Válts MeRSZ+ -ra!

MeRSZ online
okoskönyvtár

Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.

Veszprémi Tamás

Általános kémia

Összefoglaló feladatok

  1. Egy dugattyús hengerben lévő gázmennyiség az alatta lévő forró fűtőlaptól 1600 J hőt vesz fel. Eközben 1100 J külső munkával a dugattyút lenyomjuk, és a gázt összesűrítjük. Számítsuk ki a gáz belső energiájának változását!
    ►
  2. Mekkora munka szükséges ahhoz, hogy 1 kg tömeget 12 m magasra emeljünk fel?
    ►
  3. Egy kémiai reakció egy 100 cm2 keresztmetszetű, mozgatható fedelű edényben játszódik le. A reakció során a zárófedél a külső 100 kPa nyomás ellenében 10 cm-re mozdul el. Mekkora munkát végzett a reakció a környezetén?
    ►
  4. Számítsuk ki azt a munkát, melyet 1 liter 1000 kPa nyomású tökéletes gáz végez, miközben állandó hőmérsékleten kiterjed 10 literre a) egy lépésben, illetve b) két lépésben: először 2 literre, majd a második lépésben 10 literre terjed ki.
    ►
  5. A fenti kísérletet megismételjük azzal a különbséggel, hogy a karbonátot nyitott edényben hevítjük. Mekkora ez esetben a térfogati munka?
    ►
  6. 12 g szén-dioxidot szobahőmérsékleten az eredeti 5 MPa nyomásról 0,1 MPa nyomásra engedünk kiterjedni 0,1 MPa külső nyomás ellenében. Mekkora munkát végez eközben a CO2-gáz?
    ►
  7. Számítsuk ki W értékét, ha 5,2 mól ammóniát párologtatunk el az ammónia –33 °C-os forráspontján normál légköri nyomáson?
    ►
  8. Mekkora hő szükséges, hogy 50 ml vizet 20 °C-ról 75 °C-ra melegítsünk?
    ►
  9. Mennyi hő szabadul fel, ha 72 g cinket 180 °C-ról 35 °C-ra hűtünk le? A cink moláris hőkapacitása 24,85 J · mol–1 · fok–1?
    ►
  10. Egy 0,4 kg tömegű 95 °C-os ólomtömböt egy 0,15 kg rézből készült fazékba merítünk, a fazékban 2 kg 20 °C-os víz van. Számítsuk ki a rendszer végső hőmérsékletét, ha feltételezzük, hogy a környezet felé nincs hőleadás!
    ►
  11. Mekkora hő szükséges, hogy 5 kg 15 °C-os CO2 hőmérsékletét 45 °Cra emeljük, ha a nyomás ezalatt változatlanul 100 kPa marad?
    ►
  12. A hidrogén állandó nyomáson lévő moláris hőkapacitása Cp = 28,7 J (mol–1 · °C–1.). Számítsuk ki az állandó térfogathoz tartozó hőkapacitást!
    ►
  13. Mekkora hő kell 750 g víz elpárologtatásához, ha a víz párolgáshője, L = 2,26 kJ/g?
    ►
  14. Mennyi 100 °C hőmérsékletű vízgőzt kell elegyítenünk 100 g 0 °C-os jéggel, hogy 100 °C hőmérsékletű vizet kapjunk?
    ►
  15. A szén-tetraklorid, CCl4, párolgáshője a forráspontján 29,92 kJ/ mol. Számítsuk ki 50 g CCl4 elpárologtatásához szükséges Q, W, ΔU és ΔH értékeket! A CCl4 forráspontja 76,8 °C.
    ►
  16. Van-e különbség ΔU és ΔH értéke között az alábbi kémiai reakciók során?
    1. NH4Cl(sz) = NH3(g) + HCl (g)
    2. H2(g)+ Cl2(g) = 2 HCl(g)
    3. CO2(sz) = CO2(g)
    4. AgNO3(aq) + KCl(aq) = AgCl(sz) + KNO3(aq)
      ►
  17. Mennyi a víz 100 °C-on történő elpárologtatásának moláris entrópiaértéke? A víz párolgáshője 100 °C-on 40,68 kJ/mol.
    ►
  18. Ismerve a víz és a vízgőz hőkapacitását, és ismerve a víz párolgáshőjét 100 °C-on, számítsuk ki a víz párolgáshőjét 20 °C-on! A szükséges adatokat a 6.3. táblázatból vegyük! Tételezzük fel, hogy a víz hőkapacitása állandó a 20–100 °C tartományban!
    ►
  19. Egy állandó térfogatú bombakaloriméterben az alábbi kémiai reakció megy végbe:
    C6H12(f)+9 O2(g) = 6 CO2(g) + 6 H2O(f).
    Ha egy mól ciklohexánt (C6H12) elégetünk, ΔU = –3919 kJ hőt tudunk mérni. Számítsuk ki az égéshőt 25 °C-on és állandó nyomáson!
    ►
  20. Ha egy mól NaNO3-t vízben oldunk, az 20,8083 kJ hőt von el. Számítsuk ki a végső hőmérsékletét annak az oldatnak, amely 50 g NaNO3 1 kg 20 °C-os vízben történt feloldásával készült!
    ►
  21. Az alábbi reakciók közül melyik exoterm, ill. endoterm?
    C3H6(g) + H2(g) = C3H8(g)
    ΔH = –124 kJ.
    HCl(g) = H + (aq) + Cl–(aq)
    ΔH = –75,14 kJ.
    2 C(sz) + H2(g) = C2H2(g)
    ΔH = + 227 kJ.
    ►
  22. Mekkora hő keletkezik, ha 100 g glükózt (C6H12O6) égetünk el az alábbi termokémiai reakció szerint?
    C6H12O6(sz) + 6 O2(g) = 6 CO2(g) + 6 H2O(f)
    ΔH = –2816 kJ.
    ►
  23. Egy üveg sör (0,45 l) alkoholtartalma 3,5%. Sűrűsége 1 g/cm3. Az etanol (C2H5OH) égéshője –1366,8 kJ/mol. Mekkora entalpiatöbblethez jutunk, ha egy üveg sört iszunk?
    ►
  24. Hány milliliter vizet lehet 355,6 kJ energiával elemeire bontani, ha a víz standard moláris képződéshője –286 kJ/mol?
    ►
  25. Az etilén vízzel történő reakciójakor etanol keletkezik: C2H4(g) + H2O(f) = C2H5OH(f). Számítsuk ki a reakcióhőt 298 K hőmérsékleten, ha a következő egyenletek ΔH értékei adottak:
    1. C2H5OH(f) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 3 H2O(f) ΔH = –1366,8 kJ.
    2. C2H4(g) + 3 O2(g) = 2 CO2(g) + 2 H2O(f) ΔH = –1411kJ.
    ►
  26. Számítsuk ki 1 kg 1,5 tömeg%-os HNO3 és 200 ml 2,5 M NaOH elegyítése során a reakcióhőt! A következő reakció entalpiaváltozását ismerjük:
    OH– + H + = H2O ΔH = –54,0 kJ
    ►
  27. Az alábbiak ismeretében határozzuk meg a metán (CH4) égéshőjét!
    (H2O(f)) = –285,8 kJ/mol,
    (CO (g)) = –393,51 kJ/mol,
    (CH (g)) = –74,81 kJ/mol.
    ►
  28. 5 g szénhidrogént (M = 117) kaloriméterben elégettünk. Az égés során az anyagból CO2 és H2O keletkezik. A rendszer hőmérséklete 25,015 °C-ról 27,513 °C-ra emelkedett. Mekkora a vegyület moláris égési entalpiája, ha a kaloriméter hőkapacitása 6313,69 J/ °C és a kaloriméter tömege 15 kg?
    ►
  29. Mekkora hő keletkezik, illetve szükséges 1 kg Mn3O4 redukciójához az alábbi egyenletnek megfelelően:
    Mn3O4(sz) + 4 Cgrafit = 3 Mn(sz) + 4 CO(g).
    ►
  30. Határozzuk meg az entalpiaváltozást, ha 1 kg pirit (FeS2) az oxigénnel az alábbi egyenlet szerint reagál:
    2 FeS2(sz) + 1½ O2(g) = Fe2O3(sz) + 4 SO2(g).
    Hány liter normál állapotú SO2-gáz fejlődik?
    ►
  31. A nátrium-karbonát (szóda) Na2CO3 egyik legfontosabb nyersanyagunk a vegyiparban, ahol számos vegyi folyamat során használják fel. Előállítása Solvay szerint többlépcsős eljárással történik. A folyamat termokémiai egyenletei a következők:
    CaCO3 = CaO + CO2
    ΔH = +181,6 kJ,
    CaO + H2O = Ca(OH)2
    ΔH = –66,5 kJ,
    NH3 + H2O + CO2 = NH4HCO3
    ΔH = –63,6 kJ,
    NH4HCO3 + NaCl = NH4Cl + NaHCO3 ΔH = –220,5 kJ,
    2 NH4Cl + Ca(OH)2 = 2 NH3 + CaCl2 + 2 H2O.
    ΔH = +44,8 kJ.
    2 NaHCO3 = Na2CO3 + CO2 + H2O
    ΔH = +128,4 kJ.
    Vizsgáljuk meg az egyenleteket és rendezzük őket úgy, hogy entalpiáik összege a Solvay-féle szódagyártás egyenletének feleljen meg:
    CaCO3 + 2 NaCl = Na2CO3 + CaCl2.
    Számítsuk ki a fenti egyenlet ΔH értékét!
    ►
  32. A metán (CH4), etán (C2H6) és propán (C3H8) a természetes földgáz alkotóelemei. Melyik a leghatékonyabb fűtőgáz tömegegységre számítva?
    ►
  33. Hány l üzemanyagot használ föl 20 percnyi működése alatt az a motor, amelynek hasznos teljesítménye 150 kW, hatásfoka 35%, ha az üzemanyag sűrűsége 0,85 kg/l és fűtőértéke –54 000 kJ/kg? Az üzemanyag átlagos kémiai összetétele C7H12. Hány m3 0 °C-os, atmoszféranyomású levegőt (O2/N2 = 20/80 v/v) használ el a motor 2 kg üzemanyag elégetéséhez, ha a levegőfelesleg 7%-os?
    C7H12 + 10 O2 = 7 CO2 + 6 H2O.
    ►
  34. A szilárd kálium olvadáshője 2,4 kJ/mol, szublimációs hője 81,5 kJ/mol. Becsüljük meg a káliumolvadék párolgáshőjét!
    ►
  1. A fehérjékben az aminosav monomerek ún. peptidkötéssel kapcsolódnak egymáshoz (lásd még a 11.5. pontot). A peptidkötés kialakulásakor az egyik aminosav karboxilcsoportja lép reakcióba egy másik aminosav aminocsoportjával vízkilépés közben. Számítsuk ki az alábbi adatokból két aminosav, a leucin és a glicin közötti peptidkötés szabadentalpiáját!
     
    Leu + Gly = Leugly + H2O
    ΔS°
    (J/mol·K)
    207
    122
    281
    70
    ΔH°
    (kJ/mol)
    –644
    –529
    –866
    –286
    ►
  1. A termodinamika egyik legfontosabb egyenlete a Gibbs-egyenlet:
    ΔU = T·ΔS – p·ΔV+ Σμi·Δni
    Vajon mi az entrópia dimenziója?
    ►
  2. Jellemezhető-e egy rendszer állapota pusztán intenzív állapotjelzőkkel?
    ►
  3. Tekinthető-e a Nap körül keringő Föld elsőfajú örökmozgónak?
    ►
  4. Egy edény egy fallal két részre van osztva, az egyik részben egy tökéletes gáz van, a másik részben teljes vákuum. Hogyan változik a rendszer belső energiája és entrópiája, ha eltávolítjuk a falat a két rész közül?
    ►
  5. Variáljuk meg az előző feladatot! Most a tökéletes gáz egy dugattyús hengerben van a szobában. Hogyan változik a rendszer belső energiája és entrópiája, ha a dugattyú kiterjed?
    ►
  6. Legyen egy zárt, szigetelt rendszerben 5 részecske. Hányféle mikro- illetve makroállapot valósulhat meg, ha 10 energiaadag oszlik meg a rendszerben?
    ►
  7. Hogyan változik egy gáz, egy folyadék, illetve egy szilárd kristály entrópiája, ha vízben feloldjuk azokat?
    ►
  8. Hogyan változik az entrópia a következő reakció során:
    4 NH3 (g) + 5 O2(g) = 4 NO(g) + 6 H2O(g)
    ►
  9. A termodinamika főtételeivel egyenértékű megfogalmazás a perpetuum mobile (örökmozgó) lehetetlenségének a kimondása. Tudjuk, hogy a gázokban és folyadékokban a molekulák, az atomokban az elektronok is folyamatosan mozognak, mégsem tekintjük ezt örökmozgónak. Miért?
    ►
  10. Ha igaz az energiamegmaradás törvénye, miért kell aggódnunk azért, mert „energiaforrásaink kimerülőben vannak”? Hiszen energia nem vész el, legfeljebb átalakul!
    ►
  11. Hogyan változik az entrópia a következő reakciók során:
    1. 2Ca(s) + O2(g) = 2CaO(s)
    2. CaCO3(s) = 2CaO(s) + CO2(g)
    3. NH3(g) + HCl(g) = NH4Cl(s)
    4. 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)
    5. C3H8(g) + 5O2(g) = 3CO2(g) + 4H2O(g)
    ►
  12. Sósav oldódása vízben exoterm folyamat, az oldáshő: Q = 75,2 kJ/mol. Mekkora a belső energia és az entalpia megváltozása, ha 1 mól HCl gázt 25 °C-on és atmoszféranyomáson vízben oldunk?
    ►
  13. Mekkora a fenol (C6H5OH) égéshője gázállapotban? A fenol szilárd, kristályos anyag, melynek égéshője standard állapotban
    = –3062,7 kJ/mol, olvadáshője
    = 11,5 kJ/mol, párolgáshője
    = 60,2 kJ/mol, míg a víz párolgáshője 25 °C-on
    = 44,1 kJ/mol.
    ►
  14. Számítsuk ki a CaCO3 bomlásához tartozó standard entrópiát, ha ismerjük a következő adatokat:
    = 92,9 J·K–1·mol–1,
    = 38,1 J·K–1·mol–1,
    = 213,7 J·K–1·mol–1.
    ►
  15. A jég olvadása során az entalpiaváltozás, ΔH = 6030 J/mol, az entrópiaváltozás, ΔS = 22,1 J/mol K. Számítsuk ki 1 mól jég megolvadása során a szabadentalpia változását a) 20 °C-on, illetve b) –10 °C-on!
    ►
  16. Számítsuk ki a cseppfolyós metanol égési reakciójának a standard szabadentalpia változását!
    ►
  17. Számítsa ki ΔG0-t a propán égési reakciójára:
    2C2H6(g) + 7O2(g) = 4CO2(g) + 6H2O(g)
    ►
  18. A ΣμiΔni kifejezés szerepel a (6.25) és (6.28). egyenletekben is. Ezek szerint a kémiai potenciál lehet egy anyag „moláris belső energiája” vagy „moláris entalpiája” is, nem csak moláris szabadentalpiája? Hiszen G, U és H nem egyenlők!
    ►
  19. Melyik irányba megy az alábbi reakció:
    C + H O ⇌ CO + H ,
    800 K-en, ha Kp = 2,78·10–2, a vízgőz parciális nyomása 1000 kPa, a szén-monoxidé és hidrogéné 500– 500 kPa?
    ►
  20. Az édesség hizlal, mivel a cukor „égetése” közben hőt termel. De mi a helyzet a fagylalttal? Hiszen a jég megolvasztása, a víz felmelegítése endoterm folyamat!
    ►
  21. Egy kaloriméterben 100 g 25 °C hőmérsékletű víz van. Beleöntünk még 100 g 82 °C hőmérsékletű vizet. A rendszer közös, egyensúlyi hőmérséklete 41,8 °C. Mennyi a kaloriméter hőkapacitása?
    ►
  22. A víz gőznyomása 99 °C-on 97,759 kPa, 101 °C-on 104,99 kPa. Mennyi a víz párolgáshője 100 °Con, ha móltérfogata ugyanezen a hőmérsékleten 0,01878 l/mol, a gőzé pedig 30,114 l/mol.
    ►
  23. 1 kg 110 °C-os gőzbe belehelyezünk 1 kg –20 °C-os jeget. Az egyensúly beállása után mennyi a közös hőmérséklet?
    ►
  24. A 6.2., 6.5. és 6.10. táblázatokból minden adatot ismerünk ahhoz, hogy a
    2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)
    reakció entalpiáját és szabadentalpiáját kiszámítsuk. De vajon ki tudjuk-e számítani ezek alapján az oxigén standard moláris entrópiáját?
    ►
  25. Feltételezve, hogy az entalpia és entrópia nem változik a hőmérséklet változásával, milyen hőmérsékleten fordul vissza az 58. példabeli reakció?
    ►
  26. Számítsa ki ΔU és ΔH értékét, ha 10 g kriptongázt 200 K-ről 300 Kre melegítünk! A kripton mólhője: CV = 12,47 J mol–1 K–1.
    ►
  27. A vízgőz forráshője 100 °C-on 40 680 J·mol–1. Feltételezve, hogy a mólhő lineárisan változik, becsüljük meg a víz forráshőjét 200 °C-on!
    ►
Általános kémia

Tartalomjegyzék

Kiadó: Akadémiai Kiadó

Online megjelenés éve: 2017

ISBN: 978 963 454 051 9

Kémia

A kémiának számos ága létezik (szerves, szervetlen, fizikai, analitikai, bio- és polimerkémia stb.), de általános kémia nevű diszciplínát nem ismerünk. Mégis: a General Chemistry, Allgemeine Chemie, Общая химия, kifejezések jól ismertek az egész világon. A világ minden részén százszámra találhatók ilyen címmel könyvek, és aligha van olyan egyetemi kémia fakultás, ahol ez a tantárgy ismeretlen. Az általános kémia kurzusok és könyvünk célja az, hogy az olvasó középiskolából hozott kémiai ismereteit olyan szintre segítse, amelyre a fenti szaktárgyak alapozhatnak. Feladata az alapfogalmak definiálása, mintegy a kémiai nyelv alapszókincsének megismertetése, a fontosabb fizikai és kémiai jelenségek és összefüggések megvilágítása.

A könyv több - tipográfiailag is elkülönített - szinten használható. Anyaga a középiskolai kémiától elvezet az egyetemek másod- és harmadéves fizikai kémia tárgyáig. A fontos jelenségek mellé a haladók számára mélyebb magyarázatokat mellékel, melyeket a kezdők nyugodtan átugorhatnak anélkül, hogy ez gátolná a fő gondolatmenet megértését. Az olvasót számos érdekesség, tudománytörténeti kitekintés, rengeteg színes ábra, fénykép és több száz kidolgozott példa is segíti.

Könyvünk elsőrendű célja tehát adott: bevezetés vagy inkább átvezetés a felsőfokú kémiába. A megcélzott olvasókör is adott: érdeklődő középiskolásoknak éppúgy szól, mint első- és másodéves, kémiát tanuló egyetemi hallgatóknak. Emellett ajánlható a középiskolák kémiatanárainak is: számos, a középiskolákban is könnyen használható anyagot tartalmaz - másként, mint ahogyan a középiskolákban általában tanítani szokás. Végül, de nem utolsósorban ajánljuk a könyvet mindazoknak, akik bármikor, bármilyen szinten belekóstoltak vagy belemerültek a kémia izgalmas világába.

Hivatkozás: https://mersz.hu/veszpremi-altalanos-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero
Kivonat
fullscreenclose
printsave