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 Fe₂O₃ dan 40 g CO bertindak balas mengikut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159.69M(CO) = 28.01M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, 16 g Fe₂O₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 9.92 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Fe₂O₃) = 159.69 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 9.92 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 5 mol/Lc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

200 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 2.5 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 20 L mengandungi 250 g CO₂ pada 90 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 250 gM = 44.01 g/molV = 20 LT = 90 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 200 kPa, 20 L, 20 °C kepada 250 kPa dan 160 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 200 kPaV₁ = 20 LT₁ = 20 °CP₂ = 250 kPaT₂ = 160 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 250 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 160 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 18 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 100 gT_water = 18 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 25 g C₄H₁₀ (M = 58.12 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125.6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 4. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 4

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.8 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LK_c = 0.05

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid benzoik 0.2 mol/L (Ka = 6.3 × 10⁻⁵).

c = 0.2 mol/LKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hipoklorus 0.4 mol/L dan 0.8 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.8Ka = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) mempunyai k = 0.4 L/(mol·min) dan kepekatan awal 2 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t_½.

k = 0.4 L/(mol·min)C_A0 = 2 mol/L

t_½ = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.05 min⁻¹ pada 40 °C dan 0.102 min⁻¹ pada 50 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.05 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0.102 min⁻¹T₂ = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 4.961 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(Fe₂O₃) = 6/159.69 = 0.03757 mol

n(CO) = 40/28.01 = 1.428 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.03757/1 = 0.03757, 1.428/3 = 0.476 → Fe₂O₃

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.03757·3 = 0.1127 mol

m = 0.1127·44.01 = 4.961 g

Jawapan

m = 4.961 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 74.99 %

Hasil teori

n(Fe₂O₃) = 16/159.69 = 0.1002 mol

m = 0.1002·3/1·44.01 = 13.23 g

Hasil peratusan

Y = 9.92/13.23·100 = 74.99%

Jawapan

Y = 74.99%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 188 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 = 0.3·200/5 = 12 mL

Air untuk ditambah

V_water = 200 − 12 = 188 mL

Jawapan

V_water = 188 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.833 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·200 + 2.5·100 = 550 mmol

Kepekatan campuran

c = 550/300 = 1.833 mol/L

Jawapan

c = 1.833 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 857.5 kPa

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

Mol

n = m/M = 250/44.01 = 5.681 mol

T = 90 + 273.15 = 363.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 5.681·8.314·363.1/0.02 = 857.5 kPa

Jawapan

P = 857.5 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 23.64 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 433.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(200/250)·(433.1/293.1) = 23.64 L

Jawapan

V₂ = 23.64 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 44.58 °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·(160 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (96.25·160 + 418·18)/(96.25 + 418) = 44.58 °C

Jawapan

T_f = 44.58 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 1238 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [8·(−393.5) + 10·(−285.8)] − [2·(−125.6) + 13·0] = −5755 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 25/58.12 = 0.4301 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.4301·2877 = 1238 kJ

Jawapan

q = 1238 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.4 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

4 = (2x)²/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

2 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·2/(2 + 2) = 0.2 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.4 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.4 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.6234 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.05 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.05·x − 0.04 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.04))/2 = 0.1766 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.8 − 0.1766 = 0.6234 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.6234 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.454

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 = 0.003518 mol/L

pH

pH = −log(0.003518) = 2.454

Jawapan

pH = 2.454

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 7.824

pKa

pKa = 7.523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7.523 + log(0.8/0.4) = 7.824

Jawapan

pH = 7.824

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t_½ = 1.25 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/(0.4·2) = 1.25 min

Jawapan

t_½ = 1.25 min

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

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 59.98 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 = 323.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·0.7129/(-9.882e-5) = 59983 J/mol

E_a = 59.98 kJ/mol

Jawapan

E_a = 59.98 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry