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

30 g N₂ dan 16 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 C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 16 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.14 g C₂H₅OH dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(C₂H₅OH) = 46.07 g/molsebenar: 6.14 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 3 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 3 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 2 mol/L dicampurkan dengan 200 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 = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 310 g Ar pada 250 kPa dan 70 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 310 gM = 39.95 g/molP = 250 kPaT = 70 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CO₂ yang tetap berubah daripada 150 kPa, 5 L, 10 °C kepada 400 kPa dan 250 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 5 LT₁ = 10 °CP₂ = 400 kPaT₂ = 250 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 50 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 160 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 200 gT_water = 24 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(C₃H₈) = −103.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 16. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 16

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.1 mol/LK_c = 0.04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.05 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.05 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). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) mempunyai k = 0.05 L/(mol·min) dan kepekatan awal 0.5 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t_½.

k = 0.05 L/(mol·min)C_A0 = 0.5 mol/L

t_½ = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.1 s⁻¹ pada 25 °C dan tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0.1 s⁻¹T = 25 °CE_a = 90 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 36.47 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) = 30/28.02 = 1.071 mol

n(H₂) = 16/2.016 = 7.937 mol

Bahan tindak balas pengehad

1.071/1 = 1.071, 7.937/3 = 2.646 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 1.071·2 = 2.141 mol

m = 2.141·17.03 = 36.47 g

Jawapan

m = 36.47 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 75.03 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 16/180.16 = 0.08881 mol

m = 0.08881·2/1·46.07 = 8.183 g

Hasil peratusan

Y = 6.14/8.183·100 = 75.03%

Jawapan

Y = 75.03%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 33.33 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 = 0.2·500/3 = 33.33 mL

Jawapan

V₁ = 33.33 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.444 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 2·250 + 3·200 = 1100 mmol

Kepekatan campuran

c = 1100/450 = 2.444 mol/L

Jawapan

c = 2.444 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 88.55 L

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

Mol

n = 310/39.95 = 7.76 mol

T = 70 + 273.15 = 343.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 7.76·8.314·343.1/250 = 88.55 L

Jawapan

V = 88.55 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 3.464 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 283.1 K, T₂ = 523.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(150/400)·(523.1/283.1) = 3.464 L

Jawapan

V₂ = 3.464 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 30.92 °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

50·0.897·(160 − T_f) = 200·4.18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44.85·160 + 836·24)/(44.85 + 836) = 30.92 °C

Jawapan

T_f = 30.92 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [3·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [1·(−103.8) + 5·0] = −2220 kJ

Jawapan

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.5333 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

16 = (2x)²/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·4/(2 + 4) = 0.2667 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.5333 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.5333 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.05367 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.1 − x) → x² + 0.04·x − 0.004 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.004))/2 = 0.04633 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.1 − 0.04633 = 0.05367 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.05367 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.589

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 = 0.002577 mol/L

pH

pH = −log(0.002577) = 2.589

Jawapan

pH = 2.589

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.814

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.02 = 0.23 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.02 = 0.27 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.745 + log(0.27/0.23) = 4.814

Jawapan

pH = 4.814

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t_½ = 40 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/(0.05·0.5) = 40 min

Jawapan

t_½ = 40 min

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

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: A = 5.864 × 10¹⁴ 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 = 25 + 273.15 = 298.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 90000/(8.314·298.1) = 36.31

A = k·e^36.31 = 0.1·5.864 × 10¹⁵ = 5.864 × 10¹⁴ s⁻¹

Jawapan

A = 5.864 × 10¹⁴ s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry