Bài tập
- Page ID
- 217760
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\( \newcommand{\dsum}{\displaystyle\sum\limits} \)
\( \newcommand{\dint}{\displaystyle\int\limits} \)
\( \newcommand{\dlim}{\displaystyle\lim\limits} \)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\id}{\mathrm{id}}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)
\( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\)
\( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\)
\( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\)
\( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\)
\( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\)
\( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\)
\( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\)
\( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)
\( \newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow\)
\( \newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\( \newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorD}[1]{\overrightarrow{#1}} \)
\( \newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}} \)
\( \newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}} \)
\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \)
\(\newcommand{\longvect}{\overrightarrow}\)
\( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)
\(\newcommand{\avec}{\mathbf a}\) \(\newcommand{\bvec}{\mathbf b}\) \(\newcommand{\cvec}{\mathbf c}\) \(\newcommand{\dvec}{\mathbf d}\) \(\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}\) \(\newcommand{\evec}{\mathbf e}\) \(\newcommand{\fvec}{\mathbf f}\) \(\newcommand{\nvec}{\mathbf n}\) \(\newcommand{\pvec}{\mathbf p}\) \(\newcommand{\qvec}{\mathbf q}\) \(\newcommand{\svec}{\mathbf s}\) \(\newcommand{\tvec}{\mathbf t}\) \(\newcommand{\uvec}{\mathbf u}\) \(\newcommand{\vvec}{\mathbf v}\) \(\newcommand{\wvec}{\mathbf w}\) \(\newcommand{\xvec}{\mathbf x}\) \(\newcommand{\yvec}{\mathbf y}\) \(\newcommand{\zvec}{\mathbf z}\) \(\newcommand{\rvec}{\mathbf r}\) \(\newcommand{\mvec}{\mathbf m}\) \(\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}\) \(\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}\) \(\newcommand{\real}{\mathbb R}\) \(\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}\) \(\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}\) \(\newcommand{\bcal}{\cal B}\) \(\newcommand{\ccal}{\cal C}\) \(\newcommand{\scal}{\cal S}\) \(\newcommand{\wcal}{\cal W}\) \(\newcommand{\ecal}{\cal E}\) \(\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}\) \(\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}\) \(\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}\) \(\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}\) \(\newcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\col}{\text{Col}}\) \(\renewcommand{\row}{\text{Row}}\) \(\newcommand{\nul}{\text{Nul}}\) \(\newcommand{\var}{\text{Var}}\) \(\newcommand{\corr}{\text{corr}}\) \(\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}\) \(\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}\) \(\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}\) \(\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}\) \(\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}\) \(\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}\) \(\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}\) \(\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}\) \(\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}\) \(\newcommand{\lt}{<}\) \(\newcommand{\gt}{>}\) \(\newcommand{\amp}{&}\) \(\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}\)Một que diêm cháy và lửa trại có thể có cùng nhiệt độ, nhưng bạn sẽ không ngồi xung quanh một que diêm đang cháy vào một buổi tối mùa thu để giữ ấm. Tại sao không?
Chuẩn bị một bảng xác định một số chuyển đổi năng lượng diễn ra trong quá trình hoạt động điển hình của ô tô.
Giải thích sự khác biệt giữa nhiệt dung và nhiệt dung riêng của một chất.
Tính công suất nhiệt, tính bằng joules và calo trên mỗi độ, như sau:
- 28,4 g nước
- 1.00 oz chì
Tính công suất nhiệt, tính bằng joules và calo trên mỗi độ, như sau:
- 45,8 g khí nitơ
- 1,00 pound kim loại nhôm
Bao nhiêu nhiệt, tính bằng joules và calo, phải được thêm vào một khối sắt 75,0—g với nhiệt dung riêng là 0,449 J/g° C để tăng nhiệt độ của nó từ 25° C lên nhiệt độ nóng chảy 1535° C?
Cần bao nhiêu nhiệt, tính bằng joules và calo, để làm nóng một viên đá 28,4 g (1 oz) từ −23,0° C đến −1,0° C?
Nhiệt độ 275 g nước sẽ tăng bao nhiêu nếu thêm 36,5 kJ nhiệt?
Nếu thêm 14,5 kJ nhiệt vào 485 g nước lỏng, nhiệt độ của nó sẽ tăng bao nhiêu?
Một mảnh chất chưa biết nặng 44,7 g và cần 2110 J để tăng nhiệt độ từ 23,2 °C lên 89,6 °C.
- Nhiệt dung riêng của chất là bao nhiêu?
- Nếu nó là một trong những chất được tìm thấy trong Bảng 5.1, thì khả năng nhận dạng của nó là gì?
Một mảnh chất rắn chưa biết nặng 437,2 g, và cần 8460 J để tăng nhiệt độ từ 19,3 °C lên 68,9 °C.
- Nhiệt dung riêng của chất là bao nhiêu?
- Nếu nó là một trong những chất được tìm thấy trong Bảng 5.1, thì khả năng nhận dạng của nó là gì?
Một ấm đun nước bằng nhôm nặng 1,05 kg.
- Công suất nhiệt của ấm là gì?
- Cần bao nhiêu nhiệt để tăng nhiệt độ của ấm đun nước này từ 23,0° C lên 99,0° C?
- Cần bao nhiêu nhiệt để làm nóng ấm đun nước này từ 23,0° C đến 99,0° C nếu nó chứa 1,25 L nước (mật độ 0,997 g/mL và nhiệt dung riêng là 4,184 J/g° C)?
Hầu hết mọi người thấy bồn nước không thoải mái trừ khi nhiệt độ nước được duy trì ở khoảng 85° F. Trừ khi nó được làm nóng, một đáy nước chứa 892 L nước nguội từ 85° F đến 72° F trong 24 giờ. Ước tính lượng năng lượng điện cần thiết trong 24 giờ, tính bằng kWh, để giữ cho giường không bị nguội. Lưu ý rằng 1 kilowatt-giờ (kWh) = 3, 6 10 6 J và giả sử rằng khối lượng riêng của nước là 1,0 g/mL (không phụ thuộc vào nhiệt độ). Bạn đã đưa ra những giả định nào khác? Chúng ảnh hưởng đến kết quả tính toán của bạn như thế nào (tức là chúng có khả năng mang lại lỗi “dương tính” hoặc “tiêu cực”) không?
Một chai nước 500 mL ở nhiệt độ phòng và một chai nước 2 L ở cùng nhiệt độ được đặt trong tủ lạnh. Sau 30 phút, chai nước 500 mL đã nguội đến nhiệt độ của tủ lạnh. Một giờ sau, 2 L nước đã nguội đến cùng nhiệt độ. Khi được hỏi mẫu nước nào mất nhiệt nhiều nhất, một sinh viên trả lời rằng cả hai chai đều mất cùng một lượng nhiệt vì chúng bắt đầu ở cùng nhiệt độ và kết thúc ở cùng nhiệt độ. Một học sinh thứ hai nghĩ rằng chai nước 2-L mất nhiều nhiệt hơn vì có nhiều nước hơn. Một sinh viên thứ ba tin rằng chai nước 500 mL mất nhiều nhiệt hơn vì nó nguội nhanh hơn. Một sinh viên thứ tư nghĩ rằng không thể nói được vì chúng tôi không biết nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối cùng của nước. Cho biết câu trả lời nào trong số những câu trả lời này là đúng và mô tả lỗi trong mỗi câu trả lời khác.
Lượng nhiệt đo được cho phản ứng trong Ví dụ 5.5 sẽ lớn hơn, nhỏ hơn hay giữ nguyên nếu chúng ta sử dụng nhiệt lượng kế có chất cách điện kém hơn nhiệt lượng kế tách cà phê? Giải thích câu trả lời của bạn.
Lượng nhiệt hấp thụ bởi sự hòa tan trong Ví dụ 5.6 có vẻ lớn hơn, ít hơn hoặc giữ nguyên nếu người thí nghiệm sử dụng nhiệt lượng kế có chất cách điện kém hơn nhiệt lượng kế tách cà phê không? Giải thích câu trả lời của bạn.
Lượng nhiệt hấp thụ bởi sự hòa tan trong Ví dụ 5.6 có vẻ lớn hơn, ít hơn hay giữ nguyên nếu tính đến nhiệt dung của nhiệt lượng kế? Giải thích câu trả lời của bạn.
Phải trộn bao nhiêu mililit nước ở 23° C với tỷ trọng 1,00 g/mL với 180 mL (khoảng 6 oz) cà phê ở 95° C để kết hợp thu được sẽ có nhiệt độ 60° C? Giả sử rằng cà phê và nước có cùng mật độ và cùng nhiệt dung riêng.
Nhiệt độ của một cốc (180 g) cà phê ở 95° C sẽ giảm bao nhiêu khi một thìa bạc 45 g (nhiệt dung riêng 0,24 J/g° C) ở 25° C được đặt trong cà phê và cả hai được phép đạt đến cùng nhiệt độ? Giả sử rằng cà phê có cùng mật độ và nhiệt dung riêng như nước.
Một muỗng nhôm 45 g (nhiệt dung riêng 0,88 J/g° C) ở 24° C được đặt trong 180 mL (180 g) cà phê ở 85° C và nhiệt độ của cả hai trở nên bằng nhau.
- Nhiệt độ cuối cùng khi cả hai trở nên bằng nhau là bao nhiêu? Giả sử rằng cà phê có cùng nhiệt dung riêng với nước.
- Lần đầu tiên một sinh viên giải quyết vấn đề này, cô đã nhận được câu trả lời là 88° C. Giải thích tại sao đây rõ ràng là một câu trả lời không chính xác.
Nhiệt độ của nước làm mát khi nó rời khỏi động cơ nóng của ô tô là 240° F. Sau khi nó đi qua bộ tản nhiệt, nó có nhiệt độ 175° F. Tính lượng nhiệt truyền từ động cơ ra môi trường xung quanh bằng một gallon nước với nhiệt dung riêng là 4,184 J/g° C.
Một mảnh kim loại 70,0 g ở 80,0° C được đặt trong 100 g nước ở 22,0° C chứa trong nhiệt lượng kế như trong Hình 5.12. Kim loại và nước đến cùng một nhiệt độ ở 24,6° C. Kim loại đã tỏa ra bao nhiêu nhiệt cho nước? Nhiệt dung riêng của kim loại là gì?
Nếu một phản ứng tạo ra 1,506 kJ nhiệt, nhiệt này bị giữ lại trong 30,0 g nước ban đầu ở 26,5° C trong nhiệt lượng kế như trong Hình 5.12, thì nhiệt độ thu được của nước là bao nhiêu?
Một mẫu 0,500 g KCl được thêm vào 50,0 g nước trong nhiệt lượng kế (Hình 5.12). Nếu nhiệt độ giảm 1,05° C, lượng nhiệt gần đúng liên quan đến sự hòa tan của KCl là bao nhiêu, giả sử nhiệt dung riêng của dung dịch thu được là 4,18 J/g° C là bao nhiêu? Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
Hòa tan 3,0 g CaCl 2 (s) trong 150,0 g nước trong nhiệt lượng kế (Hình 5.12) ở 22,4° C làm cho nhiệt độ tăng lên 25,8° C. Lượng nhiệt gần đúng tham gia vào quá trình hòa tan là bao nhiêu, giả sử nhiệt dung riêng của dung dịch thu được là 4,18 J/g° C? Phản ứng tỏa nhiệt hay thu nhiệt?
Khi 50,0 g NaCl 0,200 M (aq) ở 24,1° C được thêm vào 100,0 g của 0,100 M AgNO 3 (aq) ở 24,1° C trong nhiệt lượng kế, nhiệt độ tăng lên 25,2° C khi AgCl (s) hình thành. Giả sử nhiệt dung riêng của dung dịch và sản phẩm là 4,20 J/g° C, hãy tính lượng nhiệt xấp xỉ tính bằng joules được tạo ra.
Việc thêm 3,15 g Ba (OH) 2 · 8H 2 O vào dung dịch 1,52 g NH 4 SCN trong 100 g nước trong nhiệt lượng kế khiến nhiệt độ giảm 3,1° C. Giả sử nhiệt dung riêng của dung dịch và sản phẩm là 4,20 J/g° C, tính lượng nhiệt gần đúng mà phản ứng hấp thụ, có thể được biểu diễn bằng phương trình sau:
Ba (OH) 2 ·8H 2 O (s) + 2NH 4 SCN (aq) ⟶ Ba (SCN) 2 (aq) + 2NH 3 (aq) + 10H 2 O (l)
Phản ứng của 50 mL axit và 50 mL bazơ được mô tả trong Ví dụ 5,5 làm tăng nhiệt độ của dung dịch thêm 6,9 ºC. Nhiệt độ sẽ tăng bao nhiêu nếu 100 mL axit và 100 mL bazơ được sử dụng trong cùng một nhiệt lượng kế bắt đầu ở cùng nhiệt độ 22,0 ºC? Giải thích câu trả lời của bạn.
Nếu 3,21 g NH 4 NO 3 trong Ví dụ 5.6 được hòa tan trong 100,0 g nước trong cùng điều kiện, nhiệt độ sẽ thay đổi bao nhiêu? Giải thích câu trả lời của bạn.
Khi 1,0 g fructose, C 6 H 12 O 6 (s), một loại đường thường thấy trong trái cây, được đốt cháy trong oxy trong nhiệt lượng kế bom, nhiệt lượng kế tăng 1,58° C. Nếu nhiệt lượng kế của nhiệt lượng kế và nội dung của nó là 9,90 kJ/° C, q cho quá trình đốt cháy này là bao nhiêu?
Khi một mẫu 0,740 g trinitrotoluene (TNT), C 7 H 5 N 2 O 6, được đốt trong nhiệt lượng kế bom, nhiệt độ tăng từ 23,4° C đến 26,9° C. Nhiệt dung của nhiệt lượng kế là 534 J/° C, và nó chứa 675 mL nước. Bao nhiêu nhiệt được tạo ra bởi quá trình đốt cháy mẫu TNT?
Một phương pháp tạo ra điện là đốt than để đun nóng nước, tạo ra hơi nước điều khiển máy phát điện. Để xác định tốc độ đưa than vào đầu đốt trong loại nhà máy này, nhiệt đốt trên mỗi tấn than phải được xác định bằng nhiệt lượng kế bom. Khi đốt cháy 1,00 g than trong nhiệt lượng kế bom (Hình 5.17), nhiệt độ tăng thêm 1,48 °C, nếu nhiệt dung của nhiệt lượng kế là 21,6 kJ/°C, xác định nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy một tấn than (2.000 10 3 pound).
Lượng chất béo được khuyến nghị cho người có chế độ ăn hàng ngày 2000 Calo là 65 g, bao nhiêu phần trăm lượng calo trong chế độ ăn kiêng này sẽ được cung cấp bởi lượng chất béo này nếu số lượng Calo trung bình cho chất béo là
9,1 calo/g?
Một muỗng cà phê carbohydrate sucrose (đường thông thường) chứa 16 Calo (16 kcal). Khối lượng của một muỗng cà phê sucrose là bao nhiêu nếu số lượng Calo trung bình cho carbohydrate là 4,1 calo/g?
Khối lượng carbohydrate tối đa trong một khẩu phần 6 oz soda ăn kiêng chứa ít hơn 1 Calo mỗi lon là bao nhiêu nếu số lượng Calo trung bình cho carbohydrate là 4,1 calo/g?
Một lít kem cao cấp có thể chứa 1100 Calo. Khối lượng chất béo, tính bằng gam và pound, phải được sản xuất trong cơ thể để lưu trữ thêm 1,1 10 3 Calo nếu số lượng Calo trung bình cho chất béo là
9,1 calo/g?
Một khẩu phần ngũ cốc ăn sáng chứa 3 g protein, 18 g carbohydrate và 6 g chất béo. Hàm lượng calo trong một khẩu phần ngũ cốc này là bao nhiêu nếu số lượng Calo trung bình cho chất béo là 9,1 calo/g, đối với carbohydrate là 4,1 calo/g và đối với protein là 4,1 calo/g?
Đó là nguồn năng lượng ít tốn kém nhất tính bằng kilojoules mỗi đô la: một hộp ngũ cốc ăn sáng nặng 32 ounce và có giá 4,23 đô la, hoặc một lít isooctan (mật độ, 0,6919 g/mL) có giá 0,45 đô la? So sánh giá trị dinh dưỡng của ngũ cốc với nhiệt được tạo ra bởi quá trình đốt cháy isooctan trong điều kiện tiêu chuẩn. Một khẩu phần ngũ cốc 1,0 ounce cung cấp 130 Calo.
Giải thích nhiệt đo được trong Ví dụ 5.5 khác với sự thay đổi entanpi đối với phản ứng tỏa nhiệt được mô tả bằng phương trình sau:
Sử dụng dữ liệu trong phần kiểm tra học tập của bạn của Ví dụ 5.5, tính Δ H tính bằng kJ/mol AgNO 3 (aq) cho phản ứng:
Tính entanpi của dung dịch (Δ H cho sự hòa tan) trên một mol NH 4 NO 3 trong các điều kiện được mô tả trong Ví dụ 5.6.
Tính Δ H cho phản ứng được mô tả bởi phương trình. (Gợi ý: Sử dụng giá trị cho lượng nhiệt gần đúng được hấp thụ bởi phản ứng mà bạn đã tính toán trong bài tập trước.)
Tính entanpi của dung dịch (Δ H cho sự hòa tan) trên một mol CaCl 2 (tham khảo Bài tập 5.25).
Mặc dù khí được sử dụng trong một ngọn đuốc oxyacetylen (Hình 5.7) về cơ bản là axetylen tinh khiết, nhiệt được tạo ra từ quá trình đốt cháy một mol axetylen trong một ngọn đuốc như vậy có thể không bằng entanpi của quá trình đốt cháy axetylen được liệt kê trong Bảng 5.2. Xem xét các điều kiện mà dữ liệu được lập bảng được báo cáo, đề xuất một lời giải thích.
Bao nhiêu nhiệt được tạo ra bằng cách đốt cháy 4,00 mol axetylen trong điều kiện trạng thái tiêu chuẩn?
Bao nhiêu nhiệt được tạo ra bằng cách đốt 125 g metanol trong điều kiện trạng thái tiêu chuẩn?
Phải đốt cháy bao nhiêu mol isooctan để tạo ra 100 kJ nhiệt trong điều kiện trạng thái tiêu chuẩn?
Khối lượng carbon monoxide phải được đốt cháy để tạo ra 175 kJ nhiệt trong điều kiện trạng thái tiêu chuẩn?
Khi 2,50 g mêtan cháy trong oxy, 125 kJ nhiệt được tạo ra. Entanpi của quá trình đốt cháy trên một mol mêtan trong những điều kiện này là bao nhiêu?
Bao nhiêu nhiệt được tạo ra khi trộn 100 mL HCl 0,250 M (mật độ, 1,00 g/mL) và 200 mL NaOH 0,150 M (mật độ, 1,00 g/mL)?
Nếu cả hai dung dịch đều ở cùng nhiệt độ và nhiệt dung riêng của sản phẩm là 4,19 J/g° C, nhiệt độ sẽ tăng bao nhiêu? Bạn đã đưa ra giả định nào trong tính toán của mình?
Một mẫu 0,562 g carbon được đốt cháy trong oxy trong nhiệt lượng kế bom, tạo ra carbon dioxide. Giả sử cả chất phản ứng và sản phẩm đều ở điều kiện trạng thái tiêu chuẩn, và nhiệt tỏa ra tỷ lệ thuận với entanpi của quá trình đốt cháy than chì. Nhiệt độ của nhiệt lượng kế tăng từ 26,74° C đến 27,93° C. Nhiệt lượng kế của nhiệt lượng kế và nội dung của nó là bao nhiêu?
Trước khi giới thiệu chlorofluorocarbons, sulfur dioxide (entanpi hóa hơi, 6,00 kcal/mol) đã được sử dụng trong tủ lạnh gia đình. Khối lượng của SO 2 phải được làm bay hơi để loại bỏ nhiệt lượng bằng sự bay hơi của 1,00 kg CCl 2 F 2 (entanpi hóa hơi là 17,4 kJ/mol)?
Các phản ứng hóa hơi đối với SO 2 và CCl 2 F 2 lần lượt là và.
Nhà có thể được làm nóng bằng cách bơm nước nóng qua bộ tản nhiệt. Khối lượng nước nào sẽ cung cấp cùng một lượng nhiệt khi được làm lạnh từ 95,0 đến 35,0° C, như nhiệt được cung cấp khi 100 g hơi nước được làm lạnh từ 110° C đến 100° C.
Entanpi nào trong số các entanpi của quá trình đốt cháy trong Bảng 5.2, bảng cũng là entanpi chuẩn của sự hình thành?
Entanpi chuẩn của sự hình thành H 2 O (g) có khác Δ H° đối với phản ứng không
Joseph Priestly điều chế oxy vào năm 1774 bằng cách nung nóng oxit thủy ngân đỏ (II) với ánh sáng mặt trời hội tụ qua một thấu kính. Cần bao nhiêu nhiệt để phân hủy chính xác 1 mol HgO đỏ thành Hg (l) và O 2 (g) trong điều kiện tiêu chuẩn?
Có bao nhiêu kilojoule nhiệt sẽ được giải phóng khi chính xác 1 mol mangan, Mn, được đốt cháy để tạo thành Mn 3 O 4 (s) ở điều kiện trạng thái tiêu chuẩn?
Có bao nhiêu kilojoule nhiệt sẽ được giải phóng khi chính xác 1 mol sắt, Fe, được đốt cháy để tạo thành Fe 2 O 3 (s) ở điều kiện trạng thái tiêu chuẩn?
Trình tự phản ứng sau đây xảy ra trong quá trình sản xuất thương mại axit nitric trong nước:
Xác định tổng sự thay đổi năng lượng để tạo ra một mol axit nitric trong nước bằng quá trình này.
Cả than chì và kim cương đều cháy.
Đối với việc chuyển đổi than chì thành kim cương:
Cái nào tạo ra nhiều nhiệt hơn, sự đốt cháy than chì hay sự đốt cháy kim cương?
Từ nhiệt độ mol của sự hình thành trong Phụ lục G, xác định lượng nhiệt cần thiết để làm bay hơi một mol nước:
Cái nào tạo ra nhiều nhiệt hơn?
hoặc
cho sự thay đổi pha
Tính toán cho quá trình
từ các thông tin sau:
Tính toán cho quá trình
từ các thông tin sau:
Tính Δ H cho quá trình
từ các thông tin sau:
Tính toán cho quá trình
từ các thông tin sau:
Tính entanpi mol chuẩn của sự hình thành NO (g) từ dữ liệu sau:
Sử dụng dữ liệu trong Phụ lục G, tính toán sự thay đổi entanpi chuẩn cho mỗi phản ứng sau:
Sử dụng dữ liệu trong Phụ lục G, tính toán sự thay đổi entanpi chuẩn cho mỗi phản ứng sau:
Các phản ứng sau đây có thể được sử dụng để chuẩn bị các mẫu kim loại. Xác định sự thay đổi entanpi trong điều kiện trạng thái tiêu chuẩn cho mỗi điều kiện.
Sự phân hủy hydrogen peroxide, H 2 O 2, đã được sử dụng để cung cấp lực đẩy trong các máy bay phản lực điều khiển của các phương tiện không gian khác nhau. Sử dụng dữ liệu trong Phụ lục G, xác định lượng nhiệt được tạo ra bằng cách phân hủy chính xác 1 mol H 2 O 2 trong điều kiện tiêu chuẩn.
Tính entanpi của quá trình đốt cháy propan, C 3 H 8 (g), để tạo thành H 2 O (g) và CO 2 (g). Entanpi của sự hình thành propan là −104 kJ/mol.
Tính entanpi của quá trình đốt cháy butan, C 4 H 10 (g) để tạo thành H 2 O (g) và CO 2 (g). Entanpi tạo thành butan là −126 kJ/mol.
Cả propan và butan đều được sử dụng làm nhiên liệu khí. Hợp chất nào tạo ra nhiều nhiệt hơn trên mỗi gam khi đốt cháy?
Sắc tố trắng TiO 2 được điều chế bằng phản ứng của titan tetraclorua, TiCl 4, với hơi nước trong pha khí:
Bao nhiêu nhiệt được phát triển trong việc tạo ra chính xác 1 mol TiO 2 (s) trong điều kiện trạng thái tiêu chuẩn?
Khí nước, hỗn hợp của H 2 và CO, là một nhiên liệu công nghiệp quan trọng được tạo ra bởi phản ứng của hơi nước với than cốc nóng đỏ, về cơ bản là cacbon tinh khiết:
- Trong các điều kiện của phản ứng, metanol hình thành như một chất khí. Tính cho phản ứng này và cho sự ngưng tụ của metanol ở thể khí thành metanol lỏng.
(c) Tính nhiệt đốt cháy của 1 mol metanol lỏng thành H 2 O (g) và CO 2 (g).
Trong những ngày đầu của ô tô, ánh sáng vào ban đêm được cung cấp bằng cách đốt axetylen, C 2 H 2. Mặc dù không còn được sử dụng làm đèn pha ô tô, axetylen vẫn được sử dụng làm nguồn ánh sáng bởi một số nhà thám hiểm hang động. Axetylen được (được) điều chế trong đèn bằng phản ứng của nước với cacbua canxi, CaC 2:
Tính entanpi chuẩn của phản ứng. CaC 2 là −15,14 kcal/mol.
Từ dữ liệu trong Bảng 5.2, xác định loại nhiên liệu nào sau đây tạo ra lượng nhiệt lớn nhất trên mỗi gam khi đốt cháy trong điều kiện tiêu chuẩn: CO (g), CH 4 (g) hoặc C 2 H 2 (g).
Entanpi của quá trình đốt than cứng trung bình −35 kJ/g, của xăng, 1,28 10 5 kJ/gal. Có bao nhiêu kg than cứng cung cấp cùng một lượng nhiệt có sẵn từ 1,0 gallon xăng? Giả sử rằng khối lượng riêng của xăng là 0,692 g/mL (giống với mật độ của isooctan).
Ethanol, C 2 H 5 OH, được sử dụng làm nhiên liệu cho xe cơ giới, đặc biệt là ở Brazil.
- Viết phương trình cân bằng cho quá trình đốt cháy etanol thành CO 2 (g) và H 2 O (g), và sử dụng dữ liệu trong Phụ lục G, tính entanpi của quá trình đốt cháy 1 mol etanol.
- Mật độ của etanol là 0,7893 g/mL. Tính entanpi của quá trình đốt cháy chính xác 1 L etanol.
- Giả sử rằng quãng đường đi được của ô tô tỷ lệ thuận với nhiệt đốt nhiên liệu, hãy tính toán xem một chiếc ô tô có thể di chuyển xa hơn bao nhiêu trên 1 L xăng so với 1 L ethanol. Giả sử rằng xăng có nhiệt đốt cháy và khối lượng riêng n — octan, C 8 H 18 mật độ = 0,7025 g/mL).
Trong số các chất phản ứng với oxy và được coi là nhiên liệu tên lửa tiềm năng là diboran [B 2 H 6, tạo ra B 2 O 3 (s) và H 2 O (g)], mêtan [CH 4, tạo ra CO 2 (g) và H 2 O (g)], và hydrazine [N 2 H 4, tạo ra N 2 (g) và H 2 O (g)]. Trên cơ sở nhiệt được giải phóng bởi 1,00 g của mỗi chất trong phản ứng của nó với oxy, hợp chất nào trong số này cung cấp khả năng tốt nhất làm nhiên liệu tên lửa? Các
Bao nhiêu nhiệt được tạo ra khi 1,25 g kim loại crom phản ứng với khí oxy trong điều kiện tiêu chuẩn?
Ethylene, C 2 H 4, một sản phẩm phụ từ quá trình chưng cất phân đoạn dầu mỏ, đứng thứ tư trong số 50 hợp chất hóa học được sản xuất thương mại với số lượng lớn nhất. Khoảng 80% ethanol tổng hợp được sản xuất từ ethylene bằng phản ứng của nó với nước với sự có mặt của chất xúc tác thích hợp.
Sử dụng dữ liệu trong bảng trong Phụ lục G, tính Δ H° cho phản ứng.
Quá trình oxy hóa đường glucose, C 6 H 12 O 6, được mô tả bằng phương trình sau:
Quá trình chuyển hóa glucose tạo ra các sản phẩm tương tự, mặc dù glucose phản ứng với oxy trong một loạt các bước trong cơ thể.
- Bao nhiêu nhiệt tính bằng kilojoules có thể được tạo ra bởi quá trình chuyển hóa 1,0 g glucose?
- Có bao nhiêu Calo có thể được tạo ra bởi quá trình chuyển hóa 1,0 g glucose?
Propane, C 3 H 8, là một hydrocarbon thường được sử dụng làm nhiên liệu.
- Viết một phương trình cân bằng cho quá trình đốt cháy hoàn toàn khí propan.
- Tính thể tích không khí ở 25° C và 1,00 bầu khí quyển cần thiết để đốt cháy hoàn toàn 25,0 gram propan. Giả sử rằng không khí là 21,0 phần trăm O 2 theo thể tích. (Gợi ý: Chúng ta sẽ xem cách thực hiện phép tính này trong chương sau về khí — bây giờ hãy sử dụng thông tin rằng 1,00 L không khí ở 25° C và 1,00 atm chứa 0,275 g O 2.)
- Nhiệt của quá trình đốt cháy propan là −2,219,2 kJ/mol. Tính nhiệt của sự hình thành, của propan cho của H 2 O (l) = −285,8 kJ/mol và của CO 2 (g) = −393,5 kJ/mol.
- Giả sử rằng tất cả nhiệt lượng tỏa ra trong quá trình đốt cháy 25,0 gam propan được chuyển sang 4,00 kg nước, hãy tính toán sự gia tăng nhiệt độ của nước.
Trong một tháng mùa đông gần đây ở Sheboygan, Wisconsin, cần phải có được 3500 kWh nhiệt được cung cấp bởi lò đốt khí tự nhiên với hiệu suất 89% để giữ ấm cho một ngôi nhà nhỏ (hiệu quả của lò gas là phần trăm nhiệt được tạo ra bởi quá trình đốt cháy được truyền vào nhà).
- (f) Cần bao nhiêu kilowatt—giờ (1 kWh = 3, 6 10 6 J) điện để cung cấp nhiệt cần thiết để sưởi ấm ngôi nhà? Lưu ý rằng điện có hiệu quả 100% trong việc sản xuất nhiệt bên trong một ngôi nhà.
(g) Mặc dù điện có hiệu quả 100% trong việc sản xuất nhiệt trong nhà, nhưng việc sản xuất và phân phối điện không hiệu quả 100%. Hiệu quả sản xuất và phân phối điện sản xuất trong một nhà máy nhiệt điện than là khoảng 40%. Một loại than nhất định cung cấp 2,26 kWh mỗi pound khi đốt cháy. Khối lượng than này tính bằng kilogam sẽ được yêu cầu để sản xuất năng lượng điện cần thiết để sưởi ấm ngôi nhà nếu hiệu quả phát điện và phân phối là 40%?