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

8 g Mg dan 32 g O₂ bertindak balas mengikut 2Mg + O₂ → 2MgO. Berapakah jisim m bagi MgO yang boleh terbentuk?

M(Mg) = 24.31M(O₂) = 32M(MgO) = 40.3 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 30 g C₃H₈ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 67.36 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₃H₈) = 44.1 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 67.36 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.25 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0.25 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 2.5 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 60 g N₂ pada 250 kPa dan 55 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 60 gM = 28.01 g/molP = 250 kPaT = 55 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi O₂ pada 550 kPa dan 60 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 32 g/molP = 550 kPaT = 60 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah zink 200 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 160 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 25 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.388 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 300 gT_water = 25 °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 CH₃OH (M = 32.04 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(CH₃OH) = −238.7 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 = 54. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 54

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.4 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.4 mol/LK_c = 0.08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid asetik 0.05 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).

c = 0.05 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid laktik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00014). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 1 mol/L kepada 0.3 mol/L dalam 5 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 1 mol/LC_A = 0.3 mol/Lt = 5 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.02 min⁻¹ pada 30 °C dan 0.0907 min⁻¹ pada 55 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 30 °Ck₂ = 0.0907 min⁻¹T₂ = 55 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 13.26 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(Mg) = 8/24.31 = 0.3291 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.3291/2 = 0.1645, 1/1 = 1 → Mg

Jisim hasil

n(MgO) = 0.1645·2 = 0.3291 mol

m = 0.3291·40.3 = 13.26 g

Jawapan

m = 13.26 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 75 %

Hasil teori

n(C₃H₈) = 30/44.1 = 0.6803 mol

m = 0.6803·3/1·44.01 = 89.82 g

Hasil peratusan

Y = 67.36/89.82·100 = 75%

Jawapan

Y = 75%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 5 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 = 0.25·100/5 = 5 mL

Jawapan

V₁ = 5 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.345 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·50 + 2.5·500 = 1290 mmol

Kepekatan campuran

c = 1290/550 = 2.345 mol/L

Jawapan

c = 2.345 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 23.38 L

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

Mol

n = 60/28.01 = 2.142 mol

T = 55 + 273.15 = 328.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 2.142·8.314·328.1/250 = 23.38 L

Jawapan

V = 23.38 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 6.354 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 60 + 273.15 = 333.1 K

Ketumpatan

ρ = 550·32/(8.314·333.1) = 6.354 kg/m³

Jawapan

ρ = 6.354 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 32.87 °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

200·0.388·(160 − T_f) = 300·4.18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77.6·160 + 1254·25)/(77.6 + 1254) = 32.87 °C

Jawapan

T_f = 32.87 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 453.4 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [2·(−238.7) + 3·0] = −1453 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 20/32.04 = 0.6242 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.6242·726.4 = 453.4 kJ

Jawapan

q = 453.4 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.05348 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/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.348 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·7.348/(2 + 7.348) = 0.1965 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.25 − x = 0.05348 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.05348 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.2567 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(0.4 − x) → x² + 0.08·x − 0.032 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.032))/2 = 0.1433 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.4 − 0.1433 = 0.2567 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.2567 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.027

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 = 0.0009397 mol/L

pH

pH = −log(0.0009397) = 3.027

Jawapan

pH = 3.027

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.03

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.05 = 0.2 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.05 = 0.3 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.3/0.2) = 4.03

Jawapan

pH = 4.03

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.2408 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(1/0.3)/5 = 1.204/5 = 0.2408 min⁻¹

Jawapan

k = 0.2408 min⁻¹

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 50.02 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 = 303.1 K, T₂ = 328.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·1.512/(-2.513e-4) = 50015 J/mol

E_a = 50.02 kJ/mol

Jawapan

E_a = 50.02 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry