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 64 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, 12 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 55.74 g AlCl₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl₃) = 133.33 g/molsebenar: 55.74 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 0.5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 0.5 mol/Lc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

300 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 20 L mengandungi 30 g CO₂ pada 25 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 30 gM = 44.01 g/molV = 20 LT = 25 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CO₂ pada 600 kPa dan 130 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 44.01 g/molP = 600 kPaT = 130 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 100 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 150 gT_water = 24 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 50 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

0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 54

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.8 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LK_c = 0.2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.2 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.2 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.1 mol/L dan 0.05 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.1[A⁻] = 0.05Ka = 6.3 × 10⁻⁵

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 0.5 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.1 L/(mol·min)C_A0 = 0.5 mol/LX = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.01 min⁻¹ pada 40 °C dan tenaga pengaktifan 100 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 80 °C.

k₁ = 0.01 min⁻¹T₁ = 40 °CT₂ = 80 °CE_a = 100 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

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) = 64/2.016 = 31.75 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2141/1 = 0.2141, 31.75/3 = 10.58 → 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 = 93.99 %

Hasil teori

n(Al) = 12/26.98 = 0.4448 mol

m = 0.4448·2/2·133.33 = 59.3 g

Hasil peratusan

Y = 55.74/59.3·100 = 93.99%

Jawapan

Y = 93.99%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 80 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 = 0.3·200/0.5 = 120 mL

Air untuk ditambah

V_water = 200 − 120 = 80 mL

Jawapan

V_water = 80 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.7286 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·300 + 0.3·50 = 255 mmol

Kepekatan campuran

c = 255/350 = 0.7286 mol/L

Jawapan

c = 0.7286 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 84.49 kPa

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

Mol

n = m/M = 30/44.01 = 0.6817 mol

T = 25 + 273.15 = 298.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 0.6817·8.314·298.1/0.02 = 84.49 kPa

Jawapan

P = 84.49 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 7.878 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 130 + 273.15 = 403.1 K

Ketumpatan

ρ = 600·44.01/(8.314·403.1) = 7.878 kg/m³

Jawapan

ρ = 7.878 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 27 °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

200·0.129·(100 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25.8·100 + 627·24)/(25.8 + 627) = 27 °C

Jawapan

T_f = 27 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 1483 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 50/46.07 = 1.085 mol

q = n·|ΔH°/1| = 1.085·1367 = 1483 kJ

Jawapan

q = 1483 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 1.258 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

54 = (2x)²/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.348 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·7.348/(2 + 7.348) = 0.6288 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 1.258 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.258 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.3123 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.2·x − 0.16 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.16))/2 = 0.3123 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.3123 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.3123 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.228

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 = 0.005911 mol/L

pH

pH = −log(0.005911) = 2.228

Jawapan

pH = 2.228

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.9

pKa

pKa = 4.201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.05/0.1) = 3.9

Jawapan

pH = 3.9

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 30 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 = 0.5·(1 − 0.6) = 0.2 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (5 − 2)/0.1 = 30 min

Jawapan

t = 30 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.7752 min⁻¹

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

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(100000/8.314)·(1/353.1 − 1/313.1) = 4.35

k₂ = 0.01·e^4.35 = 0.7752 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.7752 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry