Kimia Am: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 14 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharu Kembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Stoikiometri

Mol: n = m/M
Kepekatan: c = n/V
Nisbah mol: gunakan pekali persamaan seimbang
Bahan tindak balas pengehad: yang habis dahulu
Hasil peratusan: sebenar / teori × 100%

Kaedah

Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
Tukar balik kepada jisim dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, cari bahan tindak balas pengehad dahulu.

Molariti & pencairan

Molariti: c = n/V (mol/L)
Mol: n = m/M
Pencairan: c₁V₁ = c₂V₂
Pencampuran: c = (c₁V₁ + c₂V₂)/(V₁ + V₂)

Kaedah

Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
Tukar isi padu kepada liter.
Molariti c = n/V dalam mol/L.
Untuk pencairan, mol kekal sama: c₁V₁ = c₂V₂.

Hukum gas unggul

Hukum gas unggul: pV = nRT
Pemalar gas: R = 8.314 J/(mol·K)
Hukum gas gabungan: p₁V₁/T₁ = p₂V₂/T₂
Mol: n = m/M
Suhu: T[K] = T[°C] + 273.15

Kalorimetri & entalpi

Haba: q = m·c·ΔT
Air: c = 4.18 J/(g·°C)
Kalorimeter: haba hilang = haba diperoleh
Entalpi tindak balas: ΔH° = ΣΔH°_f(products) − ΣΔH°_f(reactants)

Keseimbangan kimia

Pemalar keseimbangan: K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b)
Jadual ICE: Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik: x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Kaedah

Tulis K_c dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam K_c dan selesaikan untuk x.
Semak sama ada x cukup kecil untuk anggaran; jika tidak, selesaikan kuadratik.

pH & penimbal

pH: pH = −log[H⁺]
pOH: pOH = −log[OH⁻], pH + pOH = 14
Asid lemah: [H⁺] ≈ √(K_a·c)
Penimbal: pH = pK_a + log([A⁻]/[HA])
Pencairan: c₁V₁ = c₂V₂

Kaedah

Tentukan sama ada asid atau bes itu kuat (terdisosiasi sepenuhnya) atau lemah.
Asid kuat: [H⁺] sama dengan kepekatannya. Bes kuat: cari [OH⁻] dahulu.
Asid lemah: selesaikan K_a = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetik tindak balas

Peringkat pertama: ln(C_A/C_A0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama): t_½ = ln 2/k
Peringkat kedua: 1/C_A = 1/C_A0 + kt
Arrhenius: k = A·e^−E_a/(RT)
Dua suhu: ln(k₂/k₁) = (E_a/R)(1/T₁ − 1/T₂)

2Soalan latihan

1.StoikiometriSederhana

4 g H₂ dan 64 g O₂ bertindak balas mengikut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(H₂) = 2.016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 12 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 4.1 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 4.1 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 2 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 0.1 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 200 g CO₂ pada 70 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 200 gM = 44.01 g/molV = 5 LT = 70 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CH₄ pada 700 kPa dan 200 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 16.04 g/molP = 700 kPaT = 200 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 75 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 180 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 25 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 180 °Cm_water = 400 gT_water = 25 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LK_c = 0.2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.1 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.1 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid asetik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 1.8 × 10⁻⁵). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.2 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 75%? Cari t.

k = 0.2 min⁻¹X = 75 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.05 min⁻¹ pada 30 °C dan 0.127 min⁻¹ pada 45 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.05 min⁻¹T₁ = 30 °Ck₂ = 0.127 min⁻¹T₂ = 45 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 35.75 g

Stoikiometri: persamaan seimbang mengira zarah, bukan gram. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M, gunakan pekali persamaan sebagai nisbah mol, kemudian tukar balik dengan m = n·M. Dengan dua bahan tindak balas, bahan tindak balas pengehad ialah yang habis dahulu dan menentukan berapa banyak hasil terbentuk.

Mol setiap bahan tindak balas

n(H₂) = 4/2.016 = 1.984 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

1.984/2 = 0.9921, 2/1 = 2 → H₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.9921·2 = 1.984 mol

m = 1.984·18.02 = 35.75 g

Jawapan

m = 35.75 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 69.93 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 12/180.16 = 0.06661 mol

m = 0.06661·2/1·44.01 = 5.863 g

Hasil peratusan

Y = 4.1/5.863·100 = 69.93%

Jawapan

Y = 69.93%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 10 mL

Molariti: kepekatan c = n/V dalam mol/L, dengan n = m/M. Pencairan menambah pelarut tetapi bukan zat terlarut, jadi bilangan mol kekal sama: c₁·V₁ = c₂·V₂. Apabila dua larutan zat terlarut yang sama dicampurkan, mol ditambah dan begitu juga isi padu.

Isi padu larutan stok

V₁ = c₂·V₂/c₁ = 0.1·500/5 = 10 mL

Jawapan

V₁ = 10 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.4167 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 2·100 + 0.1·500 = 250 mmol

Kepekatan campuran

c = 250/600 = 0.4167 mol/L

Jawapan

c = 0.4167 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 2593 kPa

Hukum gas unggul: PV = nRT, dengan n = m/M.

Mol

n = m/M = 200/44.01 = 4.544 mol

T = 70 + 273.15 = 343.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 4.544·8.314·343.1/0.005 = 2593 kPa

Jawapan

P = 2593 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 2.854 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 200 + 273.15 = 473.1 K

Ketumpatan

ρ = 700·16.04/(8.314·473.1) = 2.854 kg/m³

Jawapan

ρ = 2.854 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 27.63 °C

Haba dan entalpi: memanaskan sesuatu bahan memerlukan q = m·c·ΔT. Dalam kalorimeter, haba yang hilang oleh objek panas sama dengan haba yang diperoleh objek sejuk. Perubahan entalpi sesuatu tindak balas diperoleh daripada entalpi pembentukan: ΔH° = ΣΔH°f(hasil) − ΣΔH°f(bahan tindak balas), setiap satu didarab dengan pekalinya.

Imbangan haba

75·0.385·(180 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (28.88·180 + 1672·25)/(28.88 + 1672) = 27.63 °C

Jawapan

T_f = 27.63 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1367 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 3·(−285.8)] − [1·(−277.7) + 3·0] = −1367 kJ

Jawapan

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 1.247 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah K_c = [C]^c[D]^d/([A]^a[B]^b), menggunakan kepekatan pada keseimbangan. Jadual ICE (Awal, Perubahan, Keseimbangan) menghubungkan jumlah permulaan dengan jumlah keseimbangan melalui satu nilai tidak diketahui x, diskalakan oleh pekali.

Ungkapan keseimbangan

50 = (2x)²/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.071 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·7.071/(2 + 7.071) = 0.6236 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 1.247 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.247 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 1.043 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.2·x − 0.3 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.3))/2 = 0.4568 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 1.5 − 0.4568 = 1.043 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 1.043 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.435

pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] dan pOH = −log₁₀[OH⁻], dengan pH + pOH = 14 pada 25 °C. Asid dan bes kuat mengion sepenuhnya. Asid lemah hanya sebahagian: Ka = x²/(c − x), dengan x = [H₃O⁺]. Penimbal asid lemah dan bes konjugatnya mengikut Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).

Keseimbangan

HA ⇌ H⁺ + A⁻: x mol/L asid mengion.

Ka = x²/(0.1 − x) → x = 0.003672 mol/L

pH

pH = −log(0.003672) = 2.435

Jawapan

pH = 2.435

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.569

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.02 = 0.18 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.02 = 0.12 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.745 + log(0.12/0.18) = 4.569

Jawapan

pH = 4.569

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 6.931 min

Kadar tindak balas: bagi tindak balas peringkat pertama −dC/dt = kC, jadi C = C₀·e^−kt dan separuh hayat ln 2/k tidak bergantung pada kepekatan. Bagi tindak balas peringkat kedua 1/C = 1/C₀ + kt. Pemalar kadar meningkat dengan suhu mengikut Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Penukaran dan kepekatan

C/C₀ = 1 − X = 0.25

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.25)/0.2 = 6.931 min

Jawapan

t = 6.931 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 49.83 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 303.1 K, T₂ = 318.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·0.9322/(-1.555e-4) = 49831 J/mol

E_a = 49.83 kJ/mol

Jawapan

E_a = 49.83 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry