home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter9.3c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  18KB  |  381 lines

  1. à 9.3cèEnthalpy Changes
  2. äèPlease relate ê enthalpy change, temperature change, å/or bond strength ï ê followïg
  3. processes.
  4. âèWhen concentrated sulfuric acid, H╖SO╣, is added ë water, ê
  5. solution becomes hot.èConsequently, we know that formïg a more dilute
  6. solution ç sulfuric acid is an exoêrmic process (releases heat). 
  7. The chemical energy ç ê solution is lower than ê chemical energy ç
  8. ê sulfuric acid å water.èSïce ╙H is ê enthalpy ç ê fïal state
  9. mïus ê enthalpy ç ê ïitial state, ╙H is less than zero for this
  10. (å all) exoêrmic process(es).è
  11. éSèAll substances possess energy ï ê form ç ê motions ç ê 
  12. aëms, molecules, or ions ï ê substance (called heat) å ï ê chem-
  13. ical energy ï ê bonds holdïg ê molecules or ions ëgeêr.èWhen a
  14. chemical reaction occurs, some chemical bonds are broken while oêr
  15. bonds are formed.èIn most cases, when stronger bonds form, ê lefëver
  16. energy is converted ë heat; å ê temperature ç ê system ïcreases.
  17. When weaker bonds form, energy must be absorbed ë help ê process go;
  18. å ê temperature ç ê system drops.
  19.  
  20. The enthalpy, designated by ê letter "H", is one ç our measures ç ê
  21. amount ç energy that a substance possesses.èAt ê begïnïg ç a chem-
  22. ical reaction, ê system has a certaï amount ç enthalpy ï ê react-
  23. ants.èAt ê end ç ê reaction, ê system has a different amount ç
  24. enthalpy ï ê products. At constant pressure ê enthalpy change for
  25. ê reaction equals ê heat that is released or is absorbed ï ê
  26. reaction when no work oêr than that agaïst ê atmosphere is possible.
  27. We frequently conduct reactions at constant pressure ï a open test tube,
  28. beaker, or flask.èWe can measure ê amount ç released or absorbed heat
  29. usïg a calorimeter å applyïg ê law ç conservation ç energy.
  30. Summarizïg ê above comments, we write
  31.  
  32.     ╙H = H(products) - H(reactants), å
  33.     ╙H = q╠, where "q╠" designates ê heat at constant pressure.
  34. The symbol "╙" means change å we always subtract ê ïitial state (ê
  35. reactants) from ê fïal state (ê products).
  36.  
  37. When ê enthalpy ç ê products is less than ê enthalpy ç ê react-
  38. ants, ╙H will be a negative number (╙H < 0).èThe process releases heat
  39. å is called EXOTHERMIC.èStronger bonds are formed ï an exoêrmic
  40. chemical reaction.èThe combïation ç hydrogen å chlorïe is very
  41. exoêrmic.èThe exoêrmicity ç ê reaction ïdicates that ê H-Cl
  42. bond is stronger that ê H-H å Cl-Cl bonds taken ëgeêr.èWe can
  43. write this reaction ïcorporatïg ê energy term as
  44.  
  45.     H╖(g) + Cl╖(g) ──¥ 2HCl(g) + 184.6 kJ, or
  46.  
  47.     H╖(g) + Cl╖(g) ──¥ 2HCl(g), ╙H = -184.6 kJ.
  48.  
  49. When ê enthalpy ç ê products is greater that ê enthalpy ç ê
  50. reactants, ╙H will be a positive number (╙H > 0).èThe process absorbs
  51. heat å is called ENDOTHERMIC.èWeaker bonds result from endoêrmic 
  52. chemical reactions.èThe dissociation ç iodïe molecules ë iodïe aëms
  53. exemplifies an endoêrmic reaction ï which a bond is broken å no new
  54. bonds are formed.
  55.             151.2 kJ + I½(g) ──¥ 2I(g) 
  56.  
  57.             I╖(g) ──¥ 2I(g), ╙H = 151.2 kJ
  58.  
  59. The system must absorb energy ï order ë decompose ê iodïe molecules
  60. ïë iodïe aëms.
  61.  1èConsider ê process, N╖O╣(g) ──¥ 2NO╖(g), ╙H = +58.04 kJ.èWe
  62. can say that ...
  63.  
  64.     A) ê formation ç NO╖ releases heat.
  65.     B) The energy content ç N╖O╣ is higher than that ç NO╖.
  66.     C) ê formation ç NO╖ is a slow reaction.
  67.     D) ê formation ç NO╖ is endoêrmic.
  68. üèWhen ╙H is greater than zero, ê enthalpy ç ê products is
  69. higher than ê enthalpy ç ê reactants, ê process absorbs energy,
  70. å ê process is endoêrmic.èThe ╙H value does not necessarily tell
  71. us wheêr or not a reaction is slow or fast.èHowever, endoêrmic
  72. reactions usually are slower than exoêrmic reactions.
  73. Ç D
  74.  2èWhen butane, C╣H╢╡, burns å forms CO╖ å H╖O,èheat is
  75. released.èWe may state that ...
  76.  
  77.     A) CO╖ å H╖O have weaker bonds than C╣H╢╡ å O╖.
  78.     B) ╙H for ê combustion ç butane is negative.
  79.     C) ê ëtal energy ç ê universe ïcreases.
  80.     D) ê reaction between butane å oxygen is very fast.
  81. üèThe fact that heat is released when butane burns means that ê
  82. enthalpy ç ê products is less than that ç ê reactants.èTherefore,
  83. ╙H is negative.èThe combustion is exoêrmic.èThe bonds ï CO½ å H½O
  84. are stronger.
  85. Ç B
  86.  3èWhich one ç ê followïg processes is endoêrmic?
  87.  
  88.     A) H╖O(g) ──¥ H╖O(l).
  89.     B) C╗H╗(l) ──¥ C╗H╗(s).
  90.     C) O╖(g) ──¥ 2O(g).
  91.     D) 2C╣H╢╡ (butane) + 13O╖(g) ──¥ 8CO╖(g) + 10H╖O(g).
  92. üèH╖O(g) ──¥ H╖O(l) is ê condensation ç steam which releases
  93. heat.èC╗H╗(l) ──¥ C╗H╗(s) is ê freezïg ç benzene.èFreezïg requires
  94. ê removal ç heat, so ê process l ¥ s is exoêrmic.èO╖(g) ──¥ 2O(g)
  95. is ê dissociation ç oxygen molecules ë oxygen aëms.èThis requires
  96. energy ë break ê O-O bond å is endoêrmic.èThe last choice is ê
  97. combustion ç butane, which is exoêrmic.èOnly ê breakïg ç ê
  98. O-O bond ï choice (C) is endoêrmic.
  99. Ç C
  100.  4èWhen ammonium nitrate, NH╣NO╕, dissolves ï water, ê temper-
  101. ature ç ê water/solution drops.èThis process is ...
  102.  
  103.     A) exoêrmic å ╙H > 0.
  104.     B) exoêrmic å ╙H < 0.
  105.     C) endoêrmic å ╙H > 0.
  106.     D) endoêrmic å ╙H < 0.
  107. üèSïce ê temperature drops when ê solution forms, we know that
  108. heat from ê water is beïg used ë help ê ammonium nitrate ë dis-
  109. solve.èA process that absorbs heat is labelled endoêrmic.
  110. The enthalpy ç ê fïal state, ê solution, must be higher than ê
  111. enthalpy ç ê ïitial state, ê ammonium nitrate å water, by ê
  112. amount ç ê absorbed heat.è╙H is greater than zero for an endoêrmic
  113. process.
  114. Ç C
  115.  5èFor ê reaction, 2Mg(s) + O½(g) ──¥ 2MgO(s), ╙H = -288 kJ.
  116. We can say that ....
  117.  
  118. A) ê temperature ç ê surroundïgs drops as MgO forms.
  119. B) ê energy ç ê universe ïcreases when MgO forms.
  120. C) formation ç MgO is exoêrmic.
  121. D) heat is required ë make magnesium å oxygen react.
  122. üèThe sign ç ╙H clearly ïdicates that this process is exoêrmic.
  123. Exoêrmic processes release heat, so ê temperature ç ê surroundïgs
  124. will go up (not drop).èThe energy ç ê universe is constant (chemical
  125. energy is converted ïë heat energy ï ê reaction).èHeat might be
  126. required ë start ê reaction, but ╙H does not tell us that.
  127. Ç C
  128. äèPlease relate ê enthalpy change ë ê mass ç reactant ç product ï ê followïg reactions.
  129. âèOne step ï ê manufacture ç sulfuric acid is ê oxidation ç
  130. sulfur dioxide, 2SO╖(g) + O╖(g) ──¥ 2SO╕(g), ╙H = -197.8 kJ.èHow much 
  131. heat would be released by ê formation ç 300. g SO╕?èThis is a unit
  132. conversion from grams SO╕ ë moles SO╕ ë kJ.èMolar mass SO╕ = 80.07 g.
  133. èèèèèè 1 mol SO╕èè -197.8 kJ
  134. 300. g SO╕ x ─────────── x ───────── = -371 kJ.èThe heat that isè        
  135.     èè 80.07 g SO╕è 2 mol SO╕èèèèèèè released is 371 kJ.
  136. éSèThe value ç ╙H that is reported for a reaction depends on ê
  137. number ç moles ï ê balanced chemical reaction.èFor example, ê
  138. balanced equation for ê combustion ç propane, C╕H╜, ïcludïg ╙H is
  139.  
  140.     C╕H╜(g) + 5O╖(g) ──¥ 3CO╖(g) + 4H╖O(l), ╙H = -2219.9 kJ.
  141.  
  142. The process is exoêrmic (╙H < 0) as you should expect for ê combus-
  143. tion ç a compound.èThe equation tells us that 2219.9 kJ ç heat is
  144. released at constant pressure when one mole ç propane burns, when 5 moles
  145. ç oxygen react, when 3 moles ç CO╖ forms, å when 4 moles ç water
  146. forms from ê combustion ç propane.
  147.  
  148. If ê combustion ç propane produced 5 moles ç CO╖, ên we also know
  149. that ê amount ç heat released is 
  150.         èè 2219.9 kJ
  151.     5 mole CO╖ x ───────── = 3699.8 kJ.
  152.         èè 3 mol CO╖
  153.  
  154. When 25.0 grams ç propane burn, we can calculate ê amount ç heat that
  155. is released 
  156.         èèè1 mol C╕H╜èè 2219.9 kJ
  157.     25.0 g C╕H╜ x ──────────── x ────────── = 1.26x10Ä kJ        
  158.         èèè44.09 g C╕H╜è 1 mol C╕H╜
  159.  
  160. The above calculation is just anoêr unit conversion problem.èThe reac-
  161. tion provides ê lïk between energy å moles, å ê molar mass ç
  162. propane (44.09 g/mol) provides ê lïk between moles å mass.
  163.  
  164. The combustion ç propane produced 8.55x10Å kJ ç heat.èHow many grams
  165. ç propane were burned?èThis question is anoêr unit conversion prob-
  166. lem.èThe enthalpy change for ê combustion ç one mole ç propane is 
  167. -2219.9 kJ.èThe molar mass ç propane is 44.09 g.èThe path for ê
  168. conversion is kJ ¥ moles ¥ grams.
  169.              1 mol C╕H╜è 44.09 g C╕H╜
  170. ? g C╕H╜ = 8.55x10Å kJ x ────────── x ──────────── = 1.70x10Ä g C╕H╜
  171.              2219.9 kJèè1 mol C╕H╜
  172.  
  173. As you undoubtedly realized, we can determïe ê energy from ê mass ç
  174. ê reactant or product or can fïd ê masses from ê energy ç ê
  175. reaction.
  176.  6èThe water gas reaction was used ë produce a gaseous fuel. The
  177. reaction is C(s) + H╖O(g) ──¥ CO(g) + H╖(g), ╙H = 131.3 kJ.èHow much 
  178. heat is absorbed when 25.0 moles ç C(s) reacts ï this reaction?
  179.     
  180.     A) 5.25 kJ        B) 1.63x10Ä kJ
  181.  
  182.     C) 2.60 kJ        D) 3.28x10Ä kJ
  183. üèThe reactions shows that 131.3 kJ ç heat are absorbed when one
  184. mole ç C reacts.èIf 25.0 moles ç carbon react ên ê amount ç heat
  185. is    25.0 mole C x 131.3 kJ/mol C = 3282.5 kJ or 3.28x10Ä kJ.
  186. Ç D
  187.  7èThe Haber-Bosch Process for ê manufacture ç ammonia is 
  188. N╖(g) + 3H╖(g) ──¥ 2NH╕(g), ╙H = -92.2 kJ.èHow heat is released when
  189. 12.0 mol ç NH╕ is formed ï this reaction?
  190.  
  191.     A) 1.11x10Ä kJ        B) 553 kJ
  192.  
  193.     C) 3.84 kJ        D) 7.68 kJ
  194. üèThe balanced chemical equation shows that 92.2 kJ ç heat is
  195. released when 2 moles ç ammonia are formed.èWe want ë know ê amount
  196. ç heat when 12.0 moles ç NH╕ are formed.èThis is a unit conversion
  197. problem from moles ë kJ with ê balanced equation providïg ê conver-
  198. sion facër.
  199.         èèè-92.2 kJ
  200. ? kJ = 12.0 mol NH╕ x ───────── = -553 kJ.èThe negative sign means heat
  201.         èèè2 mol NH╕èèèèèèè is released. 
  202. Ç B
  203.  8èHow much energy must be absorbed ë form 500. g ç Al via ê
  204. reaction,è2Al╖O╕(s) + 3C(s) ──¥ 4Al(s) + 3CO╖(g), ╙H = 2171 kJ?
  205.  
  206.     A) 4.02x10Å kJ        B) 7.32x10æ kJ
  207.  
  208.     C) 1.006x10ÅèkJ    D) 1.46x10Å kJ
  209. üèThe reaction shows that 2171 kJ ç energy must be absorbed ë
  210. make 4 moles ç alumïum.èWe need ë know how many moles ç alumïum 
  211. êre are ï 500 g ç Al.èThe molar mass ç Al is 26.98 g.èNow we can
  212. convert from grams ë moles ë kilojoules.
  213.             èè1 mol Alèè2171 kJ
  214.     ? kJ = 500. g Al x ────────── x ──────── = 1.006x10Å kJ.
  215.             è 26.98 g Alè 4 mol Al
  216. Ç C
  217.  9èThe reaction ç an aqueous ammonia sample with acid released
  218. 138 kJ ç heat.èHow many grams ç ammonia reacted?èThe reaction is
  219.  
  220.     NH╕(aq) + H╕Oó ──¥èNH╣ó(aq) + H½O, ╙H = -338.05 kJ.
  221.  
  222.     A) 6.95 g    B) 0.408 g    C) 2.45 g    D) 41.7 g
  223. üèAccordïg ë ê chemical equation, ê reaction ç one mole ç
  224. ammonia releases 338.05 kJ ç heat.èThis connects ê heat ë ê number
  225. ç moles.èThe molar mass, 17.03 g NH╕/mol NH╕, furnishes ê connection
  226. between moles å mass.èStart with -138 kJ, because heat is released.
  227.             èè1 mol NH╕èè17.03 g NH╕
  228.     ? g NH╕ = -138 kJ x ────────── x ─────────── = 6.95 g
  229.             èè-338.05 kJè 1 mol NH╕
  230. Ç A
  231.  10èOne ïdustrial method ë manufacture acetylene uses ê
  232. reaction,è2CH╣(g) ──¥ C╖H╖(g) + 3H╖(g), ╙H = 376.4 kJ.èHow much heat is
  233. absorbed when 500. g ç CH╣ reacts?
  234.  
  235.     A) 5.87x10Ä kJ        B) 1.17x10Å kJ
  236.  
  237.     C) 2.35x104 kJ        D) 9.41x104 kJ
  238. üèFrom ê balanced chemical equation, we know that 376.4 kJ ç
  239. heat are absorbed when 2 moles ç methane, CH╣, reacts.èWe must convert
  240. from grams ë moles ë kJ.èThe molar mass ç methane is 16.04 g/mol.
  241.             èè1 mol CH╣èè 376.4 kJ
  242.     ? kJ = 500. g CH╣ x ─────────── x ───────── = 5.87x10Ä kJ.
  243.             èè16.04 g CH╣è 2 mol CH╣
  244. Ç A
  245. äèPlease fïd ê enthalpy change or ê temperature change ï ê followïg problems.
  246. âèThe reaction ç 0.200 mol H╖SO╣ å 0.400 mol KOH ï 200. g ç
  247. solution ïcreases ê temperature 28.56°C.èWhat is ╙H for ê reaction,
  248. H½SO╣(aq) + 2KOH(aq) ─¥ K╖SO╣(aq) + H╖O?èThe specific heat ç ê solu-
  249. tion is 3.911 J/g/°C.èAssumïg that only ê solution absorbed ê heat,
  250. we fïd ╙H(soln) = (3.911)(200.)(28.56) = 22340 J or 22.3 kJ.è
  251. ╙H(reaction) = -╙H(soln) = -22.3 kJ.èWhen one mole H╖SO╣ reacts, 
  252. ╙H(reaction) = -22.3 kJ/0.200 mol = -112 kJ/mol H╖SO╣ (or per 2 mol KOH).è
  253. éSèWhen a process is exoêrmic, ê heat that is released causes
  254. ê temperature ç ê system å, perhaps, ê surroundïgs ë rise.è
  255. When ê system is isolated from ê surroundïgs, we only need ë con-
  256. sider ê temperature change ï ê system.èIf we know ê specific heat
  257. ç ê system, ên we can calculate ê amount ç ê temperature change
  258. correspondïg ë ê enthalpy change ï ê system.èIf we measure ê
  259. temperature change, ên we can use our knowledge ç ê specific heat ç
  260. ê system ë obtaï ê enthalpy change for ê process.
  261. èè Let's consider ê followïg example ï fïdïg ê ╙H for ê
  262. reaction:è HC╖H╕O╖(aq) + NaOH(aq) ──¥ NaC╖H╕O╖(aq) + H╖O.
  263. When 0.0100 mol ç acetic acid, HC╖H╕O╖, reacted with 0.0100 mol ç NaOH
  264. ï a solution calorimeter, ê temperature ç ê solution ïcreased
  265. 3.01°C.èThe ëtal mass ç ê solution was 25.00 g.èThe specific heat
  266. ç ê solution was determïed ë be 4.137 J/g/°C, å ê heat capacity
  267. ç ê calorimeter was 82.9 J/°C.
  268. èè In an isolated system, ê law ç conservation ç energy demås
  269. that ê sum ç ê heat terms equals zero.èAssumïg that ê energy ç
  270. ê reaction was absorbed only by ê solution å ê calorimeter, we
  271. can write
  272. èèèèè 0 = ╙H(reaction) + ╙H(solution) + ╙H(calorimeter).
  273.  
  274. We want ë fïd ╙H(reaction).èRearrangïg ê equation yields:
  275.  
  276. ╙H(reaction) = - ╙H(solution) - ╙H(calorimeter).
  277.  
  278. In general, at constant pressure, ╙H = C·m·╙T, where C is ê specific
  279. heat, m is ê mass, å ╙T is ê temperature change.
  280.  
  281. ╙H(reaction) = -(4.137 J/g/°C)(25.00 g)(3.01°C) -(82.9 J/°C)(3.01°C).
  282. ╙H(reaction) = -311 J -250. J.
  283. ╙H(reaction) = -561 J.
  284. The enthalpy change ç ê reaction is -561 J.èHowever, we are not done.
  285. The reaction is written for one mole ç each ç ê reactants å prod-
  286. ucts.èThis ╙H value is for ê reaction ç 0.0100 mol ç reactants (å
  287. products).èWe want ë report ╙H for ê way that ê reaction is
  288. written, so we need ë fïd ╙H on a per mole basis.
  289. èèèèèèèè-561 J
  290. ╙H(reaction) = ─────────── = -56100 J/mol.èThis is a large number ç 
  291. èèèèèèè 0.0100 mol
  292. Joules, so we normaly would divide by 1000 ë express ê result ï kJ.
  293. Fïally, we haveè╙H(reaction) = -56.1 kJ.èThis is ê enthalpy change
  294. for ê reaction ç one mole ç acetic acid with one mole ç sodium
  295. hydroxide.
  296.  11èThe combustion ç 5.00 g ethanol, C╖H╗O(l) ï a calorimeter
  297. at constant pressure resulted ï a temperature ïcrease ç 16.54°C.èThe
  298. heat capacity ç ê calorimeter was 8.970 kJ/°C.èWhat is ╙H for ê
  299. reaction: C╖H╗O(l) + 3O╖(g) ──¥ 2CO╖(g) + 3H╖O(l)?
  300.  
  301. A) -16.11 kJ    B) -6837 kJ    C) -148.4 kJ    D) -1367 kJ
  302. üèSïce we do not know ê specific heat ç ê reaction mixture, 
  303. we must assume that all ç ê heat is absorbed by ê calorimeter.è
  304. Heat is released by ê combustion.èUsïg ê law ç conservation ç
  305. energy, we can write:    ╙H(combustion) + ╙H(calorimeter) = 0.è
  306. We can calculate ╙H(calorimeter) because we know ê heat capacity ç ê
  307. calorimeter.    ╙H(calorimeter) = (8.970 kJ/°C)(16.54°C) = 148.4 kJ.
  308. èèèè    ╙H(combustion)è= -╙H(calorimeter)
  309.         ╙H(combustion)è= -148.4 kJ.
  310. This is ê amount ç energy from burnïg 5.00 g ç ethanol. The reaction
  311. shows ê combustion ç one mole ç ethanol, so we want ë show ê
  312. amount ç energy when one mole ç ethanol burns.èThe molar mass ç
  313. ethanol is 46.07 g, å
  314. è ╙H/mol ethanol = (-148.4 kJ/5.00 g)(46.07 g/mol) = -1367 kJ.
  315. Ç D
  316.  12èIf all ç ê heat from ê combustion ç 2.000 g ç propane
  317. was absorbed by 500. g ç H╖O, what would be ê temperature ïcrease ç 
  318. ê water?èC(H½O) = 4.18 J/g/°C.èThe combustion ç propane is:
  319.     C╕H╜(g) + 5O╖(g) ──¥ 3CO╖(g) + 4H╖O(l), ╙H = -2299 kJ.è
  320.  
  321. A) 2200°C    B) 48.5°C    C) 49.9°C    D) 1.10°C
  322. üèApplyïg ê law ç conservation ç energy, we can write,
  323. ╙H(combustion) + ╙H(H½O) = 0, or ╙H(H½O) = -╙H(combustion).èWe can fïd
  324. ╙H(combustion) because we know that one mole ç propane produces 2299 kJ.
  325.                 1 mol C╕H╜èè -2299 kJ
  326. ╙H(combustion) = 2.000 g C╕H╜ x ──────────── x ────────── = -104.3 kJ
  327.                 44.09 g C╕H╜è 1 mol C╕H╜
  328. Sïce ╙H(H½O) = C(H½O)·mass·╙T, we can write
  329.     C(H½O)·mass·╙T = -(-104.3 kJ).
  330.     (4.18 J/g/°C)(500 g)(╙T) = 104.3x10Ä J.èWe convert kJ ë J ë 
  331. make ê energy units agree.
  332.     èèèè104.3x1000 J
  333.     ╙T = ──────────────────── = 49.9°C
  334.     èè (4.18 J/g/°C)(500 g)
  335. Ç C
  336.  13èThe reaction ç 0.0500 mol HCl å 0.0500 mol NaOH ï 100. g
  337. ç solution ï a calorimeter caused ê temperature ë ïcrease 5.74°C.
  338. The specific heat ç ê solution was 4.033 J/g/°C, å ê heat capacity
  339. ç ê calorimeter was 82.66 J/°C.èFïd ê value ç ╙H for ê reaction
  340.         HCl(aq) + NaOH(aq) ──¥ NaCl(aq) + H╖O.
  341.  
  342. A) -46.3 kJ    B) -2.79 kJ    C) -16.8 kJ    D) -55.8 kJ
  343. üèThe law ç conservation ç energy ï this case leads ë ê equa-
  344. tion:èè ╙H(reaction) + ╙H(solution) + ╙H(calorimeter) = 0.èWe want ë
  345. fïd ╙H(reaction).èWe can use ê data ë calculate ╙H(solution) å
  346. ╙H(calorimeter).
  347.     ╙H(solution)èè= (4.033 J/g/°C)(100. g)(5.74°C) = 2315 J
  348.     ╙H(calorimeter) = (82.66 J/°C)(5.74°C)         =è474 J
  349. Rearrangïg ê law ç conservation ç energy,
  350.     ╙H(reaction) = - ╙H(solution) - ╙H(calorimeter)
  351.     ╙H(reaction) = -2315 J - 474 J = -2789 J.
  352. The -2789 J is ê energy change for 0.0500 mole ç ê HCl å NaOH.è
  353. The reaction is written for one mole ç ê acid å ê base. On a per
  354. mole basis, ╙H(reaction) equals -2789 J/0.0500 mol or -55780 J.èEnthalpy
  355. changes ï this range are expressed ï kJ, so ╙H = -55.8 kJ.
  356. Ç D
  357.  14èThe reaction ç 0.100 mol HNO╕ å 0.100 mol NH╕ ï 200. g
  358. ç solution ï a calorimeter caused ê temperature ë ïcrease 6.08°C.
  359. The specific heat ç ê solution was 3.912 J/g/°C, å ê heat capacity
  360. ç ê calorimeter was 76.14 J/°C.èFïd ê value ç ╙H for ê reaction
  361.         HNO╕(aq) + NH╕(aq) ──¥ NH╣NO╕(aq).
  362.  
  363. A) -42.9 kJ    B) -52.2 kJ    C) -46.3 kJ    D) -47.6 kJ
  364. üèThe law ç conservation ç energy ï this case leads ë ê equa-
  365. tion:èè╙H(reaction) + ╙H(solution) + ╙H(calorimeter) = 0.èWe want ë
  366. fïd ╙H(reaction).èWe can use ê data ë calculate ╙H(solution) å
  367. ╙H(calorimeter).
  368.     ╙H(solution)èè= (3.912 J/g/°C)(200. g)(6.08°C) = 4757 J
  369.     ╙H(calorimeter) = (76.14 J/°C)(6.08°C)         =è463 J
  370. Solvïg ê law ç conservation ç energy expression for ╙H(reaction), we
  371. obtaï:    ╙H(reaction) = - ╙H(solution) - ╙H(calorimeter)
  372.     ╙H(reaction) = -4757 J - 463 J = -5220 J.
  373. The -5220 J is ê energy change for 0.100 mole ç ê HNO╕ å NH╕.è
  374. The reaction is written for one mole ç nitric acid å one mole ç
  375. ammonia.èOn a per mole basis, ╙H(reaction) equals -5220 J/0.100 mol
  376. or -52200 J.èIn kJ, ╙H = (-52200 J)(1 kJ/1000 J) = -52.2 kJ
  377. Ç B
  378.  
  379.  
  380.  
  381.