Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 14 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.
20 g CH4 i 48 g O2 reagują zgodnie z CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Jaka masa m H2O może powstać?
W reakcji 2Na + Cl2 → 2NaCl 10 g Na reaguje całkowicie (pozostałe substraty w nadmiarze) i otrzymuje się 19,06 g NaCl. Wyznacz wydajność procentową Y.
Potrzebujesz 1000 mL roztworu o stężeniu 0,4 mol/L, a masz roztwór wyjściowy o stężeniu 2,5 mol/L. Ile wody Vwater należy dodać do roztworu wyjściowego?
250 mL roztworu o stężeniu 0,2 mol/L zmieszano z 50 mL roztworu tej samej substancji o stężeniu 0,6 mol/L. Wyznacz stężenie c mieszaniny (objętości są addytywne).
Jaką objętość V zajmuje 80 g (N₂) przy 250 kPa i 50 °C? Potraktuj go jak gaz doskonały.
Stała ilość gazu (He) przechodzi od 400 kPa, 10 L, 10 °C do 150 kPa i 190 °C. Wyznacz nową objętość V2.
Metalowy klocek (aluminium) o masie 250 g (c = 0,897 J/(g·°C)) i temperaturze 80 °C wrzucono do 250 g wody (c = 4,18 J/(g·°C)) o temperaturze 17 °C w izolowanym naczyniu. Wyznacz temperaturę końcową Tf.
Użyj standardowych entalpii tworzenia, aby wyznaczyć ΔH° reakcji 2CH3OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).
Do naczynia wprowadzono 1 mol/L H₂ i 1 mol/L I₂, które reagują: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, przy Kc = 36. Wyznacz stężenie równowagowe [H2].
PCl₅ rozkłada się: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, przy Kc = 0,2 w temperaturze reakcji. Na początku w naczyniu jest tylko PCl₅ o stężeniu 0,25 mol/L. Wyznacz stężenie równowagowe [PCl5].
Wyznacz pH pH roztworu o stężeniu 0,1 mol/L, którym jest kwas octowy (Ka = 1,8 × 10⁻⁵).
Bufor o objętości 1,00 L zawiera 0,1 mol, którym jest kwas octowy, oraz 0,25 mol sprzężonej zasady (Ka = 1,8 × 10⁻⁵). Dodaje się 0,025 mol NaOH. Wyznacz nowe pH pH.
Reakcja drugiego rzędu (−rA = k·CA²) ma k = 0,5 L/(mol·min) i stężenie początkowe 2 mol/L. Wyznacz jej pierwszy okres półtrwania t½.
W dwóch doświadczeniach mierzy się szybkość początkową reakcji A → produkty. Przy CA0 = 0,4 mol/L szybkość wynosi 0,01 mol/(L·s); przy CA0 = 1,6 mol/L wynosi 0,08 mol/(L·s). Wyznacz rząd reakcji n względem A.
Odpowiedź: m = 27,03 g
Stechiometria: uzgodnione równanie liczy cząstki, nie gramy. Zamień masę na mole wzorem n = m/M, użyj współczynników równania jako stosunku molowego, a potem wróć do masy: m = n·M. Przy dwóch substratach substrat limitujący to ten, który zużyje się pierwszy i ogranicza ilość produktu.
Odpowiedź: Y = 74,98 %
Stechiometria: uzgodnione równanie liczy cząstki, nie gramy. Zamień masę na mole wzorem n = m/M, użyj współczynników równania jako stosunku molowego, a potem wróć do masy: m = n·M. Przy dwóch substratach substrat limitujący to ten, który zużyje się pierwszy i ogranicza ilość produktu.
Odpowiedź: Vwater = 840 mL
Stężenie molowe: c = n/V w mol/L, gdzie n = m/M. Rozcieńczanie dodaje rozpuszczalnik, ale nie substancję rozpuszczoną, więc liczba moli się nie zmienia: c₁·V₁ = c₂·V₂. Po zmieszaniu dwóch roztworów tej samej substancji sumują się mole, a także objętości.
Odpowiedź: c = 0,2667 mol/L
Stężenie molowe: c = n/V w mol/L, gdzie n = m/M. Rozcieńczanie dodaje rozpuszczalnik, ale nie substancję rozpuszczoną, więc liczba moli się nie zmienia: c₁·V₁ = c₂·V₂. Po zmieszaniu dwóch roztworów tej samej substancji sumują się mole, a także objętości.
Odpowiedź: V = 30,69 L
Równanie stanu gazu doskonałego: PV = nRT, gdzie n = m/M.
Odpowiedź: V2 = 43,62 L
Równanie Clapeyrona dla stałej ilości gazu: P1V1/T1 = P2V2/T2.
Odpowiedź: Tf = 28,13 °C
Ciepło i entalpia: ogrzanie substancji wymaga q = m·c·ΔT. W kalorymetrze ciepło oddane przez ciało gorące jest równe ciepłu pobranemu przez ciało zimne. Zmianę entalpii reakcji wyznacza się z entalpii tworzenia: ΔH° = ΣΔH°f(produkty) − ΣΔH°f(substraty), każdą pomnożoną przez jej współczynnik.
Odpowiedź: ΔH° = −1453 kJ
Ciepło i entalpia: ogrzanie substancji wymaga q = m·c·ΔT. W kalorymetrze ciepło oddane przez ciało gorące jest równe ciepłu pobranemu przez ciało zimne. Zmianę entalpii reakcji wyznacza się z entalpii tworzenia: ΔH° = ΣΔH°f(produkty) − ΣΔH°f(substraty), każdą pomnożoną przez jej współczynnik.
Ujemna: reakcja wydziela ciepło (egzotermiczna).
Odpowiedź: [H2] = 0,25 mol/L
Równowaga chemiczna: dla aA + bB ⇌ cC + dD stała równowagi wynosi Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), przy stężeniach w stanie równowagi. Tabela ICE (początek, zmiana, równowaga) wiąże ilości początkowe z ilościami w stanie równowagi przez jedną niewiadomą x, pomnożoną przez współczynniki.
Odpowiedź: [PCl5] = 0,1051 mol/L
Równowaga chemiczna: dla aA + bB ⇌ cC + dD stała równowagi wynosi Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), przy stężeniach w stanie równowagi. Tabela ICE (początek, zmiana, równowaga) wiąże ilości początkowe z ilościami w stanie równowagi przez jedną niewiadomą x, pomnożoną przez współczynniki.
Odpowiedź: pH = 2,875
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] i pOH = −log₁₀[OH⁻], przy czym pH + pOH = 14 w 25 °C. Mocne kwasy i zasady dysocjują całkowicie. Słaby kwas tylko częściowo: Ka = x²/(c − x), gdzie x = [H₃O⁺]. Bufor ze słabego kwasu i sprzężonej z nim zasady spełnia równanie Hendersona–Hasselbalcha: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
HA ⇌ H⁺ + A⁻: dysocjuje x mol/L kwasu.
Odpowiedź: pH = 5,309
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] i pOH = −log₁₀[OH⁻], przy czym pH + pOH = 14 w 25 °C. Mocne kwasy i zasady dysocjują całkowicie. Słaby kwas tylko częściowo: Ka = x²/(c − x), gdzie x = [H₃O⁺]. Bufor ze słabego kwasu i sprzężonej z nim zasady spełnia równanie Hendersona–Hasselbalcha: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Odpowiedź: t½ = 1 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).
Każdy kolejny okres półtrwania jest dwa razy dłuższy, bo C₀ zmniejszyło się o połowę.
Odpowiedź: n = 1,5
Metoda szybkości początkowych: dla r = k·Cⁿ porównanie dwóch serii różniących się tylko stężeniem początkowym eliminuje k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Podwojenie C podwaja szybkość dla pierwszego rzędu i zwiększa ją czterokrotnie dla drugiego rzędu.
ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry