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

8 g N₂ dan 80 g H₂ bertindak balas mengikut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapakah jisim m bagi NH₃ yang boleh terbentuk?

M(N₂) = 28.02M(H₂) = 2.016M(NH₃) = 17.03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas CaCO₃ → CaO + CO₂, 8 g CaCO₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 1.93 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CaCO₃) = 100.09 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 1.93 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 250 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0.5 mol/LV₂ = 250 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 0.1 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 460 g Ar pada 25 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 460 gM = 39.95 g/molV = 30 LT = 25 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 400 kPa, 10 L, 20 °C kepada 100 kPa dan 230 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 400 kPaV₁ = 10 LT₁ = 20 °CP₂ = 100 kPaT₂ = 230 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 200 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 100 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 16 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 400 gT_water = 16 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 50 g C₃H₈ (M = 44.1 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

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.Keseimbangan kimiaSederhana

1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 54

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LK_c = 0.2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid benzoik 0.25 mol/L (Ka = 6.3 × 10⁻⁵).

c = 0.25 mol/LKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid laktik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00014). 0.025 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.025 molKa = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 1 mol/L kepada 0.35 mol/L dalam 20 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 1 mol/LC_A = 0.35 mol/Lt = 20 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.1 mol/L kadarnya ialah 0.002 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.3 mol/L ia ialah 0.006 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.1 mol/Lr₁ = 0.002 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.3 mol/Lr₂ = 0.006 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 9.724 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(N₂) = 8/28.02 = 0.2855 mol

n(H₂) = 80/2.016 = 39.68 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2855/1 = 0.2855, 39.68/3 = 13.23 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.2855·2 = 0.571 mol

m = 0.571·17.03 = 9.724 g

Jawapan

m = 9.724 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 54.87 %

Hasil teori

n(CaCO₃) = 8/100.09 = 0.07993 mol

m = 0.07993·1/1·44.01 = 3.518 g

Hasil peratusan

Y = 1.93/3.518·100 = 54.87%

Jawapan

Y = 54.87%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 218.8 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 = 0.5·250/4 = 31.25 mL

Air untuk ditambah

V_water = 250 − 31.25 = 218.8 mL

Jawapan

V_water = 218.8 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.24 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·100 + 0.1·400 = 120 mmol

Kepekatan campuran

c = 120/500 = 0.24 mol/L

Jawapan

c = 0.24 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 951.4 kPa

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

Mol

n = m/M = 460/39.95 = 11.51 mol

T = 25 + 273.15 = 298.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 11.51·8.314·298.1/0.03 = 951.4 kPa

Jawapan

P = 951.4 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 68.65 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 503.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(400/100)·(503.1/293.1) = 68.65 L

Jawapan

V₂ = 68.65 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 19.7 °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

200·0.385·(100 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77·100 + 1672·16)/(77 + 1672) = 19.7 °C

Jawapan

T_f = 19.7 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 2517 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 50/44.1 = 1.134 mol

q = n·|ΔH°/1| = 1.134·2220 = 2517 kJ

Jawapan

q = 2517 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 1.572 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

54 = (2x)²/(1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.348 = 2x/(1 − x) → x = 1·7.348/(2 + 7.348) = 0.7861 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 1.572 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.572 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.2317 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.2·x − 0.1 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.1))/2 = 0.2317 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.2317 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.2317 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.405

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/(0.25 − x) → x = 0.003937 mol/L

pH

pH = −log(0.003937) = 2.405

Jawapan

pH = 2.405

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.599

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.025 = 0.225 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.025 = 0.125 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.125/0.225) = 3.599

Jawapan

pH = 3.599

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.05249 min⁻¹

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).

Hukum kamiran peringkat pertama

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(1/0.35)/20 = 1.05/20 = 0.05249 min⁻¹

Jawapan

k = 0.05249 min⁻¹

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: n = 1

Kaedah kadar awal: bagi r = k·Cⁿ, membandingkan dua larian yang hanya berbeza pada kepekatan awal menghapuskan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan kadar bagi peringkat pertama dan menjadikannya empat kali ganda bagi peringkat kedua.

Nisbah

r₂/r₁ = 0.006/0.002 = 3

C₂/C₁ = 0.3/0.1 = 3

Peringkat

n = ln(3)/ln(3) = 1

Jawapan

n = 1

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry