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 16 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 CaCO₃ → CaO + CO₂, 12 g CaCO₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.12 g CaO dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CaCO₃) = 100.09 g/molM(CaO) = 56.08 g/molsebenar: 6.12 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 0.5 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 0.6 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.5 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.6 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 360 g CO₂ pada 400 kPa dan 50 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 360 gM = 44.01 g/molP = 400 kPaT = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CO₂ pada 300 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 44.01 g/molP = 300 kPaT = 100 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 90 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 25 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 150 gT_water = 25 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125.6 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 = 16. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 16

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.02 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.4 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.4 mol/LK_c = 0.02

[Cl₂] = 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 hidrofluorik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.15 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.25 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 90%? Cari t.

k = 0.25 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/LX = 90 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.001 s⁻¹ pada 60 °C dan tenaga pengaktifan 50 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0.001 s⁻¹T = 60 °CE_a = 50 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

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) = 16/28.01 = 0.5712 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.03757/1 = 0.03757, 0.5712/3 = 0.1904 → 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 = 91.02 %

Hasil teori

n(CaCO₃) = 12/100.09 = 0.1199 mol

m = 0.1199·1/1·56.08 = 6.724 g

Hasil peratusan

Y = 6.12/6.724·100 = 91.02%

Jawapan

Y = 91.02%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 4.167 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 = 0.05·500/6 = 4.167 mL

Jawapan

V₁ = 4.167 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.5615 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.5·250 + 0.6·400 = 365 mmol

Kepekatan campuran

c = 365/650 = 0.5615 mol/L

Jawapan

c = 0.5615 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 54.94 L

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

Mol

n = 360/44.01 = 8.18 mol

T = 50 + 273.15 = 323.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 8.18·8.314·323.1/400 = 54.94 L

Jawapan

V = 54.94 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 4.256 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 100 + 273.15 = 373.1 K

Ketumpatan

ρ = 300·44.01/(8.314·373.1) = 4.256 kg/m³

Jawapan

ρ = 4.256 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 27.57 °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

200·0.129·(90 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 25)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25.8·90 + 627·25)/(25.8 + 627) = 27.57 °C

Jawapan

T_f = 27.57 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −5755 kJ

Entalpi tindak balas

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

Jawapan

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.3333 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/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·4/(2 + 4) = 0.1667 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.3333 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.3333 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.08 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.02 = x²/(0.4 − x) → x² + 0.02·x − 0.008 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.02 + √(0.02² + 4·0.008))/2 = 0.08 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.08 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.08 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 = 2.991

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.01 = 0.24 mol

n(A⁻) = 0.15 + 0.01 = 0.16 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.16/0.24) = 2.991

Jawapan

pH = 2.991

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 36 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·(1 − 0.9) = 0.1 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/C_A − 1/C_A0)/k = (10 − 1)/0.25 = 36 min

Jawapan

t = 36 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: A = 69150 s⁻¹

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T = 60 + 273.15 = 333.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 50000/(8.314·333.1) = 18.05

A = k·e^18.05 = 0.001·6.915 × 10⁷ = 69150 s⁻¹

Jawapan

A = 69150 s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry