Dæmi við 3. kafla

3.5

Stilltu eftirfarandi efnajöfnur:

1. SO_2(g) + O_2(g) --> SO_3(g)
2. P₂O_5(s) + H₂O_(l) --> H₃PO_4(aq)
3. CH_4(g) + Cl_2(g) --> CCl_4(l) + HCl_(g)
4. Al₄C_3(s) + H₂O_(l) --> Al(OH)_3(s) + CH_4(g)
5. C₄H₁₀O_(l) + O_2(g) --> CO_2(g) + H₂O_(g)
6. Fe(OH)_3(s) + H₂SO_4(aq) --> Fe₂(SO₄)_3(aq) + H₂O_(l)
7. Mg₃N_2(s) + H₂SO_4(aq) --> MgSO_4(aq) + (NH₄)₂SO_4(aq) Svar

3.10

1. Hver er formúla efnasambandsins sem myndast þegar málmurinn kalsín hvarfast við málmleysingjann súrefni, O₂? Ritaðu stillta efnajöfnu hvarfsins. Svar
2. Hvaða efnasambönd myndast þegar efni sem í eru frumefnin C, H og O brennur fullkomlega í andrúmslofti? Ritaðu stillta efnajöfnu fyrir bruna asetons, C₃H₆O_(l), í andrúmslofti. Svar

3.15

Ákvarðaðu formúlumassa eftirfarandi efnasambanda:

1. H₂S
2. NiCO₃
3. Mg(C₂H₃O₂)₂
4. (NH₄)₂SO₄
5. Kalínfosfat
6. Járn(III)oxíð
7. Dífosfórpentasúlfíð Svar

3.17

Reiknaðu hversu mörg prósent massi súrefnis er af massa eftirfarandi efnasambanda:

1. SO₂
2. Natrínsúlfat
3. C₂H₅COOH
4. Al(NO₃)₃
5. Ammoníumnítrat Svar

3.20

Reiknaðu hversu mörg prósent massi kolefnis er af massa efnasambandanna sem eftirfarandi líkön eiga að tákna:

Svar

3.21

1. Hvernig er tala Avogadros tengd stærðinni mól? Svar
2. Hver eru tengslin á milli formúlumassa og mólmassa efnasambands? Svar

3.23

Raðaðu eftirfarandi sýnum í röð eftir vaxandi fjölda atóma með því að nota lotukerfið og atómmassa sem þar er að finna: 0,50 mól H₂O, 23 g Na og 6,0·10²³ N₂ sameindir.
Svar

3.27

Reiknaðu eftirfarandi stærðir:

1. Massa 1,73 móla af CaH₂ í grömmum.
2. Mól (formúlueininga) í 3,25 grömmum af Mg(NO₃)₂.
3. Fjölda sameinda í 0,245 mólum af CH₃OH.
4. Fjöld vetnisatóma í 0,585 mólum af C₄H₁₀.
   Svar

3.29

1. Hver er massi 2,50 · 10^-2 móla af álsúlfati í grömmum?
2. Hve mörg mól af klórjónum eru í 0,0750g af álklóríði?
3. Hver er massi 7,70 · 10²⁰ sameinda af kaffeini C₈H₁₀N₄O₂ í grömmum?
4. Hver er mólmassi kólesteróls ef 0,00105 mól af efninu vegur 0,406g?
   Svar

3.30

1. Hver er massi 0,0714 móla af járn(III) fosfati í grömmum?
2. Hve mörg mól af ammoníumjónum eru í 4,97 g af ammoníumkarbónati?
3. Hver er massi 6,52 · 10²¹ sameinda af aspiríni, C₉H₈O₄ ?
4. Hver er mólmassi díazepams (Valíums) ef 0,05570 mól vega 15,86g?
   Svar

3.32

Sameindaformula aspartams sem er tilbúið sætuefni og kallast NutraSweet er C₁₄H₁₈N₂O₅.

1. Hver er mólmassi aspartams?
2. Hve mörg mól af aspartami eru í 1,00mg af efninu?
3. Hve margar sameindir eru í 1,00mg af efninu?
4. Hve mörg vetnisatóm eru í 1,00mg af efninu?
   Svar

3.34

Í sýni af karlhormóninu testeroni C₁₉H₂₈O₂ eru 3,08·10²¹ atóm af vetni.

1. Hve mörg atóm af kolefni eru í sýninu?
2. Hve margar sameindir af testeroni eru í sýninu?
3. Hve mörg mól af testeroni inniheldur það?
4. Hver er massi sýnisins í grömmum?
   Svar

3.39

Finndu reynsluformúlu efna sem innihalda:

1. 0,013 mól C, 0,039 mól H, og 0,0065 mól O. Svar
2. 11,66g járn og 5,01 g súrefni. Svar
3. 40,0% C,6,7% H og 53,3% H (massahlutfall). Svar
   

3.40

Finndu reynsluformúlu efna sem innihalda:

1. 0,104 mól K, 0,052 mól C, og 0,156 mól O. Svar
2. 5,28g Sn og 3,37g F. Svar
3. 87,5% N og 12,5% H (massahlutfall). Svar
   

3.42

Finndu reynsluformúla efna með eftirfarandi massahlutfall:

1. 55,3% K, 14,6% P,og 30,1% O. Svar
2. 24,5% Na,14,9% Si og 60,6% F. Svar
3. 62,1% C, 5,21% H, 12,1% N og 20,7% O. Svar
   

3.43

Hver er sameindaformúla eftirfarandi efna?

1. Reynsluformúlan efnisins er CH₂ og mólmassi 84g/mól.
2. Reynsluformúlan efnisins er NH₂Cl og mólmassi 51,5g/mól.
   Svar

3.47

1. Þáttbundinn brennslugreining á tólúen, algengum lífrænum leysi, gefur 5.86 mg af CO₂ og 1,37 mg af H₂O. Ef í efnasambandinu eru eingöngu kolefni og vetni, hver er þá reynsluformúla þess?
   Svar
2. Í mentóli eru frumefnin C, H og O. 0,1005 g af mentóli er brennt, við það myndast 0,2829 g af CO₂ og 0,1159 g af H₂O. Hver er reynsluformúla fyrir mentól? Ef efnasambandið hefur mólmassa 156 g/mól hver er sameindarformúlan?
   Svar

3.50

Epsom sölt eru notuð í dýralækningum sem hægðalosandi lyf. Epsom salt eru hýdrat, sem þýðir að ákveðinn fjöldi vatnssameinda er bundinn í kristalgrind þess.
Efnaformúla Epsom salts má rita sem MgSO₄ · xH₂O, þar sem x er fjöldi vatnsmóla á hvert mól af MgSO₄.
Þegar 5,061g af þessu hýdrati er hitað að 250°C, tapast allt vatnið úr kristalgrindinni og skilur eftir sig 2,472 g af MgSO₄.
Hvað er gildið á x.
Svar

3.56

Við gerjun glúkósa, C₆H₁₂O₆, myndast etanól, C₂H₅OH og CO₂ :
C₆H₁₂O_6(aq) --> 2 C₂H₅OH_(aq) + 2 CO_2(g)

1. Hversu mörg mól að CO₂ myndast þegar 0,400 mól af C₆H₁₂O₆ hvarfast?
2. Hversu mörg grömm þarf af C₆H₁₂O₆ til að mynda 7,50 g af C₂H₅OH?
3. Hversu mörg grömm af CO₂ myndast þegar 7,50 g af C₂H₅OH myndast?
   Svar

Hlutföll í efnahvarfi

3.59

Loftpúðar blásast upp þegar natrínazíð, NaN₃, sundrast í frumefni sín: 2 NaN_3(s) --> 2Na_(s) + 3N_2(g)

1. Hversu mörg mól af N₂ myndast við sundrun 2,50 móla af NaN₃?
2. Hversu mörg grömm af NaN₃ þarf til að mynda 6,00 g af niturgasi?
3. Hversu mörg grömm af NaN₃ þarf til að mynda 0,30 m³ af niturgasi ef gasið hefur eðlismassann 1,25 g/L?
   Svar

3.67

Reiðhjólaframleiðandi hefur 4250 dekk, 2755 stell, og 2255 stýri.

1. Hversu mörg reiðhjól getur hann framleitt með því að nota þessa parta?
2. Hversu margir hlutir eru afgangs af hverri gerð?
3. Hvaða partur takmarkar framleiðsluna?
   

3.69

Natrínhydroxíð hvarfast við koldíoxíð á eftirfarandi máta:
2 NaOH_(s) + CO_2(g) ---> Na₂CO_3(s) + H₂O_(l)
Hvaða hvarfefni er takmarkandi þegar 1,70 mól af NaOH og 1.00 mól af CO₂ eru látin hvarfast? Hversu mörg mól af Na₂CO₃ geta myndast? Hversu mörg mól eru afgangs af umfram hvarfefni þegar efnahvarfinu er lokið?

Svar

3.71

Froðan, sem myndast þegar Alka-Seltzer tafla er leyst upp í vatni, er vegna hvarfsins á milli natrínvetniskarbónats, NaHCO₃, og sítrónusýru, H₃C₆H₅O₇:
3 NaHCO₃(aq) + H₃C₆H₅O_7(aq) --> 3 CO_2(g) + 3 H₂O_(l) + Na₃C₆H₅O_7(aq)
Í tilraun var 1,00 g af natrínvetniskarbónati og 1,00 g af sítrónusýru látið hvarfast saman

1. Hvort hvarfefnið er takmarkandi.
2. Hversu mörg grömm af koldíoxíði myndast?
3. Eftir að annað hvarfefnið hefur klárast hversu mörg grömm eru þá eftir af hinu hvarfefninu?
   Svar

3.75

Þegar benzene, C₆H₆, hvarfast við bróm, Br₂, myndast brómóbenzen, C₆H₅Br
C₆H₆ + Br₂ --> C₆H₅Br +HBr

1. Hver er fræðileg nýtni þessa hvarfs þegar 30,0 g af benzeni hvarfast við 65,0 g af brómi.
2. Ef raunverulega nýtnin væri ekki nema 56,7 g, hver er þá nýtnin í prósentum?
   Svar

3.76

Þegar etan, C₂H₆, hvarfast við klór, Cl₂, er C₂H₅Cl, aðalmyndefnið, þó að smávegis af öðrum klórberandi efnum s.s. C₂H₄Cl₂ myndist einnig. Myndun þessara aukaefna dregur úr heimtum C₂H₅Cl.

1. Notaðu massa hvarfefna sem gefinn er í b-lið og reiknaðu fræðilegar heimtur C₂H₅Cl ef gert er ráð fyrir að C₂H₆ og Cl₂ hvarfist og myndi einungis C₂H₅Cl og HCl.
2. Reiknaðu hlutfallsheimtur C₂H₅Cl (í %) ef í hvarfi 125 g af C₂H₆ og 255 g af Cl₂ myndast 206 g af C₂H₅Cl.
   Svar

3.77

Litín og nitur hvarfast og mynda litínnítríð samkvæmt:
6Li_(s) + N_2(g) --> 2Li₃N_(s).
Ef 5,00 g eru af hvoru hvarfefni og heimtur eru 80,5 %, hversu mörg grömm af Li₃N_(s) myndast þá?
Svar

3.78

Þegar vetnissúlfíðgas er leitt í lausn af natrínhýdroxíði, myndast natínsúlfíð og vatn. Hversu mörg grömm af natrínsúlfíði myndast ef 2,00 g af vetnissúlfíði eru leidd í lausn sem í eru 2,00 g af natrínhýdroxíði, ef gert er ráð fyrir að heimtur natrínsúlfíðs séu 92,0%? Svar

3.83

Verið er að rannsaka mjög smáa kristalla til notkunar í rafeindabúnaði. Þeir eru kallaðir "skammtapunktar" (e. quantum dots) og í þeim eru 1000 til 100.000 atóm.

1. Reiknaðu massa (í grömmum) skammtapunkts úr 100.000 atómum af kísil. Svar
2. Ef kísillinn í skammtapunktinum hefur eðlismassann 2,3 g/cm³, hvert er þá rúmmál skammtapunktsins? Svar
3. Ef gert er ráð fyrir að skammtapunktarnir séu teningslaga, hver er þá kantlengd teningsins?
   Svar

3.86

Vanillín, sem er aðalbragðefni vanillu, inniheldur frumefnin C, H og O. Þegar 1,05 g af vanillíni eru fullkomlega brunnin, hafa myndast 2,43 g af CO₂ og 0,50 g af H₂O. Hver er reynsluformúla vanillíns?
Svar

3.89

Frumefnið X myndar joðíð, XI₃, og klóríð, XCl₃. Joðíðið breytist svo í klóríð ef það er hitað í klóri:
2XI₃ + 3Cl₂ --> 2XCl₃ + 3I₂.
Ef 0,5000 g af XI₃ eru hituð í klóri, myndast 0,2360 g af XCl₃.

1. Reikaðu atómmassa frumefnisins X.
2. Hvert er frumefnið X?
   Svar

3.91

Í efnaverksmiðju er notuð raforka til að sundra NaCl vatnslausn í Cl₂, H₂ og NaOH:
2NaCl_(aq) + 2H₂O_(l) --> 2NaOH_(aq) + H_2(g) + Cl_2(g).
Ef verksmiðjan framleiðir 1,5 · 10⁶ kg af Cl₂ daglega, hversu mikið er þá framleitt af NaOH og H₂?

3.94

Blanda af N_2(g) og H_2(g) hvarfast í lokuðu íláti og myndar ammoníak, NH_3(g). Hvarfið stöðvast áður en annað hvort hvarfefnið hefur klárast en þá eru í ílátinu 2,0 mól af N_2(g), 2,0 mól af H_2(g) og 2,0 mól af NH_3(g). Hversu mörg mól voru upphaflega af N_2(g) og H_2(g) í ílátinu?
Svar

3.96

Þegar kveikt er í blöndu sem er 10,0 g af etyni (C₂H₂) og 10,0 g af súrefni, O₂, myndast í brunanum CO₂ og H₂O.

1. Ritaðu stillta efnajöfnu fyrir hvarfið.
2. Hvort hvarfefna er takamarkandi efnið?
3. Hve mörg grömm af C₂H₂, O₂, CO₂ og H₂O eru til staðar eftir hvarfið?
   Svar

3.97

Aspirín, C₉H₈O₄, er myndað úr salisýlsýru, C₇H₆O₃, og ediksýruanhydríði, C₄H₆O₃, samkvæmt efnajönunni:
C₇H₆O₃ + C₄H₆O₃ --> C₉H₈O₄ + HC₂H₃O₂

1. Hve mikið þarf af salisýlsýru til þess að framleiða 1,5·10² kg af aspiríni ef gert er ráð fyrir að salisýlsýran nýtist að fullu? Svar
2. Hve mikið magn af salisýlsýru þyrfti ef aðeins 80% af sýrunni nýttist til framleiðslu á aspiríni? Svar
3. Hverjar eru fræðilegar heimtur aspiríns í kg ef 186 kg af salisýlsýru eru látin hvarfast við 125 kg af ediksýruanhydríði?
4. Ef við aðstæður eins og lýst er í c-lið myndast 182 kg af aspiríni hver er þá nýtnin?
   Svar c) og d)

3.99

1. Þú færð í hendur teningslaga silfurmola sem er með 1,000 cm kantlngd. Eðlismassi silfurs er 10,49 g/cm³. Hve mörg silfuratóm eru í molanum?
2. Silfuratómin fylla rými teningsins sem nemur 74% af heildarrými hans. Reiknaðu rúmmál silfuratóms.
3. Notaðu rúmmál silfuratóms og formúluna fyrir rúmmál kúlu til þess að reikna radíus silfuratóms í nm.
   

3.100

Bifreið er ekið 200 km og ekur hún 15,4 km/L af eldsneyti, hve mörg kg af CO₂ myndast? Gera má ráð fyrir að eldneytið sé oktan, C₈H_18(l), með eðlismassann 0,69 g/mL.

3.104

1. Stilltu efnajöfnurnar þrjár sem sýndar eru í kafla 3.1 (Balancing Equations activity)
2. Ef þú margfaldar hvern stuðul í stilltu oxunarhvarfi Fe₂O₃ með sömu tölu verður efnajafnan eftir sem áður stillt?
3. Verður jafnan stillt ef þú setur hvern stuðul í annað veldi.
4. Hverjir verða stuðlar í stilltri efnajöfnu ef myndaðist kolmónoxíð í stað koldíoxíð?
   

3.106

Hafðu í huga hvarf sinkmálms við saltsýru sem sýnt er í kvikmyndinni um takmarkandi þátt í efnahvarfi (Limiting Reagents, 3.7)

1. Hvort efnið er takmarkandi ef 100 mg af Zn væri blandað við 2,0·10^-3 mól af HCl?
2. Hversu margir lítrar af vetnisgasi myndaðist við hvarfið?
3. Með hliðsjón af tilrauninni í kvikmyndinni, hvers vegna er mikilvægt að vetnisgasið hafi litla leysni í vatni?
   

3.107

Ritaðu stillta efnajöfnu og segðu til um massa myndefna og massa hvarfefna sem eftir verða í lok hvarfs. Notaðu eftirfarandi blöndur og hermilíkanið (Limiting Reagents, Stoichiometry simulation, kafli 3.7):

1. 50 g af Pb(NO₃)₂ og 55 g af K₂CrO₄ og myndun PbCrO₄ og KNO₃
2. 150 g af FeCl₂ og 125 g af Na₂S og myndun FeS og NaCl
3. 96 g af Ca(NO₃)₂ og 62 g af Na₂CO₃ og myndun CaCO₃ og NaNO₃
   

3.108

1. Í hvarfinu milli FeCl₃ og NaOH myndast Fe(OH)₃ og NaCl. Hver þarf massi NaOH að vera svo 50 g af járn(III)klóríði hvarfist að fullu?
2. Notaðu hermilíkanið (Limiting Reagents, Stoichiometry simulation, kafli 3.7) og blandaðu 50 g af FeCl₃ við NaOH. Reyndu að nálgast það magn af NaOH sem þarf til að hvarfast við FeCl₃ þannig að allt FeCl₃ klárist. Hve mikið af NaOH verður eftir?