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

12 g Na dan 32 g Cl₂ bertindak balas mengikut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapakah jisim m bagi NaCl yang boleh terbentuk?

M(Na) = 22.99M(Cl₂) = 70.9M(NaCl) = 58.44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 6 g CH₄ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 7.41 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CH₄) = 16.04 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 7.41 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.4 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0.4 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 0.25 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.25 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 50 L mengandungi 180 g CO₂ pada 95 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 180 gM = 44.01 g/molV = 50 LT = 95 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 300 kPa, 2 L, 40 °C kepada 800 kPa dan 230 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 300 kPaV₁ = 2 LT₁ = 40 °CP₂ = 800 kPaT₂ = 230 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 250 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 20 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 400 gT_water = 20 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l).

ΔH°f(CH₄) = −74.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = 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 = 16. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 16

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.01 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.05 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.05 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid hipoklorus dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 3 × 10⁻⁸). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.4 L/(mol·min) dan bermula pada 1.5 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 50%? Cari t.

k = 0.4 L/(mol·min)C_A0 = 1.5 mol/LX = 50 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.2 mol/L kadarnya ialah 0.012 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.8 mol/L ia ialah 0.768 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.2 mol/Lr₁ = 0.012 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.8 mol/Lr₂ = 0.768 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 30.5 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(Na) = 12/22.99 = 0.522 mol

n(Cl₂) = 32/70.9 = 0.4513 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.522/2 = 0.261, 0.4513/1 = 0.4513 → Na

Jisim hasil

n(NaCl) = 0.261·2 = 0.522 mol

m = 0.522·58.44 = 30.5 g

Jawapan

m = 30.5 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 54.97 %

Hasil teori

n(CH₄) = 6/16.04 = 0.3741 mol

m = 0.3741·2/1·18.02 = 13.48 g

Hasil peratusan

Y = 7.41/13.48·100 = 54.97%

Jawapan

Y = 54.97%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 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 = 0.4·1000/5 = 80 mL

Jawapan

V₁ = 80 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.1611 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.25·250 + 0.05·200 = 72.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 72.5/450 = 0.1611 mol/L

Jawapan

c = 0.1611 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 250.4 kPa

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

Mol

n = m/M = 180/44.01 = 4.09 mol

T = 95 + 273.15 = 368.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 4.09·8.314·368.1/0.05 = 250.4 kPa

Jawapan

P = 250.4 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 1.205 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 313.1 K, T₂ = 503.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(300/800)·(503.1/313.1) = 1.205 L

Jawapan

V₂ = 1.205 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 25.44 °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

250·0.385·(120 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (96.25·120 + 1672·20)/(96.25 + 1672) = 25.44 °C

Jawapan

T_f = 25.44 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −890.3 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [1·(−393.5) + 2·(−285.8)] − [1·(−74.8) + 2·0] = −890.3 kJ

Jawapan

ΔH° = −890.3 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.2667 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

16 = (2x)²/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·4/(2 + 4) = 0.5333 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.8 − x = 0.2667 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.2667 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.09512 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.01 = x²/(1 − x) → x² + 0.01·x − 0.01 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.01 + √(0.01² + 4·0.01))/2 = 0.09512 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.09512 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.09512 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.589

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 = 0.002577 mol/L

pH

pH = −log(0.002577) = 2.589

Jawapan

pH = 2.589

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 7.398

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.05 = 0.2 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.05 = 0.15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 7.523 + log(0.15/0.2) = 7.398

Jawapan

pH = 7.398

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 1.667 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 − 0.5) = 0.75 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (1.333 − 0.6667)/0.4 = 1.667 min

Jawapan

t = 1.667 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: n = 3

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 = 0.768/0.012 = 64

C₂/C₁ = 0.8/0.2 = 4

Peringkat

n = ln(64)/ln(4) = 3

Jawapan

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry