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 Al dan 8 g Cl₂ bertindak balas mengikut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapakah jisim m bagi AlCl₃ yang boleh terbentuk?

M(Al) = 26.98M(Cl₂) = 70.9M(AlCl₃) = 133.33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 12 g H₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 97.61 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(H₂) = 2.016 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 97.61 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 2 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.6 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.6 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 420 g CH₄ pada 350 kPa dan 40 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 420 gM = 16.04 g/molP = 350 kPaT = 40 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CO₂ pada 350 kPa dan 0 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 44.01 g/molP = 350 kPaT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 150 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 110 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 15 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 400 gT_water = 15 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(C₃H₈) = −103.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.25 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 = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.5 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.5 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hidrofluorik 0.5 mol/L dan 0.5 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.5[A⁻] = 0.5Ka = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.025 mol/(L·min) dan bermula pada 0.8 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 50%? Cari t.

k = 0.025 mol/(L·min)C_A0 = 0.8 mol/LX = 50 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.02 min⁻¹ pada 35 °C dan 0.16 min⁻¹ pada 65 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 35 °Ck₂ = 0.16 min⁻¹T₂ = 65 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 10.03 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(Al) = 8/26.98 = 0.2965 mol

n(Cl₂) = 8/70.9 = 0.1128 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2965/2 = 0.1483, 0.1128/3 = 0.03761 → Cl₂

Jisim hasil

n(AlCl₃) = 0.03761·2 = 0.07522 mol

m = 0.07522·133.33 = 10.03 g

Jawapan

m = 10.03 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 91 %

Hasil teori

n(H₂) = 12/2.016 = 5.952 mol

m = 5.952·2/2·18.02 = 107.3 g

Hasil peratusan

Y = 97.61/107.3·100 = 91%

Jawapan

Y = 91%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 26.67 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 = 0.2·200/1.5 = 26.67 mL

Jawapan

V₁ = 26.67 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.767 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 2·250 + 0.6·50 = 530 mmol

Kepekatan campuran

c = 530/300 = 1.767 mol/L

Jawapan

c = 1.767 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 194.8 L

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

Mol

n = 420/16.04 = 26.18 mol

T = 40 + 273.15 = 313.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 26.18·8.314·313.1/350 = 194.8 L

Jawapan

V = 194.8 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 6.783 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Ketumpatan

ρ = 350·44.01/(8.314·273.1) = 6.783 kg/m³

Jawapan

ρ = 6.783 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 18.17 °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) = 400·4.18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (57.75·110 + 1672·15)/(57.75 + 1672) = 18.17 °C

Jawapan

T_f = 18.17 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [3·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [1·(−103.8) + 5·0] = −2220 kJ

Jawapan

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

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: [Cl₂] = 0.3583 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(1 − x) → x² + 0.2·x − 0.2 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.2))/2 = 0.3583 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.3583 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.3583 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 1.742

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 = 0.0181 mol/L

pH

pH = −log(0.0181) = 1.742

Jawapan

pH = 1.742

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.167

pKa

pKa = 3.167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.5/0.5) = 3.167

Jawapan

pH = 3.167

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 16 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 = 0.8·0.5 = 0.4 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.4/0.025 = 16 min

Jawapan

t = 16 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 60.05 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 = 308.1 K, T₂ = 338.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·2.079/(-2.879e-4) = 60049 J/mol

E_a = 60.05 kJ/mol

Jawapan

E_a = 60.05 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry