida ya malezi ni -1124.3 kJ/mol. (b) Hesabu inakubaliana na thamani katika Kiambatisho G kwa sababu nishati ya bure ni kazi ya serikali (kama vile enthalpy na entropy), hivyo mabadiliko yake yanategemea tu majimbo ya awali na ya mwisho, si njia kati yao.

37.

(a) Majibu hayatoshi; (b) Juu ya 566 °C mchakato ni wa pekee.

39.

(a) 1.5 $\times$ 10 ² kJ; (b) -21.9 kJ; (c) -5.34 kJ; (d) -0.383 kJ; (e) 18 kJ; (f) 71 kJ

41.

(a) K = 41; (b) K = 0.053; (c) K = 6.9 $\times$ 10 ¹³; (d) K = 1.9; (e) K = 0.04

43.

Katika kila moja ya yafuatayo, thamani ya Δ G haipatikani kwa joto la mmenyuko. Kwa hiyo, tunapaswa kuhesabu Δ G kutoka kwa maadili Δ H° na Δ S na kisha tuhesabu Δ G kutoka kwa uhusiano Δ G = Δ H° ∙ T Δ S°. (a) K = 1.07 × 10 ^-13; (b) K = 2.51 $\times$ 10 ^-3; (c) K = 4.83 $\times$ 10 ³; (d) K = 0.219; (e) K = 16.1

45.

Mabadiliko ya nishati ya bure ya kiwango ni $Δ G^{°} = - R T juu ya K = 4.84 kJ/mol .$ Wakati reactants na bidhaa ziko katika majimbo yao ya kawaida (1 bar au 1 atm), Q = 1. Kama mmenyuko unaendelea kuelekea usawa, mabadiliko ya majibu yanaachwa (kiasi cha bidhaa hupungua wakati kiasi cha reactants kinaongezeka): Q <1, na $Δ G$ inakuwa chini chanya kama inakaribia sifuri. Katika usawa, Q = K, na Δ G = 0.

47.

Majibu yatakuwa ya kawaida kwa joto kubwa kuliko 287 K.

49.

K = 5.35 $\times$ 10 ¹⁵; Mchakato huo ni exothermic.

51.

1.0 $\times$ 10 ^-8 atm. Hii ni shinikizo la juu la gesi chini ya hali zilizoelezwa.

53.

$x = 1.29 \times 10^{- 5} atm = P_{O_{2}}$

55.

-0.16 kJ

56.

(a) 22.1 kJ; (b) 98.9 kJ/mol

58.

90 kJ/mol

60.

(a) Chini ya hali ya kawaida ya thermodynamic, uvukizi haupatikani; (b) K _p = 0.031; (c) Uvukizi wa maji ni wa pekee; (d) $P_{H_{2} O}$ lazima iwe chini ya K _p au chini ya 0.031 atm. 0.031 atm inawakilisha hewa iliyojaa mvuke wa maji saa 25 °C, au unyevu wa 100%.

62.

(a) Nonspecional kama $Δ G^{°} > 0;$ (b) $Δ G = Δ G^{°} + R T juu ya Q,$ $Δ G = 1.7 \times 10^{3} + (8.314 \times 310 \times juu ya \frac{28}{120}) = -2.1 kJ .$ Majibu ya mbele ya kuzalisha F6P ni ya pekee chini ya hali hizi.

64.

Δ G ni hasi kama mchakato ni wa pekee. Δ H ni chanya kama na suluhisho kuwa baridi, kufuta lazima iwe mwisho. Δ S lazima iwe chanya kama hii inaendesha mchakato, na inatarajiwa kufutwa kwa kiwanja chochote cha ionic cha mumunyifu.

66.

(a) Kuongezeka kwa shinikizo la sehemu ya oksijeni itatoa kupungua kwa Q na $Δ G$ hivyo inakuwa hasi zaidi. (b) Kuongezeka kwa shinikizo la sehemu ya oksijeni itatoa kupungua kwa Q na $Δ G$ hivyo inakuwa hasi zaidi. (c) Kuongezeka kwa shinikizo la sehemu ya oksijeni itazalisha ongezeko la Q na $Δ G$ hivyo inakuwa chanya zaidi.