Γ΄Λυκείου: Επανάληψη (ασκήσεις-θεωρία) Νο 4

                          

Σ’ ένα δοχείο όγκου 2L  αναμιγνύονται 0,5 mol αέριας NH₃ και 0,6  mol στερεού CuO οπότε πραγματοποιείται η αντίδραση:  

NH_{3 (g)} + CuO _(s) → A_(g)  +  B _(s) +  H₂O_(g)  ΔΗ <0

Δ1.  Να βρεθούν ποια είναι τα προϊόντα Α_(g), Β_(s) και να συμπληρωθούν οι συντελεστές στην παραπάνω αντίδραση.

Δ2.  Η αντίδραση ολοκληρώνεται τη χρονική στιγμή t₁ sec. Αν  η  μέση  ταχύτητα  κατανάλωσης της ΝΗ₃ στο χρονικό διάστημα 0-t₁ είναι  4×10^-3 Μ/s να βρεθεί:

α) η τιμή του t₁ και

β) κατά τη διάρκεια της αντίδρασης απορροφάται ή ελευθερώνεται ενέργεια;                                                                        

                                                                   

Δ3.  Από  το  αέριο μείγμα που περιέχεται στο δοχείο, μετά  την ολοκλήρωση της αντίδρασης,  απομακρύνονται οι υδρατμοί (Η₂Ο_(g))  και το υπόλοιπο μείγμα διοχετεύεται σε δοχείο σε κατάλληλες συνθήκες  οπότε αποκαθίσταται η ισορροπία: 

2NH_{3(g)      <=>}     Ν_2(g) + 3Η_2(g) (1)    

Αν στην κατάσταση ισορροπίας  ισχύει: [Ν₂]=2[Η₂] να βρεθεί η σύσταση του μίγματος ισορροπίας σε mol.   

                                            

Δ4.  Η ποσότητα  της ΝΗ₃ που περιέχεται στην κατάσταση ισορροπίας διαλύεται σε νερό και προκύπτει διάλυμα (Y₁) όγκου 400 mL με pH=x.

α) Να βρεθεί ο βαθμός ιοντισμού της ΝΗ₃ στο διάλυμα Υ₁ και η τιμή του x.

β) Αν επαναλάβουμε ακριβώς το ίδιο πείραμα, αλλά η ισορροπία (1) αποκατασταθεί σε δοχείο μεγαλύτερου όγκου το διάλυμα Υ₁ θα έχει:    

i. pH=x     ii. pH>x     iii. pH<x

γ) Πόσα L νερό πρέπει να προστεθούν στο διάλυμα Y₁ ώστε να μεταβληθεί το pH του κατά μισή μονάδα;

δ) Πόσα L NH₃ (σε STP) πρέπει να προσθέσουμε στο διάλυμα Υ₁ ώστε να μεταβληθεί ο βαθμός ιοντισμού της ΝΗ₃ κατά 50 %. Κατά την προσθήκη της ΝΗ₃ δεν μεταβάλλεται ο όγκος του διαλύματος.

Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία 25^οC, όπου Κ_w=10^-14.

Για την ΝΗ₃: Κ_b=2×10^-5.

Τα αριθμητικά δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις.

(Απ: Δ2) α) t₁=50 s β) ελευθερώνεται 

Δ3) 0,02 mol- 0,24 mol – 0,12 mol

Δ4) α)0,02, χ=11 β ) iii  γ) 3,6 L, δ) 1,344 L)