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

24 g N₂ dan 40 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 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 16 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 49.02 g AlCl₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl₃) = 133.33 g/molsebenar: 49.02 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

300 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 410 g N₂ pada 30 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 410 gM = 28.01 g/molV = 30 LT = 30 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CO₂ yang tetap berubah daripada 100 kPa, 20 L, 25 °C kepada 150 kPa dan 50 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 20 LT₁ = 25 °CP₂ = 150 kPaT₂ = 50 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 100 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 160 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 400 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 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125.6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.5 mol/L H₂ dan 0.5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.5 mol/LK_c = 9

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.4 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.4 mol/LK_c = 0.05

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.2 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.2 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid laktik 0.5 mol/L dan 0.15 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00014. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.5[A⁻] = 0.15Ka = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.1 L/(mol·min) dan bermula pada 1.5 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 90%? Cari t.

k = 0.1 L/(mol·min)C_A0 = 1.5 mol/LX = 90 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.2 mol/L kadarnya ialah 0.002 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.6 mol/L ia ialah 0.018 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.2 mol/Lr₁ = 0.002 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.6 mol/Lr₂ = 0.018 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 29.17 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) = 24/28.02 = 0.8565 mol

n(H₂) = 40/2.016 = 19.84 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.8565/1 = 0.8565, 19.84/3 = 6.614 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.8565·2 = 1.713 mol

m = 1.713·17.03 = 29.17 g

Jawapan

m = 29.17 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 62 %

Hasil teori

n(Al) = 16/26.98 = 0.593 mol

m = 0.593·2/2·133.33 = 79.07 g

Hasil peratusan

Y = 49.02/79.07·100 = 62%

Jawapan

Y = 62%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 466.7 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 = 0.1·500/1.5 = 33.33 mL

Air untuk ditambah

V_water = 500 − 33.33 = 466.7 mL

Jawapan

V_water = 466.7 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.9 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·300 + 1.2·100 = 360 mmol

Kepekatan campuran

c = 360/400 = 0.9 mol/L

Jawapan

c = 0.9 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1230 kPa

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

Mol

n = m/M = 410/28.01 = 14.64 mol

T = 30 + 273.15 = 303.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 14.64·8.314·303.1/0.03 = 1230 kPa

Jawapan

P = 1230 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 14.45 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 298.1 K, T₂ = 323.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(100/150)·(323.1/298.1) = 14.45 L

Jawapan

V₂ = 14.45 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 27.06 °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

100·0.385·(160 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38.5·160 + 1672·24)/(38.5 + 1672) = 27.06 °C

Jawapan

T_f = 27.06 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −5755 kJ

Entalpi tindak balas

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

Jawapan

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 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

9 = (2x)²/(0.5 − x)²

Ambil punca kuasa dua

3 = 2x/(0.5 − x) → x = 0.5·3/(2 + 3) = 0.3 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.5 − x = 0.2 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.2 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.2814 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.05 = x²/(0.4 − x) → x² + 0.05·x − 0.02 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.02))/2 = 0.1186 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.4 − 0.1186 = 0.2814 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.2814 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.282

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 = 0.005222 mol/L

pH

pH = −log(0.005222) = 2.282

Jawapan

pH = 2.282

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.331

pKa

pKa = 3.854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.15/0.5) = 3.331

Jawapan

pH = 3.331

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 60 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 = 1.5·(1 − 0.9) = 0.15 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (6.667 − 0.6667)/0.1 = 60 min

Jawapan

t = 60 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: n = 2

Kaedah kadar awal: bagi r = k·Cⁿ, membandingkan dua larian yang hanya berbeza pada kepekatan awal menghapuskan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan kadar bagi peringkat pertama dan menjadikannya empat kali ganda bagi peringkat kedua.

Nisbah

r₂/r₁ = 0.018/0.002 = 9

C₂/C₁ = 0.6/0.2 = 3

Peringkat

n = ln(9)/ln(3) = 2

Jawapan

n = 2

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry