Scheikunde reacties in beweging oefenopdrachten
VWO4 met uitwerkingen
Tafelsuiker
Wanneer je suiker verhit, smelt het eerst in een pannetje tot karamel. Verhit je te sterk, dan
vindt een verbranding plaats. De reactievergelijking van deze verbranding is:
C12H22O11 + 12 O2 (g) 12 CO2 (g) + 11 H2O (l)
1. Licht toe aan de hand van de reactiewarmte dat deze reactie met
zuurstof exotherm is. Gebruik hierbij Binas-tabel 57. De vormingswarmte van
tafelsuiker is -22,21·105 J mol-1.
.
2. Teken het energiediagram van deze exotherme reactie. Geef de activeringsenergie
en reactiewarmte in je diagram aan.
Autokatalysator
Een autokatalysator zet stoffen zoals roet, koolstofmono-oxide en onverbrande
koolwaterstoffen om in water en koolstofdioxide. De katalysator is gemaakt van de vaste
stof palladium.
3. Leg uit of de autokatalysator een homogene of heterogene katalysator is.
4. Leg uit wat de katalysator doet om de reactie te versnellen.
Opdracht 5
In een reactievat van 5,0 L reageert 4,5 mol zwaveldioxide met 2,0 mol zuurstof. 3,5 mol
zwaveltrioxide wordt gevormd gedurende 30 seconden. Bereken van elk van de
deelnemende stoffen de gemiddelde reactiesnelheid over 60 seconden.
Opdracht 6
In een reactievat van 1,000 L laat men 2,40 mol koolstofmono-oxide reageren met 3,80 mol
waterstof tot 1,60 mol methanol, CH3OH (l) in 1,5 minuut. Bereken van elk van de
deelnemende stoffen de gemiddelde reactiesnelheid over 90 seconden.
Oefeningen reactiewarmte
7. Noteer de kloppende reactievergelijking voor de volledige verbranding van lignine, C 5H6O2
(s).
8. Bereken de reactiewarmte in J per mol C5H6O2, bij T = 298 K en p = p0. Maak hierbij gebruik
van:
De vormingswarmte van C5H6O2 (s):
– 7,0·105 J mol–1 (T = 298 K, p = p0).
Binas-tabel 57A of ScienceData-tabel 9.2.
, Bij de methanisering wordt waterstof en koolstofdioxide exotherm omgezet tot methaan en
water.
9. Noteer de kloppende reactievergelijking.
10. Bereken voor deze methanisering de reactiewarmte in J per mol H2 (bij 298 K en p = p0).
Maak hierbij gebruik van Binas-tabel 57.
11. Exotherm of endotherm
Beredeneer of de volgende processen exotherm of endotherm zijn.
a. Het verbranden van aardgas
b. Het fotosyntheseproces
c. Het verdampen van water op je hand
d. De elektrolyse van water
12. Oploswarmte
Van het oplosproces van een zout kun je de reactiewarmte meten. Igor mengt 3,5 g
ammoniumchloride met 100,0 g water met een begintemperatuur van 29,8 °C. Direct na
toevoegen van het zout roert Igor de oplossing totdat alle ammoniumchloride is opgelost.
Gedurende het hele oplosproces is de soortelijke warmte 4,2 • 10 3 J kg–1 K–1. Meteen daarna
meet Igor de temperatuur van de ontstane oplossing. Deze blijkt 27,6 °C te zijn. Neem aan
dat alle oploswarmte wordt overgedragen aan het water.
a. Geef de vergelijking voor het oplossen van ammoniumchloride.
b. Is dit een endotherm of een exotherm proces? Licht je antwoord toe aan de hand van
de meetresultaten.
c. Bereken de oploswarmte van ammoniumchloride in joule per mol (J mol –1).
13. Reactiewarmte
Gebruik bij deze opdracht Binas tabel 57A en 57B.
a. Geef de reactievergelijking van de volledige verbranding van propaan.
b. Bereken de reactiewarmte van de verbranding van 1,00 mol propaan. Deze waarde
moet kloppen met de verbrandingswarmte van propaan zoals vermeld in Binas tabel
56. Controleer of dit inderdaad zo is.
c. Geef deze berekening ook grafisch weer.
VWO4 met uitwerkingen
Tafelsuiker
Wanneer je suiker verhit, smelt het eerst in een pannetje tot karamel. Verhit je te sterk, dan
vindt een verbranding plaats. De reactievergelijking van deze verbranding is:
C12H22O11 + 12 O2 (g) 12 CO2 (g) + 11 H2O (l)
1. Licht toe aan de hand van de reactiewarmte dat deze reactie met
zuurstof exotherm is. Gebruik hierbij Binas-tabel 57. De vormingswarmte van
tafelsuiker is -22,21·105 J mol-1.
.
2. Teken het energiediagram van deze exotherme reactie. Geef de activeringsenergie
en reactiewarmte in je diagram aan.
Autokatalysator
Een autokatalysator zet stoffen zoals roet, koolstofmono-oxide en onverbrande
koolwaterstoffen om in water en koolstofdioxide. De katalysator is gemaakt van de vaste
stof palladium.
3. Leg uit of de autokatalysator een homogene of heterogene katalysator is.
4. Leg uit wat de katalysator doet om de reactie te versnellen.
Opdracht 5
In een reactievat van 5,0 L reageert 4,5 mol zwaveldioxide met 2,0 mol zuurstof. 3,5 mol
zwaveltrioxide wordt gevormd gedurende 30 seconden. Bereken van elk van de
deelnemende stoffen de gemiddelde reactiesnelheid over 60 seconden.
Opdracht 6
In een reactievat van 1,000 L laat men 2,40 mol koolstofmono-oxide reageren met 3,80 mol
waterstof tot 1,60 mol methanol, CH3OH (l) in 1,5 minuut. Bereken van elk van de
deelnemende stoffen de gemiddelde reactiesnelheid over 90 seconden.
Oefeningen reactiewarmte
7. Noteer de kloppende reactievergelijking voor de volledige verbranding van lignine, C 5H6O2
(s).
8. Bereken de reactiewarmte in J per mol C5H6O2, bij T = 298 K en p = p0. Maak hierbij gebruik
van:
De vormingswarmte van C5H6O2 (s):
– 7,0·105 J mol–1 (T = 298 K, p = p0).
Binas-tabel 57A of ScienceData-tabel 9.2.
, Bij de methanisering wordt waterstof en koolstofdioxide exotherm omgezet tot methaan en
water.
9. Noteer de kloppende reactievergelijking.
10. Bereken voor deze methanisering de reactiewarmte in J per mol H2 (bij 298 K en p = p0).
Maak hierbij gebruik van Binas-tabel 57.
11. Exotherm of endotherm
Beredeneer of de volgende processen exotherm of endotherm zijn.
a. Het verbranden van aardgas
b. Het fotosyntheseproces
c. Het verdampen van water op je hand
d. De elektrolyse van water
12. Oploswarmte
Van het oplosproces van een zout kun je de reactiewarmte meten. Igor mengt 3,5 g
ammoniumchloride met 100,0 g water met een begintemperatuur van 29,8 °C. Direct na
toevoegen van het zout roert Igor de oplossing totdat alle ammoniumchloride is opgelost.
Gedurende het hele oplosproces is de soortelijke warmte 4,2 • 10 3 J kg–1 K–1. Meteen daarna
meet Igor de temperatuur van de ontstane oplossing. Deze blijkt 27,6 °C te zijn. Neem aan
dat alle oploswarmte wordt overgedragen aan het water.
a. Geef de vergelijking voor het oplossen van ammoniumchloride.
b. Is dit een endotherm of een exotherm proces? Licht je antwoord toe aan de hand van
de meetresultaten.
c. Bereken de oploswarmte van ammoniumchloride in joule per mol (J mol –1).
13. Reactiewarmte
Gebruik bij deze opdracht Binas tabel 57A en 57B.
a. Geef de reactievergelijking van de volledige verbranding van propaan.
b. Bereken de reactiewarmte van de verbranding van 1,00 mol propaan. Deze waarde
moet kloppen met de verbrandingswarmte van propaan zoals vermeld in Binas tabel
56. Controleer of dit inderdaad zo is.
c. Geef deze berekening ook grafisch weer.
