معلومة

2. II: طاقة جبس الحرة - علم الأحياء

2. II: طاقة جبس الحرة - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

طاقة حرة تحت ضغط مستمر.

التغيرات في طاقة جيبس ​​الحرة (دلتا جي) ، المحتوى الحراري (دلتا H ، تغير حراري غير محكم) ، إنتروبيا (دلتا إس ، اضطراب غير محكم).

عند الضغط المستمر ، فإن التفاعل التلقائي (أي أي شيء يحدث في ظل هذه الظروف) سيكون له تغير سلبي في طاقة جيبس ​​الحرة.

B. Delta G والتفاعلات الكارهة للماء.

التفاعلات الكارهة للماء مدفوعة بتغيير إيجابي في الانتروبيا لفصل المرحلتين المائية والطارئة للماء. ويرجع ذلك إلى زيادة الاضطراب في جزيئات الماء عندما لا تكون على اتصال بالمركبات الكارهة للماء.


من البداية تحديد مخطط الطور لثاني أكسيد الكربون عند درجات حرارة وضغوط عالية

تعوق الدراسة التجريبية لمخطط طور ثاني أكسيد الكربون تأثيرات حركية قوية تؤدي إلى مناطق واسعة من الانبثاث وإلى شكوك كبيرة في موقع حدود الطور. نحدد هنا حدود طور ثاني أكسيد الكربون عن طريق الحسابات الأولية لطاقة جيبس ​​الحرة للعديد من الأطوار الصلبة الجزيئية وغير الجزيئية لثاني أكسيد الكربون. يتم تضمين تأثيرات درجة الحرارة في التقريب شبه التوافقي. على عكس النتائج السابقة ، نجد أن الحد الفاصل بين الأطوار غير الجزيئية والمرحلة الخامسة له ميل موجب ويبدأ عند 21.5 جيجا باسكال عند T = 0 ك.نقطة ثلاثية بين الطور الرابع والخامس والمرحلة السائلة توجد عند 35 GPa و 1600 K ، مما يشير إلى منطقة أوسع من الاستقرار للمراحل غير الجزيئية مما كان يعتقد سابقًا. يتم إعادة إنتاج خط الحدود المحدد تجريبياً بين مرحلتي CO 2-II و CO 2-IV من خلال حساباتنا ، مما يشير إلى أن التأثيرات الحركية ليست ذات صلة في هذا الانتقال.

تمت دراسة ثاني أكسيد الكربون (CO 2) على نطاق واسع خلال السنوات الماضية ، وهو نظام رائع ، على الرغم من شكله الجزيئي البسيط في الظروف المحيطة ، فإنه يُظهر تعدد أشكال غنيًا ، مع ما يصل إلى سبعة هياكل بلورية تم الإبلاغ عنها تجريبياً ، بالإضافة إلى شكل غير متبلور (انظر رسم بياني 1 ). عند درجة حرارة الغرفة ، يتحول الغاز الجزيئي إلى سائل عند 7.5 ميجا باسكال ثم يتصلب عند 0.5 جيجا باسكال إلى CO 2 -I ، وهو بلورة جزيئية مع مجموعة الفضاء P a ¯ 3 Simon-1980 Downs-1998. من خلال زيادة الضغط بدرجة أكبر في درجة الحرارة المحيطة ، يتحول ثاني أكسيد الكربون إلى المرحلة التقويمية الثالثة (C · m · c مجموعة فضائية) فوق 10 جيجا باسكال ، مع الحد الأدنى من تغيير الحجم Aoki-1994. قدمت دراسة نظرية حديثة رؤى حول الآلية المجهرية لـ P a ¯ 3-to- C m c a Transit Gimondi-2017. يؤدي تسخين CO 2-III فوق 16 GPa و 500 K Iota-2001 Gorelli-2004 إلى التحول إلى المرحلة الثانية. ومع ذلك ، فإن التحول لا يمكن عكسه: يمكن استرداد ثاني أكسيد الكربون في درجة الحرارة المحيطة (عند الضغط العالي) ، مما يشير إلى أن ثاني أكسيد الكربون - ثالثًا هو هيكل غير مستقر وليس طورًا ثابتًا Iota-2001 Santoro-2006. تم وصف المرحلة الثانية في البداية على أنها بنية تحتوي على الكربون بتنسيق غير تقليدي بستة أضعاف ، وتم تفسيرها على أنها حالة وسيطة بين الشكل الجزيئي والصلب الممتد لـ CO 2 Yoo-2002. ومع ذلك ، دحضت الدراسات اللاحقة وجود حالة ارتباط وسيطة وحددت بنية المرحلة الثانية على أنها تتكون من جزيئات غير مشوهة ، مع مجموعة الفضاء P 4 2 / m n m Datchi-2014. عندما يتم تسخين ثاني أكسيد الكربون في نطاق 500-720 كلفن ، اعتمادًا على الضغط Iota-2001 Santoro-2006 ، فإنه يتحول إلى CO 2-IV. على غرار المرحلة الثانية ، تم تفسير المرحلة الرابعة أيضًا في البداية على أنها حالة ارتباط وسيط Iota-2007. ومع ذلك ، فقد تبين لاحقًا تجريبيًا أن CO 2 -IV لا يزال يتكون من جزيئات خطية محددة جيدًا وأن هيكله البلوري معيني الشكل مع المجموعة الفضائية R ¯ 3 c Datchi-2009. في درجات حرارة أعلى ، لوحظ وجود مرحلة وسيطة بين CO 2 -I و CO 2-IV عن طريق تسخين وضغط CO 2 -I حتى 20 جيجا باسكال عند 950 ك. VII) ينتمي إلى المجموعة الفضائية C mca. جيوردانو 2007. على الرغم من حقيقة أن CO 2 -VII و CO 2-III لهما نفس المجموعة الفضائية ، فإن الاختلافات في أطياف رامان الخاصة بهم وفي معلمات الشبكة الخاصة بهم تشير إلى أن هياكلهم قد تكون مختلفة نوعياً Giordano-2007. ومع ذلك ، فقد أظهرت دراسة نظرية حديثة أن CO 2-III و CO 2 -VII ينتميان إلى نفس الحد الأدنى من الطاقة التكوينية وأن CO 2 -III هو مظهر من مظاهر ثاني أكسيد الكربون CO 2 -VII في درجة حرارة منخفضة Sontising-2017.

تم تصنيع طور ثاني أكسيد الكربون غير الجزيئي لأول مرة عن طريق التسخين بالليزر CO 2 -III فوق 40 جيجا باسكال و 1800 كلفن Iota-1999 ، وهيكلها البلوري عبارة عن هيكل شبيه بالكريستوباليت منهار جزئيًا ، مع مجموعة الفضاء I ¯ 4 2 d سانتورو 2012 داتشي 2012. عن طريق ضغط ثاني أكسيد الكربون إلى 50 جيجا باسكال عند 530 و 650 كلفن ، تم الحصول على شكل آخر غير جزيئي من ثاني أكسيد الكربون (CO 2 -VI) Iota-2007. تتوافق أطيافها الاهتزازية مع أطيافها ذات الطبقات الرباعية السطوح Lee-2009. بالإضافة إلى المرحلتين الجزيئية وغير الجزيئية ، لوحظ وجود شكل غير متبلور من ثاني أكسيد الكربون (a-CO 2) عند ضغط CO 2 -III في نطاق الضغط 40-48 GPa عند درجة حرارة الغرفة Santoro-2006. لقد تبين أن التركيب المجهري لـ a-CO 2 يتكون من خليط من 3 و 4 أضعاف ذرات الكربون المتناسقة Montoya-2008. أخيرًا ، عند ضغوط تتراوح بين 30 و 80 جيجا باسكال ، ودرجات حرارة أعلى من 1700 كلفن ، تم الإبلاغ عن أن CO 2 -V يتفكك إلى الكربون الأولي (الماس) والأكسجين (ϵ -O 2) Tschauner-2001 Litasov-2011. ومع ذلك ، أظهرت دراسة تجريبية حديثة Dziubek-2018 أنه لا يوجد فقط تفكك لثاني أكسيد الكربون ، ولكنها تشير أيضًا إلى أن CO 2 -V هو المرحلة المستقرة للأشكال غير الجزيئية لثاني أكسيد الكربون. يوضح الشكل 1 مخطط الطور المقبول حاليًا بما في ذلك جميع الأشكال المذكورة من ثاني أكسيد الكربون الصلب مع المنطقة التي يصبح فيها مائعًا.

الشكل 1: مخطط طور ثاني أكسيد الكربون عالي الضغط مقتبس من المرجع. داتشي 2016. تتوافق المناطق الصفراء والخضراء والزرقاء والأرجوانية مع الأشكال الجزيئية وغير الجزيئية والسائلة وغير المتبلورة لثاني أكسيد الكربون على التوالي. تتوافق الخطوط الصلبة مع حدود الطور الديناميكي الحراري ، بينما الخطوط المتقطعة هي حدود حركية. تمتد المنطقة المظللة الموجودة أعلى المراحل الجزيئية على المنطقة المقيدة تجريبياً حيث يجب أن تكون الحدود الجزيئية إلى غير الجزيئية موجودة. تشير الأسماء المكتوبة بخط مائل إلى مراحل غير مستقرة.

لسوء الحظ ، تعيق التأثيرات الحركية القوية التحديد التجريبي لحدود طور ثاني أكسيد الكربون ، كما أن صغر حجم العينات يجعل تحديد الهياكل أمرًا صعبًا. نتيجة لذلك ، تظل العديد من الأسئلة المفتوحة فيما يتعلق بطبيعة حدود المرحلة واستقرار المراحل المذكورة في الشكل 1. في الجزء الجزيئي من مخطط الطور ، تتضمن الأسئلة المفتوحة الاستقرار النسبي لثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون في درجة حرارة منخفضة ، وطبيعة ثاني أكسيد الكربون السابع ، ولا سيما علاقته الهيكلية مع ثاني أكسيد الكربون. عند الضغط العالي ، فإن أحد الأسئلة الأساسية هو موقع حدود الطور بين المراحل الجزيئية وغير الجزيئية. تمت ملاحظة الانتقال الجزيئي إلى غير الجزيئي تجريبيًا فقط فوق 40-50 جيجا باسكال ، ولكن تم استرداد ثاني أكسيد الكربون غير الجزيئي إلى الضغط المحيط يونغ -2016 ، مما يشير إلى أن الموقع الفعلي للحدود يمكن أن يكون في أي مكان بين هذين النقيضين (المنطقة المظللة في الشكل 1). Santoro et al. على سبيل المثال ، اقترح مخططًا للطور حيث تقع الحدود بين المراحل الجزيئية وغير الجزيئية عند درجة حرارة الغرفة في منتصف الطريق تقريبًا ، عند 20 GPa Santoro-2004. علاوة على ذلك ، فإن الحدود الحركية بين ثاني أكسيد الكربون والتركيبات غير الجزيئية ، أي منطقة PT حيث يحدث التحول عند الانضغاط ، لها منحدر سلبي عند درجة حرارة منخفضة Santoro-2009 ، بينما تشير الاعتبارات الديناميكية الحرارية الأساسية إلى أن منحدر الطور الحقيقي يجب أن تكون الحدود موجبة Santoro-2004. إن التحديدات النظرية للحدود الجزيئية / غير الجزيئية في درجات حرارة منخفضة ، بناءً على طرق البنية الإلكترونية ab initio ، تتنبأ بضغوط الانتقال في النطاق بين 18 و 21 GPa عند الانتقال من CO 2-II و CO 2-III إلى غير الجزيئي أشكال Oganov-2008 Gohr-2013 Yong-2016.

في هذا البحث ، نمد التحديد النظري لمخطط الطور لثاني أكسيد الكربون إلى درجات حرارة محدودة. يتم حساب حدود الطور بين المراحل الجزيئية II و III و IV والمرحلة غير الجزيئية V بناءً على نهج ab initio لتحديد الطاقات الحرة حيث يتم معالجة الطاقات الحرة الاهتزازية بالتقريب شبه التوافقي.

الشكل 2: علاقة الضغط بالحجم للمراحل (أ) الثانية ، (ب) الثالث ، (ج) الرابع ، و (د) الخامس من ثاني أكسيد الكربون في درجة حرارة الغرفة موضحة بخطوط سوداء صلبة. لكل حالة ، يتم عرض القيم المبلغ عنها من الدراسات التجريبية (الدوائر الحمراء) والنظرية (المربعات الزرقاء والماس الأرجواني والصلبان الصفراء) للمراحل المختلفة أيضًا. الشكل 3: (أ) حدود الطور بين ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون (أخضر ، نجوم) ، وثاني أكسيد الكربون ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون (بني ، مثلثات سفلية) ، وثاني أكسيد الكربون 2 - 3 ، وثاني أكسيد الكربون - 4 (أرجواني ، ماس). تم الإبلاغ عن الحدود المقترحة بواسطة Iota et al. Iota-2001 (تجريبي) و Bonev et al. Bonev-2003 (نظري) ، موضحة بخط برتقالي منقطة وخط منقط بنفسجي ، على التوالي. (ب) حدود الطور بين الأطوار الجزيئية CO 2-II (أحمر ، دوائر) ، CO 2-III (أزرق ، مثلثات أعلى) ، و CO 2 -IV (رمادي ، تقاطعات) ، والمرحلة غير الجزيئية CO 2 -V . يتم أيضًا تضمين الحدود المقترحة للمنطقة الحركية (المنطقة المظللة) المبلغ عنها في الأعمال السابقة: المرجع. Santoro-2004 (بنفسجي ، خط متقطع بالنقط) والمرجع. سانتورو 2009 (مربعات برتقالية).

تم إجراء حسابات الهيكل الإلكتروني Ab initio باستخدام نظرية الكثافة الوظيفية (DFT) وطريقة الموجة المعززة لجهاز العرض (PAW) ، كما هو مطبق في مجموعة Quantum ESPRESSO Giannozzi-2009 Giannozzi-2017 مع قطع الطاقة الحركية بمقدار 200 Ry للطائرة- مجموعة أساس الموجة. تم تنفيذ تقريب التدرج المعمم (GGA) لطاقة الارتباط التبادلي باستخدام Perdew-Burke-Ernzerhof الوظيفية Perdew-1996. تم استخدام طريقة Monkhorst-Pack Pack-1976 لتوليد شبكات k -points لأخذ عينات من منطقة Brillouin. تم إجراء تحسين الخلية المتغيرة لجميع المعلمات الهيكلية للمراحل الأربع في نطاق الضغوط بين 10 و 70 جيجا باسكال. تم استخدام نظرية الاضطراب الوظيفي للكثافة (DFPT) ضمن مخطط الاستجابة الخطية Baroni-2001 لحساب ترددات الفونون عند درجة حرارة صفر. تم حساب طاقة نقطة الصفر ومساهمات درجة الحرارة المحدودة في طاقة هيلمهولتز الحرة في التقريب شبه التوافقي (QHA) Leibfried-1961 Baroni-2010. لإنشاء مخطط طور الضغط ودرجة الحرارة ، تم تركيب الطاقة الحرة Helmholtz عند درجات حرارة مختلفة مع معادلة حالة بيرش-مورناغان بترتيب 3 ص. أخيرًا ، تم حساب طاقة جيبس ​​المجانية على النحو التالي:

تتم مقارنة معادلات الحالة لدرجة حرارة الغرفة التي تم الحصول عليها بالتقديرات المذكورة أعلاه مع البيانات التجريبية لمراحل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون في الشكل 2. الاتفاق ممتاز ويؤكد صحة النهج. حدود المرحلة المبنية على أساس الطاقات الحرة جيبس ​​المحسوبة موضحة في الشكل 3.

نبدأ مناقشتنا بتحليل الجزء الجزيئي الصلب من مخطط الطور. يُشار إلى هذا الجزء باللون الأصفر في الشكل 1 ، ويحتوي على المراحل الجزيئية الأول والثاني والثالث والرابع ، ويتزامن الحد الأعلى للضغط مع الانتقال إلى الطور غير الجزيئي. نظرًا لأن المرحلة الأولى بالإضافة إلى حدودها مع المراحل الأخرى معروفة ومقيدة جيدًا ، فإننا نركز بشكل خاص على المراحل الثانية والثالثة والرابعة ، عند ضغوط أعلى من 12 جيجا باسكال. وفقًا لعلاقات ضغط المحتوى الحراري ، مع وبدون مساهمة طاقة نقطة الصفر ، عند T = 0 K CO 2-II هي المرحلة الجزيئية الأكثر استقرارًا في نطاق الضغط ، حتى الانتقال إلى CO 2 -V. يشير هذا إلى أن الهيكل المعيني C m c (المرحلة الثالثة) الذي تم الحصول عليه تجريبيًا من ضغط المرحلة الأولى هو في الواقع ثابت فقط. لاحظ أن هذا لا يزال صحيحًا حتى بعد إدراج مساهمات النقطة الصفرية ، بالاتفاق مع التقارير السابقة Iota-2001 Bonev-2003. ومع ذلك ، يصبح CO2 -III أكثر استقرارًا من CO2 -II عند درجات حرارة محدودة (خط أخضر صلب مع النجوم في الشكل 3 (أ)). درجة حرارة التحول بين CO 2-III و CO 2-II لها اعتماد قوي على الضغط وتصل إلى قيم تزيد عن 1000 كلفن بالقرب من الحدود مع المرحلة غير الجزيئية. بمقارنة الطاقات الحرة لثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ، نجد أن الحدود بين المرحلتين الثانية والرابعة (الخط البني الصلب مع المثلثات السفلية في الشكل 3 (أ)) تتفق جيدًا مع البيانات التجريبية Datchi-2009. يؤدي الاعتماد الضعيف للحد من الضغط على الحدود من الثانية إلى الرابعة إلى تضييق منطقة استقرار المرحلة الثانية ، مما يدفعها نحو درجات حرارة منخفضة. أخيرًا ، وجدنا أن الحدود بين CO 2 -III و CO 2 -IV (خط أرجواني صلب مع الماس في الشكل 3 (أ)) عمودية تقريبًا ، مما يقيد مجال استقرار المرحلة الثالثة إلى نافذة ضغط أضيق من المراحل الأخرى. نلخص نتائج حساب الطاقة الحرة للمراحل الجزيئية الثلاثة II و III و IV في الشكل 4. المرحلتان الأولى والثانية هما الطوران الجزيئيان الوحيدان المستقران لثاني أكسيد الكربون في درجات الحرارة المحيطة ودرجات الحرارة المنخفضة. يتم تثبيت كل من المرحلتين الثالثة والرابعة حسب درجة الحرارة ، وتتعايش المراحل الثانية والثالثة والرابعة عند نقطة ثلاثية تقع عند 15 جيجا باسكال و 500 كلفن.

النتائج التي توصلنا إليها تتفق مع محاكاة Bonev et al. Bonev-2003 الذي اقترح C m c a كطور درجة حرارة مستقر من Bonev-2003. لأن بنية المرحلة الرابعة لم تكن معروفة في ذلك الوقت ، بونيف وآخرون. اقترح منطقة استقرار أوسع لثاني أكسيد الكربون. ومن المثير للاهتمام ، كما يتضح من الشكل 3 (أ) ، أن منطقة P - T لاستقرار CO 2 -III التي تم الحصول عليها من حساباتنا لها تداخل كبير مع منطقة الاستقرار المبلغ عنها لما يسمى بالمرحلة السابعة من ثاني أكسيد الكربون جيوردانو 2007. أظهر عمل نظري حديث أن المرحلتين الثالثة والسابعة لهما ، في الواقع ، نفس البنية البلورية (المجموعة الفضائية C m c a) Sontising-2017. لذلك نؤكد أن المرحلة الثالثة مستقرة في منطقة P-T حيث تم الإبلاغ عن المرحلة السابعة. يجب أن تُعزى مراقبة المرحلة الثالثة خارج هذه المنطقة (على سبيل المثال في الظروف المحيطة ، نتيجة لضغط المرحلة الأولى) إلى التأثيرات الحركية.

ننتقل الآن إلى الحد الفاصل بين المراحل الجزيئية والمرحلة غير الجزيئية- V (الشكل 3 (ب)). نجد أنه عند درجة حرارة الصفر تكون حدود الطور بين CO 2-II و CO 2 -V عند 20.8 جيجا باسكال. وبدلاً من ذلك ، فإن الانتقال بين ثاني أكسيد الكربون (غير المستقر) وثاني أكسيد الكربون CO 2 -V سيحدث عند 21.5 جيجا باسكال ، في غياب التأثيرات الحركية. وهذا يتفق جيدًا مع الأعمال النظرية السابقة Oganov-2008 Gohr-2013 Yong-2016. تعد حدود الطور بين المراحل الجزيئية و CO 2 -V غير حساسة إلى حد ما لاختيار التركيب الجزيئي وجميعها لها منحدر إيجابي ، كما اقترح Santoro-2004 بالفعل. بالنظر إلى أن الأطوار غير الجزيئية أكثر كثافة من الأطوار الجزيئية ، فإن المنحدر الإيجابي يعني انخفاضًا في الانتروبيا في الانتقال من الجزيئية إلى غير الجزيئية. هذا ليس غير متوقع ، بالنظر إلى صلابة البنية غير الجزيئية ، عند مقارنتها بالهيكل الجزيئي. حجمنا المحسوب والانتروبيا يقفز عبر الانتقال تؤكد هذه الصورة ، انظر الجدول 1. باستخدام خط الانصهار المحدد تجريبياً ، تُظهر حساباتنا نقطة ثلاثية بين المرحلتين الرابعة والخامسة ، والمرحلة السائلة عند 35 جيجا باسكال و 1600 كلفن ، وبالتالي تشير الحسابات إلى أن ثاني أكسيد الكربون الجزيئي يمكن أن يكون مستقرًا حتى ضغوط تصل إلى 35 جيجا باسكال ، في درجة حرارة عالية.

الشكل 4: مخطط المرحلة النظرية لثاني أكسيد الكربون عند الضغط العالي ودرجة الحرارة. تظهر حدود الطور المحسوبة لدينا بخطوط سوداء صلبة ، بينما تظهر الحدود الديناميكية الحرارية التي تم الإبلاغ عنها مسبقًا باللون الرمادي. تتوافق المناطق الصفراء والخضراء والزرقاء مع الأشكال الجزيئية وغير الجزيئية والسائلة من ثاني أكسيد الكربون.

باختصار ، لقد قدمنا ​​حسابات نظرية لدرجة الحرارة المحدودة في التقريب شبه التوافقي لمختلف الأشكال الصلبة الجزيئية وغير الجزيئية لثاني أكسيد الكربون. هدفت الحسابات إلى حل حالات عدم اليقين والتضارب التجريبية بسبب التأثيرات الحركية وقابلية الاستقرار. نجد أن الحد الفاصل بين الأطوار غير الجزيئية والمرحلة الخامسة له ميل موجب ويبدأ عند 21.5 جيجا باسكال عند T = 0 ك.وجدنا أيضًا أن مخطط الطور يوضح نقطة ثلاثية بين المرحلة الرابعة والخامسة والمرحلة السائلة عند 35 GPa و 1600 K. يشير هذا إلى أن الأطوار غير الجزيئية لها منطقة استقرار أوسع مما تم الإبلاغ عنه سابقًا. تمكنا من إعادة إنتاج خط الحدود الديناميكي الحراري المعروف بين CO 2-II و CO 2-IV ، مما يؤكد أن التأثيرات الحركية ليست ذات صلة في هذا الانتقال. أخيرًا ، تم توضيح أن المرحلة الثانية هي المرحلة الجزيئية الأكثر استقرارًا عند درجات حرارة منخفضة ، مما يوسع منطقة ثباتها إلى كل حالة من حالات P-T حيث تم الإبلاغ عن المرحلة الثالثة بشكل تجريبي. ومع ذلك ، تظهر نتائجنا أيضًا أن ثاني أكسيد الكربون - III يتم تثبيته بدلاً من ذلك عند درجة حرارة عالية وتتزامن منطقة استقراره مع ظروف P - T حيث تم الإبلاغ عن المرحلة السابعة بشكل تجريبي ، مما يعني أن المرحلة الثالثة والمرحلة السابعة هي نفسها بالفعل.

نعترف ببرنامج ISCRA الخاص بـ CINECA لتوفير الوقت الحسابي بموجب الاقتراح HP10CVCDOB. تتقدم B.H.C-O بالشكر لـ COLCIENCIAS لمنحة الدراسات العليا ، كما أن الدعم المقدم من برنامج ICTP STEP هو موضع امتنان. مربى. شكر Vicerrectoría de Investigaciones من Universidad de Cartagena ، على دعم Grupo de Modelado Computacional (COL0101016) من خلال المنح الداخلية.


البحوث الأصلية المادة

ماريا هيرمان 1 ، أتيلا تيليكي 1 ، ساندرا ويتز 2 ، الكسندر نيس 1 ، أندرياس فرويند 1 ، فرانك روبرت بنجلسدورف 2 ، Peter D & # x00FCrre 2 و رالف تاكرز 1 *
  • 1 معهد الهندسة الكيميائية الحيوية ، كلية الطاقة ، والعمليات ، والهندسة الحيوية ، جامعة شتوتغارت ، شتوتغارت ، ألمانيا
  • 2 معهد الأحياء الدقيقة والتكنولوجيا الحيوية ، كلية العلوم الطبيعية ، جامعة أولم ، أولم ، ألمانيا

المطثية ljungdahlii (C. ljungdahlii، CLJU) موهوبًا أصلاً بإنتاج حمض الأسيتيك ، 2،3-بوتانديول ، ومخاليط غاز ثاني أكسيد الكربون المستهلكة للإيثانول2و CO و H2 (غاز تخليقي). هنا ، نقدم تشكيل الأيزوبوتانول القائم على syngas باستخدام C. ljungdahlii إيواء التضخيم المؤتلف لمسار & # x201CEhrlich & # x201D الذي يحول KIV داخل الخلايا إلى أيزوبوتانول. تمت دراسة إنتاج الأيزوبيوتانول ذاتي التغذية بتحليل سلالتين مختلفتين في المفاعلات الحيوية 3 لتر بالغاز والمحرّكة. تم تطبيق التوصيف الفسيولوجي بدقة مع التنميط الأيضي وتحليل توازن التدفق. وبناءً عليه ، تم تحديد توريد KIV و pyruvate على أنهما سلائف رئيسية & # x201Cbottlenecking & # x201D تحد من تكوين الأيزوبوتانول الأولي في CLJU [KAIA] إلى 0.02 جم L & # x20131. منع إضافي لتخليق فالين في CLJU [KAIA]:ilvE زيادة إنتاج الأيزوبوتانول حسب العامل 6.5 ليصل أخيرًا إلى 0.13 جم لتر & # 201131. يجب أن تركز الهندسة الأيضية المستقبلية على إزالة الاختناق من توافر NADPH ، في حين أن إمداد NADH متوازن بالفعل في الجيل الحالي من السلالات.


تحديد "المفاهيم الأساسية في الكيمياء الحيوية" بمساعدة الزملاء

كانت الخطوة الأولى في هذه العملية هي تحديد ما يعتبره علماء الكيمياء الحيوية العاملون المفاهيم الأساسية في الكيمياء الحيوية.

مسوغات ومنهجية المسح

اخترنا 120 أكاديميًا علميًا في جامعتين أستراليتين كبيرتين ومكثفتين في مجال البحث (جامعة كوينزلاند وجامعة سيدني) كمجموعة مرجعية لإكمال الاستبيان الذي صممناه. تم اختيار هؤلاء الأكاديميين بناءً على إدراج الكيمياء الحيوية في أسماء أقسامهم أو نقاط القوة البحثية والتدريس المعلنة. في كثير من الحالات ، كان مؤلفو الدراسة يعرفون أعضاء المجموعة المرجعية شخصيًا وكانوا على دراية ببرامج التدريس و / أو البحث في الكيمياء الحيوية. تم استخدام هذه المعرفة كجزء من معايير الاختيار. حصل جميع الأكاديميين على درجة الدكتوراه في الكيمياء الحيوية أو تخصص بيولوجي أو كيمياء ذي صلة.

لقد قمنا بدعوة المستجيبين المحتملين عبر البريد الإلكتروني للوصول إلى رابط Survey Monkey (http://www.surveymonkey.com/s/LRFDK9K). قدم الاستطلاع على هذا الرابط مجموعة أسئلة بعنوان "أساسيات الكيمياء الحيوية". يتم عرض الأسئلة في الجدول 1. يمكن للمجيبين اختيار تضمين عنوان بريد إلكتروني للاتصال في استجابتهم ، ولكن لم يتم الوصول إلى هذا أثناء معالجة النتائج. لم يتم جمع معلومات تعريف أخرى. تمت معالجة البيانات مجهولة الهوية بشكل مستقل من قبل المؤلفين الأول والثاني (SLR و CAS). لم يكمل مؤلفو هذه الدراسة المسح.

نص السؤال خيارات الإجابة الأجوبة المقدمة
1) هل درست الكيمياء الحيوية في الجامعة؟ أ) لا على الإطلاق 5 (13.9%)
ب) 1-2 سنوات 13 (36.1%)
ج) 3-4 سنوات 11 (30.6%)
د) 5 سنوات فأكثر 7 (19.4%)
2) هل كانت الكيمياء الحيوية تخصصك في الجامعة؟ افتح الجواب 62٪ عرّفوا أنفسهم بأنهم أكملوا دراسة كبرى أو دكتوراه أو ما بعد الدكتوراه في الكيمياء الحيوية.
3) هل تستخدم مفاهيم أو تقنيات كيميائية حيوية في عملك؟ أ) طوال الوقت 24 (66.7%)
ب) في كثير من الأحيان 8 (22.2%)
ج) في بعض الأحيان 2 (5.6%)
د) نادرا 2 (5.6%)
ه) لا 0 (0%)
4) يرجى ذكر ثلاثة إلى خمسة مفاهيم تعتقد أنها أساسية للكيمياء الحيوية. افتح الجواب انظر الجدول الثاني
5) أي من المفاهيم التي ذكرتها في السؤال الرابع أعلاه هي الأكثر أهمية في الكيمياء الحيوية؟ افتح الجواب انظر الجدول الثالث

نتائج الاستطلاع والتحليل

يتم عرض البيانات الديموغرافية التي تم الحصول عليها من نتائج المسح في الجدول الأول. إلى Tأكمل 36 أكاديميًا المسح. أكثر من 85٪ من المستجيبين قد درسوا الكيمياء الحيوية رسميًا لمدة سنة واحدة على الأقل على مستوى الجامعة (كلية مانحة للدرجة العلمية) ، وعرف 62٪ من المستجيبين أنفسهم بأنهم قد أتموا تخصصًا أو دكتوراه أو دراسة ما بعد الدكتوراه في الكيمياء الحيوية. قال أكثر من 88٪ من المجيبين إنهم استخدموا مفاهيم أو تقنيات كيميائية حيوية "في كثير من الأحيان" أو "طوال الوقت" في عملهم.

قدم المستجيبون ما مجموعه 142 إجابة على السؤال "يرجى ذكر ثلاثة إلى خمسة مفاهيم تعتقد أنها أساسية للكيمياء الحيوية." لقد اعتبرنا جميع هذه الردود جزءًا من مجموعة البيانات الخاصة بنا ، إلا إذا أشار المستجيبون إلى أنهم غير مؤهلين للإجابة على السؤال (قام اثنان بذلك).

عند مراجعة الردود ، لاحظنا أنه يمكن تصنيف العديد من الردود على أنها محتوى بدلاً من كونها مفاهيم.

الكلمات أو العبارات التي تحدد موضوعًا أو حقيقة يمكن تدريسها كعنصر مستقل وغير مضمون و

الكلمات أو العبارات التي لا تربط أو تعطي معنى صريحًا أو تضع في سياقها حقائق ومهارات منفصلة.

لقد طبقنا كلا المعيارين على الردود لقياس ما إذا كانت مضمونة. على سبيل المثال ، يمثل مصطلح "كيمياء السكر" محتوى نموذجيًا لأنه ليس بيانًا سياقيًا يعطي إحساسًا بكيفية حدوث الأشياء في علم الأحياء ولماذا يمكن تدريس كيمياء السكر كمجموعة من التفاعلات الكيميائية دون فهم كيفية تناسب هذه التفاعلات مع الكيمياء الحيوية للخلية أو الكائن الحي. وبالمثل ، فإننا نعتبر تقديم كلمات مفردة مثل "البروتينات" و "التمثيل الغذائي" و "العقيدة المركزية" "محتوى" لأنها منفصلة عن السياق وخالية من التجريد ومحدودة في معناها الأوسع.

الكلمات أو العبارات أو الجمل التي تعطي إحساسًا بكيفية أو سبب حدوث الأشياء في علم الأحياء و

الكلمات أو العبارات أو الجمل التي تعطي معنى وربطًا بالحقائق والمهارات المنفصلة و

الكلمات أو العبارات أو الجمل التي تتطلب فهم أكثر من منطقة محتوى بطريقة مجردة.

المعيار (3) يعتمد على تعريف قاموس ويبستر لـ "الملخص" على أنه شيء "يعتبر منفصلاً عن أي تطبيق إلى كائن معين منفصل عن المادة" [20].

على سبيل المثال ، المفهوم المتعلق بالسكريات سيكون "السكريات هي مصدر للطاقة في الأنظمة البيولوجية" ، لأن تدريس هذا يتطلب مناقشة متكاملة لكيمياء السكر ، والتمثيل الغذائي العام ، ورابطًا مجردًا لدور الديناميكا الحرارية في الأنظمة الحية. هذه العبارة مجردة أيضًا لأنها تشير إلى المبدأ العام للتحويل بين أشكال الطاقة. لن يكون هذا التحويل واضحًا للطلاب حتى يفهموا الأفكار الأساسية حول دور الإلكترونات في الجزيئات الحيوية. قد يكون المفهوم المتعلق بالبروتينات هو "أن وظيفة البروتين مدفوعة بترتيباته من الروابط الضعيفة والقوية". مرة أخرى ، يعطينا هذا البيان "كيف" و "لماذا" المعلومات التي تتطلب تكامل أكثر من فكرة واحدة أو منطقة محتوى لفهمها.

يتم عرض جميع الردود في الجدول الثاني في شكل مختصر إلى حد ما. تم ذكر العديد من المجالات مثل "التمثيل الغذائي" و "العقيدة المركزية" و "التفاعلات الجزيئية" بشكل متكرر. تم الإبلاغ عنها في الجدول 2 كفكرة واحدة مع رقم يشير إلى عدد المرات التي تم ذكرها فيها.

# إجابة
18 التعرف الجزيئي والتفاعلات (بما في ذلك الارتباط بين المستقبلات والرابطات) ، ونقل الإشارة ، ودور الصلات في التفاعلات.
14 التمثيل الغذائي (مسارات الانهيار والتوليف للجزيئات الحيوية المعقدة).
14 تكرار العقيدة المركزية للحمض النووي / النسخ / الترجمة / معالجة البروتين. يرتبط إنتاج البروتين بالتعبير الجيني المنظم.
11 تحفيز الإنزيم ، بما في ذلك تنظيم ، وهيكل ، ووظيفة الإنزيمات.
11 الأنظمة الخلوية في حالة توازن ديناميكي (وليس ديناميكيًا حراريًا). لن يستمر التفاعل الإيجابي للديناميكا الحرارية بالضرورة تلقائيًا. غير قادر علي. حركية التفاعل وعلم الطاقة ومعادلات المعدل للتفاعلات الكيميائية (الحيوية).
11 يتم تحويل الطعام والركائز المخزنة والضوء إلى عملة طاقة. تُستخدم هذه العملة لدفع العمليات الكيميائية الحيوية والخلوية وبناء النظام.
10 الهيكل وعلاقته بالوظيفة. تؤدي البروتينات الوظائف الأساسية للخلية. الآلات الجزيئية وكيفية عملها لإنجاز وظيفتها.
9 توفر الكيمياء الحيوية أدوات للقياسات والتحليلات والتحليلات التحليلية والكمية. البيولوجيا الهيكلية مهمة.
8 التركيب الكيميائي للجزيئات الحيوية (الهياكل الكيميائية والبنية ثلاثية الأبعاد).
8 الكيمياء الحيوية هي كيمياء في بيئة بيولوجية. تنطبق نفس المبادئ الأساسية (على سبيل المثال: قواعد الكيمياء العضوية والمفاهيم الكيميائية مثل الأكسدة والاختزال والحركية والديناميكا الحرارية والتوازن).
6 تجزئة وتقسيم مساحات الخلية ومكوناتها بما في ذلك دور الماء كمذاب.
6 بيولوجيا الغشاء (كيف تحدد الخصائص وعدم تناسق الأغشية العمليات البيوكيميائية وتنظمها).
5 فكرة المسارات والشبكات المنظمة وانهيارها أثناء المرض.
4 تخزين المعلومات ونقلها وتحويلها إلى هيكل.
4 أشكال وتفاعلات الجزيئات على أساس الشحنات ، والماء ، والكره للماء ، وما إلى ذلك. يهيمن على البنية الثلاثية الجزيئية الحيوية من خلال تفاعلات ضعيفة بين الجزيئات ، في حين أن العمود الفقري مبني من روابط قوية. الهياكل ديناميكية.
2 تنظيم وتعديل وظيفة البروتين (التماثل ، الفسفرة ، تحويل الإشارة ، إلخ).
2 الهياكل الخلوية على المستوى الجزيئي (الغلاف النووي ، ER ، Golgi ، ألياف أكتين ، هياكل بدائيات النوى).
2 مطلوب تركيز الأس الهيدروجيني والملح الصحيح للحفاظ على الوظيفة المناسبة للخلية (الاستتباب).
1 التطور وضغط الاختيار.
1 فكرة ما يحدث على المستوى الجزيئي مقابل الخصائص الكبيرة للنظام.

قدم المستجيبون 39 مفهوماً وفكرةً عرفوها بأنها "الأكثر أهمية للكيمياء الحيوية". ويرد ملخص لها في الجدول الثالث. مرة أخرى ، يمكن اعتبار العديد منها كمحتوى وليس مفاهيم.

المفهوم وعدد الأمثلة
بنية البروتين ووظيفته (8)
الاعتراف الجزيئي (7)
العقيدة المركزية (6)
التحفيز بوساطة إنزيم (4)
تدفق المعلومات (2)
تدفق الطاقة (2)
المفاهيم الكيميائية الأساسية (2)
مسارات التخليق الحيوي (2)
التوازن والتدفق (2)
مناهج المختبر في الكيمياء الحيوية (1)
تركيب الجزيئات الحيوية (البروتينات والأحماض النووية والدهون والسكريات) [1)
الماء ضروري لكيمياء الحياة (1)
كيف تحول الكائنات الحية الطاقة وتبني النظام البيولوجي (1)
  • تم تجميع الأفكار والمصطلحات والمفاهيم لهذا التحليل. ظهرت العبارات أو الكلمات أو الأفكار متبوعة برقم بين قوسين (x) مرات "x" في مجموعة الردود.

للحصول على فكرة عن أهم الكلمات في الإجابات (بدلاً من الأفكار الشائعة الاستخدام) ، قمنا بجمع كل الكلمات من الإجابات على السؤالين 4 و 5 وقمنا بتعيينها وفقًا لتكرار الاستخدام (الشكل 1). كانت الكلمة الأكثر استخدامًا هي "بروتين" (30 حالة) ، تليها "بنية" (22 استخدامًا) ، ثم "وظيفة" (17 استخدامًا). تم استخدام جميع الكلمات أو المصطلحات الموضحة في الشكل 1 ثلاث مرات على الأقل في الإجابات.

كثيرا ما تستخدم الكلمات في ردود "المفاهيم الأساسية في الكيمياء الحيوية". كلما كانت الكلمة أكبر ، كلما تم استخدامها بشكل متكرر. للحصول على هذا الرسم التخطيطي ، تمت معالجة ملف نصي تم تحريره يحتوي على الردود المجمعة من Q4 و Q5 (الجدول I) باستخدام wordle.net. قبل إدخال الردود في Wordle (http://www.wordle.net/) ، تمت إزالة الكلمات الشائعة مثل "at" و "the" وما إلى ذلك. تم تعديل النص لإزالة السلبيات (على سبيل المثال: مصطلحات مثل "ليست خصائص مجمعة") والكلمات التي لا علاقة لها بالعلم (على سبيل المثال: "أعتقد ذلك" أو "أنا أستخدم بشكل متكرر"). تم وصل بعض أزواج الكلمات للإشارة إلى أنها تحدث معًا بشكل منتظم (على سبيل المثال: حمض أميني). تم تغيير بعض الكلمات لتطبيع الجمع والأزمنة والتهجئة. تم تضمين الكلمات المستخدمة ثلاث مرات أو أكثر في الردود فقط في هذه الصورة.

لقد شعرنا بالرضا لأن المشاركين في الاستطلاع قدموا مدخلات تعكس بدقة الموضوعات الرئيسية في الكيمياء الحيوية - احتوت ردودهم على كلمات وعبارات كانت مشابهة لمجالات المحتوى التي حصلنا عليها من خلال النظر في جداول محتويات الكتب المدرسية ، كما أنها تتلاءم جيدًا مع المناهج الأساسية للكيمياء الحيوية التي حددها Voet وآخرون. [14]. ومع ذلك ، بقي علينا استخراج منظور مفاهيمي من النتائج.


الشكل 2. (يسار) هيكل WT-DHFR (رمز PDB 1RX2) ، مع حمض الفوليك باللون الأزرق و NADP باللون الأحمر. البقايا التي تشارك في الشبكة الديناميكية هي المجالات البرتقالية ، ومواقع الإدراج في الكائنات الحية الأعلى هي المجالات الخضراء (α-carbons). M20 و I14 ، التي تمت مناقشتها في النص ، عبارة عن عصي. يشير السهم إلى مسار الهيدريد من C4 للنيكوتيناميد إلى C6 من حمض الفوليك. (وسط) موضع I14 بالنسبة للمتفاعلات. (يمين) توزيع DADs من حسابات MD الداخلية ، مؤامرة Arrhenius من H / T KIEs الجوهرية (على مقياس سجل) لـ WT ecDHFR (أحمر) ، I14V (أخضر) ، I14A (أزرق) ، و I14G (أرجواني). (13) تمثل الخطوط الانحدار غير الخطي إلى مكافئ 4. (5) مقتبس بإذن من المرجع 13. حقوق النشر 2012 American Chemical Society.

سينثيز ثيميديلات (TSase)


5. الاستنتاجات

باختصار ، تدعم الملاحظات النظرية بقوة الفكرة القائلة بأن كلا من التأثيرات الإلكترونية والتأثيرات الفراغية تحدد الاستقرار النسبي للجزيئات التي تحتوي على الرابطة الثلاثية Tl≡P ، بالإضافة إلى أيزومراتها المترابطة المزدوجة المقابلة. توضح نماذج الترابط البسيطة الموضحة بشكل تخطيطي في الشكل 1 هذا النموذج [I] ، الذي يرمز إلى طابع الترابط الخاص به بواسطة Tl P ، يفسر بشكل أفضل الرابطة الثلاثية في أنواع RTl≡PR التي تتميز ببدائل صغيرة. النموذج [II] ، الذي يتم وصف خاصية الترابط الخاصة به على أنها Tl P ، تصف بشكل أفضل الرابطة الثلاثية في جزيئات R′Tl≡PR التي تتميز بروابط ضخمة (الشكل 6). However, regardless of whether the substituents in triply bonded RTl≡PR compound are large or small, their Tl≡P triple bonds are quite weak. Two effects can explain these phenomena. The different sizes of the p orbitals in the Tl and P elements mean that their overlapping populations are pretty small and the lone pair of the phosphorus atom has significant amount of s character, which results in poor overlaps between thallium and phosphorus. It is hoped that the results of experimental synthesis and structural characterization will confirm these predictions.

5. Energy-requirement of carboxylation reactions

In general, all carboxylation reactions were calculated to be endergonic (Δ G تتفاعل >0) thus corroborating the notion of an energetically unfavourable uphill direction, which includes all major types of CO2 acceptors: aldehydes, amines and aliphatic acidic C–H and (hetero)aryl C–H acceptors within a range of +5 to +18 kcal mol −1 (Table S1, ESI†). This trend was only inverted in the case of activated acceptor substrates. Whereas carboxylation of phenylphosphate (going in hand with phosphate ester hydrolysis ) turned out to be approximately thermoneutral, the carboxylation of a highly strained oxirane and an activated alkene were found to be strongly exergonic (−19 and −8 kcal mol −1 , resp.).


Chemistry (Grades 9&ndash12) Subtest 2

Understand the principles of thermodynamics as applied to chemical systems.

  • analyzing energy changes due to the formation or breaking of chemical bonds
  • analyzing energy changes during chemical reactions, including the analysis of enthalpy diagrams
  • solving problems involving calorimetry
  • analyzing energy changes involved in phase transitions, dissolving solutes in solvents, and diluting solutions

Understand the relationship between thermodynamics and spontaneous chemical reactions.

  • predicting the spontaneity of given chemical reactions
  • analyzing the effect of changes in temperature, enthalpy, and entropy on the spontaneity of chemical reactions
  • analyzing the relationship between Gibbs free energy and electrochemical cell potential

Understand the behavior of gases.

  • demonstrating knowledge of kinetic-molecular theory
  • predicting qualitatively the effect of changes in temperature, pressure, and quantity of gas on an ideal gas system
  • using the ideal gas law to solve quantitative problems involving ideal gas systems

Copyright © Pearson Education, Inc. or its affiliate(s). كل الحقوق محفوظة.
Pearson, 300 Venture Way, Hadley, MA 01035


Chemistry (Grades 9&ndash12)

According to the information shown, what is the best estimate of the enthalpy change for this reaction?

Answer to question 1

Question 2

According to the standard enthalpy of formation data shown, what is the standard enthalpy change for the reaction between H2(ز) and Br2(ز)?

  1. &minus67.20 kJ negative 67.20 kilojoules
  2. &minus72.58 kJ negative 72.58 kilojoules
  3. &minus103.49 kJ negative 103.49 kilojoules
  4. &minus394.33 kJ negative 394.33 kilojoules

Answer to question 2

Question 3

A chemical equation reads as follows
Capital N lowercase I, solid, reacts with two capital H superscript positive one, aqueous, to produce capital N lowercase I superscript positive two, aqueous, and capital H subscript two, gas.

In the reaction shown above, 2 mol two moles of electrons are transferred to H + and the standard electrochemical cell potential is 0.25 V. zero point two five volts Based on this information, what is the value of the standard Gibbs free energy change for this reaction?

  1. &ndash12 kJ/mol negative 12 kilojoules per mole
  2. &ndash24 kJ/mol negative 24 kilojoules per mole
  3. &ndash48 kJ/mol negative 48 kilojoules per mole
  4. &ndash220 kJ/mol negative 220 kilojoules per mole

Answer to question 3

السؤال 4

The hypothetical chemical process shown is spontaneous even though the chemical reaction represents a decrease in entropy. According to the second law of thermodynamics, which of the following must be occurring to make the overall process spontaneous?

  1. The reaction is in a state of equilibrium.
  2. The entropy of the surroundings is increasing.
  3. The reaction is being performed at 25°C.
  4. The entropy of the universe is decreasing.

Answer to question 4

السؤال 5

5. A reaction with &Deltaح° = 45.0 kJ/mol and &Deltaس° = 72.1 J/K&bullmol is nonspontaneous at 298 K. Which of the following temperatures is the lowest temperature at which the reaction will be spontaneous?

Answer to question 5

Question 6

6. According to the Gibbs free energy equation, a chemical reaction is spontaneous at all temperatures under which of the following conditions?

  1. & دلتاح < 0, &Deltaس > 0 delta H is less than 0, delta S is greater than 0
  2. & دلتاح > 0, &Deltaس > 0 delta H is greater than 0, delta S is greater than 0
  3. & دلتاح < 0, &Deltaس < 0 delta H is less than 0, delta S is less than 0
  4. & دلتاح > 0, &Deltaس < 0 delta H is greater than 0, delta S is less than 0

Answer to question 6

Question 7

7. One mole of helium is placed in a sealed flask at 1.00 atm and 0°C. Assuming the helium in the flask behaves as an ideal gas, which of the following changes will lead to an increase in gas pressure within the flask?

  1. adding more helium to the flask
  2. decreasing the temperature to &minus negative 15 ° degrees C
  3. transferring the helium to a larger sealed flask
  4. removing one-half of the helium from the flask

Answer to question 7

Question 8

8. An ideal gas in a 1.00 L sealed vessel at 1.00 atm and 25.0°C has a mass of 1.78 g. What is the molar mass of this gas?

Answer to question 8

Answer Enter to expand or collapse answer. Answer expanded Correct Response: D. (Objective 0011) The following equation can be used to determine the molar mass of a gas: . The temperature and pressure are given for this ideal gas system and the ideal gas constant has a known value. The given temperature must be converted into kelvins before being substituted into the molar mass equation. The density of the gas can be calculated from the given mass and volume . When these values are entered into the molar mass equation, the molar mass of the gas is calculated to be 43.5 g/mol. Correct Response: D. (Objective 0011) The following equation can be used to determine the molar mass of a gas: molar mass equals start fraction numerator density times ideal gas constant times temperature denominator pressure end fraction. The temperature and pressure are given for this ideal gas system and the ideal gas constant has a known value. The given temperature must be converted into kelvins before being substituted into the molar mass equation. The density of the gas can be calculated from the given mass and volume open parenthesis density equals start fraction numerator one point seven eight g denominator one point zero zero l end fraction close parenthesis. When these values are entered into the molar mass equation, the molar mass of the gas is calculated to be 43.5 g slash mol.

Question 9

9. If a series of different gases is allowed to effuse under the same conditions of temperature and pressure, which of the following statements correctly compares the rate of effusion of two of the gases?

  1. Ne will effuse one-fifth as fast as He. capital N lowercase E will effuse one fifth as fast as capital H lowercase E.
  2. He will effuse at the same rate as Ne. capital H lowercase E will effuse at the same rate as capital N lowercase E.
  3. ا2 will effuse 2 times faster than H2. capital O subscript 2 will effuse 2 times faster than capital H subscript 2.
  4. ح2 will effuse 4 times faster than O2. capital H subscript 2 will effuse 4 times faster than capital O subscript 2.

Answer to question 9

Answer Enter to expand or collapse answer. Answer expanded Correct Response: D. (Objective 0011) The rate of effusion is the speed at which gaseous particles separate. It is determined by a gas law related to kinetic molecular theory known as Graham's law. Since the two gases have the same temperature conditions, according to kinetic molecular theory, they must have the same average kinetic energy, which is represented as: 0.5mاv 2 ا = 0.5mحv 2 ح where m is mass and v is velocity. Then, to isolate the velocities on one side of the equation: mاv 2 ا = mحv 2 ح ما/mح = v 2 ح/v 2 ا = vح/vا Plugging in the molecular weights of O2 و ح2 يعطي , which yields . Correct Response: D. (Objective 0011) The rate of effusion is the speed at which gaseous particles separate. It is determined by a gas law related to kinetic molecular theory known as Graham's law. Since the two gases have the same temperature conditions, according to kinetic molecular theory, they must have the same average kinetic energy, which is represented as one-half the mass of O times the velocity of O squared equals one-half of the mass of H times the velocity of H squared. Then, to isolate the velocities on one side of the equation first get the mass of O times the velocity of O squared equals the mass of H times the velocity of H squared. Then, the mass of O divided by the mass of H equals the velocity of H squared divided by the velocity of O squared. Next, the square root open parenthesis of the mass of O divided by the mass of H close parenthesis equals the velocity of H divided by the velocity of O. Plugging in the molecular weights of capital O subscript 2 and capital H subscript 2 gives the square root of open parenthesis 32 divided by 4 close parenthesis, which yields the square root of 16 or 4.

السؤال 10

10. Use the equation below to answer the question that follows.

ج3ح7OH (ℓ) + ا2(ز) &rarr 3CO2(ز) + 4H2يا (ز) capital C subscript 3 capital H subscript 7 capital O H liquid plus nine halves capital O subscript 2 gas yields 3 capital C O subscript 2 gas plus 4 capital H subscript 2 capital O gas

Which of the following equations represents the approximate enthalpy change for this reaction at constant temperature and pressure?

  1. &DeltaE &minus RT delta E minus twenty-three halves times R T
  2. &DeltaE &minus RT delta E minus three halves times R T
  3. &DeltaE &minus RT delta E plus five halves times R T
  4. &DeltaE &minus RT delta E plus twenty-one halves times R T

Answer to question 10

Answer Enter to expand or collapse answer. Answer expanded Correct Response: C. (Objective 0011) According to the first law of thermodynamics: &Deltaه = ف + ث. In a gaseous system, gases do work (ث) according to –ص& دلتاالخامس. Therefore, with the ideal gas equation, ث also equals – &DeltaنزRT, where &Deltaنز = نgas, product &ناقص نgas, reactant. بالإضافة إلى، ف = &Deltaح at constant pressure. استبدال ف و ث in the first law of thermodynamics yields &Deltaه = &Deltaح &minus &DeltaنزRT. Therefore, solving this equation for the reaction system given: &Deltang = (3 + 4) &minus = . Plugging this back into the derived equation gives &Deltaح = &Deltaه + RT. Correct Response: C. (Objective 0011) According to the first law of thermodynamics delta E equals q plus w. In a gaseous system, gases do work w according to negative P times delta V. Therefore, with the ideal gas equation, w also equals minus delta n of gas times R T, where delta n of gas equals n of gaseous product minus n of gaseous reactant. Additionally, q equals delta H at constant pressure. Substituting for q and w in the first law of thermodynamics yields delta E equals delta H minus delta n of gas times R T. Therefore, solving this equation for the reaction system given delta n of gas equals open parenthesis 3 plus 4 close parenthesis minus nine halves equals five halves. Plugging this back into the derived equation gives delta H equals delta E plus five halves times R T.

Question 11

11. The widely different melting points of CaCl2 و CH4 capital C lowercase A capital C lowercase L subscript two and capital C capital H subscript four shown in the table below can be attributed to which of the following differences between the two compounds?

There is a table listing the melting points of two compounds. The first compound has the chemical formula capital C lowercase A capital C lowercase L subscript two. Its melting point is seven hundred seventy-five degrees Celsius. The second compound has the chemical formula capital C capital H subscript four. Its melting point is negative one hundred eighty-two point five degrees Celsius.
مجمع Melting Point (°C)
كاكل2 capital C lowercase A capital C lowercase L subscript two 775
CH4 capital C capital H subscript four &ndash182.5 negative one hundred eighty-two point five
  1. The molar mass of CaCl2 capital C lowercase A Capital C lowercase L subscript two is greater than the molar mass of CH4 capital C capital H subscript four .
  2. The two compounds are in different states at standard temperature and pressure conditions.
  3. The two compounds have a different number of valence electrons.
  4. The attractive forces between CH4 capital C capital H subscript four molecules are weaker than the attractive forces present between the ions that form CaCl2 capital C lowercase A Capital C lowercase L subscript two .

Answer to question 11

Question 12

المواد الكيميائية
تفاعل
صفة مميزة
Ionic bond bond formed by electrostatic attraction between the ions of the bonding atoms
Metallic bond valance electrons move freely throughout the crystal structure
Polar covalent bonding pair electrons are attracted to one atom more than the other atom
Ion-dipole forces attractive force present between an ion and a polar molecule
Dipole-dipole forces
  1. attractive force present between a Group 2 atom and a halogen
  2. attractive force present between atoms with expanded octets
  3. attractive force present between two polar molecules
  4. attractive force present between molecules with high molar masses

Answer to question 12

Question 13

Question 13

The three carbon-containing bonds shown above are arranged in order of increasing bond strength, with C&ndashF being the strongest of the bonds listed. Which of the following factors contributes to this trend in bond strength?

  1. the availability of د-type electron orbitals in the C&ndashO and C&ndashF bonds
  2. a greater difference in the electronegativity values of the two bonding atoms
  3. the presence of more bonding electrons in the C&ndashO and C&ndashF bonds
  4. a significant increase in the length of the bonds between the two bonding atoms

Answer to question 13

Question 14

14. Diamond and graphite are two allotropes of carbon. The molecular characteristics of these substances cause them to have different physical properties. For instance, the fact that graphite conducts electricity while diamond does not is due to the fact that, compared to diamond, graphite has:

  1. a more layered structure.
  2. more sp3 hybridized atoms.
  3. a more extensive covalent bonding network.
  4. more delocalized pi electrons.

Answer to question 14

Question 15

15. A materials engineer is hired to develop a polymer that uses ethylene as the starting material. This polymer must meet the needs of a client who requires a single polymer for a car battery casing, a microwavable food storage container, and the insulation for a high-voltage electrical wire. To meet the needs of the client, the materials engineer would most appropriately focus on developing a polymer that keeps chain-branching:

  1. high and uses relatively short polymer chains.
  2. low and uses more atoms in each cross-link that is formed between polymer chains.
  3. high and uses polymer chains with a low degree of crystallinity.
  4. low and uses polymer chains with relatively high molecular weight side groups.

Answer to question 15

Question 16

16. Use the passage and diagram below to answer the question that follows.

One possible way to identify an unknown atom in a molecule is to measure bond energy within the molecule while increasing the internuclear distance between the atoms. In the diagram, the bond energy between H and the atoms X, Y, and Z in their respective molecules are shown with increasing molecular distance.

There are three lines shown, labeled from left to right as capital H capital X, capital H capital Y, and capital H capital Z. Each line starts with the same amount of energy but with increasing molecular distance. All lines dip to a low amount of energy then rise to the same middle amount of energy. However, capital H capital X dips the farthest, capital H capital Y doesn't dip quite as far, and capital H capital Z dips the least.

Based on the information in the diagram, which set of molecules correctly identifies HX, HY capital H capital X, capital H capital Y , and HZ capital H capital Z , respectively?

  1. HBr, HCl, and HI capital H capital B lowercase R, then capital H capital C lowercase L, and then capital H capital I
  2. HCl, HBr, and HI capital H capital C lowercase L, then capital H capital B lowercase R, and then capital H capital I
  3. HI, HCl, and HBr capital H capital I, then capital H capital C lowercase L, and then capital H capital B lowercase R
  4. HBr, HI, and HCl capital H capital B lowercase R, then capital H capital I, and then capital H capital C lowercase L

Answer to question 16

Question 17

17. Which of the following compounds has a linear molecular geometry?

  1. SCN &ndash The chemical formula for the compound is capital S capital C capital N superscript negative one.
  2. BrF5 The chemical formula for the compound is capital B lowercase R capital F subscript five.
  3. لا The chemical formula for the compound is capital N capital O superscript negative one subscript three.
  4. ح3O + The chemical formula for the compound is capital H subscript three capital O superscript positive one.

Answer to question 17

Question 18

18. Which of the following is the chemical formula for iron(III) oxide?

Answer to question 18

Question 19

19. A student observes that a sample of solid NaCl does not conduct electricity, but an aqueous solution of NaCl does conduct electricity. Which of the following best explains this difference in electrical conductivity?

  1. The structure of ionic crystals is too irregular.
  2. The crystal is held together by strong covalent bonds.
  3. The ions in ionic crystals are in fixed positions.
  4. The distance between lattice points in the crystal is too great.

Answer to question 19

Question 20

20. Which of the following best describes the molecular geometry of PF5?

Answer to question 20

Question 21

21.

On the second carbon, there is a singly bonded CH sub 3 group, and on the third carbon, there is a single bonded C H sub 3 group as well as a singly bonded C H sub 2 C H sub 3 group.

What is the IUPAC name for the molecule shown above?

  1. 2-methyl-3,3-diethylpropane
  2. 3-ethyl-2,3-dimethylpentane
  3. 2,3-diethyl-3-methylpropene
  4. 3-methyl-3,4-diethylpentene

Answer to question 21

Question 22

22.

Molecule 1 has a central carbon with four singly bonded groups: upper C upper H sub three, a upper C upper H sub two upper C upper H sub three, a upper C upper H sub two upper C upper H sub 2 upper C upper H sub 3, and a hydrogen clockwise around the carbon center. Molecule 2 has a central carbon with four singly bonded groups: a Bromine, a hydrogen, a Chlorine, and another hydrogen clockwise around the carbon center.

When the two molecules shown above were tested in a polarimeter, only molecule 1 was found to rotate polarized light. The lack of optical activity observed with molecule 2 can be attributed to which of the following molecular characteristics?

  1. Molecule 2 lacks an ethyl side group (CH2CH3).
  2. The molecular weight of molecule 2 is too low.
  3. olecule 2 has halogen atoms bonded to its central C atom.
  4. The mirror images of molecule 2 are superimposable.

Answer to question 22

Question 23

23. Which of the following techniques would most effectively determine the structure of a protein?

  1. thin-layer chromatography
  2. infrared spectroscopy
  3. gas chromatography
  4. ultraviolet spectroscopy

Answer to question 23

Question 24

The equation shown above is an example of which of the following types of chemical reactions?

Answer to question 24

Question 25

معدن Reducing
الخضوع ل
لي أقوى

Of the six metals shown in the activity series above, Li is the most easily oxidized and Au is the least easily oxidized. According to the information in the table, which of the following metals in its elemental state will displace Cu ions from aqueous CuSO4 upper C u upper S upper O subscript four ?

Answer to question 25

Question 26

26. Which of the following is a product formed from the decomposition of methanol (CH3OH)?

Answer to question 26

Question 27

27. Use the equation below to answer the question that follows.

Ba 2 + (عبد القدير) + 2OH – (عبد القدير) + 2H + (عبد القدير) + SO4 2 – (عبد القدير) &rarr BaSO4(س) + 2H2O(ℓ) capital B lowercase A superscript positive 2 aqueous plus 2 capital O H superscript negative one aqueous plus 2 capital H superscript positive 1 aqueous plus capital S O subscript 4 superscript negative 2 aqueous yields capital B lowercase A capital S O subscript 4 solid plus 2 capital H subscript 2 capital O liquid

In order to demonstrate the conductivity of acids and bases, a teacher performs a conductometric titration of barium hydroxide with sulfuric acid. The equation for this reaction is shown. Which of the following descriptions of this process is most accurate?

  1. One reaction occurred: a neutralization reaction.
  2. Two reactions occurred: a neutralization and a precipitation reaction.
  3. Three reactions occurred: a neutralization, a redox, and a precipitation reaction.
  4. Four reactions occurred: a neutralization, a precipitation, a redox, and a substitution reaction.

Answer to question 27

Question 28

28. A chemical reaction is proposed to take place in a single elementary step. Which of the following provides the best evidence to support the proposed reaction mechanism?

  1. The balanced chemical equation for the reaction consists of a single reactant.
  2. The experimentally determined rate law is equal to the rate law consistent with a single elementary step.
  3. The reaction mechanism does not involve the formation of reaction intermediates.
  4. The rate constant for the rate law corresponding to the single elementary step is equal to one.

Answer to question 28

Question 29

In the reaction shown above, nitric oxide (NO) reacts with chlorine (Cl2) to produce nitrosyl chloride (NOCl). Which of the following changes to the reaction conditions is most likely to increase the rate of this reaction?

  1. increasing the total volume of the reaction mixture
  2. decreasing the temperature of the reaction mixture
  3. increasing the pressure on the reaction mixture
  4. decreasing the concentrations of NO and Cl2

Answer to question 29

Question 30

Experiment [A] (م) [B] (م) Initial Rate
(M/s)
1 2.0 × 10 &minus3 2.0 times 10 to the minus 3 1.0 × 10 &minus3 1.0 times 10 to the minus 3 2.0 × 10 &minus5 2.0 times 10 to the minus 5
2 2.0 × 10 &minus3 2.0 times 10 to the minus 3 2.0 × 10 &minus3 2.0 times 10 to the minus 3 2.0 × 10 &minus5 2.0 times 10 to the minus 3
3 4.0 × 10 &minus3 4.0 times 10 to the minus 3 1.0 × 10 &minus3 1.0 times 10 to the minus 3 4.0 × 10 &minus5 4.0 times 10 to the minus 3

The table above shows experimental rate data for the hypothetical reaction A(ز) + 2B(ز) &rarr AB2(ز). According to the information given, what is the value of the rate constant, k, for this reaction?

  1. 1.0 × 10 &minus2 s &minus1 1.0 times 10 to the minus 2
  2. 2.0 × 10 &minus2 s &minus1 2.0 times 10 to the minus 2
  3. 1.0 × 10 1 م &minus1 s &minus1 1.0 times 10 exponent 1 M to the minus 1 s to the minus 1
  4. 1.0 × 10 4 م &minus2 s &minus1 1.0 times 10 exponent 4 M to the minus 2 s to the minus 1

Answer to question 30

Question 31

31.

step 1: upper c l sub two open parenthesis aq close parenthesis plus upper h two upper s open parenthesis aq close parenthesis leads to upper h upper c l open parenthesis aq close parenthesis plus upper c l positive open parenthesis aq close parenthesis plus upper h upper s negative open parenthesis aq close parenthesis open parenthesis slow close parenthesis step 2: upper c l sub two open parenthesis aq close parenthesis plus upper h upper s negative open parenthesis aq close parenthesis leads to upper h upper c l open parenthesis aq close parenthesis plus upper s open parenthesis s close parenthesis Overall: Upper c l sub two open parenthesis aq close parenthesis plus upper h sub two upper s open parenthesis aq close parenthesis leads to two upper h upper c l open parenthesis aq close parenthesis plus upper s open parenthesis s close parenthesis

A chemist has proposed the reaction mechanism shown above for the reaction between Cl2 و ح2S. What is the rate law for the overall reaction as described by this mechanism?

  1. معدل = ك[Cl + ][HS &minus ] &minus negative -->
  2. معدل = كCl2][H2S] &minus negative -->
  3. معدل = كHCl] 2 [S] &minus negative -->
  4. معدل = كHCl][Cl2] &minus negative -->

Answer to question 31

Question 32

32. Use the diagram below to answer the question that follows.

There are four steps in the diagram with a peak linking each step. Each successive step is lower on the y-axis than the last. The leftmost step is labeled 2 capital N O plus 2 capital H subscript 2. The second step is labeled capital N subscript 2 capital O subscript 2 plus 2 capital H subscript 2. The third step is labeled capital N subscript 2 capital O plus capital H subscript 2 capital O plus capital H subscript 2. The last step is labeled capital N subscript 2 plus 2 capital H subscript 2 capital O. At the maximum point on each peak is a point labeled transition point 1 on the leftmost peak, then transition point 2 and transition point 3 as the reaction progresses. The vertical distance between the transition point and the reaction step is labeled capital E lowercase A 1 then capital E lowercase A 2 and capital E lowercase A 3 as the reaction progresses. The peaks vary in height with the first peak's maximum being about half as high as the second peak's maximum. The third peak's maximum is slightly lower than the first peak's maximum. This results in the capital E lowercase A 1 being the shortest, then capital E lowercase A 3 being the middle length, and capital E lowercase A 2 being the longest. The vertical distance between the first step and the last step is labeled delta H.

According to the reaction profile diagram, which pair of molecules identifies a likely activated complex and an intermediate, respectively?

  1. NOH2 ون2ا2 capital N O H subscript 2 and capital N subscript 2 capital O subscript 2
  2. ن2أوه2 و ح2 capital N subscript 2 capital O H subscript 2 and capital H subscript 2
  3. NOH2 ون2 capital N O H subscript 2 and capital N subscript 2
  4. ن2ا2ح4 ون2O capital N subscript 2 capital O subscript 2 capital H subscript 4 and capital N subscript 2 capital O

Answer to question 32

Question 33

33. CH4(ز) + ح2يا (ز) CO(ز) + 3H2(ز) &Deltaح° > 0 upper C upper H sub 4 open parenthesis g closed parenthesis plus upper H sub two upper O open parenthesis g closed parenthesis rightwards harpoon over leftwards harpoon upper C upper O open parenthesis g closed parenthesis plus three upper H sub two open parenthesis g closed parenthesis delta H degrees greater than zero

Which of the following changes to the equilibrium system shown above will lead to an increase in the concentration of H2 H sub 2 ?

  1. adding heat to the system
  2. decreasing the concentration of CH4 CH sub 4
  3. increasing the concentration of CO C O
  4. decreasing the volume of the system

Answer to question 33

Question 34

34. CH3COOH(عبد القدير) CH3COO &minus (عبد القدير) + H + (عبد القدير) Kأ = 1.8 × 10 &minus5 upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H open parenthesis a q closed parenthesis rightwards harpoon over leftwards harpoon upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O sup negative open parenthesis a q closed parenthesis plus upper H sup plus open parenthesis a q closed parenthesis space ك sub a equals one point eight times 10 to the minus five.

Acetic acid (CH3COOH) open parenthesis upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H closed parenthesis is a weak acid that dissociates in water as shown above. Given this dissociation equation and Kأ K sub a of CH3COOH upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H , what is the pH of a 0.50 مCH3COOH zero point five zero M upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H solution at 25°C?

Answer to question 34

Answer Enter to expand or collapse answer. Answer expanded Correct Response: B. (Objective 0017) The pH of a solution can be calculated using the following formula: pH = &minuslog[H + ]. The first step in answering this question is to determine the concentration of H + in solution at equilibrium. The [H + ] can be calculated using the given Ka value for CH3COOH and the equilibrium expression for this reaction . Algebraic terms for the concentrations can be derived by tabulating the initial, change, and equilibrium concentrations for the substances in solution at equilibrium. When these terms are substituted into the equilibrium expression, a value for the [H + ] can be calculated . The mathematical term for the [CH3COOH] can be simplified to 0.50 because CH3COOH is a weak electrolyte and the [CH3COOH] at equilibrium is only slightly less than 0.50 م. When this equation is solved for x, the [H + ] is determined to equal 3.0 × 10 &minus3 م. The final step in answering this question is to calculate the pH of the 0.50 مCH3COOH solution. This is done by substituting 3.0 × 10 &minus3 م into the formula for pH (pH = 2.5). Correct Response: B. (Objective 0017) The pH of a solution can be calculated using the following formula: pH = minus log left bracket upper H sup plus right bracket. The first step in answering this question is to determine the concentration of H sup + in solution at equilibrium. The left bracket upper H sup plus right bracket can be calculated using the given K sub a value for upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H and the equilibrium expression for this reaction open parenthesis K sub a equals start fraction numerator left bracket upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O sup negative left bracket right bracket upper H sup plus right bracket denominator left bracket upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H right bracket end fraction closed paranthesis. Algebraic terms for the concentrations can be derived by tabulating the initial, change, and equilibrium concentrations for the substances in solution at equilibrium. When these terms are substituted into the equilibrium expression, a value for the left bracket upper H sup plus right bracket can be calculated open parenthesis 1.8 times 10 to the minus 5 equals start fraction numerator x bullet x denominator zero dot five zero minus x end fraction closed paranthesis. The mathematical term for the left bracket upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H right bracket can be simplified to 0.50 because upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H is a weak electrolyte and the left bracket upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H right bracket at equilibrium is only slightly less than 0.50 م. When this equation is solved for x, the left bracket upper H sup plus right bracket is determined to equal 3.0 times 10 sup negative 3 م. The final step in answering this question is to calculate the pH of the 0.50 م upper C upper H sub 3 upper C upper O upper O upper H solution. This is done by substituting 3.0 times 10 to the negative third م into the formula for pH open parenthesis pH = two point five closed parenthesis. &minus negative -->

Question 35

35. CaSO4(س) Ca 2+ (عبد القدير) + SO4 2&minus (عبد القدير) &DeltaG° = 26.3 kJ/mol upper C a upper S upper O sub 4 open parenthesis س closed parenthesis rightwards harpoon over leftwards harpoon upper C a sup 2 plus open parenthesis عبد القدير closed parenthesis plus upper S upper O sub 4 sup 2 negative open parenthesis عبد القدير closed parenthesis delta upper G degrees = twenty six point three kilojoules per mole

The standard free energy change for the dissociation of CaSO4 upper C a upper S upper O sub 4 in water at 25.0°C is shown above. Given this information, what is the value of the equilibrium constant (Kص) open parenthesis upper K sub s p closed parenthesis for this reaction?

  1. 3.49 × 10 &minus1 three point four nine times ten to the minus one
  2. 4.24 × 10 &minus2 four point two four times ten to the minus two
  3. 2.44 × 10 &minus5 two point four four times ten to the minus five
  4. 2.40 × 10 &minus11 two point four zero times ten to the minus eleven

Answer to question 35

Question 36

36. Use the equation below to answer the question that follows.

C(س) + CO2(ز) &harr 2CO(ز) capital C solid plus capital C O subscript 2 gas is in equilibrium with 2 capital C O gas

When the system shown in the equation reaches equilibrium, which of the following expressions best describes the relationship between the concentrations of the species involved in the reaction?

  1. كص = 2[CO] [C] [CO2] K subscript P equals 2 open bracket capital C O close bracket times open bracket capital C close bracket times open bracket capital C O subscript 2 close bracket
  2. كص = [CO] 2 / [C] [CO2] K subscript P equals open bracket capital C O close bracket superscript 2 divided by open bracket capital C close bracket times open bracket capital C O subscript 2 close bracket
  3. كص = [C] [CO] 2 /2[CO2] K subscript P equals open bracket capital C close bracket times open bracket capital C O close bracket superscript 2 divided by 2 open bracket capital C O subscript 2 close bracket
  4. كص = [CO] 2 /[CO2] K subscript P equals open bracket capital C O close bracket superscript 2 divided by open bracket capital C O subscript 2 close bracket

Answer to question 36

Question 37

37.

One of the reactants is a liquid aromatic hydrocarbon consisting of six capital C atoms, six capital H atoms, and three double bonds. The six C atoms are bonded to each other in a six-sided ring structure. Each C atom has one H atom bonded to it. The double bonds in this compound are located between the C atoms in positions two and three, four and five and six and one. This aromatic hydrocarbon is reacted with the liquid compound capital H capital N capital O subscript three. The reaction takes place in the presence of the compound capital H subscript two capital S capital O subscript four.

Which of the following is a product of the reaction shown above?

    An aromatic hydrocarbon is shown. It consists of six capital C atoms, five capital H atoms, and the substituent, capital H capital N capital O subscript three. The six C atoms are arranged in a six-sided ring structure. Double bonds are present between C atoms in positions two and three, four and five, and six and one. The ring arrangement of the C atoms and the location of the double bonds between C atoms are the same as those of the aromatic hydrocarbon reactant. Five of the C atoms have H atoms bonded to them. The C atom in position three is bonded to the H atom of the substituent H N O subscript three.

Answer to question 37

Question 38

38.

The first reactant is capital C subscript 17 capital H subscript 35, bonded to capital C double bonded to capital O. That same capital C is also bonded to capital O capital C subscript 2 capital H subscript 5. The second reactant is capital N lowercase A capital O capital H. These two reactants combine to yield capital C subscript 2 capital H subscript 5 capital O H plus capital C subscript 17 capital H subscript 35, bonded to capital C double bonded to capital O. That same capital C is also bonded to capital O negative capital N lowercase A positive.

The alkaline hydrolysis of an ester is shown above. This reaction is an example of which of the following types of reactions?

Answer to question 38

Question 39

39.

The first reactant is capital H subscript 2 capital C, double bonded to capital C capital H subscript 2. The second reactant is capital H subscript 2 capital O. In the presence of a capital H positive ion, this reaction yields an unrepresented and unknown product.

An alkene is reacting with water in the presence of a strong acid in the chemical reaction shown above. This type of hydration reaction is used to prepare which of the following types of organic compounds?

Answer to question 39

Question 40

40. A chemist suspects that an unexpected by-product produced during an organic synthesis reaction contains an amine functional group. Which of the following methods will help the chemist analyze the types of functional groups present in this compound?

  1. infrared spectroscopy
  2. column chromatography
  3. ultracentrifugation
  4. هلام الكهربائي

Answer to question 40

Copyright © Pearson Education, Inc. or its affiliate(s). كل الحقوق محفوظة.
Pearson, 300 Venture Way, Hadley, MA 01035


These authors contributed equally: Wenchao Ma, Shunji Xie, Xia-Guang Zhang.

الانتماءات

State Key Laboratory of Physical Chemistry of Solid Surfaces, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials, National Engineering Laboratory for Green Chemical Productions of Alcohols, Ethers and Esters, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, 361005, Xiamen, China

Wenchao Ma, Shunji Xie, Xia-Guang Zhang, Jincan Kang, Qinghong Zhang, De-Yin Wu & Ye Wang

Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, 201204, Shanghai, China


شاهد الفيديو: العلاقة بين الطاقة الحرة G وحاصل التفاعل Q الفصل الثاني حسين الهاشمي (أغسطس 2022).