IB Diploma Programme (DP) - SL & HL · Chemistry

Reactivity 1.4—Entropy and spontaneity (Additional higher level): แบบฝึกหัด

ข้อปรนัย 5 ข้อ ตรวจให้ทันทีที่ตอบ และข้อเขียน 5 ข้อ พร้อมวิธีทำละเอียด ทั้งหมดจากเรื่อง Reactivity 1.4—Entropy and spontaneity (Additional higher level)

10 ข้อ30 คะแนนฟรี ไม่ต้องสมัคร
ข้อ 1
1 คะแนน

The standard molar entropies for the following species at 298 K are:
\(S^\ominus[\text{H}_2(g)] = 131\text{ J K}^{-1}\text{mol}^{-1}\)
\(S^\ominus[\text{O}_2(g)] = 205\text{ J K}^{-1}\text{mol}^{-1}\)
\(S^\ominus[\text{H}_2\text{O}(l)] = 70\text{ J K}^{-1}\text{mol}^{-1}\)
What is the standard entropy change, \(\Delta S^\ominus\), in \(\text{J K}^{-1}\text{mol}^{-1}\), for the reaction:
\(2\text{H}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(l)\)?

ข้อ 2
1 คะแนน

The standard Gibbs free energy of formation, \(\Delta G_f^{\circ}\), for \(CO_2(g)\) is \(-394\) \(kJ \cdot mol^{-1}\) and for \(CO(g)\) is \(-137\) \(kJ \cdot mol^{-1}\). Calculate \(\Delta G^{\circ}\) for the reaction:
\(2CO(g) + O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g)\)

ข้อ 3
1 คะแนน

Consider the thermal decomposition of calcium carbonate:
\(\text{CaCO}_3(s) \rightarrow \text{CaO}(s) + \text{CO}_2(g)\)
Which statement correctly describes the entropy change, \(\Delta S\), for this reaction?

ข้อ 4
1 คะแนน

A reaction has an enthalpy change of \(\Delta H = -120\text{ kJ mol}^{-1}\) and an entropy change of \(\Delta S = -300\text{ J K}^{-1}\text{mol}^{-1}\). What is the Gibbs free energy change, \(\Delta G\), at 400 K?

ข้อ 5
1 คะแนน

The enthalpy of vaporization of a liquid is \(35.0\) \(kJ \cdot mol^{-1}\) and its boiling point is \(350\) K. What is the entropy change of vaporization, \(\Delta S_{vap}^{\circ}\), for this liquid at its boiling point?

ข้อ 6
4 คะแนน

A specific chemical reaction has an enthalpy change \( ΔHထ = +178 \, kJ \, mol^{-1} \) and an entropy change \( ΔSထ = +161 \, J \, K^{-1} \, mol^{-1} \). Determine the minimum temperature in Kelvin at which this reaction becomes spontaneous.

ลองเขียนคำตอบด้วยตัวเองก่อน แล้วค่อยเทียบกับวิธีทำ

ข้อ 7
5 คะแนน

Predict the sign of the entropy change (ΔSထ) for the vaporization of bromine:
\( Br_2(l) \rightarrow Br_2(g) \)
Justify your answer by comparing the degrees of freedom and the distribution of microstates in the two physical states.

ลองเขียนคำตอบด้วยตัวเองก่อน แล้วค่อยเทียบกับวิธีทำ

ข้อ 8
3 คะแนน

Calculate the standard entropy change (ΔSထ) for the reaction:
\( N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) \)
Given the following standard entropy values:
\( Sထ(N_2) = 191.6 \, J \, K^{-1} \, mol^{-1} \)
\( Sထ(H_2) = 130.7 \, J \, K^{-1} \, mol^{-1} \)
\( Sထ(NH_3) = 192.5 \, J \, K^{-1} \, mol^{-1} \)

ลองเขียนคำตอบด้วยตัวเองก่อน แล้วค่อยเทียบกับวิธีทำ

ข้อ 9
7 คะแนน

Consider the reaction: \(N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)\). At 298 K, \(\Delta H^{\ominus} = -92.2\text{ kJ}\) and \(\Delta S^{\ominus} = -198.7\text{ J K}^{-1}\).
(a) Calculate \(\Delta G^{\ominus}\) for this reaction at 298 K.
(b) Determine the temperature above which the reaction becomes non-spontaneous.
(c) In the Haber process, the reaction is performed at approximately 700 K. Discuss why this temperature is chosen by considering both the spontaneity of the reaction and the rate of reaction.

ลองเขียนคำตอบด้วยตัวเองก่อน แล้วค่อยเทียบกับวิธีทำ

ข้อ 10
6 คะแนน

The decomposition of calcium carbonate is represented by the following equation:
\(CaCO_3(s) \rightarrow CaO(s) + CO_2(g)\)

The standard enthalpy change, \(\Delta H^{\circ}\), is \(+178.3\text{ kJ mol}^{-1}\) and the standard entropy change, \(\Delta S^{\circ}\), is \(+160.4\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1}\).

(a) Calculate the standard Gibbs free energy change (\(\Delta G^{\circ}\)) for this reaction at \(298\text{ K}\).
(b) Determine the temperature (in \(^{\circ}C\)) above which the reaction becomes spontaneous.
(c) Explain the sign of \(\Delta S^{\circ}\) by referring to the states of the reactants and products.

ลองเขียนคำตอบด้วยตัวเองก่อน แล้วค่อยเทียบกับวิธีทำ

* เนื้อหาของ thinka สร้างโดย AI อาจไม่ถูกต้องสมบูรณ์ในทุกกรณี กรุณาใช้เป็นสื่อเสริมและตรวจสอบกับเอกสารอ้างอิงอย่างเป็นทางการ

คุณเห็นเฉลยแล้ว ทีนี้มาตรวจคำตอบของคุณบ้าง

หน้านี้บอกได้ว่าคำตอบที่ดีเป็นอย่างไร แต่บอกไม่ได้ว่าคำตอบของคุณขาดอะไร thinka ตรวจข้อเขียนของคุณตามเกณฑ์ให้คะแนนจริงในราว 15 วินาที

อยากฝึกโจทย์แบบนี้เพิ่มไหม เริ่มฝึกหัวข้อนี้ได้เลย ตรวจให้ทันทีทุกข้อ

เริ่มฝึกเลย