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

20 g H₂ dan 20 g O₂ bertindak balas mengikut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(H₂) = 2.016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 4 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 1.92 g C₂H₅OH dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(C₂H₅OH) = 46.07 g/molsebenar: 1.92 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 2.5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 2.5 mol/Lc₂ = 0.5 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

200 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 20 L mengandungi 250 g Ar pada 65 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 250 gM = 39.95 g/molV = 20 LT = 65 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi He pada 1000 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 4.003 g/molP = 1000 kPaT = 100 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 150 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 80 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 80 °Cm_water = 300 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

0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 64

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LK_c = 0.08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.01 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.01 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid hidrofluorik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.15 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.1 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 95%? Cari t.

k = 0.1 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.005 min⁻¹ pada 30 °C dan tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 50 °C selama 15 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k₁ = 0.005 min⁻¹T₁ = 30 °CE_a = 90 kJ/molT₂ = 50 °Ct = 15 minR = 8.314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 22.52 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(H₂) = 20/2.016 = 9.921 mol

n(O₂) = 20/32 = 0.625 mol

Bahan tindak balas pengehad

9.921/2 = 4.96, 0.625/1 = 0.625 → O₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.625·2 = 1.25 mol

m = 1.25·18.02 = 22.52 g

Jawapan

m = 22.52 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 93.85 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 4/180.16 = 0.0222 mol

m = 0.0222·2/1·46.07 = 2.046 g

Hasil peratusan

Y = 1.92/2.046·100 = 93.85%

Jawapan

Y = 93.85%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 160 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 = 0.5·200/2.5 = 40 mL

Air untuk ditambah

V_water = 200 − 40 = 160 mL

Jawapan

V_water = 160 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.81 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·200 + 0.05·50 = 202.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 202.5/250 = 0.81 mol/L

Jawapan

c = 0.81 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 879.7 kPa

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

Mol

n = m/M = 250/39.95 = 6.258 mol

T = 65 + 273.15 = 338.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 6.258·8.314·338.1/0.02 = 879.7 kPa

Jawapan

P = 879.7 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 1.29 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 100 + 273.15 = 373.1 K

Ketumpatan

ρ = 1000·4.003/(8.314·373.1) = 1.29 kg/m³

Jawapan

ρ = 1.29 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 26.72 °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

150·0.897·(80 − T_f) = 300·4.18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (134.6·80 + 1254·21)/(134.6 + 1254) = 26.72 °C

Jawapan

T_f = 26.72 °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] = 1.28 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/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·8/(2 + 8) = 0.64 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 1.28 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.28 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.1073 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.08·x − 0.016 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.016))/2 = 0.09266 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.2 − 0.09266 = 0.1073 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.1073 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.901

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 = 0.001255 mol/L

pH

pH = −log(0.001255) = 2.901

Jawapan

pH = 2.901

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.909

Peneutralan

n(HA) = 0.3 − 0.01 = 0.29 mol

n(A⁻) = 0.15 + 0.01 = 0.16 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.16/0.29) = 2.909

Jawapan

pH = 2.909

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 29.96 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 = 0.05

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.05)/0.1 = 29.96 min

Jawapan

t = 29.96 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 49.53 %

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 = 303.1 K, T₂ = 323.1 K

k₂ = 0.005·e^{−(90000/8.314)·(1/323.1 − 1/303.1)} = 0.04558 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e^{−0.04558·15} = 1 − 0.5047 = 49.53 %

Jawapan

X = 49.53 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry