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 baharuKembali 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

  1. Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
  2. Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
  3. Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
  4. 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

  1. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
  2. Tukar isi padu kepada liter.
  3. Molariti c = n/V dalam mol/L.
  4. 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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Jadual ICE
Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Kaedah

  1. Tulis Kc dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
  2. Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
  3. Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Penimbal
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pencairan
c1V1 = c2V2

Kaedah

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

Kinetik tindak balas

Peringkat pertama
ln(CA/CA0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama)
t½ = ln 2/k
Peringkat kedua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2Soalan latihan

1.StoikiometriSederhana
m(X)n(X)n(NH3​)m(NH3​)÷ M(X)× 2/ν× M(NH3​)

12 g N2 dan 8 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
m(Al)n(Al)n(AlCl3​)m(AlCl3​)÷ M(Al)× 2/2× M(AlCl3​)

Dalam tindak balas 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3, 12 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 32.62 g AlCl3 dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl3) = 133.33 g/molsebenar: 32.62 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
3 mol/LV1​0.25 mol/L1000 mL

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.25 mol/L dan mempunyai larutan stok 3 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang anda tambah kepada larutan stok?

c1 = 3 mol/Lc2 = 0.25 mol/LV2 = 1000 mL
Vwater = mL
4.Molariti & pencairanSukar
0.2 mol/L300 mL3 mol/L100 mLc = ?400 mL

300 mL larutan 0.2 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c1 = 0.2 mol/LV1 = 300 mLc2 = 3 mol/LV2 = 100 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
390 g ArP = 500 kPaT = 85 °CV = ?

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 390 g Ar pada 500 kPa dan 85 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 390 gM = 39.95 g/molP = 500 kPaT = 85 °CR = 8.314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas unggulSukar
Keadaan 1Keadaan 2

Jumlah CO₂ yang tetap berubah daripada 150 kPa, 20 L, 20 °C kepada 750 kPa dan 230 °C. Cari isi padu baharu V2.

P1 = 150 kPaV1 = 20 LT1 = 20 °CP2 = 750 kPaT2 = 230 °C
V2 = L
7.Kalorimetri & entalpiSederhana
Tf​ = ?Besim = 75 gT = 180 °Cc = 0.449 J/(g·°C)Airm = 150 gT = 19 °Cc = 4.18 J/(g·°C)

Satu bongkah besi 75 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 180 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.

mmetal = 75 gcmetal = 0.449 J/(g·°C)Tmetal = 180 °Cmwater = 150 gTwater = 19 °Ccwater = 4.18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSukar
H2CH3​OH + 3O₂bahan tindak balas2CO₂ + 4H₂O(l)hasilΔH° = ?

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2CH3OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH3OH) = −238.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
ΔH° = kJ
9.Keseimbangan kimiaSederhana
H2​I2​HII0.10.10C−x−x+2xE0.1 − x0.1 − x2x

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 64. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LKc = 64
[HI] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl5​PCl3​Cl2​I0.200C−x+x+xE0.2 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.02 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl2].

[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LKc = 0.02
[Cl2] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.01 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.01 mol/LKa = 0.00068
pH =
12.pH & penimbalSukar
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.1 mol asid formik dan 0.2 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.1 moln(A⁻) = 0.2 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 0.00018
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
t (min)X (%)t = ?99%

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.3 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 99%? Cari t.

k = 0.3 min⁻¹X = 99 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Tk25 °C0.0140 °C0.0469

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.01 min⁻¹ pada 25 °C dan 0.0469 min⁻¹ pada 40 °C. Cari tenaga pengaktifan Ea.

k1 = 0.01 min⁻¹T1 = 25 °Ck2 = 0.0469 min⁻¹T2 = 40 °CR = 8.314 J/(mol·K)
Ea = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 14.59 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) = 12/28.02 = 0.4283 mol
n(H2) = 8/2.016 = 3.968 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.4283/1 = 0.4283, 3.968/3 = 1.323 → N2

Jisim hasil

n(NH3) = 0.4283·2 = 0.8565 mol
m = 0.8565·17.03 = 14.59 g

Jawapan

m = 14.59 g
2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 55.01 %

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.

Hasil teori

n(Al) = 12/26.98 = 0.4448 mol
m = 0.4448·2/2·133.33 = 59.3 g

Hasil peratusan

Y = 32.62/59.3·100 = 55.01%

Jawapan

Y = 55.01%
3.Molariti & pencairan

Jawapan: Vwater = 916.7 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 = 0.25·1000/3 = 83.33 mL

Air untuk ditambah

Vwater = 1000 − 83.33 = 916.7 mL

Jawapan

Vwater = 916.7 mL
4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.9 mol/L

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.

Jumlah keseluruhan

n = 0.2·300 + 3·100 = 360 mmol

Kepekatan campuran

c = 360/400 = 0.9 mol/L

Jawapan

c = 0.9 mol/L
5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 58.14 L

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

Mol

n = 390/39.95 = 9.762 mol
T = 85 + 273.15 = 358.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 9.762·8.314·358.1/500 = 58.14 L

Jawapan

V = 58.14 L
6.Hukum gas unggul

Jawapan: V2 = 6.865 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) = 20·(150/750)·(503.1/293.1) = 6.865 L

Jawapan

V2 = 6.865 L
7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: Tf = 27.21 °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

75·0.449·(180 − Tf) = 150·4.18·(Tf − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (33.68·180 + 627·19)/(33.68 + 627) = 27.21 °C

Jawapan

Tf = 27.21 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1453 kJ

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.

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [2·(−238.7) + 3·0] = −1453 kJ

Jawapan

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.16 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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

64 = (2x)²/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·8/(2 + 8) = 0.08 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.16 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.16 mol/L
10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl2] = 0.05403 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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

0.02 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.02·x − 0.004 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.02 + √(0.02² + 4·0.004))/2 = 0.05403 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.05403 mol/L

Jawapan

[Cl2] = 0.05403 mol/L
11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.64

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/(0.01 − x) → x = 0.00229 mol/L

pH

pH = −log(0.00229) = 2.64

Jawapan

pH = 2.64
12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.113

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]).

Peneutralan

n(HA) = 0.1 − 0.01 = 0.09 mol
n(A⁻) = 0.2 + 0.01 = 0.21 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.21/0.09) = 4.113

Jawapan

pH = 4.113
13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 15.35 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 = 0.01

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.01)/0.3 = 15.35 min

Jawapan

t = 15.35 min
14.Kinetik tindak balas

Jawapan: Ea = 79.98 kJ/mol

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 = 298.1 K, T2 = 313.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

Ea = −R·ln(k2/k1)/(1/T2 − 1/T1) = −8.314·1.545/(-1.607e-4) = 79975 J/mol
Ea = 79.98 kJ/mol

Jawapan

Ea = 79.98 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry