Dalam tindak balas C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O, 20 g C3H8 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 27.79 g H2O dikutip. Cari hasil peratusan Y.
M(C3H8) = 44.1 g/molM(H2O) = 18.02 g/molsebenar: 27.79 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
Anda memerlukan 250 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 3 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?
c1 = 3 mol/Lc2 = 0.05 mol/LV2 = 250 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
250 mL larutan 0.4 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).
Satu bongkah besi 150 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 170 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 22 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.
Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 25 g C3H8 (M = 44.1 g/mol) terbakar sepenuhnya: C3H8 + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.
0.2 mol/L H₂ dan 0.2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 25. Cari kepekatan keseimbangan [H2].
[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LKc = 25
[H2] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].
[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LKc = 0.2
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
Cari pH pH larutan asid asetik 0.2 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).
c = 0.2 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵
pH =
12.pH & penimbalSukar
Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid formik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.025 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.
Satu tindak balas peringkat kedua (−rA = k·CA²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.05 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.
k = 0.05 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/LX = 60 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan CA0 = 0.25 mol/L kadarnya ialah 0.01 mol/(L·s); dengan CA0 = 1 mol/L ia ialah 0.02 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.
Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.
Mol setiap bahan tindak balas
n(Fe2O3) = 16/159.69 = 0.1002 mol
n(CO) = 24/28.01 = 0.8568 mol
Bahan tindak balas pengehad
0.1002/1 = 0.1002, 0.8568/3 = 0.2856 → Fe2O3
Jisim hasil
n(CO2) = 0.1002·3 = 0.3006 mol
m = 0.3006·44.01 = 13.23 g
Jawapan
m = 13.23 g
2.Stoikiometri
Jawapan: Y = 85.01 %
Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.
Hasil teori
n(C3H8) = 20/44.1 = 0.4535 mol
m = 0.4535·4/1·18.02 = 32.69 g
Hasil peratusan
Y = 27.79/32.69·100 = 85.01%
Jawapan
Y = 85.01%
3.Molariti & pencairan
Jawapan: V1 = 4.167 mL
Molariti: kepekatan c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pencairan menambah pelarut tetapi bukan zat terlarut, jadi bilangan mol kekal sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Apabila dua larutan zat terlarut yang sama dicampurkan, mol ditambah dan begitu juga isi padu.
Isi padu larutan stok
V1 = c2·V2/c1 = 0.05·250/3 = 4.167 mL
Jawapan
V1 = 4.167 mL
4.Molariti & pencairan
Jawapan: c = 1 mol/L
Molariti: kepekatan c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pencairan menambah pelarut tetapi bukan zat terlarut, jadi bilangan mol kekal sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Apabila dua larutan zat terlarut yang sama dicampurkan, mol ditambah dan begitu juga isi padu.
Jumlah keseluruhan
n = 0.4·250 + 2.5·100 = 350 mmol
Kepekatan campuran
c = 350/350 = 1 mol/L
Jawapan
c = 1 mol/L
5.Hukum gas unggul
Jawapan: V = 124.7 L
Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.
Mol
n = 490/16.04 = 30.55 mol
T = 95 + 273.15 = 368.1 K
Isi padu
V = nRT/P = 30.55·8.314·368.1/750 = 124.7 L
Jawapan
V = 124.7 L
6.Hukum gas unggul
Jawapan: ρ = 4.633 kg/m³
Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).
Susun semula hukum gas
PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)
T = 60 + 273.15 = 333.1 K
Ketumpatan
ρ = 800·16.04/(8.314·333.1) = 4.633 kg/m³
Jawapan
ρ = 4.633 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: Tf = 36.36 °C
Haba dan entalpi: memanaskan sesuatu bahan memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, haba yang hilang oleh objek panas sama dengan haba yang diperoleh objek sejuk. Perubahan entalpi sesuatu tindak balas diperoleh daripada entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(hasil) − ΣΔH°f(bahan tindak balas), setiap satu didarab dengan pekalinya.
Imbangan haba
150·0.449·(170 − Tf) = 150·4.18·(Tf − 22)
Selesaikan untuk suhu akhir
Tf = (67.35·170 + 627·22)/(67.35 + 627) = 36.36 °C
Jawapan
Tf = 36.36 °C
8.Kalorimetri & entalpi
Jawapan: q = 1258 kJ
Haba dan entalpi: memanaskan sesuatu bahan memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, haba yang hilang oleh objek panas sama dengan haba yang diperoleh objek sejuk. Perubahan entalpi sesuatu tindak balas diperoleh daripada entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(hasil) − ΣΔH°f(bahan tindak balas), setiap satu didarab dengan pekalinya.
Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), menggunakan kepekatan pada keseimbangan. Jadual ICE (Awal, Perubahan, Keseimbangan) menghubungkan jumlah permulaan dengan jumlah keseimbangan melalui satu nilai tidak diketahui x, diskalakan oleh pekali.
Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), menggunakan kepekatan pada keseimbangan. Jadual ICE (Awal, Perubahan, Keseimbangan) menghubungkan jumlah permulaan dengan jumlah keseimbangan melalui satu nilai tidak diketahui x, diskalakan oleh pekali.
Ungkapan keseimbangan
0.2 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.2·x − 0.04 = 0
Selesaikan kuadratik
x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.04))/2 = 0.1236 mol/L
Kepekatan keseimbangan
[PCl₅] = 0.2 − 0.1236 = 0.07639 mol/L
Jawapan
[PCl5] = 0.07639 mol/L
11.pH & penimbal
Jawapan: pH = 2.724
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asid dan bes kuat mengion sepenuhnya. Asid lemah hanya sebahagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Penimbal asid lemah dan bes konjugatnya mengikut Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Keseimbangan
HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asid mengion.
Ka = x²/(0.2 − x) → x = 0.001888 mol/L
pH
pH = −log(0.001888) = 2.724
Jawapan
pH = 2.724
12.pH & penimbal
Jawapan: pH = 3.548
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asid dan bes kuat mengion sepenuhnya. Asid lemah hanya sebahagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Penimbal asid lemah dan bes konjugatnya mengikut Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Peneutralan
n(HA) = 0.3 − 0.025 = 0.275 mol
n(A⁻) = 0.15 + 0.025 = 0.175 mol
Henderson–Hasselbalch
pH = 3.745 + log(0.175/0.275) = 3.548
Jawapan
pH = 3.548
13.Kinetik tindak balas
Jawapan: t = 30 min
Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).
Kepekatan pada akhir
CA = 1·(1 − 0.6) = 0.4 mol/L
Hukum peringkat kedua teramir
t = (1/CA − 1/CA0)/k = (2.5 − 1)/0.05 = 30 min
Jawapan
t = 30 min
14.Kinetik tindak balas
Jawapan: n = 0.5
Kaedah kadar awal: bagi r = k·Cⁿ, membandingkan dua larian yang hanya berbeza pada kepekatan awal menghapuskan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan kadar bagi peringkat pertama dan menjadikannya empat kali ganda bagi peringkat kedua.