Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 14 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.
30 g N2 i 8 g H2 reagują zgodnie z N2 + 3H2 → 2NH3. Jaka masa m NH3 może powstać?
W reakcji C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O 20 g C3H8 reaguje całkowicie (pozostałe substraty w nadmiarze) i otrzymuje się 22,88 g H2O. Wyznacz wydajność procentową Y.
Potrzebujesz 200 mL roztworu o stężeniu 0,3 mol/L, a masz roztwór wyjściowy o stężeniu 4 mol/L. Jakiej objętości V1 roztworu wyjściowego potrzebujesz?
250 mL roztworu o stężeniu 0,25 mol/L zmieszano z 50 mL roztworu tej samej substancji o stężeniu 3 mol/L. Wyznacz stężenie c mieszaniny (objętości są addytywne).
Zbiornik o pojemności 20 L zawiera 80 g (Ar) w temperaturze 90 °C. Potraktuj go jak gaz doskonały i wyznacz ciśnienie P.
Wyznacz gęstość ρ gazu (Ar) przy 400 kPa i 170 °C, traktując go jak gaz doskonały.
Metalowy klocek (ołów) o masie 250 g (c = 0,129 J/(g·°C)) i temperaturze 200 °C wrzucono do 100 g wody (c = 4,18 J/(g·°C)) o temperaturze 16 °C w izolowanym naczyniu. Wyznacz temperaturę końcową Tf.
Użyj standardowych entalpii tworzenia, aby wyznaczyć ciepło q wydzielone przy całkowitym spaleniu 50 g substancji C2H6 (M = 30,07 g/mol): 2C2H6 + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l). Podaj q jako liczbę dodatnią.
Do naczynia wprowadzono 0,2 mol/L H₂ i 0,2 mol/L I₂, które reagują: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, przy Kc = 54. Wyznacz stężenie równowagowe [H2].
PCl₅ rozkłada się: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, przy Kc = 0,01 w temperaturze reakcji. Na początku w naczyniu jest tylko PCl₅ o stężeniu 0,8 mol/L. Wyznacz stężenie równowagowe [PCl5].
Wyznacz pH pH roztworu o stężeniu 0,2 mol/L, którym jest kwas octowy (Ka = 1,8 × 10⁻⁵).
Bufor o objętości 1,00 L zawiera 0,2 mol, którym jest kwas mrówkowy, oraz 0,2 mol sprzężonej zasady (Ka = 0,00018). Dodaje się 0,025 mol NaOH. Wyznacz nowe pH pH.
Reakcja pierwszego rzędu w reaktorze okresowym ma k = 0,15 min⁻¹. Ile czasu potrzeba, aby osiągnąć 99% przereagowania? Wyznacz t.
Reakcja ma stałą szybkości 0,002 min⁻¹ w 20 °C i energię aktywacji 120 kJ/mol. Wyznacz stałą szybkości k2 w 30 °C.
Odpowiedź: m = 36,47 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 = 69,99 %
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 = 15 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 = 0,7083 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 = 302,3 kPa
Równanie stanu gazu doskonałego: PV = nRT, gdzie n = m/M.
Odpowiedź: ρ = 4,337 kg/m³
Gęstość gazu doskonałego: ρ = PM/(RT).
Odpowiedź: Tf = 29,18 °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: q = 2593 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.
Odpowiedź: [H2] = 0,04279 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] = 0,7154 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 = 2,724
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 = 3,854
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 = 30,7 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: k2 = 0,01015 min⁻¹
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