10.3 Uitwerkingen Energie Conversie
11.1.2 Stoechiometrie (werkcollege 2)
1. Substantie A reageert met substantie B in ´e´en product C. In de reactie wordt 100 g A en 20 g B gebruikt. Wat is de massa van het product?
2. Substantie A reageert met substantie B in ´e´en product C. In de reactie wordt 100 g A en 20 g B gebruikt. Wat is waar over C?
(a) De eigenschappen van het product zijn meer zoals A. (b) De eigenschappen van het product zijn meer zoals B.
(c) De eigenschappen van het product zijn een gemiddelde tussen die van A en B. (d) De eigenschappen van het product zijn niet noodzakelijk zoals die van A of B.
(e) De eigenschappen van het product zijn of meer die van A, of meer die van B, maar meer informatie is noodzakelijk.
3. Is er een verschil tussen een homogeen mengsel van waterstof en zuurstof in verhouding 2 : 1 en waterdamp? Verklaar.
4. Chloor bestaat uit twee isotopen,37Clen35Cl. Welke komt meer voor? Hoe weet je dat?
5. De gemiddelde massa van een koolstofatoom is 12,001 [amu]. Aangenomen dat je de massa van een individueel koolstof atoom kon meten, schat de kans dat je precies een atoom van 12,001 [amu] aantrof als je random een atoom zou selecteren. Verklaar.
6. Kan het subscript in een chemische formule fracties bevatten? Verklaar.
7. Kunnen co¨effici¨enten in gebalanceerde chemische formules fracties zijn? Verklaar.
8. Om chemische formules te balanceren, zou je wiskundig de subscripts van stoffen kunnen veran-deren. Waarom is dit niet toegestaan?
9. Neem aan dat de reactie 2A + B → A2B. Als je 1,0 [mol] A met 1,0 [mol] B mengt, hoeveel [mol] A2Bontstaat er dan?
10. Een element bestaat voor 1,40% uit een isotoop met massa 203,973 [amu], 24,1% uit een isotoop met massa 205,9745 [amu], 22,10% uit een isotoop met massa 206,9759 [amu] en 52,40% uit een isotoop met massa 207,9766 [amu]. Bepaal de gemiddelde atomaire massa an identificeer het element. 11. Element “X” heeft vijf isotopen:
• 46X, komt 8,00% voor, met een massa van 45,95269 [amu] • 47X, komt 7,30% voor, met een massa van 46,951764 [amu] • 48X, komt 73,80% voor, met een massa van 47,947947 [amu] • 49X, komt 5,50% voor, met een massa van 48,947841 [amu] • 50X, komt 5,40% voor, met een massa van 49,944792 [amu] Bepaal welk element het betreft.
12. Het element Rhenium (Re) heeft twee natuurlijk voorkomende isotopen,185Reen187Re. De ge-middelde massa is 186,207 [amu]. Rhenium komt voor 62,60% voor als187Re, met een massa van 186,956 [amu]. Bereken de molaire massa van185Re.
13. Bereken de massa van 500 atomen ijzer (F e).
14. Hoeveel F e-atomen en hoeveel mol F e atomen zit er in 500,0 gram ijzer?
15. Diamant is een natuurlijke vorm van puur koolstof. Hoeveel atomen zijn er in 1,00 karaat diamant (1,00 karaat diamant komt overeen met 0,200 gram).
16. Een diamant bevat 5, 0 × 1021atomen koolstof. Hoeveel mol en welke massa koolstof bevat deze diamant?
17. Aluminiummetaal wordt geproduceerd door een sterke elektriciteit te laten stromen door een op-lossing van aluminiumoxide (Al2O3) opgelost in gesmolten cryoliet (N a3AlF6). Bereken de mo-laire massa van beide moleculen.
18. Bereken de massa van de volgende substanties: (a) N H3 (b) N2H6 (c) (N H4)2Cr2O7 (d) P4O6 (e) Ca3(P O4)2 (f) N a2HP O4
19. Hoeveel mol substantie zit er in 1,00 gram van de volgende substanties? (a) N H3
(b) N2H6
(c) (N H4)2Cr2O7
20. Welke massa is er in 5,00 mol substantie van de volgende stoffen? (a) N H3
(b) N2H6
(c) (N H4)2Cr2O7
21. Hoeveel massa stikstof bevindt zich in 5,00 mol substantie van de volgende stoffen? (a) N H3
(b) N2H6
(c) (N H4)2Cr2O7
22. Hoeveel moleculen van de volgende stoffen bevinden zich in 1,00 gram substantie ervan? (a) N H3
(b) N2H6
(c) (N H4)2Cr2O7
23. Hoeveel stikstofatomen bevindt zich in 1,00 gram substantie van de volgende stoffen? (a) N H3
(b) N2H6
(c) (N H4)2Cr2O7
24. Hoeveel mol zit er in de volgende substanties? (a) 150,0 [g] F e2O3
(b) 10.0 [mg] N O2
(c) 1, 5 × 1016moleculen BF3
25. Diverse belangrijke stoffen bevatten alleen stikstof- en zuurstofatomen. Plaats de volgende stoffen oplopend in volgorde van massapercentages stikstof.
(a) N O, een gas dat wordt gevormd in verbrandingsmotoren wanneer N2met O2reageert. (b) N O2, een bruin gas dat voornamelijk verantwoordelijk is voor de bruinige kleur van smog.
(c) N2O4, een kleurloze vloeistof gebruikt als brandstof in space shuttles.
11.1. Vragen
26. Druk de compositie van de volgende stoffen uit als de massapercentages van zijn elementen: (a) Formaldehyde, CH2O
(b) Glucose, C6H12O6 (c) Acetic acid, HC2H3O2
27. Een stof bestaat uit alleen koolstof, waterstof en zuurstofatomen. De fractie koolstof is 48,64% en waterstof 8,16% (gerekend in massa). Bepaal de chemische formule van de stof.
28. Bepaal de belanceerde reactievergelijking voor elk van de volgende reacties:
(a) Glucose (C6H12O6) reageert met zuustof om koolstofdioxide en waterdamp te vormen. (b) Vast ijzer(III)sulfide reageert met gasvormig waterstofchloride tot vast ijzer(III)cloride en
wa-terstofsulfidegas.
(c) Koolstofdisulfidevloeistof reageert met ammoniagas tot waterstofsulfidegas en vast ammo-niumthiocyanaat (N H4SCN).
29. Balanceer de volgende reactievergelijkingen:
(a) Ca(OH)2(aq) + H3P O4(aq) → H2O(l) + Ca3(P O4)2(s) (b) Al(OH)3(s) + HCl(aq) → AlCL3(aq) + H2O(l)
(c) AgN O3(aq) + H2SO4(aq) → Ag2SO4(s) + HN O3(aq)
30. Balanceer de volgende reactievergelijkingen van verbrandingsreacties: (a) C6H6(l) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g).
(b) C4H10+ O2(g) → CO2(g) + H2O(g). (c) C12H22O11(s) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g). (d) F e(s) + O2(g) → F e2O3(s).
(e) F eO(s) + O2(g) → F e2O3(s).
31. Een van de weinige reacties die direct plaatsvinden tussen twee vaste stoffen op kamertempera-tuur is:
Ba(OH)2· H2O(s) + N H4SCN (s) → Ba(SCN )2(s) + H2O(l) + N H3(g)
In deze reactievergelijking, staat ·8H2Oin Ba(OH)2· 8H2Ovoor de aanwezigheid van acht water-moleculen. Deze stof is genaamd bariumhydroxideoctahydraat.
(a) Balanceer deze reactievergelijking.
(b) Welke massa ammoniumthocyanaat (N H4SCN) is er nodig om met precies 6,5 gram barium-hydroxideoctahydraat te reageren?
32. Aspartaam is een kunstmatige zoetstof die 160 maal zo sterk is als sucrose (tafelsuiker) als het opgelost is in water. De molculaire formule van aspartmaa is C14H18N2O5.
(a) Bereken de molaire massa van aspartaam.
(b) Hoeveel mol bevindt zich in 10,0 gram aspartaam? (c) Bereken de massa in grammen van 1,56 mol aspartaam. (d) Hoeveel moleculen zijn er in 5,0 mg aspartaam?
(e) Hoeveel stikstofatomen zitten er in 1,2 gram aspartaam? (f) Wat is de massa in gram van 1, 0 × 109moleculen aspartaam? (g) Wat is de massa in grammen van 1 molecuul aspartaam?
33. Vitamine B12, cyanocobalamin, is essentieel in het menselijk dieet. Het komt geconcentreerd voor-komen in dieren, maar niet in planten. Ondanks dat de hoeveelheden noodzakelijk voor een goed dieet relatief laag zijn, kunnen vegetariers problemen ontwikkelen. Cyanocobalamin is de vorm gebruikt in vitaminesupplementen. Die bevat 4,34% cobalt (massa). Bereken de molaire massa van cyanocobalamin, aangnomen dat er ´e´en atoom cobalt voorkomt per molecuul cyanocobalamin.
34. Deze vraag gaat over de reactie: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g). Identificeer de beperkende reagent in elk van onderstaande reactieverhoudingen:
(a) 50 moleculen H2en 25 moleculen O2. (b) 100 moleculen H2en 45 moleculen O2.
(c) 100 moleculen H2en 105 moleculen O2. (d) 0,50 mol H2en 0,75 mol O2.
(e) 0,80 mol H2en 0,75 mol O2. (f) 1,0 gram H2en 0,25 mol O2. (g) 5,00 gram H2en 56,00 gram O2.
11.1. Vragen