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

16 g N₂ dan 48 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 CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 10 g CH₄ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 22.5 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CH₄) = 16.04 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 22.5 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.4 mol/L dan mempunyai larutan stok 3 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 3 mol/Lc₂ = 0.4 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

150 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 2.5 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 420 g CO₂ pada 350 kPa dan 5 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 420 gM = 44.01 g/molP = 350 kPaT = 5 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CO₂ yang tetap berubah daripada 400 kPa, 20 L, 30 °C kepada 600 kPa dan 50 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 400 kPaV₁ = 20 LT₁ = 30 °CP₂ = 600 kPaT₂ = 50 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 250 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 190 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 17 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 100 gT_water = 17 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₆) = −84.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

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

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 64

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.25 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.25 mol/LK_c = 0.08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.2 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.2 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid formik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.15 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.15 min⁻¹X = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.005 min⁻¹ pada 25 °C dan tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 55 °C selama 15 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k₁ = 0.005 min⁻¹T₁ = 25 °CE_a = 90 kJ/molT₂ = 55 °Ct = 15 minR = 8.314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 19.45 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) = 16/28.02 = 0.571 mol

n(H₂) = 48/2.016 = 23.81 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.571/1 = 0.571, 23.81/3 = 7.937 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.571·2 = 1.142 mol

m = 1.142·17.03 = 19.45 g

Jawapan

m = 19.45 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 82 %

Hasil teori

n(CH₄) = 10/16.04 = 0.6234 mol

m = 0.6234·1/1·44.01 = 27.44 g

Hasil peratusan

Y = 22.5/27.44·100 = 82%

Jawapan

Y = 82%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 433.3 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 = 0.4·500/3 = 66.67 mL

Air untuk ditambah

V_water = 500 − 66.67 = 433.3 mL

Jawapan

V_water = 433.3 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.036 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·150 + 2.5·400 = 1120 mmol

Kepekatan campuran

c = 1120/550 = 2.036 mol/L

Jawapan

c = 2.036 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 63.05 L

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

Mol

n = 420/44.01 = 9.543 mol

T = 5 + 273.15 = 278.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 9.543·8.314·278.1/350 = 63.05 L

Jawapan

V = 63.05 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 14.21 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 303.1 K, T₂ = 323.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(400/600)·(323.1/303.1) = 14.21 L

Jawapan

V₂ = 14.21 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 53.62 °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

250·0.449·(190 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (112.3·190 + 418·17)/(112.3 + 418) = 53.62 °C

Jawapan

T_f = 53.62 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −3119 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [4·(−393.5) + 6·(−285.8)] − [2·(−84.7) + 7·0] = −3119 kJ

Jawapan

ΔH° = −3119 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.02 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

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

[H₂] = 0.1 − x = 0.02 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.02 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.143 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(0.25 − x) → x² + 0.08·x − 0.02 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.02))/2 = 0.107 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.25 − 0.107 = 0.143 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.143 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 1.946

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/(0.2 − x) → x = 0.01133 mol/L

pH

pH = −log(0.01133) = 1.946

Jawapan

pH = 1.946

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.046

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.05 = 0.15 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.05 = 0.3 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.3/0.15) = 4.046

Jawapan

pH = 4.046

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 6.109 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 = 0.4

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.4)/0.15 = 6.109 min

Jawapan

t = 6.109 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 87.42 %

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).

Pemalar kadar pada suhu baharu

T₁ = 298.1 K, T₂ = 328.1 K

k₂ = 0.005·e^{−(90000/8.314)·(1/328.1 − 1/298.1)} = 0.1382 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e^{−0.1382·15} = 1 − 0.1258 = 87.42 %

Jawapan

X = 87.42 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry