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

10 g CH₄ dan 24 g O₂ bertindak balas mengikut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(CH₄) = 16.04M(O₂) = 32M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 8 g C₃H₈ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 8.11 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₃H₈) = 44.1 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 8.11 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 1000 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

150 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 10 L mengandungi 490 g Ar pada 30 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 490 gM = 39.95 g/molV = 10 LT = 30 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah He yang tetap berubah daripada 300 kPa, 2 L, 35 °C kepada 750 kPa dan 100 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 300 kPaV₁ = 2 LT₁ = 35 °CP₂ = 750 kPaT₂ = 100 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 250 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 20 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 100 gT_water = 20 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 100 g C₂H₅OH (M = 46.07 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

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

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 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 = 0.1 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.5 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.1 mol/LK_c = 0.5

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.1 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.1 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hipoklorus 0.4 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.1Ka = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.01 mol/(L·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 80%? Cari t.

k = 0.01 mol/(L·min)C_A0 = 1 mol/LX = 80 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.01 min⁻¹ pada 20 °C dan tenaga pengaktifan 60 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 50 °C.

k₁ = 0.01 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 50 °CE_a = 60 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 16.5 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(CH₄) = 10/16.04 = 0.6234 mol

n(O₂) = 24/32 = 0.75 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.6234/1 = 0.6234, 0.75/2 = 0.375 → O₂

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.375·1 = 0.375 mol

m = 0.375·44.01 = 16.5 g

Jawapan

m = 16.5 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 62.02 %

Hasil teori

n(C₃H₈) = 8/44.1 = 0.1814 mol

m = 0.1814·4/1·18.02 = 13.08 g

Hasil peratusan

Y = 8.11/13.08·100 = 62.02%

Jawapan

Y = 62.02%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 966.7 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 = 0.2·1000/6 = 33.33 mL

Air untuk ditambah

V_water = 1000 − 33.33 = 966.7 mL

Jawapan

V_water = 966.7 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.538 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·150 + 3·500 = 1650 mmol

Kepekatan campuran

c = 1650/650 = 2.538 mol/L

Jawapan

c = 2.538 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 3091 kPa

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

Mol

n = m/M = 490/39.95 = 12.27 mol

T = 30 + 273.15 = 303.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 12.27·8.314·303.1/0.01 = 3091 kPa

Jawapan

P = 3091 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 0.9687 L

Hukum gas gabungan: bagi jumlah gas unggul yang tetap, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 373.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(300/750)·(373.1/308.1) = 0.9687 L

Jawapan

V₂ = 0.9687 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 38.72 °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

250·0.385·(120 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (96.25·120 + 418·20)/(96.25 + 418) = 38.72 °C

Jawapan

T_f = 38.72 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 2967 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 100/46.07 = 2.171 mol

q = n·|ΔH°/1| = 2.171·1367 = 2967 kJ

Jawapan

q = 2967 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.1559 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/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.071 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·7.071/(2 + 7.071) = 0.07795 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.1559 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.1559 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.08541 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.5 = x²/(0.1 − x) → x² + 0.5·x − 0.05 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.05))/2 = 0.08541 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.08541 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.08541 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.262

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 = 5.476 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(5.476 × 10⁻⁵) = 4.262

Jawapan

pH = 4.262

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 6.921

pKa

pKa = 7.523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7.523 + log(0.1/0.4) = 6.921

Jawapan

pH = 6.921

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 80 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).

Jumlah yang ditukar

C_A0·X = 1·0.8 = 0.8 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.8/0.01 = 80 min

Jawapan

t = 80 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.0983 min⁻¹

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).

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 323.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(60000/8.314)·(1/323.1 − 1/293.1) = 2.285

k₂ = 0.01·e^2.285 = 0.0983 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.0983 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry