Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Chemistry and Chemical Reactivity, Kotz - Downloadable Solutions Manual (Revised)

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
501
Cijfer
A+
Geüpload op
11-05-2022
Geschreven in
2021/2022

Description: Solutions Manual for Chemistry and Chemical Reactivity, Kotz, 8e is all you need if you are in need for a manual that solves all the exercises and problems within your textbook. Answers have been verified by highly experienced instructors who teaches courses and author textbooks. If you need a study guide that aids you in your homework, then the solutions manual for Chemistry and Chemical Reactivity, Kotz, 8e is the one to go for you. Disclaimer: We take copyright seriously. While we do our best to adhere to all IP laws mistakes sometimes happen. Therefore, if you believe the document contains infringed material, please get in touch with us and provide your electronic signature. and upon verification the doc will be deleted.

Meer zien Lees minder
Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

INTERCHAPTER The Chemistry of Fuels and Energy Resources



The Chemistry of Fuels and Energy Resources
INSTRUCTOR’S NOTES

This section on fuels and energy sources is a natural progression from the study of thermodynamics applied to
chemistry in Chapter 5. The high degree of public interest in these topics should stimulate students to study the
topic. This section includes a wide range of subjects and multiple aspects of each. The content will give serious
students a great deal of authoritative information for them to consider.

SUGGESTED DEMONSTRATIONS
1. Fuel Cells
• Zerbinati, O. “A Direct Methanol Fuel Cell,” Journal of Chemical Education 2002, 79, 829.
2. Biosources of Energy
• Choi, M. M. F.; Wong, P. S.; Yiu, T. P. “Application of a Datalogger in Observing Photosynthesis,”
Journal of Chemical Education 2002, 79, 980.




472

,INTERCHAPTER The Chemistry of Fuels and Energy Resources



SOLUTIONS TO STUDY QUESTIONS
1. CH4(g) + H2O(g) → 3 H2(g) + CO(g)
1 mol CH4 3 mol H2 2.016 g
100. g · · · = 37.7 g H2
16.04 g 1 mol CH4 1 mol H2

CH2(A) + H2O(g) → 2 H2(g) + CO(g)

1 mol CH2 2 mol H2 2.016 g
100. g · · · = 28.7 g H2
14.03 g 1 mol CH4 1 mol H2

C(s) + H2O(g) → H2(g) + CO(g)
1 mol C 1 mol H2 2.016 g
100. g · · · = 16.8 g H2
12.01 g 1 mol CH4 1 mol H2

2. Burning gasoline releases 47 kJ/g, burning C releases 32.8 kJ/g, and burning H2 releases 119.9 kJ/g.
fraction of C in gasoline + fraction of H in gasoline = 1
47 kJ/g = 32.8 kJ/g (fraction of C in gasoline) + 119.9 kJ/g (fraction of H in gasoline)
47 kJ/g = 32.8 kJ/g (x) + 119.9 kJ/g (1 – x)
x = 0.84
84% C and 16% H

453.6 g 33 kJ
3. 70. lb · · = 1.0 × 106 kJ
1 lb 1g

5.45 × 103 kJ 1 mol C8 H18
4. · = 47.7 kJ/g
1 mol C8 H18 114.2 g

5.45 × 103 kJ 1 mol C8 H18 0.688 g 1000 mL
· · · = 3.28 × 104 kJ/L
1 mol C8 H18 114.2 g 1 mL 1L

5. Burning 70. lb of coal produces 1.0 × 106 kJ/day (see problem 3).
4 qt 1L 1000 mL 0.8 g 43 kJ
7.0 gal · · · · · = 9 × 105 kJ
1 gal 1.06 qt 1L 1 mL 1 g

Burning 7.0 gal of oil produces about 14% less heat than burning 70. lb of coal.

6. Al2O3(s) → 2 Al(s) + 3/2 O2(g)
ΔHº = ΔfHº[Al2O3(s)] = –[1 mol · (–1675.7 kJ/mol)] = 1675.7 kJ
454 g 1 mol Al 1675.7 kJ
1.0 lb · · · = 1.4 × 104 kJ
1 lb 27.0 g 2 mol Al

Energy to recycle 1.0 lb aluminum = (1/3)(1.4 × 104 kJ) = 4.7 × 103 kJ
7. (a) Ethanol: C2H5OH(A) + 3 O2(g) → 3 H2O(A) + 2 CO2(g)

ΔfHº[O2(g)] = 0 kJ/mol


473

,INTERCHAPTER The Chemistry of Fuels and Energy Resources



∆rH° = 2 ΔfHº[CO2(g)] + 3 ΔfHº[H2O(A)] – ΔfHº[C2H5OH(A)]

∆rH° = 2 mol (–393.509 kJ/mol) + 3 mol (–285.83 kJ/mol) – 1 mol (–277.0 kJ/mol)
∆rH° = –1367.5 kJ

–1367.5 kJ 1 mol C2 H5 OH 1000 g
· · = -29,684 kJ/kg
1 mol C2 H5 OH 46.0688 g 1 kg

Isooctane: C8H18(A) + 25/2 O2(g) → 9 H2O(A) + 8 CO2(g)

ΔfHº[O2(g)] = 0 kJ/mol
∆rH° = 8 ΔfHº[CO2(g)] + 9 ΔfHº[H2O(A)] – ΔfHº[C8H18(A)]

∆rH° = 8 mol (–393.509 kJ/mol) + 9 mol (–285.83 kJ/mol) – 1 mol (–259.3 kJ/mol)

∆rH° = -5461.2 kJ

-5461.2 kJ 1 mol C8 H18 1000 g
· · = -47,809 kJ/kg
1 mol C8 H18 114.230 g 1 kg

(b) (l000.0 g C2H5OH)(1 mol C2H5OH/46.0688 g C2H5OH)(2 mol CO2/mol C2H5OH) = 43.395 mol CO2

(1000.0 g C8H18)(1 mol C8H18/114.230 g C8H18)(8 mol CO2/mol C8H18) = 70.034 mol CO2

Isooctane produces more mol CO2 per kilogram.
(c) Isooctane produces more energy per kilogram and is better in terms of energy production, but it
produces more greenhouse gas per kilogram.

1 J/s 1 kJ 3600 s 24 hr
8. 100 W · · · · = 8640 kJ/day
1 W 1000 J 1 hr 1 day

8640 kJ 1 g coal
· = 260 g coal
1 day 33 kJ

940 kW-hr 1 kJ/s 3600 s
9. · · = 3.4 × 106 kJ/year
1 year 1 kW 1 hr

940 kW-hr 1 year $0.08
· · = $6.27/month
1 year 12 months 1 kW-hr

10. Non-renewable: The energy source is not replenished after it is consumed.
coal, natural gas
Renewable: The energy is derived in some way from the Sun’s energy, so it is replenished after use.
solar energy, geothermal energy, wind power

11. 2 CH3OH(A) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 4 H2O(A)

∆rH° = 2 ΔfHº[CO2(g)] + 4 ΔfHº[H2O(A)] – 2 ΔfHº[CH3OH(A)]



474

, INTERCHAPTER The Chemistry of Fuels and Energy Resources



∆rH° = 2 mol (–393.509 kJ/mol) + 4 mol (–285.83 kJ/mol) – 2 mol (–238.4 kJ/mol)
∆rH° = –1453.5 kJ
1453.5 kJ 1 mol CH3OH 0.787 g 1000 mL 1 kW 1 hr
· · · · · = 4.96 kW-hr/L
2 mol CH3OH 32.042 g 1 mL 1.0 L 1 kJ/s 3600 s

12. C8H18 (5.45 ×103 kJ/mol)(1 mol/114.23 g) = 47.7 kJ/g

CH4 (882 kJ/mol)(1 mol/ 16.04 g) = 55.0 kJ/g

C(s) (393.5 kJ/mol)(1 mol/12.011 g) = 32.8 kJ/g

H2 (241.83 kJ/mol)(1 mol/2.01594 g) = 119.96 kJ/g

H2 > CH4 > C8H18 >C(s)

2.6 × 107 J 1 kJ
13. 325 m · 50.0 m · 2
· = 4.2 × 108 kJ/day
m 1000 J

24 h 1.0 × 106 J 1 kJ
14. 1 day · · · 3 = 2.4 × 104 kJ/day
1 day 1h 10 J

103 J 1 kW-h
2.4 × 104 kJ/day · · = 6.7 kW-h/day
1 kJ 3.60 × 106 J

1 gal 4 qt 1L 1000 mL 1 cm3 0.737 g 48.0 kJ
15. 1.00 mile · · · · · · · = 2.43 ×103 kJ
55.0 miles 1 gal 1.057 qt 1L 1 mL 1 cm3 1g

16. Assume the density of water is 1.00 g/mL
qwater = (225 g)(4.184 J/g·K)(340. K – 293 K) = 4.4 × 104 J
1 J/s
1100 W · 90 s · = 9.9 × 104 J
1W

4.4 × 104 J
Efficiency = · 100% = 44% efficient
9.9 × 104 J




475

Gekoppeld boek

Geschreven voor

Instelling
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
11 mei 2022
Aantal pagina's
501
Geschreven in
2021/2022
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

€36,31
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
De reputatie van een verkoper is gebaseerd op het aantal documenten dat iemand tegen betaling verkocht heeft en de beoordelingen die voor die items ontvangen zijn. Er zijn drie niveau’s te onderscheiden: brons, zilver en goud. Hoe beter de reputatie, hoe meer de kwaliteit van zijn of haar werk te vertrouwen is.
tb4u City University New York
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
991
Lid sinds
4 jaar
Aantal volgers
776
Documenten
2367
Laatst verkocht
2 weken geleden

4,0

158 beoordelingen

5
88
4
26
3
18
2
6
1
20

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen