Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 14 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.
8 g Mg i 80 g O2 reagują zgodnie z 2Mg + O2 → 2MgO. Jaka masa m MgO może powstać?
W reakcji N2 + 3H2 → 2NH3 8 g N2 reaguje całkowicie (pozostałe substraty w nadmiarze) i otrzymuje się 7,59 g NH3. Wyznacz wydajność procentową Y.
Potrzebujesz 1000 mL roztworu o stężeniu 0,5 mol/L, a masz roztwór wyjściowy o stężeniu 2,5 mol/L. Jakiej objętości V1 roztworu wyjściowego potrzebujesz?
50 mL roztworu o stężeniu 2 mol/L zmieszano z 500 mL roztworu tej samej substancji o stężeniu 0,05 mol/L. Wyznacz stężenie c mieszaniny (objętości są addytywne).
Jaką objętość V zajmuje 120 g (He) przy 700 kPa i 95 °C? Potraktuj go jak gaz doskonały.
Stała ilość gazu (O₂) przechodzi od 350 kPa, 10 L, 40 °C do 150 kPa i 120 °C. Wyznacz nową objętość V2.
Metalowy klocek (ołów) o masie 250 g (c = 0,129 J/(g·°C)) i temperaturze 200 °C wrzucono do 300 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 2C2H6 + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l).
Do naczynia wprowadzono 0,1 mol/L H₂ i 0,1 mol/L I₂, które reagują: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, przy Kc = 64. Wyznacz stężenie równowagowe [HI].
PCl₅ rozkłada się: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, przy Kc = 0,05 w temperaturze reakcji. Na początku w naczyniu jest tylko PCl₅ o stężeniu 0,5 mol/L. Wyznacz stężenie równowagowe [PCl5].
Wyznacz pH pH roztworu o stężeniu 0,01 mol/L, którym jest kwas octowy (Ka = 1,8 × 10⁻⁵).
Bufor o objętości 1,00 L zawiera 0,1 mol, którym jest kwas benzoesowy, oraz 0,2 mol sprzężonej zasady (Ka = 6,3 × 10⁻⁵). Dodaje się 0,02 mol NaOH. Wyznacz nowe pH pH.
Reakcja o równaniu kinetycznym −rA = k·CA² ma k = 0,25 L/(mol·min) i zaczyna od 2 mol/L. Wyznacz stężenie CA po 10 min.
W dwóch doświadczeniach mierzy się szybkość początkową reakcji A → produkty. Przy CA0 = 0,1 mol/L szybkość wynosi 0,005 mol/(L·s); przy CA0 = 0,2 mol/L wynosi 0,02 mol/(L·s). Wyznacz rząd reakcji n względem A.
Odpowiedź: m = 13,26 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 = 78,05 %
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 = 200 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 = 0,2273 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 = 131,1 L
Równanie stanu gazu doskonałego: PV = nRT, gdzie n = m/M.
Odpowiedź: V2 = 29,29 L
Równanie Clapeyrona dla stałej ilości gazu: P1V1/T1 = P2V2/T2.
Odpowiedź: Tf = 21,59 °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° = −3119 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: [HI] = 0,16 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] = 0,3649 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 = 3,382
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 = 4,64
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: CA = 0,3333 mol/L
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: n = 2
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