الكيمياء العامة: حزمة المراجعة المكثفة

أوراق القوانين، وأهم خطوات الحل لكل موضوع، و14 مسألة تدريبية، مع الحلول الكاملة في الخلف.

مسائل جديدة العودة إلى المقرّر

في نافذة الطباعة اختر «حفظ بصيغة PDF» لحفظ نسخة على جهازك.

1القوانين وطرق الحل

الحسابات الكيميائية

المولات: n = m/M
التركيز: c = n/V
النسبة المولية: استخدم معاملات المعادلة الموزونة
المتفاعل المحدِّد: المتفاعل الذي ينفد أولًا
المردود المئوي: الفعلي / النظري × 100%

الطريقة

اكتب المعادلة الكيميائية ووازنها.
حوّل الكتلة المعطاة إلى مولات: n = m/M.
استخدم المعاملات كنسبة مولية لإيجاد مولات المادة المطلوبة.
حوّل مرة أخرى إلى كتلة بـ m = n·M. مع متفاعلين، أوجد المتفاعل المحدِّد أولًا.

المولارية والتخفيف

المولارية: c = n/V (mol/L)
المولات: n = m/M
التخفيف: c₁V₁ = c₂V₂
الخلط: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

الطريقة

حوّل الكتلة إلى مولات بـ n = m/M.
حوّل الحجم إلى لترات.
المولارية c = n/V بوحدة mol/L.
في التخفيف تبقى المولات نفسها: c₁V₁ = c₂V₂.

قانون الغاز المثالي

قانون الغاز المثالي: pV = nRT
ثابت الغاز: R = 8,314 J/(mol·K)
قانون الغاز العام: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
المولات: n = m/M
درجة الحرارة: T[K] = T[°C] + 273,15

قياس الحرارة (المسعرية) والإنثالبي

الحرارة: q = m·c·ΔT
الماء: c = 4,18 J/(g·°C)
المسعر: الحرارة المفقودة = الحرارة المكتسبة
إنثالبي التفاعل: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

الاتزان الكيميائي

ثابت الاتزان: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
جدول ICE: ابتدائي، تغيّر (×المعامل)، اتزان
المعادلة التربيعية: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

الطريقة

اكتب K_c بالنواتج على المتفاعلات، كلٌّ مرفوع إلى قوة معامله.
أنشئ جدول ICE: الابتدائي، والتغيّر (بخطوات x مضروبة في المعاملات)، والاتزان.
عوّض تعابير الاتزان في K_c وحلّ لإيجاد x.
تحقّق مما إذا كانت x صغيرة بما يكفي للتقريب؛ وإلا فحلّ المعادلة التربيعية.

pH والمحاليل المنظمة

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
حمض ضعيف: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
محلول منظّم: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
التخفيف: c₁V₁ = c₂V₂

الطريقة

حدّد ما إذا كان الحمض أو القاعدة قويًا (تام التفكك) أم ضعيفًا.
الحمض القوي: [H⁺] تساوي تركيزه. القاعدة القوية: أوجد [OH⁻] أولًا.
الحمض الضعيف: حلّ K_a = x²/(c − x) لإيجاد x = [H⁺].
pH = −log[H⁺]، و pH + pOH = 14 عند 25 °C.

حركية التفاعلات

الرتبة الأولى: ln(C_A/C_A0) = −kt
عمر النصف (الرتبة الأولى): t_½ = ln 2/k
الرتبة الثانية: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
أرينيوس: k = A·e^−E_a/(RT)
درجتا حرارة: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2مسائل تدريبية

1.الحسابات الكيميائيةمتوسطة

يتفاعل 20 g من N₂ و16 g من H₂ وفق N₂ + 3H₂ → 2NH₃. ما كتلة m من NH₃ التي يمكن أن تتكون؟

M(N₂) = 28,02M(H₂) = 2,016M(NH₃) = 17,03 g/mol

m = g

2.الحسابات الكيميائيةصعبة

في التفاعل CaCO₃ → CaO + CO₂، يتفاعل 24 g من CaCO₃ تمامًا (المتفاعلات الأخرى بكميات زائدة) ويُجمع 9,6 g من CO₂. أوجد المردود المئوي Y.

M(CaCO₃) = 100,09 g/molM(CO₂) = 44,01 g/molالفعلي: 9,6 g

Y = %

3.المولارية والتخفيفمتوسطة

تحتاج إلى 500 mL من محلول تركيزه 0,25 mol/L ولديك محلول أصلي (مخزون) تركيزه 2 mol/L. ما كمية الماء V_water التي تضيفها إلى المحلول الأصلي؟

c₁ = 2 mol/Lc₂ = 0,25 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.المولارية والتخفيفصعبة

يُخلط 250 mL من محلول تركيزه 2 mol/L مع 100 mL من محلول للمادة نفسها تركيزه 0,05 mol/L. أوجد تركيز المزيج c (الحجوم قابلة للجمع).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0,05 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.قانون الغاز المثاليمتوسطة

ما الحجم V الذي يشغله 10 g من CH₄ عند 100 kPa و 25 °C؟ اعتبره غازًا مثاليًا.

m = 10 gM = 16,04 g/molP = 100 kPaT = 25 °CR = 8,314 J/(mol·K)

V = L

6.قانون الغاز المثاليصعبة

كمية ثابتة من He تنتقل من 250 kPa، 2 L، 30 °C إلى 350 kPa و 180 °C. أوجد الحجم الجديد V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 2 LT₁ = 30 °CP₂ = 350 kPaT₂ = 180 °C

V₂ = L

7.قياس الحرارة (المسعرية) والإنثالبيمتوسطة

قطعة من الرصاص كتلتها 150 g (c = 0,129 J/(g·°C)) عند 100 °C تُلقى في 300 g من الماء (c = 4,18 J/(g·°C)) عند 25 °C في كوب معزول. أوجد درجة الحرارة النهائية T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0,129 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 300 gT_water = 25 °Cc_water = 4,18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.قياس الحرارة (المسعرية) والإنثالبيصعبة

استخدم إنثالبيات التكوين القياسية لإيجاد الحرارة q المنطلقة عند الاحتراق الكامل لـ 50 g من CH₄ (M = 16,04 g/mol): CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). أعطِ q عددًا موجبًا.

ΔH°f(CH₄) = −74,8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393,5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285,8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.الاتزان الكيميائيمتوسطة

يوضع 0,2 mol/L من H₂ و 0,2 mol/L من I₂ في وعاء فيتفاعلان: H₂ + I₂ ⇌ 2HI، مع K_c = 49. أوجد تركيز الاتزان [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0,2 mol/LK_c = 49

[H₂] = mol/L

10.الاتزان الكيميائيصعبة

يتفكك PCl₅: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂، مع K_c = 0,5 عند درجة حرارة التفاعل. يحتوي الوعاء في البداية على 0,5 mol/L من PCl₅ فقط. أوجد تركيز الاتزان [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0,5 mol/LK_c = 0,5

[PCl₅] = mol/L

11.pH والمحاليل المنظمةمتوسطة

أوجد pH pH لمحلول تركيزه 0,2 mol/L من حمض الهيدروفلوريك (Ka = 0,00068).

c = 0,2 mol/LKa = 0,00068

pH =

12.pH والمحاليل المنظمةصعبة

يحتوي محلول منظم حجمه 1,00 L على 0,25 mol من حمض اللاكتيك و0,15 mol من قاعدته المرافقة (Ka = 0,00014). يُضاف 0,05 mol من NaOH. أوجد pH الجديد pH.

n(HA) = 0,25 moln(A⁻) = 0,15 moln(OH⁻) = 0,05 molKa = 0,00014

pH =

13.حركية التفاعلاتمتوسطة

لتفاعل من الرتبة الأولى في مفاعل دفعي k = 0,02 min⁻¹. كم يستغرق الوصول إلى تحوّل 50%؟ أوجد t.

k = 0,02 min⁻¹X = 50 %

t = min

14.حركية التفاعلاتصعبة

تقيس تجربتان السرعة الابتدائية لـ A → نواتج. مع C_A0 = 0,2 mol/L تكون السرعة 0,002 mol/(L·s)؛ ومع C_A0 = 0,8 mol/L تكون 0,128 mol/(L·s). أوجد رتبة التفاعل n بالنسبة إلى A.

C_A0,1 = 0,2 mol/Lr₁ = 0,002 mol/(L·s)C_A0,2 = 0,8 mol/Lr₂ = 0,128 mol/(L·s)

n =

3المحاليل

1.الحسابات الكيميائية

الإجابة: m = 24,31 g

الحسابات الكيميائية: المعادلة الموزونة تعدّ الجسيمات لا الغرامات. حوّل الكتلة إلى مولات بـ n = m/M، واستخدم معاملات المعادلة كنسبة مولية، ثم حوّل مجددًا بـ m = n·M. مع متفاعلين، المتفاعل المحدِّد هو الذي ينفد أولًا ويحدد كمية الناتج.

مولات كل متفاعل

n(N₂) = 20/28,02 = 0,7138 mol

n(H₂) = 16/2,016 = 7,937 mol

المتفاعل المحدِّد

0,7138/1 = 0,7138, 7,937/3 = 2,646 → N₂

كتلة الناتج

n(NH₃) = 0,7138·2 = 1,428 mol

m = 1,428·17,03 = 24,31 g

الإجابة

m = 24,31 g

2.الحسابات الكيميائية

الإجابة: Y = 90,97 %

المردود النظري

n(CaCO₃) = 24/100,09 = 0,2398 mol

m = 0,2398·1/1·44,01 = 10,55 g

المردود المئوي

Y = 9,6/10,55·100 = 90,97%

الإجابة

Y = 90,97%

3.المولارية والتخفيف

الإجابة: V_water = 437,5 mL

المولارية: التركيز c = n/V بوحدة mol/L، حيث n = m/M. يضيف التخفيف مذيبًا لا مذابًا، لذا يبقى عدد المولات ثابتًا: c₁·V₁ = c₂·V₂. وعند خلط محلولين للمذاب نفسه تُجمع المولات وتُجمع الحجوم أيضًا.

حجم المحلول الأصلي

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0,25·500/2 = 62,5 mL

الماء المضاف

V_water = 500 − 62,5 = 437,5 mL

الإجابة

V_water = 437,5 mL

4.المولارية والتخفيف

الإجابة: c = 1,443 mol/L

الكمية الكلية

n = 2·250 + 0,05·100 = 505 mmol

تركيز المزيج

c = 505/350 = 1,443 mol/L

الإجابة

c = 1,443 mol/L

5.قانون الغاز المثالي

الإجابة: V = 15,45 L

قانون الغاز المثالي: PV = nRT، مع n = m/M.

المولات

n = 10/16,04 = 0,6234 mol

T = 25 + 273,15 = 298,1 K

الحجم

V = nRT/P = 0,6234·8,314·298,1/100 = 15,45 L

الإجابة

V = 15,45 L

6.قانون الغاز المثالي

الإجابة: V₂ = 2,135 L

قانون الغاز العام: لكمية ثابتة من غاز مثالي، P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

درجات الحرارة المطلقة

T₁ = 303,1 K, T₂ = 453,1 K

قانون الغاز العام

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(250/350)·(453,1/303,1) = 2,135 L

الإجابة

V₂ = 2,135 L

7.قياس الحرارة (المسعرية) والإنثالبي

الإجابة: T_f = 26,14 °C

الحرارة والإنثالبي: تسخين مادة يتطلب q = m·c·ΔT. في المسعر، الحرارة التي يفقدها الجسم الساخن تساوي الحرارة التي يكتسبها الجسم البارد. ويُحسب تغيّر إنثالبي التفاعل من إنثالبيات التكوين: ΔH° = ΣΔH°f(النواتج) − ΣΔH°f(المتفاعلات)، كلٌّ مضروبًا في معامله.

موازنة الحرارة

150·0,129·(100 − T_f) = 300·4,18·(T_f − 25)

احسب درجة الحرارة النهائية

T_f = (19,35·100 + 1254·25)/(19,35 + 1254) = 26,14 °C

الإجابة

T_f = 26,14 °C

8.قياس الحرارة (المسعرية) والإنثالبي

الإجابة: q = 2775 kJ

إنثالبي التفاعل

ΔH° = [1·(−393,5) + 2·(−285,8)] − [1·(−74,8) + 2·0] = −890,3 kJ

الحرارة للكتلة المعطاة

n = 50/16,04 = 3,117 mol

q = n·|ΔH°/1| = 3,117·890,3 = 2775 kJ

الإجابة

q = 2775 kJ

9.الاتزان الكيميائي

الإجابة: [H₂] = 0,04444 mol/L

الاتزان الكيميائي: للتفاعل aA + bB ⇌ cC + dD، ثابت الاتزان هو K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)، باستخدام التراكيز عند الاتزان. يربط جدول ICE (ابتدائي، تغيّر، اتزان) الكميات الابتدائية بكميات الاتزان من خلال مجهول واحد x مضروبًا في المعاملات.

عبارة الاتزان

49 = (2x)²/(0,2 − x)²

خذ الجذر التربيعي

7 = 2x/(0,2 − x) → x = 0,2·7/(2 + 7) = 0,1556 mol/L

تركيز الاتزان

[H₂] = 0,2 − x = 0,04444 mol/L

الإجابة

[H₂] = 0,04444 mol/L

10.الاتزان الكيميائي

الإجابة: [PCl₅] = 0,191 mol/L

عبارة الاتزان

0,5 = x²/(0,5 − x) → x² + 0,5·x − 0,25 = 0

حُلّ المعادلة التربيعية

x = (−0,5 + √(0,5² + 4·0,25))/2 = 0,309 mol/L

تركيز الاتزان

[PCl₅] = 0,5 − 0,309 = 0,191 mol/L

الإجابة

[PCl₅] = 0,191 mol/L

11.pH والمحاليل المنظمة

الإجابة: pH = 1,946

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] و pOH = −log₁₀[OH⁻]، مع pH + pOH = 14 عند 25 °C. تتأين الأحماض والقواعد القوية تأينًا كاملًا. أما الحمض الضعيف فجزئيًا فقط: Ka = x²/(c − x)، حيث x = [H₃O⁺]. المحلول المنظم من حمض ضعيف وقاعدته المرافقة يتبع معادلة هندرسون–هاسلباخ: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

الاتزان

HA ⇌ H⁺ + A⁻: يتأين x mol/L من الحمض.

Ka = x²/(0,2 − x) → x = 0,01133 mol/L

pH

pH = −log(0,01133) = 1,946

الإجابة

pH = 1,946

12.pH والمحاليل المنظمة

الإجابة: pH = 3,854

التعادل

n(HA) = 0,25 − 0,05 = 0,2 mol

n(A⁻) = 0,15 + 0,05 = 0,2 mol

هندرسون–هاسلباخ

pH = 3,854 + log(0,2/0,2) = 3,854

الإجابة

pH = 3,854

13.حركية التفاعلات

الإجابة: t = 34,66 min

سرعات التفاعل: لتفاعل من الرتبة الأولى −dC/dt = kC، لذا C = C₀·e^−kt وعمر النصف ln 2/k لا يعتمد على التركيز. لتفاعل من الرتبة الثانية 1/C = 1/C₀ + kt. يزداد ثابت السرعة مع درجة الحرارة وفق أرينيوس: k = A·e^−Ea/(RT).

التحوّل والتركيز

C/C₀ = 1 − X = 0,5

حلّ لإيجاد الزمن

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0,5)/0,02 = 34,66 min

الإجابة

t = 34,66 min

14.حركية التفاعلات

الإجابة: n = 3

طريقة السرعات الابتدائية: لـ r = k·Cⁿ، مقارنة تجربتين تختلفان فقط في التركيز الابتدائي تحذف k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. مضاعفة C تضاعف السرعة في الرتبة الأولى وتجعلها أربعة أضعاف في الرتبة الثانية.

النسب

r₂/r₁ = 0,128/0,002 = 64

C₂/C₁ = 0,8/0,2 = 4

الرتبة

n = ln(64)/ln(4) = 3

الإجابة

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry