Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 14 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.
8 g C3H8 i 48 g O2 reagują zgodnie z C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O. Jaka masa m CO2 może powstać?
W reakcji C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O 16 g C3H8 reaguje całkowicie (pozostałe substraty w nadmiarze) i otrzymuje się 39,28 g CO2. Wyznacz wydajność procentową Y.
Potrzebujesz 500 mL roztworu o stężeniu 0,25 mol/L, a masz roztwór wyjściowy o stężeniu 0,5 mol/L. Jakiej objętości V1 roztworu wyjściowego potrzebujesz?
50 mL roztworu o stężeniu 1 mol/L zmieszano z 100 mL roztworu tej samej substancji o stężeniu 0,3 mol/L. Wyznacz stężenie c mieszaniny (objętości są addytywne).
Zbiornik o pojemności 5 L zawiera 260 g (Ar) w temperaturze 45 °C. Potraktuj go jak gaz doskonały i wyznacz ciśnienie P.
Stała ilość gazu (Ar) przechodzi od 400 kPa, 10 L, 30 °C do 600 kPa i 200 °C. Wyznacz nową objętość V2.
Metalowy klocek (żelazo) o masie 100 g (c = 0,449 J/(g·°C)) i temperaturze 160 °C wrzucono do 250 g wody (c = 4,18 J/(g·°C)) o temperaturze 25 °C w izolowanym naczyniu. Wyznacz temperaturę końcową Tf.
Użyj standardowych entalpii tworzenia, aby wyznaczyć ΔH° reakcji CH4 + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l).
Do naczynia wprowadzono 1 mol/L H₂ i 1 mol/L I₂, które reagują: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, przy Kc = 9. Wyznacz stężenie równowagowe [H2].
PCl₅ rozkłada się: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, przy Kc = 0,5 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 0,5 mol/L, którym jest kwas octowy (Ka = 1,8 × 10⁻⁵).
Bufor o objętości 1,00 L zawiera 0,3 mol, którym jest kwas mlekowy, oraz 0,25 mol sprzężonej zasady (Ka = 0,00014). Dodaje się 0,05 mol NaOH. Wyznacz nowe pH pH.
Reakcja pierwszego rzędu w reaktorze okresowym ma k = 0,2 min⁻¹. Ile czasu potrzeba, aby osiągnąć 80% przereagowania? Wyznacz t.
Stała szybkości reakcji wynosi 0,05 min⁻¹ w 35 °C i 0,335 min⁻¹ w 55 °C. Wyznacz energię aktywacji Ea.
Odpowiedź: m = 23,95 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 = 82 %
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: V1 = 250 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 = 0,5333 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: P = 3443 kPa
Równanie stanu gazu doskonałego: PV = nRT, gdzie n = m/M.
Odpowiedź: V2 = 10,41 L
Równanie Clapeyrona dla stałej ilości gazu: P1V1/T1 = P2V2/T2.
Odpowiedź: Tf = 30,56 °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° = −890,3 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] = 0,4 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] = 0,06699 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 = 2,524
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 = 3,933
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: t = 8,047 min
Szybkość reakcji: dla reakcji pierwszego rzędu −dC/dt = kC, więc C = C₀·e−kt, a okres półtrwania ln 2/k nie zależy od stężenia. Dla reakcji drugiego rzędu 1/C = 1/C₀ + kt. Stała szybkości rośnie z temperaturą zgodnie z równaniem Arrheniusa: k = A·e−Ea/(RT).
Odpowiedź: Ea = 79,96 kJ/mol
Szybkość reakcji: dla reakcji pierwszego rzędu −dC/dt = kC, więc C = C₀·e−kt, a okres półtrwania ln 2/k nie zależy od stężenia. Dla reakcji drugiego rzędu 1/C = 1/C₀ + kt. Stała szybkości rośnie z temperaturą zgodnie z równaniem Arrheniusa: k = A·e−Ea/(RT).
ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry