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

24 g H₂ dan 20 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 2Mg + O₂ → 2MgO, 4 g Mg bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 3.65 g MgO dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/molsebenar: 3.65 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0.5 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

200 mL larutan 0.5 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.5 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 10 L mengandungi 370 g CH₄ pada 25 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 370 gM = 16.04 g/molV = 10 LT = 25 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah O₂ yang tetap berubah daripada 350 kPa, 10 L, 15 °C kepada 450 kPa dan 140 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 350 kPaV₁ = 10 LT₁ = 15 °CP₂ = 450 kPaT₂ = 140 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 150 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 110 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 100 gT_water = 19 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH₃OH) = −238.7 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 [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 16

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.5 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.25 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.25 mol/LK_c = 0.5

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.2 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.2 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid formik dan 0.2 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.2 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.04 mol/(L·min) dan bermula pada 0.8 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.04 mol/(L·min)C_A0 = 0.8 mol/LX = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.05 min⁻¹ pada 40 °C dan 0.171 min⁻¹ pada 55 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.05 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0.171 min⁻¹T₂ = 55 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 22.52 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) = 24/2.016 = 11.9 mol

n(O₂) = 20/32 = 0.625 mol

Bahan tindak balas pengehad

11.9/2 = 5.952, 0.625/1 = 0.625 → O₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.625·2 = 1.25 mol

m = 1.25·18.02 = 22.52 g

Jawapan

m = 22.52 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 55.04 %

Hasil teori

n(Mg) = 4/24.31 = 0.1645 mol

m = 0.1645·2/2·40.3 = 6.631 g

Hasil peratusan

Y = 3.65/6.631·100 = 55.04%

Jawapan

Y = 55.04%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 100 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 = 0.5·200/1 = 100 mL

Air untuk ditambah

V_water = 200 − 100 = 100 mL

Jawapan

V_water = 100 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.9667 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.5·200 + 1.2·400 = 580 mmol

Kepekatan campuran

c = 580/600 = 0.9667 mol/L

Jawapan

c = 0.9667 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 5718 kPa

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

Mol

n = m/M = 370/16.04 = 23.07 mol

T = 25 + 273.15 = 298.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 23.07·8.314·298.1/0.01 = 5718 kPa

Jawapan

P = 5718 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 11.15 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288.1 K, T₂ = 413.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(350/450)·(413.1/288.1) = 11.15 L

Jawapan

V₂ = 11.15 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 30.05 °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

150·0.385·(110 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (57.75·110 + 418·19)/(57.75 + 418) = 30.05 °C

Jawapan

T_f = 30.05 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1453 kJ

Entalpi tindak balas

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

Jawapan

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 1.067 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

[HI] = 2x = 1.067 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.067 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.06699 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.5 = x²/(0.25 − x) → x² + 0.5·x − 0.125 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.125))/2 = 0.183 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.25 − 0.183 = 0.06699 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.06699 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 1.946

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 = 0.01133 mol/L

pH

pH = −log(0.01133) = 1.946

Jawapan

pH = 1.946

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.842

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.05 = 0.2 mol

n(A⁻) = 0.2 + 0.05 = 0.25 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.25/0.2) = 3.842

Jawapan

pH = 3.842

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 12 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 = 0.8·0.6 = 0.48 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.48/0.04 = 12 min

Jawapan

t = 12 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 70.04 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 = 328.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·1.23/(-1.460e-4) = 70036 J/mol

E_a = 70.04 kJ/mol

Jawapan

E_a = 70.04 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry