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

6 g N₂ dan 10 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 CaCO₃ → CaO + CO₂, 4 g CaCO₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 1.84 g CaO dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CaCO₃) = 100.09 g/molM(CaO) = 56.08 g/molsebenar: 1.84 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 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 = 0.2 mol/LV₂ = 1000 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 390 g He pada 95 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 390 gM = 4.003 g/molV = 30 LT = 95 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi He pada 400 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 4.003 g/molP = 400 kPaT = 100 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 150 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 150 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 100 gT_water = 21 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 20 g C₂H₅OH (M = 46.07 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

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

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.25 mol/L H₂ dan 0.25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 36. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.01 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LK_c = 0.01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.01 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.01 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid formik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 2 mol/L kepada 0.8 mol/L dalam 60 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 2 mol/LC_A = 0.8 mol/Lt = 60 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.1 mol/L kadarnya ialah 0.02 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.2 mol/L ia ialah 0.08 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.1 mol/Lr₁ = 0.02 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.2 mol/Lr₂ = 0.08 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 7.293 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) = 6/28.02 = 0.2141 mol

n(H₂) = 10/2.016 = 4.96 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2141/1 = 0.2141, 4.96/3 = 1.653 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.2141·2 = 0.4283 mol

m = 0.4283·17.03 = 7.293 g

Jawapan

m = 7.293 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 82.1 %

Hasil teori

n(CaCO₃) = 4/100.09 = 0.03996 mol

m = 0.03996·1/1·56.08 = 2.241 g

Hasil peratusan

Y = 1.84/2.241·100 = 82.1%

Jawapan

Y = 82.1%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 920 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 = 0.2·1000/2.5 = 80 mL

Air untuk ditambah

V_water = 1000 − 80 = 920 mL

Jawapan

V_water = 920 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.8 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·50 + 3·500 = 1540 mmol

Kepekatan campuran

c = 1540/550 = 2.8 mol/L

Jawapan

c = 2.8 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 9940 kPa

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

Mol

n = m/M = 390/4.003 = 97.43 mol

T = 95 + 273.15 = 368.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 97.43·8.314·368.1/0.03 = 9940 kPa

Jawapan

P = 9940 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 0.5161 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 = 400·4.003/(8.314·373.1) = 0.5161 kg/m³

Jawapan

ρ = 0.5161 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 36.66 °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

150·0.385·(150 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (57.75·150 + 418·21)/(57.75 + 418) = 36.66 °C

Jawapan

T_f = 36.66 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 593.3 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 20/46.07 = 0.4341 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.4341·1367 = 593.3 kJ

Jawapan

q = 593.3 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.0625 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

36 = (2x)²/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

6 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·6/(2 + 6) = 0.1875 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.25 − x = 0.0625 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.0625 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.06589 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.01 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.01·x − 0.005 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.01 + √(0.01² + 4·0.005))/2 = 0.06589 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.06589 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.06589 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.64

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 = 0.00229 mol/L

pH

pH = −log(0.00229) = 2.64

Jawapan

pH = 2.64

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.324

Peneutralan

n(HA) = 0.3 − 0.01 = 0.29 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.01 = 0.11 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.11/0.29) = 3.324

Jawapan

pH = 3.324

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.01527 min⁻¹

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).

Hukum kamiran peringkat pertama

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(2/0.8)/60 = 0.9163/60 = 0.01527 min⁻¹

Jawapan

k = 0.01527 min⁻¹

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 = 0.08/0.02 = 4

C₂/C₁ = 0.2/0.1 = 2

Peringkat

n = ln(4)/ln(2) = 2

Jawapan

n = 2

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry