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 C₃H₈ dan 10 g O₂ bertindak balas mengikut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(C₃H₈) = 44.1M(O₂) = 32M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 6 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 2.52 g C₂H₅OH dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(C₂H₅OH) = 46.07 g/molsebenar: 2.52 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 0.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 0.5 mol/Lc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 0.2 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 2.5 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 50 L mengandungi 90 g N₂ pada 75 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 90 gM = 28.01 g/molV = 50 LT = 75 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 300 kPa, 2 L, 15 °C kepada 350 kPa dan 210 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 300 kPaV₁ = 2 LT₁ = 15 °CP₂ = 350 kPaT₂ = 210 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 50 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 150 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 16 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 100 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 20 g C₆H₁₂O₆ (M = 180.16 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 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 [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 54

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.1 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.5 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.5 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid hidrofluorik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.025 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.15 moln(OH⁻) = 0.025 molKa = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) mempunyai k = 0.25 L/(mol·min) dan kepekatan awal 0.8 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t_½.

k = 0.25 L/(mol·min)C_A0 = 0.8 mol/L

t_½ = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.05 s⁻¹ pada 80 °C dan tenaga pengaktifan 75 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0.05 s⁻¹T = 80 °CE_a = 75 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 8.252 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(C₃H₈) = 10/44.1 = 0.2268 mol

n(O₂) = 10/32 = 0.3125 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2268/1 = 0.2268, 0.3125/5 = 0.0625 → O₂

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.0625·3 = 0.1875 mol

m = 0.1875·44.01 = 8.252 g

Jawapan

m = 8.252 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 82.12 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 6/180.16 = 0.0333 mol

m = 0.0333·2/1·46.07 = 3.069 g

Hasil peratusan

Y = 2.52/3.069·100 = 82.12%

Jawapan

Y = 82.12%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 100 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 = 0.05·1000/0.5 = 100 mL

Jawapan

V₁ = 100 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.733 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.2·250 + 2.5·500 = 1300 mmol

Kepekatan campuran

c = 1300/750 = 1.733 mol/L

Jawapan

c = 1.733 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 186 kPa

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

Mol

n = m/M = 90/28.01 = 3.213 mol

T = 75 + 273.15 = 348.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 3.213·8.314·348.1/0.05 = 186 kPa

Jawapan

P = 186 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 2.874 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288.1 K, T₂ = 483.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(300/350)·(483.1/288.1) = 2.874 L

Jawapan

V₂ = 2.874 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 18.04 °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

50·0.129·(150 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (6.45·150 + 418·16)/(6.45 + 418) = 18.04 °C

Jawapan

T_f = 18.04 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 311 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [6·(−393.5) + 6·(−285.8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 20/180.16 = 0.111 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.111·2802 = 311 kJ

Jawapan

q = 311 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.2139 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

[H₂] = 1 − x = 0.2139 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.2139 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.7298 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.1 = x²/(1 − x) → x² + 0.1·x − 0.1 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.1 + √(0.1² + 4·0.1))/2 = 0.2702 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 1 − 0.2702 = 0.7298 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.7298 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.027

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/(0.5 − x) → x = 0.009397 mol/L

pH

pH = −log(0.009397) = 2.027

Jawapan

pH = 2.027

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.058

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.025 = 0.225 mol

n(A⁻) = 0.15 + 0.025 = 0.175 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.175/0.225) = 3.058

Jawapan

pH = 3.058

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t_½ = 5 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).

Separuh hayat peringkat kedua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(0.25·0.8) = 5 min

Jawapan

t_½ = 5 min

Setiap separuh hayat berikutnya dua kali lebih panjang, kerana C₀ telah menjadi separuh.

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: A = 6.204 × 10⁹ s⁻¹

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T = 80 + 273.15 = 353.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 75000/(8.314·353.1) = 25.54

A = k·e^25.54 = 0.05·1.241 × 10¹¹ = 6.204 × 10⁹ s⁻¹

Jawapan

A = 6.204 × 10⁹ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry