Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 14 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.
6 g CH4 i 64 g O2 reagują zgodnie z CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Jaka masa m H2O może powstać?
W reakcji C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 8 g C6H12O6 reaguje całkowicie (pozostałe substraty w nadmiarze) i otrzymuje się 3,32 g CO2. Wyznacz wydajność procentową Y.
Potrzebujesz 250 mL roztworu o stężeniu 0,5 mol/L, a masz roztwór wyjściowy o stężeniu 1 mol/L. Jakiej objętości V1 roztworu wyjściowego potrzebujesz?
250 mL roztworu o stężeniu 0,5 mol/L zmieszano z 200 mL roztworu tej samej substancji o stężeniu 1,2 mol/L. Wyznacz stężenie c mieszaniny (objętości są addytywne).
Zbiornik o pojemności 50 L zawiera 370 g (O₂) w temperaturze 35 °C. Potraktuj go jak gaz doskonały i wyznacz ciśnienie P.
Wyznacz gęstość ρ gazu (He) przy 900 kPa i 50 °C, traktując go jak gaz doskonały.
Metalowy klocek (cynk) o masie 250 g (c = 0,388 J/(g·°C)) i temperaturze 150 °C wrzucono do 400 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 2C4H10 + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).
Do naczynia wprowadzono 0,25 mol/L H₂ i 0,25 mol/L I₂, które reagują: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, przy Kc = 4. Wyznacz stężenie równowagowe [H2].
PCl₅ rozkłada się: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, przy Kc = 0,04 w temperaturze reakcji. Na początku w naczyniu jest tylko PCl₅ o stężeniu 0,2 mol/L. Wyznacz stężenie równowagowe [Cl2].
Wyznacz pH pH roztworu o stężeniu 0,2 mol/L, którym jest kwas mrówkowy (Ka = 0,00018).
Bufor zawiera 0,2 mol/L, którym jest kwas mlekowy, oraz 0,05 mol/L jego soli sodowej. Ka = 0,00014. Wyznacz pH pH buforu.
Reakcja zerowego rzędu ma k = 0,025 mol/(L·min) i stężenie początkowe 1 mol/L. Ile czasu potrzeba, aby osiągnąć stopień przemiany 80 %? Wyznacz t.
Reakcja ma energię aktywacji 80 kJ/mol. W 20 °C przebiega zbyt wolno. Do jakiej temperatury T2 (w °C) trzeba ją ogrzać, aby przebiegała 10 razy szybciej?
Odpowiedź: m = 13,48 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 = 84,94 %
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 = 125 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 = 0,8111 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 = 592,5 kPa
Równanie stanu gazu doskonałego: PV = nRT, gdzie n = m/M.
Odpowiedź: ρ = 1,341 kg/m³
Gęstość gazu doskonałego: ρ = PM/(RT).
Odpowiedź: Tf = 31,85 °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° = −5755 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] = 0,125 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: [Cl2] = 0,07165 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 = 2,228
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 = 3,252
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 = 32 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).
Odpowiedź: T2 = 42,12 °C
Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).
ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry