H15.2 Reactiewarmte en energiediagrammen

• Scheikunde
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 5

15.2 Energiebalans

oefenen met :

- rekenen aan reactiewarmtes

- energiediagrammen tekenen

maar eerst wat checkvragen...

Wat druk je NIET uit in %?

1. atoomeconomie
2. E-factor
3. rendement
4. alles is in %

Welke bewering is juist over rendement...

1. kan > 100 % zijn
2. heeft een waarde van 0-100 %
3. Kan negatief zijn

Welke bewering is juist over atoomeconomie...

1. kan > 100 % zijn
2. heeft een waarde van 0-100 %
3. Kan negatief zijn
4. is altijd 100% bij een vormingsreactie

Welke reactie heeft een atoomeconomie van 100 %

1. verbranden aluminium
2. verbranden methaan
3. methanol + ethaanzuur wordt ester + water
4. hydrolyse van de olie van glycerol en oliezuur

Wat is de betekenis van de E-factor?

1. Het % afval dat ontstaat bij het maken van een product
2. Het aantal kg product dat nuttig ontstaat
3. Het % nuttig product dat ontstaat.
4. Het aantal kg afval per kg product.

Welke bewering is juist over E-factor...

1. hoe hoger hoe beter
2. hoe lager hoe beter
3. kan negatief zijn

Bij een exotherme reactie is het teken van de reactiewarmte...

1. positief
2. negatief
3. positief of negatief
4. dat kun je zo niet zeggen

Wat kun je zeggen over de verbrandingswarmte van glucose en de reactiewarmte van de fotosynthese?

1. Het getal is hetzelfde, het teken ook
2. Het getal is hetzelfde, het teken is anders.
3. Dat hangt van de temperatuur af.
4. Daar moet je eerst aan rekenen, voor je er iets over kunt zeggen.

De energie die nodig is om een reactie op gang te brengen, wordt ... genoemd.

1. reactiewarmte
2. ontbrandingstemperatuur
3. Activeringsenergie

Sleep de omschrijving naar de juiste energiediagram

endotherm

exotherm

reactie heeft energie nodig

reactie staat energie af aan omgeving

Exotherm en endotherm

• Exotherm = chemische energie wordt omgezet in andere vorm van energie (Echem neemt af,      E <0).

• Endotherm = andere vorm van energie wordt omgezet in chemische energie (Echem neemt toe,      E>0).

• Reactiewarmte wordt weergegeven met      E en geeft dus aan of een reactie exotherm of endotherm is.

Energiediagram 

Boven: Exotherm

• chemische energie neemt toe

Onder: Endothem

• chemische energie neemt toe.

• Activeringsenergie (Eact) nodig.
• Reactiewarmte (     E) is energieverschil. 

geactiveerde toestand

Bij elk energiediagram hoort 1 beschrijving. Sleep de juiste beschrijving naar het diagram. Niet alle beschrijvingen zijn nodig.

endotherme reactie die spontaan verloopt

endotherme reactie met hoge activeringsenergie

endotherme reactie met lage activeringsenergie

exotherme reactie die spontaan verloopt

exotherme reactie met hoge activeringsenergie

exotherme reactie met lage activeringsenergie

Geef de vormingswarmte van zuurstof.
Noteer je getal zonder eenheid.

Zilvernitride ontleedt al bij de minste aanraking en kan een explosie, een snelle exotherme reactie geven.
Maak een energiediagram van deze reactie. Noteer met de bijbehorende bijschriften, het energieniveau van de beginstoffen, de geactiveerde toestand en de reactieproducten.

Ea laag (minste aanraking, snel)

exotherm, dus delta E < 0

Zilvernitride is een uiterst instabiele stof. Het zout kan al bij de minste aanraking ontleden in zilver en stikstof. Als zilvernitride ontleedt, kan een explosie, een snelle exotherme reactie plaatsvinden.
Geef de RV.

2 Ag3N → 6 Ag + N2

dichloormethaan ontstaat door een substitutiereactie van methaan met chloorgas.
Geef de RV in structuurformules.

CH4 + 2 Cl2 → CH2Cl2 + 2 HCl

Bereken de reactiewarmte van onderstaande reactie per mol methaan.
Maak gebruik van Binastabel 57.

delta E = -(-0,75)-0+(-1,24)+2(-0,923)

delta E = -2,336x10^5 J/mol

Exotherm. Blijkbaar is het zonlicht hier enkel nodig voor de Ea.

Maak een energiediagram van deze reactie. Noteer met de bijbehorende bijschriften, het energieniveau van de beginstoffen, de geactiveerde toestand en de reactieproducten.

delta E = -(-0,75)-0+(-1,24)+2(-0,923)

delta E = -2,336x10^5 J/mol

Exotherm. Blijkbaar is het zonlicht hier enkel nodig voor de Ea.

Als je chloorgas wil verkrijgen uit keukenzout (natriumchloride) moet er de hele tijd elektriciteit gebruikt worden om de reactie te laten verlopen. Naast chloorgas ontstaat ook het metaal natrium. Maak een energiediagram van deze reactie. Noteer met de bijbehorende bijschriften, het energieniveau van de beginstoffen, de geactiveerde toestand en de reactieproducten.

Etheen wordt volledig verbrandt tot o.m. vloeibaar water. Geef de RV, maak gebruik structuurformules voor de organische stoffen en geef de fasen.

H2C=CH2 (g) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 2 H2O (l)

Bereken de reactiewarmte van onderstaande reactie per mol etheen.

delta E = -(0.52)-0+2(-3.935)+2(-2.86)

delta E = -14,11x10^5 J/mol

Exotherm

Maak een energiediagram van deze reactie. Noteer met de bijbehorende bijschriften, het energieniveau van de beginstoffen, de geactiveerde toestand en de reactieproducten.

delta E = -(-0,75)-0+(-0,95)+2(-0,923)

delta E = -2,046

Exotherm. Blijkbaar is het zonlicht hier enkel nodig voor de Ea.

Ga verder met de boekopgaven van 15.2