เคมีทั่วไป: ชุดสรุปเร่งรัด

สรุปสูตร ขั้นตอนวิธีทำที่สำคัญของทุกหัวข้อ และโจทย์ฝึก 14 ข้อ พร้อมเฉลยละเอียดไว้ท้ายเล่ม

โจทย์ใหม่กลับไปที่รายวิชา

ในหน้าต่างพิมพ์ ให้เลือก “บันทึกเป็น PDF” เพื่อเก็บสำเนาไว้ในอุปกรณ์ของคุณ

1สูตรและวิธีทำ

ปริมาณสารสัมพันธ์

โมล
n = m/M
ความเข้มข้น
c = n/V
อัตราส่วนโมล
ใช้สัมประสิทธิ์ของสมการที่ดุลแล้ว
สารกำหนดปริมาณ
ตัวที่หมดก่อน
ร้อยละผลได้
จริง / ทฤษฎี × 100%

วิธีการ

  1. เขียนสมการเคมีและดุลสมการ
  2. แปลงมวลที่กำหนดเป็นโมล: n = m/M
  3. ใช้สัมประสิทธิ์เป็นอัตราส่วนโมลเพื่อหาโมลของสารที่ต้องการ
  4. แปลงกลับเป็นมวลด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว ให้หาสารกำหนดปริมาณก่อน

โมลาริตีและการเจือจาง

โมลาริตี
c = n/V (mol/L)
โมล
n = m/M
การเจือจาง
c1V1 = c2V2
การผสม
c = (c1V1 + c2V2)/(V1 + V2)

วิธีการ

  1. แปลงมวลเป็นโมลด้วย n = m/M
  2. แปลงปริมาตรเป็นลิตร
  3. โมลาริตี c = n/V ใน mol/L
  4. สำหรับการเจือจาง โมลคงเดิม: c₁V₁ = c₂V₂

กฎแก๊สอุดมคติ

กฎแก๊สอุดมคติ
pV = nRT
ค่าคงที่แก๊ส
R = 8.314 J/(mol·K)
กฎแก๊สรวม
p1V1/T1 = p2V2/T2
โมล
n = m/M
อุณหภูมิ
T[K] = T[°C] + 273.15

แคลอรีมิเตอร์และเอนทาลปี

ความร้อน
q = m·c·ΔT
น้ำ
c = 4.18 J/(g·°C)
แคลอรีมิเตอร์
ความร้อนที่สูญเสีย = ความร้อนที่ได้รับ
เอนทาลปีของปฏิกิริยา
ΔH° = ΣΔH°f(products) − ΣΔH°f(reactants)

สมดุลเคมี

ค่าคงที่สมดุล
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
ตาราง ICE
เริ่มต้น เปลี่ยนแปลง (×สัมประสิทธิ์) สมดุล
สมการกำลังสอง
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

วิธีการ

  1. เขียน Kc โดยผลิตภัณฑ์อยู่เศษต่อสารตั้งต้นอยู่ส่วน แต่ละตัวยกกำลังด้วยสัมประสิทธิ์ของมัน
  2. ตั้งตาราง ICE: เริ่มต้น เปลี่ยนแปลง (เป็นขั้นของ x คูณสัมประสิทธิ์) สมดุล
  3. ใส่นิพจน์ที่สมดุลลงใน Kc แล้วแก้หา x
  4. ตรวจสอบว่า x น้อยพอสำหรับการประมาณหรือไม่ ถ้าไม่ ให้แก้สมการกำลังสอง

pH และบัฟเฟอร์

pH
pH = −log[H⁺]
pOH
pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
กรดอ่อน
[H⁺] ≈ √(Ka·c)
บัฟเฟอร์
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
การเจือจาง
c1V1 = c2V2

วิธีการ

  1. ตัดสินว่ากรดหรือเบสเป็นแบบแก่ (แตกตัวสมบูรณ์) หรืออ่อน
  2. กรดแก่: [H⁺] เท่ากับความเข้มข้นของมัน เบสแก่: หา [OH⁻] ก่อน
  3. กรดอ่อน: แก้ Ka = x²/(c − x) หา x = [H⁺]
  4. pH = −log[H⁺] และ pH + pOH = 14 ที่ 25 °C

จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา

อันดับหนึ่ง
ln(CA/CA0) = −kt
ครึ่งชีวิต (อันดับหนึ่ง)
t½ = ln 2/k
อันดับสอง
1/CA = 1/CA0 + kt
อาร์เรเนียส
k = A·e−Ea/(RT)
สองอุณหภูมิ
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2โจทย์ฝึก

1.ปริมาณสารสัมพันธ์ปานกลาง
m(X)n(X)n(AlCl3​)m(AlCl3​)÷ M(X)× 2/ν× M(AlCl3​)

Al 8 g และ Cl2 64 g ทำปฏิกิริยากันตาม 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 จะเกิด AlCl3 มวล m ได้เท่าใด

M(Al) = 26.98M(Cl2) = 70.9M(AlCl3) = 133.33 g/mol
m = g
2.ปริมาณสารสัมพันธ์ยาก
m(C6​H12​O6​)n(C6​H12​O6​)n(C2​H5​OH)m(C2​H5​OH)÷ M(C6​H12​O6​)× 2/1× M(C2​H5​OH)

ในปฏิกิริยา C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 C6H12O6 24 g ทำปฏิกิริยาหมด (สารตั้งต้นอื่นมีมากเกินพอ) และเก็บ C2H5OH ได้ 6.75 g หาร้อยละผลได้ Y

M(C6H12O6) = 180.16 g/molM(C2H5OH) = 46.07 g/molจริง: 6.75 g
Y = %
3.โมลาริตีและการเจือจางปานกลาง
0.5 mol/LV1​ = ?0.1 mol/L200 mL

ต้องการสารละลาย 0.1 mol/L ปริมาตร 200 mL และมีสารละลายสต็อก 0.5 mol/L ต้องใช้สารละลายสต็อกปริมาตร V1 เท่าใด

c1 = 0.5 mol/Lc2 = 0.1 mol/LV2 = 200 mL
V1 = mL
4.โมลาริตีและการเจือจางยาก
1 mol/L300 mL2.5 mol/L250 mLc = ?550 mL

สารละลาย 1 mol/L ปริมาตร 300 mL ผสมกับสารละลาย 2.5 mol/L ของสารเดียวกันปริมาตร 250 mL หาความเข้มข้น c ของสารผสม (ปริมาตรบวกกันได้)

c1 = 1 mol/LV1 = 300 mLc2 = 2.5 mol/LV2 = 250 mL
c = mol/L
5.กฎแก๊สอุดมคติปานกลาง
330 g ของO₂V = 30 LT = 90 °CP = ?

ถังขนาด 30 L บรรจุO₂ปริมาณ 330 g ที่ 90 °C ถือว่าเป็นแก๊สอุดมคติ แล้วหาความดัน P

m = 330 gM = 32 g/molV = 30 LT = 90 °CR = 8.314 J/(mol·K)
P = kPa
6.กฎแก๊สอุดมคติยาก
สถานะ 1สถานะ 2

N₂ปริมาณคงที่เปลี่ยนจาก 150 kPa, 2 L, 30 °C ไปเป็น 350 kPa และ 110 °C หาปริมาตรใหม่ V2

P1 = 150 kPaV1 = 2 LT1 = 30 °CP2 = 350 kPaT2 = 110 °C
V2 = L
7.แคลอรีมิเตอร์และเอนทาลปีปานกลาง
Tf​ = ?เหล็กm = 200 gT = 200 °Cc = 0.449 J/(g·°C)น้ำm = 300 gT = 17 °Cc = 4.18 J/(g·°C)

ก้อนเหล็กมวล 200 g (c = 0.449 J/(g·°C)) อุณหภูมิ 200 °C ถูกหย่อนลงในน้ำ 300 g (c = 4.18 J/(g·°C)) อุณหภูมิ 17 °C ในถ้วยฉนวน หาอุณหภูมิสุดท้าย Tf

mmetal = 200 gcmetal = 0.449 J/(g·°C)Tmetal = 200 °Cmwater = 300 gTwater = 17 °Ccwater = 4.18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.แคลอรีมิเตอร์และเอนทาลปียาก
H50 g C3​H8​C3​H8​ + 5O₂สารตั้งต้น3CO₂ + 4H₂O(l)ผลิตภัณฑ์q = ?

ใช้เอนทาลปีมาตรฐานของการเกิดหาความร้อน q ที่ปล่อยออกมาเมื่อC3H8 50 g (M = 44.1 g/mol) เผาไหม้สมบูรณ์: C3H8 + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l) ตอบ q เป็นจำนวนบวก

ΔH°f(C3H8) = −103.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
q = kJ
9.สมดุลเคมีปานกลาง
H2​I2​HII110C−x−x+2xE1 − x1 − x2x

ใส่ H₂ 1 mol/L และ I₂ 1 mol/L ในภาชนะและทำปฏิกิริยา: H₂ + I₂ ⇌ 2HI โดย Kc = 64 หาความเข้มข้นที่สมดุล [HI]

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LKc = 64
[HI] = mol/L
10.สมดุลเคมียาก
PCl5​PCl3​Cl2​I0.800C−x+x+xE0.8 − xxx

PCl₅ สลายตัว: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂ โดย Kc = 0.1 ที่อุณหภูมิของปฏิกิริยา ภาชนะเริ่มต้นด้วย PCl₅ เท่านั้น 0.8 mol/L หาความเข้มข้นที่สมดุล [PCl5]

[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LKc = 0.1
[PCl5] = mol/L
11.pH และบัฟเฟอร์ปานกลาง
02468101214กรดเป็นกลางเบสpH = ?

หา pH pH ของสารละลายกรดแลกติก ความเข้มข้น 0.01 mol/L (Ka = 0.00014)

c = 0.01 mol/LKa = 0.00014
pH =
12.pH และบัฟเฟอร์ยาก
02468101214กรดเป็นกลางเบสpH = ?

สารละลายบัฟเฟอร์ 1.00 L มี กรดแลกติก 0.3 mol และเบสคอนจูเกตของมัน 0.2 mol (Ka = 0.00014) เติม NaOH 0.02 mol หา pH ใหม่ pH

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.2 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 0.00014
pH =
13.จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาปานกลาง
t (min)C (mol/L)5 minC = ?

ปฏิกิริยาที่มีกฎอัตรา −rA = k·CA² มี k = 0.25 L/(mol·min) และเริ่มที่ 1 mol/L หาความเข้มข้น CA หลังผ่านไป 5 min

k = 0.25 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/Lt = 5 min
CA = mol/L
14.จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยายาก
Tk20 °C0.0230 °C0.0676

ค่าคงที่อัตราของปฏิกิริยาคือ 0.02 min⁻¹ ที่ 20 °C และ 0.0676 min⁻¹ ที่ 30 °C หาพลังงานก่อกัมมันต์ Ea

k1 = 0.02 min⁻¹T1 = 20 °Ck2 = 0.0676 min⁻¹T2 = 30 °CR = 8.314 J/(mol·K)
Ea = kJ/mol

3สารละลาย

1.ปริมาณสารสัมพันธ์

คำตอบ: m = 39.53 g

ปริมาณสารสัมพันธ์: สมการเคมีที่ดุลแล้วนับอนุภาค ไม่ใช่กรัม แปลงมวลเป็นโมลด้วย n = m/M ใช้สัมประสิทธิ์ของสมการเป็นอัตราส่วนโมล แล้วแปลงกลับด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว สารกำหนดปริมาณคือสารที่หมดก่อนและกำหนดว่าเกิดผลิตภัณฑ์ได้เท่าใด

โมลของสารตั้งต้นแต่ละตัว

n(Al) = 8/26.98 = 0.2965 mol
n(Cl2) = 64/70.9 = 0.9027 mol

สารกำหนดปริมาณ

0.2965/2 = 0.1483, 0.9027/3 = 0.3009 → Al

มวลของผลิตภัณฑ์

n(AlCl3) = 0.1483·2 = 0.2965 mol
m = 0.2965·133.33 = 39.53 g

คำตอบ

m = 39.53 g
2.ปริมาณสารสัมพันธ์

คำตอบ: Y = 54.99 %

ปริมาณสารสัมพันธ์: สมการเคมีที่ดุลแล้วนับอนุภาค ไม่ใช่กรัม แปลงมวลเป็นโมลด้วย n = m/M ใช้สัมประสิทธิ์ของสมการเป็นอัตราส่วนโมล แล้วแปลงกลับด้วย m = n·M เมื่อมีสารตั้งต้นสองตัว สารกำหนดปริมาณคือสารที่หมดก่อนและกำหนดว่าเกิดผลิตภัณฑ์ได้เท่าใด

ผลได้เชิงทฤษฎี

n(C6H12O6) = 24/180.16 = 0.1332 mol
m = 0.1332·2/1·46.07 = 12.27 g

ร้อยละผลได้

Y = 6.75/12.27·100 = 54.99%

คำตอบ

Y = 54.99%
3.โมลาริตีและการเจือจาง

คำตอบ: V1 = 40 mL

โมลาริตี: ความเข้มข้น c = n/V ใน mol/L โดย n = m/M การเจือจางเติมตัวทำละลายแต่ไม่เติมตัวถูกละลาย จำนวนโมลจึงคงเดิม: c₁·V₁ = c₂·V₂ เมื่อผสมสารละลายของตัวถูกละลายเดียวกันสองชนิด โมลบวกกันและปริมาตรก็บวกกัน

ปริมาตรของสารละลายสต็อก

V1 = c2·V2/c1 = 0.1·200/0.5 = 40 mL

คำตอบ

V1 = 40 mL
4.โมลาริตีและการเจือจาง

คำตอบ: c = 1.682 mol/L

โมลาริตี: ความเข้มข้น c = n/V ใน mol/L โดย n = m/M การเจือจางเติมตัวทำละลายแต่ไม่เติมตัวถูกละลาย จำนวนโมลจึงคงเดิม: c₁·V₁ = c₂·V₂ เมื่อผสมสารละลายของตัวถูกละลายเดียวกันสองชนิด โมลบวกกันและปริมาตรก็บวกกัน

ปริมาณรวม

n = 1·300 + 2.5·250 = 925 mmol

ความเข้มข้นของสารผสม

c = 925/550 = 1.682 mol/L

คำตอบ

c = 1.682 mol/L
5.กฎแก๊สอุดมคติ

คำตอบ: P = 1038 kPa

กฎแก๊สอุดมคติ: PV = nRT โดย n = m/M

โมล

n = m/M = 330/32 = 10.31 mol
T = 90 + 273.15 = 363.1 K

ความดัน

P = nRT/V = 10.31·8.314·363.1/0.03 = 1038 kPa

คำตอบ

P = 1038 kPa
6.กฎแก๊สอุดมคติ

คำตอบ: V2 = 1.083 L

กฎแก๊สรวม: สำหรับแก๊สอุดมคติปริมาณคงที่ P1V1/T1 = P2V2/T2

อุณหภูมิสัมบูรณ์

T1 = 303.1 K, T2 = 383.1 K

กฎแก๊สรวม

V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 2·(150/350)·(383.1/303.1) = 1.083 L

คำตอบ

V2 = 1.083 L
7.แคลอรีมิเตอร์และเอนทาลปี

คำตอบ: Tf = 29.23 °C

ความร้อนและเอนทาลปี: การให้ความร้อนแก่สารต้องใช้ q = m·c·ΔT ในแคลอรีมิเตอร์ ความร้อนที่วัตถุร้อนสูญเสียเท่ากับความร้อนที่วัตถุเย็นได้รับ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยาหาได้จากเอนทาลปีของการเกิด: ΔH° = ΣΔH°f(ผลิตภัณฑ์) − ΣΔH°f(สารตั้งต้น) โดยคูณแต่ละค่าด้วยสัมประสิทธิ์

สมดุลความร้อน

200·0.449·(200 − Tf) = 300·4.18·(Tf − 17)

แก้หาอุณหภูมิสุดท้าย

Tf = (89.8·200 + 1254·17)/(89.8 + 1254) = 29.23 °C

คำตอบ

Tf = 29.23 °C
8.แคลอรีมิเตอร์และเอนทาลปี

คำตอบ: q = 2517 kJ

ความร้อนและเอนทาลปี: การให้ความร้อนแก่สารต้องใช้ q = m·c·ΔT ในแคลอรีมิเตอร์ ความร้อนที่วัตถุร้อนสูญเสียเท่ากับความร้อนที่วัตถุเย็นได้รับ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยาหาได้จากเอนทาลปีของการเกิด: ΔH° = ΣΔH°f(ผลิตภัณฑ์) − ΣΔH°f(สารตั้งต้น) โดยคูณแต่ละค่าด้วยสัมประสิทธิ์

เอนทาลปีของปฏิกิริยา

ΔH° = [3·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [1·(−103.8) + 5·0] = −2220 kJ

ความร้อนสำหรับมวลที่กำหนด

n = 50/44.1 = 1.134 mol
q = n·|ΔH°/1| = 1.134·2220 = 2517 kJ

คำตอบ

q = 2517 kJ
9.สมดุลเคมี

คำตอบ: [HI] = 1.6 mol/L

สมดุลเคมี: สำหรับ aA + bB ⇌ cC + dD ค่าคงที่สมดุลคือ Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b) โดยใช้ความเข้มข้นที่สมดุล ตาราง ICE (เริ่มต้น เปลี่ยนแปลง สมดุล) เชื่อมปริมาณเริ่มต้นกับปริมาณที่สมดุลด้วยตัวแปรเดียว x คูณด้วยสัมประสิทธิ์

นิพจน์สมดุล

64 = (2x)²/(1 − x)²

ถอดรากที่สอง

8 = 2x/(1 − x) → x = 1·8/(2 + 8) = 0.8 mol/L

ความเข้มข้นที่สมดุล

[HI] = 2x = 1.6 mol/L

คำตอบ

[HI] = 1.6 mol/L
10.สมดุลเคมี

คำตอบ: [PCl5] = 0.5628 mol/L

สมดุลเคมี: สำหรับ aA + bB ⇌ cC + dD ค่าคงที่สมดุลคือ Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b) โดยใช้ความเข้มข้นที่สมดุล ตาราง ICE (เริ่มต้น เปลี่ยนแปลง สมดุล) เชื่อมปริมาณเริ่มต้นกับปริมาณที่สมดุลด้วยตัวแปรเดียว x คูณด้วยสัมประสิทธิ์

นิพจน์สมดุล

0.1 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.1·x − 0.08 = 0

แก้สมการกำลังสอง

x = (−0.1 + √(0.1² + 4·0.08))/2 = 0.2372 mol/L

ความเข้มข้นที่สมดุล

[PCl₅] = 0.8 − 0.2372 = 0.5628 mol/L

คำตอบ

[PCl5] = 0.5628 mol/L
11.pH และบัฟเฟอร์

คำตอบ: pH = 2.953

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] และ pOH = −log₁₀[OH⁻] โดย pH + pOH = 14 ที่ 25 °C กรดแก่และเบสแก่แตกตัวสมบูรณ์ กรดอ่อนแตกตัวเพียงบางส่วน: Ka = x²/(c − x) โดย x = [H₃O⁺] สารละลายบัฟเฟอร์ของกรดอ่อนและเบสคอนจูเกตเป็นไปตามสมการเฮนเดอร์สัน–ฮัสเซลบัลช์: pH = pKa + log([A⁻]/[HA])

สมดุล

HA ⇌ H⁺ + A⁻: กรด x mol/L แตกตัว

Ka = x²/(0.01 − x) → x = 0.001115 mol/L

pH

pH = −log(0.001115) = 2.953

คำตอบ

pH = 2.953
12.pH และบัฟเฟอร์

คำตอบ: pH = 3.749

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] และ pOH = −log₁₀[OH⁻] โดย pH + pOH = 14 ที่ 25 °C กรดแก่และเบสแก่แตกตัวสมบูรณ์ กรดอ่อนแตกตัวเพียงบางส่วน: Ka = x²/(c − x) โดย x = [H₃O⁺] สารละลายบัฟเฟอร์ของกรดอ่อนและเบสคอนจูเกตเป็นไปตามสมการเฮนเดอร์สัน–ฮัสเซลบัลช์: pH = pKa + log([A⁻]/[HA])

การสะเทิน

n(HA) = 0.3 − 0.02 = 0.28 mol
n(A⁻) = 0.2 + 0.02 = 0.22 mol

เฮนเดอร์สัน–ฮัสเซลบัลช์

pH = 3.854 + log(0.22/0.28) = 3.749

คำตอบ

pH = 3.749
13.จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา

คำตอบ: CA = 0.4444 mol/L

อัตราการเกิดปฏิกิริยา: สำหรับปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง −dC/dt = kC ดังนั้น C = C₀·e−kt และครึ่งชีวิต ln 2/k ไม่ขึ้นกับความเข้มข้น สำหรับปฏิกิริยาอันดับสอง 1/C = 1/C₀ + kt ค่าคงที่อัตราเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิตามสมการอาร์เรเนียส: k = A·e−Ea/(RT)

กฎอันดับสองแบบอินทิเกรต

1/CA = 1/CA0 + kt = 1 + 0.25·5 = 2.25 L/mol
CA = 1/2.25 = 0.4444 mol/L

คำตอบ

CA = 0.4444 mol/L
14.จลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยา

คำตอบ: Ea = 89.98 kJ/mol

อัตราการเกิดปฏิกิริยา: สำหรับปฏิกิริยาอันดับหนึ่ง −dC/dt = kC ดังนั้น C = C₀·e−kt และครึ่งชีวิต ln 2/k ไม่ขึ้นกับความเข้มข้น สำหรับปฏิกิริยาอันดับสอง 1/C = 1/C₀ + kt ค่าคงที่อัตราเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิตามสมการอาร์เรเนียส: k = A·e−Ea/(RT)

อุณหภูมิสัมบูรณ์

T1 = 293.1 K, T2 = 303.1 K

แก้สมการอาร์เรเนียสหา Ea

Ea = −R·ln(k2/k1)/(1/T2 − 1/T1) = −8.314·1.218/(-1.125e-4) = 89983 J/mol
Ea = 89.98 kJ/mol

คำตอบ

Ea = 89.98 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry