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

4 g Fe₂O₃ dan 40 g CO bertindak balas mengikut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapakah jisim m bagi Fe yang boleh terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159.69M(CO) = 28.01M(Fe) = 55.85 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas CaCO₃ → CaO + CO₂, 24 g CaCO₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.54 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CaCO₃) = 100.09 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 6.54 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 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 = 2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 30 g N₂ pada 0 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 30 gM = 28.01 g/molV = 5 LT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 400 kPa, 10 L, 15 °C kepada 400 kPa dan 190 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 400 kPaV₁ = 10 LT₁ = 15 °CP₂ = 400 kPaT₂ = 190 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah zink 75 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 110 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0.388 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 150 gT_water = 21 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.2 mol/L H₂ dan 0.2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 4. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LK_c = 4

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.01 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LK_c = 0.01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.01 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.01 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid asetik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 1.8 × 10⁻⁵). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.02 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.02 min⁻¹X = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.1 min⁻¹ pada 35 °C dan tenaga pengaktifan 120 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 65 °C.

k₁ = 0.1 min⁻¹T₁ = 35 °CT₂ = 65 °CE_a = 120 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 2.798 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(Fe₂O₃) = 4/159.69 = 0.02505 mol

n(CO) = 40/28.01 = 1.428 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.02505/1 = 0.02505, 1.428/3 = 0.476 → Fe₂O₃

Jisim hasil

n(Fe) = 0.02505·2 = 0.0501 mol

m = 0.0501·55.85 = 2.798 g

Jawapan

m = 2.798 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 61.97 %

Hasil teori

n(CaCO₃) = 24/100.09 = 0.2398 mol

m = 0.2398·1/1·44.01 = 10.55 g

Hasil peratusan

Y = 6.54/10.55·100 = 61.97%

Jawapan

Y = 61.97%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 12.5 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 = 0.05·1000/4 = 12.5 mL

Jawapan

V₁ = 12.5 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.286 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 2·250 + 3·100 = 800 mmol

Kepekatan campuran

c = 800/350 = 2.286 mol/L

Jawapan

c = 2.286 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 486.5 kPa

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

Mol

n = m/M = 30/28.01 = 1.071 mol

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 1.071·8.314·273.1/0.005 = 486.5 kPa

Jawapan

P = 486.5 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 16.07 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288.1 K, T₂ = 463.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(400/400)·(463.1/288.1) = 16.07 L

Jawapan

V₂ = 16.07 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 24.95 °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

75·0.388·(110 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (29.1·110 + 627·21)/(29.1 + 627) = 24.95 °C

Jawapan

T_f = 24.95 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1367 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 3·(−285.8)] − [1·(−277.7) + 3·0] = −1367 kJ

Jawapan

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.2 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

4 = (2x)²/(0.2 − x)²

Ambil punca kuasa dua

2 = 2x/(0.2 − x) → x = 0.2·2/(2 + 2) = 0.1 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.2 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.2 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.04 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.01 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.01·x − 0.002 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.01 + √(0.01² + 4·0.002))/2 = 0.04 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.04 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.04 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.953

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 = 0.001115 mol/L

pH

pH = −log(0.001115) = 2.953

Jawapan

pH = 2.953

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.921

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.05 = 0.2 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.05 = 0.3 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.745 + log(0.3/0.2) = 4.921

Jawapan

pH = 4.921

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 45.81 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)/0.02 = 45.81 min

Jawapan

t = 45.81 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 6.378 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 338.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(120000/8.314)·(1/338.1 − 1/308.1) = 4.155

k₂ = 0.1·e^4.155 = 6.378 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 6.378 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry