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 H₂ dan 80 g O₂ bertindak balas mengikut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(H₂) = 2.016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 10 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 43.49 g AlCl₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl₃) = 133.33 g/molsebenar: 43.49 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.4 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0.4 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

150 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 250 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 490 g Ar pada 65 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 490 gM = 39.95 g/molV = 5 LT = 65 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi O₂ pada 100 kPa dan 40 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 32 g/molP = 100 kPaT = 40 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 150 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 90 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 22 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 250 gT_water = 22 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 10 g CH₄ (M = 16.04 g/mol) terbakar sepenuhnya: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(CH₄) = −74.8 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 = 36. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.08

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid asetik 0.5 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).

c = 0.5 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid laktik 0.4 mol/L dan 0.5 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00014. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.5Ka = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.02 mol/(L·min) dan bermula pada 1.2 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 80%? Cari t.

k = 0.02 mol/(L·min)C_A0 = 1.2 mol/LX = 80 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.1 mol/L kadarnya ialah 0.012 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.4 mol/L ia ialah 0.024 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.1 mol/Lr₁ = 0.012 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.4 mol/Lr₂ = 0.024 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 53.63 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(H₂) = 6/2.016 = 2.976 mol

n(O₂) = 80/32 = 2.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

2.976/2 = 1.488, 2.5/1 = 2.5 → H₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 1.488·2 = 2.976 mol

m = 2.976·18.02 = 53.63 g

Jawapan

m = 53.63 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 88 %

Hasil teori

n(Al) = 10/26.98 = 0.3706 mol

m = 0.3706·2/2·133.33 = 49.42 g

Hasil peratusan

Y = 43.49/49.42·100 = 88%

Jawapan

Y = 88%

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 = 0.4·200/1 = 80 mL

Jawapan

V₁ = 80 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.313 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·150 + 1.2·250 = 525 mmol

Kepekatan campuran

c = 525/400 = 1.313 mol/L

Jawapan

c = 1.313 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 6896 kPa

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

Mol

n = m/M = 490/39.95 = 12.27 mol

T = 65 + 273.15 = 338.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 12.27·8.314·338.1/0.005 = 6896 kPa

Jawapan

P = 6896 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 1.229 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 40 + 273.15 = 313.1 K

Ketumpatan

ρ = 100·32/(8.314·313.1) = 1.229 kg/m³

Jawapan

ρ = 1.229 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 26.12 °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·(90 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (67.35·90 + 1045·22)/(67.35 + 1045) = 26.12 °C

Jawapan

T_f = 26.12 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 555 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 10/16.04 = 0.6234 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.6234·890.3 = 555 kJ

Jawapan

q = 555 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.2 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/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

6 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·6/(2 + 6) = 0.6 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.8 − x = 0.2 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.2 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.7543 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(1 − x) → x² + 0.08·x − 0.08 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.08))/2 = 0.2457 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 1 − 0.2457 = 0.7543 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.7543 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.524

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/(0.5 − x) → x = 0.002991 mol/L

pH

pH = −log(0.002991) = 2.524

Jawapan

pH = 2.524

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.951

pKa

pKa = 3.854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.5/0.4) = 3.951

Jawapan

pH = 3.951

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 48 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).

Jumlah yang ditukar

C_A0·X = 1.2·0.8 = 0.96 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.96/0.02 = 48 min

Jawapan

t = 48 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: n = 0.5

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 = 0.024/0.012 = 2

C₂/C₁ = 0.4/0.1 = 4

Peringkat

n = ln(2)/ln(4) = 0.5

Jawapan

n = 0.5

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry