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

M(C₃H₈) = 44.1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 24 g C₃H₈ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 29.42 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₃H₈) = 44.1 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 29.42 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.5 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 0.6 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.5 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.6 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 440 g O₂ pada 700 kPa dan 25 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 440 gM = 32 g/molP = 700 kPaT = 25 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CH₄ pada 550 kPa dan 40 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 16.04 g/molP = 550 kPaT = 40 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 100 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 18 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 150 gT_water = 18 °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 C₄H₁₀ (M = 58.12 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125.6 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 = 25. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 25

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.5 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LK_c = 0.5

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.05 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.05 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid formik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.15 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.05 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.05 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/LX = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.02 min⁻¹ pada 20 °C dan tenaga pengaktifan 80 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 50 °C.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 50 °CE_a = 80 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 16.34 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) = 80/32 = 2.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2268/1 = 0.2268, 2.5/5 = 0.5 → C₃H₈

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.2268·4 = 0.907 mol

m = 0.907·18.02 = 16.34 g

Jawapan

m = 16.34 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 75 %

Hasil teori

n(C₃H₈) = 24/44.1 = 0.5442 mol

m = 0.5442·4/1·18.02 = 39.23 g

Hasil peratusan

Y = 29.42/39.23·100 = 75%

Jawapan

Y = 75%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 2 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 = 0.1·100/5 = 2 mL

Jawapan

V₁ = 2 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.5833 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.5·100 + 0.6·500 = 350 mmol

Kepekatan campuran

c = 350/600 = 0.5833 mol/L

Jawapan

c = 0.5833 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 48.69 L

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

Mol

n = 440/32 = 13.75 mol

T = 25 + 273.15 = 298.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 13.75·8.314·298.1/700 = 48.69 L

Jawapan

V = 48.69 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 3.388 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 40 + 273.15 = 313.1 K

Ketumpatan

ρ = 550·16.04/(8.314·313.1) = 3.388 kg/m³

Jawapan

ρ = 3.388 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 30.77 °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

100·0.897·(120 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (89.7·120 + 627·18)/(89.7 + 627) = 30.77 °C

Jawapan

T_f = 30.77 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 2475 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [8·(−393.5) + 10·(−285.8)] − [2·(−125.6) + 13·0] = −5755 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 50/58.12 = 0.8603 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.8603·2877 = 2475 kJ

Jawapan

q = 2475 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.1429 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

25 = (2x)²/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

5 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·5/(2 + 5) = 0.07143 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.1429 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.1429 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.8486 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.5 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.5·x − 0.75 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.75))/2 = 0.6514 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 1.5 − 0.6514 = 0.8486 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.8486 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.412

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/(0.05 − x) → x = 3.871 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(3.871 × 10⁻⁵) = 4.412

Jawapan

pH = 4.412

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.72

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.02 = 0.18 mol

n(A⁻) = 0.15 + 0.02 = 0.17 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.17/0.18) = 3.72

Jawapan

pH = 3.72

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 30 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).

Kepekatan pada akhir

C_A = 1·(1 − 0.6) = 0.4 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (2.5 − 1)/0.05 = 30 min

Jawapan

t = 30 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.4211 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) = −(80000/8.314)·(1/323.1 − 1/293.1) = 3.047

k₂ = 0.02·e^3.047 = 0.4211 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.4211 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry