2004 A

‫בס"ד‪ ,‬כ"ג בשבט‪ ,‬ה' תשס"ד‬

‫מבח בכימיה פיזיקלית א' – קורס מס' ‪84 209 01‬‬ ‫סמסטר א'‪ ,‬מועד א'‪ ,‬תשס"ד‪15/2/2004 ,‬‬ ‫מרצה‪ :‬פרופ' דורו אורב‬ ‫למבח ‪ 2‬חלקי ובכל חלק ‪ 2‬שאלות‪.‬‬ ‫יש לענות על כל השאלות‪.‬‬ ‫בפתרו כל שאלה יש לפרט את כל מהל החישוב ולציי כל הנחה רלוונטית‬ ‫הדרושה לפתרו המלא‪.‬‬ ‫יש להקפיד על ציו יחידות מתאימות לכל ער וגודל‪.‬‬ ‫מותר להשתמש במחשבו ובכל חומר עזר שותק אחר‪.‬‬

‫בהצלחה !!‬

‫חלק א' שעתיי‬ ‫שאלה מס' ‪ 25) 1‬נקודות(‬ ‫‪ 3‬מול גז ‪ He‬בטמפ' החדר מתפשט בתו כלי מבודד תרמית כנגד לח קבוע של ‪ 5‬אטמוספרות‪.‬‬ ‫העבודה שהגז עושה במהל ההתפשטות הינה ‪ 1000‬ג'אול‪.‬‬ ‫א‪ .‬הראה‪/‬י שאנטלפיה של גז אידיאלי אינה משתנה ע שינוי הלח בתהלי איזותרמי‪.‬‬ ‫ב‪ .‬חשב‪/‬י עבור תהלי ההתפשטות הנ"ל את הערכי‬

‫הבאי ‪ ∆U, ∆H, ∆S :‬בהנחה‬

‫שהליו מתנהג כגז אידיאלי‪.‬‬ ‫ג‪ .‬מה יהיה הפרש האנטרופיה של הסביבה והפרש האנטרופיה הכללית עבור אותו‬ ‫תהלי ?‬

‫‪1‬‬

‫שאלה מס' ‪ 25) 2‬נקודות(‬ ‫דרוש להכי תמיסת מי )‪ 60%‬מולרי(‪ :‬אתנול בטמפ' החדר‪ .‬נתונה הדיאגרמה הניסיונית הבאה‬ ‫בטמפ' החדר‪:‬‬

‫א‪ .‬חשב‪/‬י מה הנפחי הנקיי שיש לקחת מכל מרכיב על מנת להכי ‪ 5‬ליטר תמיסה‬ ‫בהרכב הנ"ל‪ .‬במידה והסכו האריתמטי של הנפחי הנקיי שונה מהנפח הסופי‪,‬‬ ‫הסבר‪/‬י מדוע‪.‬‬ ‫ב‪ 2 .‬ליטר מהתמיסה לאחר הערבוב מועברי‬

‫לכלי שאוב סגור בנפח ‪ 2.5‬ליטר הנמצא‬

‫בתרמוסטט בטמפ' החדר‪.‬‬ ‫‪.i‬‬

‫חשב‪/‬י את הרכב הפאזה הגזית בזמ ש"מ*‪ .‬הדרכה‪ :‬בטא‪/‬י את הרכב הפאזה‬ ‫הגזית בעזרת השברי המוליי של המרכיבי ‪.‬‬

‫חשב‪/‬י את כמות החו שמעביר התרמוסטט לתמיסה מרגע ההכנסה לכלי ועד‬ ‫‪.ii‬‬ ‫לזמ ש"מ‪ .‬הנח‪/‬י ששינוי נפח הנוזל זניח‪ ,‬וכ נית להזניח את קיבול החו של‬ ‫הכלי‪.‬‬ ‫נתוני ‪:‬‬ ‫‪T θ (EtOH) = 79°C‬‬ ‫‪vap‬‬

‫‪∆H vap (H 2 O) = 44 kJ/mol‬‬ ‫‪∆H vap (EtOH) = 43.5 kJ/mol‬‬

‫* הנח‪/‬י שמקדמי האקטיביות והפוגסיות שווי ל ‪ 1‬ושערכי האנטלפיה אינ‬ ‫משתני ע הטמפ'‪.‬‬

‫‪2‬‬

‫בס"ד‪ ,‬כ"ג בשבט‪ ,‬ה' תשס"ד‬

‫מבח בכימיה פיזיקלית א' – קורס מס' ‪84 209 01‬‬ ‫סמסטר א'‪ ,‬מועד א'‪ ,‬תשס"ד‪15/2/2004 ,‬‬ ‫מרצה‪ :‬פרופ' דורו אורב‬ ‫יש לענות על כל השאלות‪.‬‬ ‫בפתרו כל שאלה יש לפרט את כל מהל החישוב ולציי כל הנחה רלוונטית‬ ‫הדרושה לפתרו המלא‪.‬‬ ‫יש להקפיד על ציו יחידות מתאימות לכל ער וגודל‪.‬‬ ‫מותר להשתמש במחשבו ובכל חומר עזר שותק אחר‪.‬‬

‫בהצלחה !!‬

‫חלק ב' שעתיי‬ ‫שאלה מס' ‪ 25) 3‬נקודות(‬ ‫נתונה התגובה הבאה המתרחשת בפאזה הגזית‪:‬‬ ‫)‪B(g) + P(g‬‬

‫)‪A(g‬‬

‫‪ 3‬מול ‪ A‬חולקו לשלושה כלי בתנאי שוני ‪:‬‬ ‫‪1) 1 mol A, Ptotal = 1 atm, T = 25 ºC.‬‬ ‫‪2) 1 mol A, Ptotal = 100 atm; T = 25 ºC.‬‬ ‫‪3) 1 mol A, Ptotal = 1 atm; T = 45 ºC.‬‬ ‫נמצא‪ ,‬שבכלי מס' ‪ 2‬כמות ‪ P‬במצב ש"מ קטנה ב ‪ 85%‬מאשר ‪ P‬בכלי מס' ‪ ,1‬ואילו בכלי מס'‬ ‫‪ 3‬כמות ‪ P‬גדולה ב ‪ 1%‬מאשר ‪ P‬בכלי מס' ‪ .1‬נית להניח שהגזי מתנהגי באידיאליות‬ ‫והפרש האנטלפיה הסטנדרטי בתגובה זו אינו תלוי בטמפ' בטווח טמפ' זה‪.‬‬ ‫ענה‪/‬י בפירוט על השאלות הבאות‪:‬‬ ‫א‪ .‬פתח‪/‬י ביטוי כללי עבור קבוע ש"מ לתגובה הנ"ל‪ ,‬תו שימוש בקואו' התגובה ובלח ‪.‬‬ ‫ב‪ .‬חשב‪/‬י את הקבועי לשלושת המצבי הנתוני ‪.‬‬ ‫ג‪ .‬חשב‪/‬י את הרכבי ש"מ במצבי השוני ובטא‪/‬י את ההרכבי בעזרת השברי המוליי ‪.‬‬ ‫ד‪ .‬חשב‪/‬י ‪ ∆Sθ‬לכל מצב‪) .‬רמז ‪ -‬חשב‪/‬י את ‪ ∆G‬לכל מצב ואת ‪ ∆H‬משני הקבועי (‪.‬‬

‫‪3‬‬

‫שאלה מס' ‪ 25) 4‬נקודות(‬ ‫נתונה דיאגרמת פאזות מוצק – נוזל של החומרי‬

‫‪ A‬ו ‪ .B‬נתו שהחומרי‬

‫מגיבי‬

‫ליצירת‬

‫תרכובות‪.‬‬ ‫א‪ .‬ציי ‪/‬י את התרכובות ומה ההבדל ביניה ‪.‬‬ ‫ב‪ .‬ציי ‪/‬י את הפאזות והחומרי הנוכחי באזורי ‪.3-7‬‬ ‫ג‪ .‬חשב‪/‬י את מספר דרגות החופש בנקודה המסומנת ‪ e2‬ובאזור ‪.5‬‬ ‫ד‪ .‬שרטט‪/‬י עקומות קירור )טמפ' כנגד זמ ( בהרכבי ‪ A‬ו ‪ .E‬הסבר‪/‬י בקצרה מה קורה בכל‬ ‫שלב‪ .‬ציי ‪/‬י הופעה והיעלמות פאזות בכל שבירה ועצירה תו ציו הטמפ' המתאימה‪.‬‬

‫‪P = constant‬‬ ‫‪A‬‬

‫‪E‬‬ ‫‪T/ oC‬‬

‫‪T/ oC‬‬ ‫‪1200‬‬

‫‪1200‬‬

‫‪9‬‬ ‫‪1000‬‬

‫‪1000‬‬

‫‪800‬‬

‫‪800‬‬

‫‪1‬‬ ‫‪7‬‬

‫‪2‬‬ ‫‪600‬‬

‫‪600‬‬

‫‪400‬‬

‫‪6‬‬

‫‪8‬‬ ‫‪e1‬‬

‫‪100% B‬‬

‫‪e2‬‬

‫‪4‬‬

‫‪400‬‬

‫‪3‬‬

‫‪5‬‬ ‫‪80%‬‬

‫‪60%‬‬

‫‪40%‬‬

‫‪Composition‬‬

‫‪4‬‬

‫‪20%‬‬

‫‪0%‬‬ ‫)‪(100% A‬‬