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

16 g CH₄ dan 40 g O₂ bertindak balas mengikut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(CH₄) = 16.04M(O₂) = 32M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 12 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 8.02 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 8.02 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 1000 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 2 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 0.1 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 300 g CH₄ pada 20 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 300 gM = 16.04 g/molV = 30 LT = 20 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 150 kPa, 20 L, 15 °C kepada 400 kPa dan 180 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 20 LT₁ = 15 °CP₂ = 400 kPaT₂ = 180 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 150 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 100 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 16 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 250 gT_water = 16 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₆) = −84.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 50

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LK_c = 0.08

[PCl₅] = 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 mengandungi asid hidrofluorik 0.4 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.1Ka = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) mempunyai k = 0.1 L/(mol·min) dan kepekatan awal 0.2 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t_½.

k = 0.1 L/(mol·min)C_A0 = 0.2 mol/L

t_½ = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.002 min⁻¹ pada 40 °C dan 0.1 min⁻¹ pada 80 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.002 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0.1 min⁻¹T₂ = 80 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 27.51 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(CH₄) = 16/16.04 = 0.9975 mol

n(O₂) = 40/32 = 1.25 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.9975/1 = 0.9975, 1.25/2 = 0.625 → O₂

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.625·1 = 0.625 mol

m = 0.625·44.01 = 27.51 g

Jawapan

m = 27.51 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 54.98 %

Hasil teori

n(N₂) = 12/28.02 = 0.4283 mol

m = 0.4283·2/1·17.03 = 14.59 g

Hasil peratusan

Y = 8.02/14.59·100 = 54.98%

Jawapan

Y = 54.98%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 950 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 = 0.05·1000/1 = 50 mL

Air untuk ditambah

V_water = 1000 − 50 = 950 mL

Jawapan

V_water = 950 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.3111 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 2·50 + 0.1·400 = 140 mmol

Kepekatan campuran

c = 140/450 = 0.3111 mol/L

Jawapan

c = 0.3111 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1519 kPa

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

Mol

n = m/M = 300/16.04 = 18.7 mol

T = 20 + 273.15 = 293.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 18.7·8.314·293.1/0.03 = 1519 kPa

Jawapan

P = 1519 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 11.79 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288.1 K, T₂ = 453.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(150/400)·(453.1/288.1) = 11.79 L

Jawapan

V₂ = 11.79 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 21.09 °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

150·0.449·(100 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (67.35·100 + 1045·16)/(67.35 + 1045) = 21.09 °C

Jawapan

T_f = 21.09 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −3119 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [4·(−393.5) + 6·(−285.8)] − [2·(−84.7) + 7·0] = −3119 kJ

Jawapan

ΔH° = −3119 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.02205 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

50 = (2x)²/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.071 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·7.071/(2 + 7.071) = 0.07795 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.1 − x = 0.02205 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.02205 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.336 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.08·x − 0.04 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.04))/2 = 0.164 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.5 − 0.164 = 0.336 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.336 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 = 2.565

pKa

pKa = 3.167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.1/0.4) = 2.565

Jawapan

pH = 2.565

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t_½ = 50 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/(0.1·0.2) = 50 min

Jawapan

t_½ = 50 min

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

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 89.92 kJ/mol

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).

Suhu mutlak

T₁ = 313.1 K, T₂ = 353.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·3.912/(-3.617e-4) = 89921 J/mol

E_a = 89.92 kJ/mol

Jawapan

E_a = 89.92 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry