Wzory, najważniejsze kroki metod dla każdego tematu i 14 zadań do ćwiczenia, z pełnymi rozwiązaniami na końcu.
12 g Fe2O3 i 8 g CO reagują zgodnie z Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2. Jaka masa m Fe może powstać?
W reakcji 2Na + Cl2 → 2NaCl 16 g Na reaguje całkowicie (pozostałe substraty w nadmiarze) i otrzymuje się 31,72 g NaCl. Wyznacz wydajność procentową Y.
Potrzebujesz 500 mL roztworu o stężeniu 0,3 mol/L, a masz roztwór wyjściowy o stężeniu 0,5 mol/L. Jakiej objętości V1 roztworu wyjściowego potrzebujesz?
50 mL roztworu o stężeniu 0,2 mol/L zmieszano z 200 mL roztworu tej samej substancji o stężeniu 0,1 mol/L. Wyznacz stężenie c mieszaniny (objętości są addytywne).
Zbiornik o pojemności 20 L zawiera 430 g (Ar) w temperaturze 95 °C. Potraktuj go jak gaz doskonały i wyznacz ciśnienie P.
Wyznacz gęstość ρ gazu (He) przy 600 kPa i 200 °C, traktując go jak gaz doskonały.
Metalowy klocek (aluminium) o masie 100 g (c = 0,897 J/(g·°C)) i temperaturze 170 °C wrzucono do 200 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 ciepło q wydzielone przy całkowitym spaleniu 100 g substancji CH3OH (M = 32,04 g/mol): 2CH3OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l). Podaj q jako liczbę dodatnią.
Do naczynia wprowadzono 0,4 mol/L H₂ i 0,4 mol/L I₂, które reagują: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, przy Kc = 25. 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 [Cl2].
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 podchlorawy, oraz 0,25 mol sprzężonej zasady (Ka = 3 × 10⁻⁸). Dodaje się 0,025 mol NaOH. Wyznacz nowe pH pH.
Reakcja drugiego rzędu (−rA = k·CA²) ma k = 0,8 L/(mol·min) i stężenie początkowe 2 mol/L. Wyznacz jej pierwszy okres półtrwania t½.
Reakcja ma energię aktywacji 55 kJ/mol. W 50 °C przebiega zbyt wolno. Do jakiej temperatury T2 (w °C) trzeba ją ogrzać, aby przebiegała 2 razy szybciej?
Odpowiedź: m = 8,394 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 = 77,99 %
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 = 300 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 = 0,12 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 = 1647 kPa
Równanie stanu gazu doskonałego: PV = nRT, gdzie n = m/M.
Odpowiedź: ρ = 0,6106 kg/m³
Gęstość gazu doskonałego: ρ = PM/(RT).
Odpowiedź: Tf = 39,05 °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 = 2267 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] = 0,1143 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] = 0,183 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 = 7,523
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 = 0,625 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: T2 = 61,33 °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