ห้องเรียนรู้ Karinoya

มัธยมปลาย

เคมีทฤษฎี ΔH และ mol

เคมี: ปริมาณสาร เทอร์โมเคมี แก๊ส สารละลาย

ทั้งหมด 44 ข้อ · 6 หมวด

ปริมาณสารและความเข้มข้น

ข้อ 1 | โมลกับมวล

แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ CO₂ จำนวน 0.50 mol มีมวลกี่กรัม กำหนดมวลอะตอม C=12, O=16

  1. 44 g
  2. 22 g
  3. 88 g
  4. 11 g
คำตอบB. 22 g

มวลโมเลกุลของ CO₂ เท่ากับ 12+16×2=44 ดังนั้น 0.50 mol มีมวล 44×0.50=22 g ส่วน 44 g เป็นกับดักของคนที่สับสนไปคิดว่าเป็น 1 mol วิธีจำ ให้ใช้ความสัมพันธ์ “มวล = มวลต่อโมล × ปริมาณสาร” อย่างเป็นขั้นตอนทุกครั้ง

ข้อ 2 | แก๊ส 22.4 L

ที่ 0℃ ความดัน 1.013×10⁵ Pa (สภาวะมาตรฐาน) แก๊สอุดมคติที่มีปริมาตร 11.2 L คิดเป็นปริมาณสารกี่โมล

  1. 1.0 mol
  2. 2.0 mol
  3. 0.25 mol
  4. 0.50 mol
คำตอบD. 0.50 mol

ที่สภาวะมาตรฐาน แก๊ส 1 mol มีปริมาตรประมาณ 22.4 L ดังนั้น 11.2÷22.4=0.50 mol การหารกลับทิศเป็น 22.4÷11.2=2.0 คือความผิดพลาดยอดนิยม วิธีจำ ให้ท่องทิศทางของการหารว่า “ปริมาตร ÷ 22.4”

ข้อ 3 | พื้นฐานความเข้มข้นโมลาร์

สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เข้มข้น 0.20 mol/L ปริมาตร 500 mL มี NaOH อยู่กี่โมล

  1. 0.10 mol
  2. 0.40 mol
  3. 0.20 mol
  4. 1.0 mol
คำตอบA. 0.10 mol

ความเข้มข้นโมลาร์ × ปริมาตร (L) = ปริมาณสาร ดังนั้น 0.20×0.500=0.10 mol ความผิดพลาดที่พบบ่อยคือลืมเปลี่ยน 500 mL ให้เป็น 0.5 L แล้วตอบ 0.20 mol เคล็ดลับคือเปลี่ยนหน่วย mL→L ให้เสร็จเป็นอันดับแรกก่อนคำนวณ

ข้อ 4 | เปลี่ยนหน่วยความเข้มข้นกรดซัลฟิวริก

กรดซัลฟิวริกเข้มข้นมีความเข้มข้นร้อยละโดยมวล 98% และความหนาแน่น 1.8 g/cm³ มีความเข้มข้นโมลาร์ประมาณกี่ mol/L กำหนดให้มวลโมเลกุลของ H₂SO₄ เท่ากับ 98

  1. 18 mol/L
  2. 1.8 mol/L
  3. 9.8 mol/L
  4. 0.18 mol/L
คำตอบA. 18 mol/L

สารละลาย 1 L=1000 cm³ มีมวล 1800 g โดย 98% ของมวลนี้เป็น H₂SO₄ คือ 1764 g เมื่อหารด้วยมวลโมเลกุล 98 จะได้ 18 mol/L ถ้าลืมคูณด้วยความหนาแน่นก็จะได้คำตอบผิดอย่าง 1.8 วิธีจำ ให้แก้เป็น 3 ขั้นตอน “ตั้งสารละลาย 1 L → หามวลสารละลาย → หามวลตัวละลาย → เปลี่ยนเป็นโมล”

ข้อ 5 | สมการสภาวะของแก๊ส

ที่ 27℃ ความดัน 8.3×10⁴ Pa แก๊สอุดมคติที่มีปริมาตร 3.0 L คิดเป็นปริมาณสารกี่โมล กำหนดค่าคงที่ของแก๊ส R=8.3×10³ Pa・L/(K・mol)

  1. 1.0 mol
  2. 0.30 mol
  3. 0.037 mol
  4. 0.10 mol
คำตอบD. 0.10 mol

จาก PV=nRT จะได้ n=PV/RT=(8.3×10⁴×3.0)/(8.3×10³×300)=0.10 mol ถ้าแทนอุณหภูมิเป็น 27 ตรง ๆ ผลลัพธ์จะคลาดเคลื่อนไปคนละหลัก กฎเหล็กคือต้องเปลี่ยนเป็นอุณหภูมิสัมบูรณ์ T=27+273=300 K เสียก่อน

ข้อ 6 | ค่าคงที่อาโวกาโดร

น้ำ H₂O จำนวน 1 mol มีอะตอมไฮโดรเจนอยู่กี่อะตอม กำหนดค่าคงที่อาโวกาโดรเท่ากับ 6.0×10²³ /mol

  1. 1.2×10²⁴ อะตอม
  2. 1.8×10²⁴ อะตอม
  3. 3.0×10²³ อะตอม
  4. 6.0×10²³ อะตอม
คำตอบA. 1.2×10²⁴ อะตอม

โมเลกุลของน้ำ 1 โมเลกุลมีอะตอม H อยู่ 2 อะตอม ดังนั้น 6.0×10²³×2=1.2×10²⁴ อะตอม ส่วน 6.0×10²³ เป็นกับดักที่สับสนกับ “จำนวนโมเลกุล” วิธีจำ อย่าลืมคูณตามสูตร “จำนวนโมเลกุล × จำนวนอะตอมในหนึ่งโมเลกุล”

ข้อ 7 | มวลโมเลกุลเฉลี่ย

แก๊สผสมระหว่างไนโตรเจน N₂ กับออกซิเจน O₂ ในอัตราส่วนโดยโมล 4:1 มีมวลโมเลกุลเฉลี่ยเท่าใด กำหนดมวลโมเลกุล N₂=28, O₂=32

  1. 28.8
  2. 28.0
  3. 30.0
  4. 32.0
คำตอบA. 28.8

ต้องเฉลี่ยแบบถ่วงน้ำหนักด้วยเศษส่วนโมล จะได้ 28×0.80+32×0.20=22.4+6.4=28.8 ค่าเฉลี่ยธรรมดา 30.0 คือกับดักที่ใหญ่ที่สุด วิธีจำ ให้จำไว้ด้วยว่ามวลโมเลกุลเฉลี่ยของอากาศประมาณ 29 จะใช้ตรวจคำตอบได้ทันที

ผลึกและพันธะเคมี

ข้อ 8 | เลขโคออร์ดิเนชันของ BCC

ในผลึกโลหะที่มีโครงผลึกแบบลูกบาศก์กลางตัว (BCC) อะตอมหนึ่งอะตอมมีอะตอมข้างเคียงที่อยู่ใกล้ที่สุดกี่อะตอม (เลขโคออร์ดิเนชัน)

  1. 6
  2. 12
  3. 8
  4. 4
คำตอบC. 8

ในโครงผลึกแบบลูกบาศก์กลางตัว อะตอมที่อยู่ตรงกลางสัมผัสกับอะตอมที่มุมทั้ง 8 มุมของลูกบาศก์ เลขโคออร์ดิเนชันจึงเป็น 8 ส่วน 12 เป็นเลขโคออร์ดิเนชันของแบบลูกบาศก์กลางหน้า (FCC) และแบบเฮกซะโกนัลชิดกันที่สุด (HCP) ซึ่งสับสนกันได้ง่าย วิธีจำ ให้ท่องเป็นคู่ว่า “กลางตัว = 8, กลางหน้าและเฮกซะโกนัล = 12”

ข้อ 9 | จำนวนอะตอมในหน่วยเซลล์ FCC

หน่วยเซลล์ของโครงผลึกแบบลูกบาศก์กลางหน้า (FCC) มีอะตอมอยู่กี่อะตอม

  1. 6 อะตอม
  2. 4 อะตอม
  3. 2 อะตอม
  4. 8 อะตอม
คำตอบB. 4 อะตอม

มุม 8 ตำแหน่ง×1/8+จุดกลางหน้า 6 ตำแหน่ง×1/2=1+3=4 อะตอม ถ้านับอะตอมที่มุมหรือที่หน้าเป็นอะตอมเต็มหน่วยก็จะได้ 8 หรือ 6 วิธีจำ ต้องใช้สัดส่วนที่เป็นของหน่วยเซลล์เสมอ (มุม 1/8, หน้า 1/2, ขอบ 1/4)

ข้อ 10 | ผลึกที่นำไฟฟ้า

สารใดเป็นผลึกโคเวเลนต์แต่กลับนำไฟฟ้าได้ดีในสถานะของแข็ง

  1. แนฟทาลีน
  2. เพชร
  3. โซเดียมคลอไรด์
  4. แกรไฟต์
คำตอบD. แกรไฟต์

ในแกรไฟต์ เวเลนซ์อิเล็กตรอน 1 ตัวจาก 4 ตัวของคาร์บอนแต่ละอะตอมเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระในระนาบของโครงสร้าง จึงนำไฟฟ้าได้ ส่วนเพชรซึ่งเป็นธาตุเดียวกันใช้อิเล็กตรอนทั้งหมดไปสร้างพันธะ จึงเป็นฉนวน วิธีจำ ให้จำว่า “แกรไฟต์เท่านั้นที่เป็นข้อยกเว้นของผลึกโคเวเลนต์”

ข้อ 11 | ปริศนาจุดเดือดของน้ำ

เหตุผลหลักที่น้ำ H₂O มีจุดเดือดสูงกว่าไฮโดรเจนซัลไฟด์ H₂S ซึ่งมีมวลโมเลกุลใกล้เคียงกันอย่างเห็นได้ชัดคือข้อใด

  1. เพราะพันธะโคเวเลนต์ภายในโมเลกุลแข็งแรง
  2. เพราะแรงแวนเดอร์วาลส์แข็งแรงเป็นพิเศษ
  3. เพราะมีพันธะไอออนิก
  4. เพราะเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล
คำตอบD. เพราะเกิดพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุล

อะตอม H ที่จับกับ O ซึ่งมีอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูง จะเกิดพันธะไฮโดรเจนกับ O ของโมเลกุลข้างเคียง จึงต้องใช้พลังงานมากในการแยกโมเลกุลออกจากกัน ความแข็งแรงของพันธะโคเวเลนต์เป็นคนละเรื่องกับจุดเดือด (ซึ่งพูดถึงการดึงโมเลกุลออกจากกัน) จึงอย่าหลงกับดักนี้ วิธีจำ ให้จำว่า “H ที่เกาะอยู่กับ F, O, N เกิดพันธะไฮโดรเจน”

ข้อ 12 | พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์

เมื่อแอมโมเนีย NH₃ รวมตัวกับไฮโดรเจนไอออน H⁺ กลายเป็นแอมโมเนียมไอออน NH₄⁺ พันธะที่เกิดขึ้นใหม่คือพันธะชนิดใด

  1. พันธะไฮโดรเจน
  2. พันธะไอออนิก
  3. พันธะโลหะ
  4. พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์
คำตอบD. พันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์

พันธะที่เกิดจากการที่ N ให้อิเล็กตรอนคู่โดดเดี่ยวแก่ H⁺ เพียงฝ่ายเดียว เรียกว่าพันธะโคออร์ดิเนตโคเวเลนต์ ข้อที่ออกสอบบ่อยคือ เมื่อเกิดขึ้นแล้วจะแยกไม่ออกเลยจากพันธะโคเวเลนต์ N–H อื่น ๆ วิธีจำ ให้ยึดว่า “พันธะโคเวเลนต์ที่ฝ่ายเดียวเป็นผู้ให้อิเล็กตรอนคู่ = พันธะโคออร์ดิเนต”

ข้อ 13 | โครงผลึก FCC กับรัศมีอะตอม

ในโครงผลึกแบบลูกบาศก์กลางหน้า (FCC) ถ้าให้ a คือความยาวด้านของหน่วยเซลล์ และ r คือรัศมีอะตอม ความสัมพันธ์ใดถูกต้อง

  1. 4r = 2a
  2. 2r = a
  3. 4r = √3 a
  4. 4r = √2 a
คำตอบD. 4r = √2 a

ในแบบลูกบาศก์กลางหน้า อะตอมสัมผัสกันตามแนวเส้นทแยงมุมของหน้าลูกบาศก์ ความยาวเส้นทแยงมุม √2a จึงเท่ากับรัศมี 4 เท่า ส่วน √3a เป็นความสัมพันธ์ของแบบลูกบาศก์กลางตัว (สัมผัสกันตามเส้นทแยงมุมของทรงลูกบาศก์) ซึ่งเป็นกับดักที่พบบ่อยที่สุด วิธีจำ ให้วาดรูปแล้วจำว่า “กลางหน้าใช้ทแยงมุมหน้า กลางตัวใช้ทแยงมุมทรง”

ความร้อนและอัตราการเกิดปฏิกิริยา

ข้อ 14 | เครื่องหมายของ ΔH

หลักสูตรใหม่แสดงความร้อนของปฏิกิริยาด้วยการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี ΔH เครื่องหมายของ ΔH สำหรับปฏิกิริยาคายความร้อนคือข้อใด

  1. ไม่แน่นอน ขึ้นกับปฏิกิริยา
  2. ΔH<0
  3. ΔH>0
  4. ΔH=0
คำตอบB. ΔH<0

ในปฏิกิริยาคายความร้อน ระบบปล่อยพลังงานออกไป เอนทาลปีของระบบจึงลดลง ทำให้ ΔH เป็นลบ ในสมการเทอร์โมเคมีแบบเดิมเขียนการคายความร้อนเป็น +Q ซึ่งเครื่องหมายตรงกันข้าม จึงเป็นจุดที่สับสนมากที่สุด วิธีจำ ให้จำว่า “พลังงานออกจากระบบ จึงติดลบ”

ข้อ 15 | เอนทาลปีของการเผาไหม้

มีเทน CH₄ มีเอนทาลปีของการเผาไหม้ ΔH=−891 kJ/mol เมื่อเผาไหม้มีเทน 0.50 mol อย่างสมบูรณ์ จะเกิดความร้อนประมาณกี่ kJ

  1. ประมาณ 1782 kJ
  2. ประมาณ 891 kJ
  3. ประมาณ 446 kJ
  4. ประมาณ 223 kJ
คำตอบC. ประมาณ 446 kJ

เนื่องจากคายความร้อน 891 kJ ต่อ 1 mol ดังนั้น 0.50 mol จะให้ 891×0.50≒446 kJ ข้อควรระวังคือแม้ ΔH จะเป็นลบ แต่ “ปริมาณความร้อนที่เกิดขึ้น” ต้องตอบเป็นค่าบวก วิธีจำ ให้คิดด้วยสูตร “ปริมาณความร้อน = |ΔH|×mol”

ข้อ 16 | กฎของเฮสส์

กำหนดให้ C(แกรไฟต์)+O₂→CO₂ มี ΔH₁=−394 kJ และ CO+1/2O₂→CO₂ มี ΔH₂=−283 kJ จงหา ΔH ของ C(แกรไฟต์)+1/2O₂→CO ว่าเท่ากับกี่ kJ

  1. −111 kJ
  2. +111 kJ
  3. −283 kJ
  4. −677 kJ
คำตอบA. −111 kJ

ปฏิกิริยาที่ต้องการ = (สมการที่ 1)−(สมการที่ 2) ดังนั้น ΔH=−394−(−283)=−111 kJ การนำสองค่ามาบวกกันแล้วได้ −677 คือความผิดพลาดที่พบบ่อย วิธีจำ ให้นึกถึงวิธีใช้กฎของเฮสส์ว่า “ลบสมการกันเพื่อให้ CO₂ ตัดกันหมด”

ข้อ 17 | การทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา

เหตุผลที่ถูกต้องว่าทำไมปฏิกิริยาจึงเร็วขึ้นเมื่อเติมตัวเร่งปฏิกิริยาคือข้อใด

  1. เพราะผลิตภัณฑ์เสถียรขึ้น
  2. เพราะการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยา ΔH ลดลง
  3. เพราะปฏิกิริยาดำเนินไปตามเส้นทางที่มีพลังงานก่อกัมมันต์ต่ำกว่า
  4. เพราะความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้น
คำตอบC. เพราะปฏิกิริยาดำเนินไปตามเส้นทางที่มีพลังงานก่อกัมมันต์ต่ำกว่า

ตัวเร่งปฏิกิริยาเปิดเส้นทางใหม่ที่มีพลังงานก่อกัมมันต์ต่ำกว่า ทำให้สัดส่วนของโมเลกุลที่ข้ามยอดเนินไปได้มีมากขึ้น ส่วน ΔH (ผลต่างระหว่างจุดเริ่มต้นกับจุดสิ้นสุด) ไม่เปลี่ยนเพราะตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งเป็นกับดักคลาสสิก วิธีจำ ให้นึกภาพว่า “ตัวเร่งปฏิกิริยาลดความสูงของยอดเนิน แต่ไม่เปลี่ยนความลึกของหุบเขา”

ข้อ 18 | อุณหภูมิกับอัตราการเกิดปฏิกิริยา

เหตุผลหลักที่อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อเพิ่มอุณหภูมิคือข้อใด

  1. เพราะพลังงานก่อกัมมันต์เองมีค่าลดลง
  2. เพราะสัดส่วนของโมเลกุลที่มีพลังงานสูงกว่าพลังงานก่อกัมมันต์เพิ่มขึ้น
  3. เพราะการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของปฏิกิริยาลดลง
  4. เพราะความเข้มข้นของสารตั้งต้นเพิ่มขึ้น
คำตอบB. เพราะสัดส่วนของโมเลกุลที่มีพลังงานสูงกว่าพลังงานก่อกัมมันต์เพิ่มขึ้น

เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น การกระจายพลังงานจลน์ของโมเลกุลจะขยายไปทางพลังงานสูง สัดส่วนของโมเลกุลที่ข้ามยอดเนินได้จึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ส่วนพลังงานก่อกัมมันต์เองไม่เปลี่ยนตามอุณหภูมิ (สิ่งที่เปลี่ยนได้คือตัวเร่งปฏิกิริยา) วิธีจำ ให้แยกให้ชัดว่า “อุณหภูมิ → สัดส่วนเพิ่ม, ตัวเร่งปฏิกิริยา → ยอดเนินต่ำลง”

ข้อ 19 | การเปลี่ยนแปลงใดดูดความร้อน

การเปลี่ยนแปลงใดต่อไปนี้มีการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี ΔH>0 (ดูดความร้อน)

  1. เผาไหม้มีเทนอย่างสมบูรณ์
  2. สะเทินกรดไฮโดรคลอริกด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์
  3. ละลายแอมโมเนียมไนเตรตในน้ำ
  4. เหล็กถูกออกซิไดซ์จนเกิดสนิม
คำตอบC. ละลายแอมโมเนียมไนเตรตในน้ำ

การละลายของแอมโมเนียมไนเตรตดูดความร้อนจากสิ่งแวดล้อม จึงเป็นการเปลี่ยนแปลงแบบดูดความร้อน และถูกนำไปใช้ทำแผ่นเย็นสำเร็จรูป ส่วนการเผาไหม้ การสะเทิน และการเกิดออกซิเดชันของโลหะ ล้วนเป็นปฏิกิริยาคายความร้อนที่เป็นตัวแทน วิธีจำ ให้จำเป็นชุดว่า “แผ่นประคบเย็น = ละลาย NH₄NO₃ = ΔH>0”

สมดุลเคมี

ข้อ 20 | ความดันกับการเลื่อนสมดุล

ในภาวะสมดุลของ N₂+3H₂ ⇌ 2NH₃ (ΔH<0) ถ้าเพิ่มความดันโดยคงอุณหภูมิไว้ สมดุลจะเป็นอย่างไร

  1. เลื่อนไปทางขวา (เกิด NH₃) ซึ่งเป็นทิศที่จำนวนโมเลกุลของแก๊สลดลง
  2. ไม่เลื่อน
  3. ค่าคงที่สมดุลมีค่าเพิ่มขึ้น
  4. เลื่อนไปทางซ้าย ซึ่งเป็นทิศที่จำนวนโมเลกุลของแก๊สเพิ่มขึ้น
คำตอบA. เลื่อนไปทางขวา (เกิด NH₃) ซึ่งเป็นทิศที่จำนวนโมเลกุลของแก๊สลดลง

เมื่อเพิ่มความดัน สมดุลจะเลื่อนไปในทิศที่จำนวนโมเลกุลแก๊สรวมลดลง (ซ้าย 4 โมเลกุล → ขวา 2 โมเลกุล) เพื่อลดความดันลง ข้อควรระวังคือการเปลี่ยนความดันไม่ทำให้ค่าคงที่สมดุลเปลี่ยน วิธีจำ ให้ตัดสินด้วยหลักของเลอชาเตอลิเอว่า “สมดุลเลื่อนไปในทิศที่ต้านการเปลี่ยนแปลง”

ข้อ 21 | การให้ความร้อนกับการเลื่อนสมดุล

ในภาวะสมดุลของ N₂+3H₂ ⇌ 2NH₃ (ปฏิกิริยาคายความร้อน ΔH<0) ถ้าเพิ่มอุณหภูมิโดยคงความดันไว้ สมดุลจะเป็นอย่างไร

  1. ไม่เลื่อน
  2. เลื่อนไปทางขวาซึ่งเป็นทิศคายความร้อน
  3. เลื่อนไปทางซ้ายซึ่งเป็นทิศดูดความร้อน
  4. ปริมาณ NH₃ ที่เกิดขึ้นเพิ่มขึ้น
คำตอบC. เลื่อนไปทางซ้ายซึ่งเป็นทิศดูดความร้อน

เมื่อให้ความร้อน สมดุลจะเลื่อนไปในทิศดูดความร้อน (ปฏิกิริยาย้อนกลับ คือทางซ้าย) เพื่อดูดความร้อนไว้และต้านการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ไม่ใช่ว่า “อุณหภูมิสูงขึ้นแล้วปฏิกิริยาเร็วขึ้น จึงเลื่อนไปทางขวา” เคล็ดลับคือต้องแยกให้ออกว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยากับการเลื่อนของสมดุลเป็นคนละเรื่องกัน

ข้อ 22 | ตัวเร่งปฏิกิริยากับสมดุล

เมื่อเติมตัวเร่งปฏิกิริยาลงในปฏิกิริยาที่อยู่ในภาวะสมดุล สมดุลจะเป็นอย่างไร

  1. เลื่อนไปทางสารตั้งต้น
  2. เลื่อนไปทางผลิตภัณฑ์
  3. ค่าคงที่สมดุลมีค่าเพิ่มขึ้น
  4. สมดุลไม่เลื่อน แต่ใช้เวลาเข้าสู่สมดุลสั้นลง
คำตอบD. สมดุลไม่เลื่อน แต่ใช้เวลาเข้าสู่สมดุลสั้นลง

ตัวเร่งปฏิกิริยาเร่งทั้งปฏิกิริยาไปข้างหน้าและปฏิกิริยาย้อนกลับด้วยอัตราส่วนเท่ากัน ตำแหน่งของสมดุลและค่าคงที่สมดุลจึงไม่เปลี่ยน การคิดว่า “ใส่ตัวเร่งปฏิกิริยาแล้วได้ NH₃ มากขึ้น” คือความเข้าใจผิดที่พบบ่อย วิธีจำ ให้จำว่าประโยชน์ของตัวเร่งปฏิกิริยามีเพียงอย่างเดียวคือ “ถึงสมดุลได้เร็วขึ้น”

ข้อ 23 | สมการค่าคงที่สมดุล

ข้อใดคือสมการค่าคงที่สมดุลความเข้มข้น K ของ N₂+3H₂ ⇌ 2NH₃ ที่ถูกต้อง

  1. K=[NH₃]/([N₂][H₂])
  2. K=[NH₃]²/([N₂][H₂]³)
  3. K=2[NH₃]/([N₂]・3[H₂])
  4. K=([N₂][H₂]³)/[NH₃]²
คำตอบB. K=[NH₃]²/([N₂][H₂]³)

ค่าคงที่สมดุลคือ “ผลิตภัณฑ์ / สารตั้งต้น” โดยยกความเข้มข้นแต่ละตัวขึ้นเป็นเลขชี้กำลังตามเลขสัมประสิทธิ์ ความผิดพลาดยอดนิยมคือเอาสัมประสิทธิ์ไปคูณ หรือลืมใส่เลขชี้กำลัง วิธีจำ ให้ท่องขณะเขียนสมการว่า “สัมประสิทธิ์ต้องขึ้นไปอยู่บนไหล่ (เป็นเลขชี้กำลัง)”

ข้อ 24 | การคำนวณสมดุลของ HI

บรรจุ H₂ 1.0 mol และ I₂ 1.0 mol ในภาชนะปริมาตรคงที่แล้วให้ความร้อน จนเข้าสู่สมดุล H₂+I₂ ⇌ 2HI และเกิด HI 1.6 mol ค่าคงที่สมดุล K ที่อุณหภูมินี้เท่ากับเท่าใด

  1. 8
  2. 16
  3. 32
  4. 64
คำตอบD. 64

เนื่องจากเกิด HI 1.6 mol แสดงว่า H₂ และ I₂ ทำปฏิกิริยาไปอย่างละ 0.80 mol เหลืออย่างละ 0.20 mol จะได้ K=(1.6)²/(0.20×0.20)=2.56/0.04=64 (ปฏิกิริยานี้มีจำนวนโมเลกุลสองข้างเท่ากัน ปริมาตรจึงตัดกันหมด) วิธีจำ การ “ทำตารางปริมาณที่ทำปฏิกิริยา x” คือทางหลวงของโจทย์สมดุล ถ้าเข้าใจผิดว่า HI=2x เป็นเพียง x ก็จะได้คำตอบอย่าง 16

ข้อ 25 | pH ของกรดอ่อน

สารละลายกรดแอซีติกเข้มข้น 0.10 mol/L มีระดับการแตกตัวเป็นไอออน 0.010 สารละลายนี้มี pH เท่าใด

  1. 5
  2. 3
  3. 2
  4. 1
คำตอบB. 3

[H⁺]=ความเข้มข้น×ระดับการแตกตัว=0.10×0.010=1.0×10⁻³ mol/L ดังนั้น pH=3 กับดักที่ใหญ่ที่สุดคือละเลยระดับการแตกตัวแล้วคิดเหมือนกรดแก่จนได้ pH=1 วิธีจำ ให้แยกใช้ว่า “กรดอ่อนใช้ cα ส่วนกรดแก่ใช้ความเข้มข้นได้เลย”

ข้อ 26 | pH กับ [OH⁻]

ที่ 25℃ สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มี pH=12 มีความเข้มข้นของไฮดรอกไซด์ไอออน [OH⁻] เท่าใด กำหนดผลคูณไอออนของน้ำเท่ากับ 1.0×10⁻¹⁴ (mol/L)²

  1. 1.0×10⁻² mol/L
  2. 1.0×10⁻⁷ mol/L
  3. 1.0×10⁻¹² mol/L
  4. 1.0×10⁻¹⁰ mol/L
คำตอบA. 1.0×10⁻² mol/L

ถ้า pH=12 แสดงว่า [H⁺]=10⁻¹² mol/L และจากผลคูณไอออนจะได้ [OH⁻]=10⁻¹⁴÷10⁻¹²=10⁻² mol/L การตอบ 10⁻¹² ซึ่งเป็นค่า [H⁺] เองคือกับดัก วิธีจำ ถ้าใช้ “pH+pOH=14” ก็จะได้ pOH=2 ทันที

ปฏิกิริยารีดอกซ์และเซลล์ไฟฟ้าเคมี

ข้อ 27 | เลขออกซิเดชันของ S ในกรดซัลฟิวริก

อะตอมกำมะถัน S ในกรดซัลฟิวริก H₂SO₄ มีเลขออกซิเดชันเท่าใด

  1. +2
  2. −2
  3. +6
  4. +4
คำตอบC. +6

ให้ H เป็น +1 และ O เป็น −2 จะได้ (+1)×2+S+(−2)×4=0 ดังนั้น S=+6 มักสับสนกับ +4 ใน SO₂ หรือ −2 ใน H₂S วิธีจำ ให้ย้อนคำนวณจากหลักที่ว่า “ผลรวมเลขออกซิเดชันของสารประกอบ = 0”

ข้อ 28 | Mn ในเพอร์แมงกาเนต

แมงกานีส Mn ในเพอร์แมงกาเนตไอออน MnO₄⁻ มีเลขออกซิเดชันเท่าใด

  1. +4
  2. +6
  3. +7
  4. +2
คำตอบC. +7

ให้ O เป็น −2 จะได้ Mn+(−2)×4=−1 ดังนั้น Mn=+7 สำหรับไอออน หลายคนลืมว่าผลรวมต้องเท่ากับ “ประจุของไอออน” จึงเผลอตอบเลื่อนไปทาง +8 วิธีจำ ให้จำพร้อมเหตุผลว่า KMnO₄ เป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรงมากเพราะ Mn อยู่ที่เลขออกซิเดชันสูงสุดคือ +7

ข้อ 29 | โลหะที่ละลายในกรดไฮโดรคลอริก

ระหว่างสังกะสี Zn กับทองแดง Cu ธาตุใดละลายในกรดไฮโดรคลอริกเจือจางแล้วให้แก๊สไฮโดรเจน จงเลือกข้อที่ถูกต้องพร้อมเหตุผล

  1. Cu (เพราะเสียอิเล็กตรอนเป็นไอออนได้ง่ายกว่าไฮโดรเจน)
  2. Zn (เพราะเสียอิเล็กตรอนเป็นไอออนได้ง่ายกว่าไฮโดรเจน)
  3. ไม่ละลายทั้งสองชนิด
  4. ละลายทั้งสองชนิด
คำตอบB. Zn (เพราะเสียอิเล็กตรอนเป็นไอออนได้ง่ายกว่าไฮโดรเจน)

เฉพาะโลหะที่เสียอิเล็กตรอนเป็นไอออนได้ง่ายกว่า H₂ เท่านั้นจึงจะทำปฏิกิริยากับกรดเจือจางแล้วให้แก๊สไฮโดรเจน Zn อยู่ทางซ้ายของ H ส่วน Cu อยู่ทางขวา Cu จึงไม่ละลาย วิธีจำ ให้ท่องอนุกรมเคมีไฟฟ้าพร้อมตำแหน่งของ H ให้ขึ้นใจ K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Ni>Sn>Pb>(H₂)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au

ข้อ 30 | ขั้วลบของเซลล์แดเนียล

ในเซลล์แดเนียล (Zn|สารละลาย ZnSO₄|สารละลาย CuSO₄|Cu) โลหะใดเป็นขั้วลบที่ละลายออกมา

  1. ทองแดง
  2. สังกะสี
  3. เงิน
  4. ตะกั่ว
คำตอบB. สังกะสี

Zn ซึ่งเสียอิเล็กตรอนเป็นไอออนได้ง่ายกว่า จะละลายออกมาเป็น Zn²⁺ (ถูกออกซิไดซ์) และปล่อยอิเล็กตรอน จึงเป็นขั้วลบ ความสัมพันธ์ที่ว่า “ขั้วที่อิเล็กตรอนไหลออก = ขั้วลบ = เกิดออกซิเดชัน” มักถูกจำสลับกัน วิธีจำ ให้จำว่า “โลหะที่เกิดไอออนได้ง่ายกว่าคือขั้วลบ”

ข้อ 31 | มวลของขั้วในแบตเตอรี่ตะกั่ว

เมื่อคายประจุแบตเตอรี่ตะกั่ว มวลของขั้วทั้งสองเปลี่ยนแปลงอย่างไร

  1. ไม่เปลี่ยนแปลง
  2. ลดลงทั้งขั้วบวกและขั้วลบ
  3. ลดลงเฉพาะขั้วลบ
  4. เพิ่มขึ้นทั้งขั้วบวกและขั้วลบ
คำตอบD. เพิ่มขึ้นทั้งขั้วบวกและขั้วลบ

ขณะคายประจุจะเกิดเลด(II)ซัลเฟต PbSO₄ เกาะที่ผิวของขั้วทั้งสอง มวลของทั้งสองขั้วจึงเพิ่มขึ้น กับดักคือการคิดว่า “ละลายออกไป มวลจึงลดลง” แต่ความจริง Pb²⁺ ไม่ได้ออกไปในสารละลาย หากกลายเป็น PbSO₄ อยู่ตรงนั้นเลย วิธีจำ ให้จำเป็นชุดว่า “คายประจุ = เกิด PbSO₄ ที่ทั้งสองขั้ว มวลเพิ่ม และกรดซัลฟิวริกเจือจางลง”

ข้อ 32 | แคโทดในการแยกสลายน้ำเกลือ

เมื่อแยกสลายสารละลายโซเดียมคลอไรด์ด้วยไฟฟ้า แก๊สที่เกิดขึ้นที่แคโทด (ขั้วลบ) คือแก๊สใด

  1. ออกซิเจน
  2. ไอของโซเดียม
  3. ไฮโดรเจน
  4. คลอรีน
คำตอบC. ไฮโดรเจน

Na⁺ เกิดไอออนได้ง่ายเกินไปจึงไม่ถูกรีดิวซ์ น้ำจะถูกรีดิวซ์แทนและเกิดแก๊ส H₂ การคิดว่า “เป็นแคโทด ดังนั้น Na ต้องพอกออกมา” คือความเข้าใจผิดที่พบบ่อย วิธีจำ ให้จำว่า “ในสารละลายของไอออนบวกที่เกิดไอออนได้ง่าย จะเกิดแก๊สไฮโดรเจน”

ข้อ 33 | แอโนดที่เป็นขั้วแพลทินัม

เมื่อแยกสลายสารละลายคอปเปอร์(II)ซัลเฟตด้วยไฟฟ้าโดยใช้ขั้วแพลทินัม การเปลี่ยนแปลงที่แอโนด (ขั้วบวก) คือข้อใด

  1. เกิดแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์
  2. น้ำถูกออกซิไดซ์และเกิดแก๊สออกซิเจน
  3. น้ำถูกรีดิวซ์และเกิดแก๊สไฮโดรเจน
  4. ทองแดงพอกที่ขั้ว
คำตอบB. น้ำถูกออกซิไดซ์และเกิดแก๊สออกซิเจน

SO₄²⁻ ถูกออกซิไดซ์ได้ยาก น้ำจึงถูกออกซิไดซ์แทนและเกิดแก๊ส O₂ ส่วนการพอกของทองแดงเป็นการเปลี่ยนแปลงที่ฝั่งแคโทด อย่าสับสนกัน วิธีจำ กฎการตัดสินคือ “ที่แอโนด ถ้ามี Cl⁻ จะได้ Cl₂ ถ้าไม่มีจะได้ O₂ (เมื่อขั้วเป็น Pt หรือ C)”

ข้อ 34 | การคำนวณการแยกสลายด้วยไฟฟ้า

แยกสลายสารละลายคอปเปอร์(II)ซัลเฟตด้วยไฟฟ้า โดยผ่านกระแส 0.50 A นาน 1930 วินาที ทองแดงที่พอกที่แคโทดมีมวลกี่กรัม กำหนดค่าคงที่ฟาราเดย์ 9.65×10⁴ C/mol และ Cu=64

  1. 3.2 g
  2. 0.16 g
  3. 0.64 g
  4. 0.32 g
คำตอบD. 0.32 g

ปริมาณไฟฟ้าเท่ากับ 0.50×1930=965 C ดังนั้นอิเล็กตรอนเท่ากับ 965÷96500=0.010 mol จาก Cu²⁺+2e⁻→Cu ทองแดงจะเป็นครึ่งหนึ่งของอิเล็กตรอนคือ 0.0050 mol มวลเท่ากับ 0.0050×64=0.32 g วิธีจำ ความผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดคือลืมสัมประสิทธิ์ “2e⁻ ต่อ Cu 1 อะตอม” แล้วตอบ 0.64 g

ข้อ 35 | การไทเทรตด้วยเพอร์แมงกาเนต

สารละลายโพแทสเซียมเพอร์แมงกาเนตเข้มข้น 0.020 mol/L ปริมาตร 10 mL ในภาวะกรดซัลฟิวริก ทำปฏิกิริยาพอดีกับไฮโดรเจนเพอร์ออกไซด์ H₂O₂ กี่โมล กำหนดให้ MnO₄⁻ รับ 5e⁻ และ H₂O₂ ให้ 2e⁻

  1. 8.0×10⁻⁵ mol
  2. 1.0×10⁻⁴ mol
  3. 2.0×10⁻⁴ mol
  4. 5.0×10⁻⁴ mol
คำตอบD. 5.0×10⁻⁴ mol

MnO₄⁻ มี 0.020×0.010=2.0×10⁻⁴ mol เมื่อทำให้จำนวนอิเล็กตรอนที่รับและให้เท่ากันจะได้ MnO₄⁻ : H₂O₂=2 : 5 ดังนั้น 2.0×10⁻⁴×5/2=5.0×10⁻⁴ mol กับดักคือการเหมาว่าอัตราส่วนโดยโมลเป็น 1:1 วิธีจำ กฎเหล็กคือกำหนดสัมประสิทธิ์จาก “อิเล็กตรอนที่รับ = อิเล็กตรอนที่ให้”

เคมีอนินทรีย์เบื้องต้น

ข้อ 36 | การเก็บแก๊สแอมโมเนีย

วิธีเก็บแก๊สแอมโมเนีย NH₃ ในห้องปฏิบัติการที่เหมาะสมที่สุดคือข้อใด

  1. แทนที่อากาศโดยหงายภาชนะ
  2. แทนที่น้ำ
  3. วิธีใดก็ได้
  4. แทนที่อากาศโดยคว่ำภาชนะ
คำตอบD. แทนที่อากาศโดยคว่ำภาชนะ

NH₃ เบากว่าอากาศและละลายน้ำได้ดีมาก จึงเก็บโดยการแทนที่อากาศแบบคว่ำภาชนะ ส่วนการแทนที่น้ำใช้ได้เฉพาะ “แก๊สที่ละลายน้ำได้น้อย” จึงใช้กับ NH₃ ไม่ได้ วิธีจำ ให้ตัดสินด้วย 3 กลุ่มว่า “เบากว่าอากาศ→คว่ำภาชนะ, หนักกว่าอากาศ→หงายภาชนะ, ละลายน้ำได้น้อย→แทนที่น้ำ”

ข้อ 37 | สีเปลวไฟของโซเดียม

การทดสอบเปลวไฟของโซเดียม Na ให้สีใด

  1. สีม่วงแดง
  2. สีเขียวอมฟ้า
  3. สีเหลือง
  4. สีแดง
คำตอบC. สีเหลือง

Na ให้สีเหลืองสดใส และเคยถูกนำไปใช้เป็นไฟส่องสว่างในอุโมงค์ถนน ส่วนสีแดงเป็นของ Li หรือ Sr สีเขียวอมฟ้าเป็นของ Cu และสีม่วงแดงเป็นของ K ซึ่งสับสนกันได้ง่าย วิธีจำ ให้ท่องเป็นชุดเดียวกันไปเลย (Li สีแดง, Na สีเหลือง, K สีม่วงแดง, Cu สีเขียวอมฟ้า, Ca สีแดงส้ม, Sr สีแดง, Ba สีเขียวอมเหลือง)

ข้อ 38 | แก๊สสีเขียวอมเหลือง

แก๊สใดมีสีเขียวอมเหลือง กลิ่นฉุน และมีสมบัติฟอกจางสีและฆ่าเชื้อ

  1. ไนโตรเจนไดออกไซด์
  2. คลอรีน
  3. ไฮโดรเจนซัลไฟด์
  4. แอมโมเนีย
คำตอบB. คลอรีน

Cl₂ มีสีเขียวอมเหลืองและกลิ่นฉุน ใช้ฆ่าเชื้อในน้ำประปา ส่วน NH₃ และ H₂S ไม่มีสี (กลิ่นฉุนและกลิ่นไข่เน่าตามลำดับ) และ NO₂ มีสีน้ำตาลแดง จึงแยกได้ด้วยสี วิธีจำ ให้จำว่า “แก๊สที่มีสีมีแค่ราว ๆ Cl₂ (เขียวอมเหลือง), NO₂ (น้ำตาลแดง), O₃ (ฟ้าอ่อน)” จะได้เปรียบมาก

ข้อ 39 | ตะกอนซัลไฟด์สีดำ

เมื่อผ่านแก๊สไฮโดรเจนซัลไฟด์ H₂S ลงในสารละลาย ไอออนใดเกิดตะกอนสีดำแม้ในภาวะกรด

  1. Cu²⁺
  2. Al³⁺
  3. Ba²⁺
  4. Zn²⁺
คำตอบA. Cu²⁺

Cu²⁺ เป็นไอออนตัวแทนที่เกิดตะกอน CuS สีดำได้แม้ในภาวะกรด ส่วน Zn²⁺ จะตกตะกอน ZnS (สีขาว) ได้เฉพาะในภาวะกลางถึงเบสเท่านั้น ความต่างของเงื่อนไขนี้เป็นกับดักที่ออกสอบบ่อย วิธีจำ ให้จัดระบบว่า “ตกตะกอนได้แม้ในกรด = โลหะที่เกิดไอออนได้ยาก (Cu, Ag, Pb เป็นต้น)”

ข้อ 40 | ความสามารถในการออกซิไดซ์ของแฮโลเจน

ข้อใดเรียงธาตุแฮโลเจนตามความสามารถในการออกซิไดซ์จากมากไปน้อยได้ถูกต้อง

  1. Br₂>Cl₂>I₂>F₂
  2. F₂>Cl₂>Br₂>I₂
  3. I₂>Br₂>Cl₂>F₂
  4. Cl₂>F₂>Br₂>I₂
คำตอบB. F₂>Cl₂>Br₂>I₂

ความสามารถในการออกซิไดซ์ (ความสามารถในการดึงอิเล็กตรอน) จะแรงขึ้นเมื่ออยู่สูงขึ้นในตารางธาตุ F₂ จึงแรงที่สุด ด้วยเหตุนี้เมื่อผ่าน Cl₂ ลงในสารละลาย KBr จึงได้ Br₂ อิสระออกมา (ในทางกลับกันไม่เกิด) วิธีจำ ให้จำคู่กับการทดลองว่า “แฮโลเจนที่อยู่สูงกว่าจะไล่แฮไลด์ไอออนของตัวที่อยู่ต่ำกว่าออกมา”

ข้อ 41 | การเตรียมแอมโมเนีย

เมื่อให้ความร้อนแก่ของผสมระหว่างแอมโมเนียมคลอไรด์ NH₄Cl กับแคลเซียมไฮดรอกไซด์ Ca(OH)₂ จะเกิดแก๊สใด

  1. แอมโมเนีย
  2. ไฮโดรเจนคลอไรด์
  3. ไนโตรเจน
  4. คลอรีน
คำตอบA. แอมโมเนีย

เป็นปฏิกิริยาระหว่างเกลือของเบสอ่อนกับเบสแก่ ทำให้ NH₃ ซึ่งเป็นเบสอ่อนถูกไล่ออกมาเป็นแก๊ส (เป็นวิธีเตรียมมาตรฐานในห้องปฏิบัติการ) กับดักคือการเลือกคลอรีนหรือ HCl เพียงเพราะเห็นคำว่า “คลอไรด์” ในชื่อสาร วิธีจำ หลักการเตรียมแก๊สคือ “ตัวที่อ่อนกว่าจะถูกตัวที่แรงกว่าไล่ออกมา”

ข้อ 42 | ตะกอนขาวกับกรดไฮโดรคลอริก

เมื่อเติมกรดไฮโดรคลอริกเจือจางลงในสารละลาย ไอออนใดเกิดตะกอนสีขาวที่เปลี่ยนเป็นสีคล้ำเมื่อโดนแสง

  1. Fe³⁺
  2. Ag⁺
  3. Zn²⁺
  4. Cu²⁺
คำตอบB. Ag⁺

Ag⁺ เกิดตะกอนขาวของ AgCl กับ Cl⁻ และเนื่องจากไวต่อแสงจึงถูกแสงสลายจนคล้ำลง (เป็นหลักการของฟิล์มถ่ายรูป) ส่วน Cu²⁺ และ Fe³⁺ ไม่ตกตะกอนกับกรดไฮโดรคลอริก วิธีจำ ให้จำเป็นคู่ว่า “ไอออนที่ตกตะกอนกับ Cl⁻ คือ Ag⁺ และ Pb²⁺”

ข้อ 43 | สภาพเฉื่อย

โลหะใดเมื่อจุ่มลงในกรดไนตริกเข้มข้นแล้วเกิดฟิล์มออกไซด์แน่นทึบที่ผิว จนไม่ละลายต่อไปอีก (เกิดสภาพเฉื่อย)

  1. ทองแดง
  2. แมกนีเซียม
  3. เงิน
  4. เหล็ก
คำตอบD. เหล็ก

Fe, Ni และ Al เกิดสภาพเฉื่อยในกรดไนตริกเข้มข้นและปฏิกิริยาหยุดลง กับดักคือการคิดว่า “กรดไนตริกเป็นตัวออกซิไดซ์ที่แรง เหล็กจึงน่าจะละลาย” แต่ในทางกลับกันทองแดงและเงินต่างหากที่ละลายในกรดไนตริกเข้มข้น วิธีจำ ให้ท่องโลหะที่เกิดสภาพเฉื่อยเป็นชุดสามตัวว่า Fe, Ni, Al

ข้อ 44 | สารดูดความชื้นสำหรับ NH₃

เมื่อต้องการทำให้แก๊สแอมโมเนีย NH₃ แห้ง สารดูดความชื้นชนิดใดใช้ได้

  1. แคลเซียมคลอไรด์
  2. โซดาไลม์
  3. เตตระฟอสฟอรัสเดคะออกไซด์
  4. กรดซัลฟิวริกเข้มข้น
คำตอบB. โซดาไลม์

NH₃ เป็นแก๊สที่มีสมบัติเบส จึงต้องใช้สารดูดความชื้นที่เป็นเบสคือโซดาไลม์ ส่วนกรดซัลฟิวริกเข้มข้นและเตตระฟอสฟอรัสเดคะออกไซด์เป็นกรด จึงทำปฏิกิริยากับ NH₃ และแม้แคลเซียมคลอไรด์จะเป็นกลางก็ใช้ไม่ได้ เพราะเกิดสารประกอบเชิงเติมกับ NH₃ เป็นกรณียกเว้น วิธีจำ ให้จำว่า “สารดูดความชื้นกับแก๊สต้องเป็นคู่ที่ไม่ทะเลาะกันในแง่กรด–เบส และ CaCl₂ × NH₃ คือข้อยกเว้น”

ฝึกทำ: ทำโจทย์ในหน้านี้

เครื่องมือฝึกทำโจทย์แบบสุ่มคำถาม (ทำงานเมื่อเปิดใช้ JavaScript) โจทย์และคำอธิบายด้านบนสามารถอ่านได้ทั้งหมดตามปกติ

※ ใช้สำหรับทบทวนเนื้อหาการเรียนระดับมัธยมปลาย หากวิธีเขียนหรือการอธิบายแตกต่างจากหนังสือเรียนหรือการสอนของโรงเรียน โปรดยึดหนังสือเรียนและคำอธิบายของครูเป็นหลัก

หน้านี้แปลจากต้นฉบับภาษาญี่ปุ่น หากเนื้อหาของคำแปลและต้นฉบับไม่ตรงกัน ให้ถือฉบับภาษาญี่ปุ่นเป็นหลัก ดูต้นฉบับภาษาญี่ปุ่น