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

M(Mg) = 24.31M(O₂) = 32M(MgO) = 40.3 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, 20 g Fe₂O₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 9.09 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Fe₂O₃) = 159.69 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 9.09 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 1 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 = 1 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 40 g CO₂ pada 250 kPa dan 85 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 40 gM = 44.01 g/molP = 250 kPaT = 85 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah He yang tetap berubah daripada 150 kPa, 2 L, 20 °C kepada 500 kPa dan 130 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 150 kPaV₁ = 2 LT₁ = 20 °CP₂ = 500 kPaT₂ = 130 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 75 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 140 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 22 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 140 °Cm_water = 150 gT_water = 22 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.02 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.25 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.25 mol/LK_c = 0.02

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.2 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.2 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hidrofluorik 0.25 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.25[A⁻] = 0.1Ka = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.2 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 50%? Cari t.

k = 0.2 min⁻¹X = 50 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.01 min⁻¹ pada 40 °C dan 0.0328 min⁻¹ pada 50 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.01 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0.0328 min⁻¹T₂ = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 39.79 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(Mg) = 24/24.31 = 0.9872 mol

n(O₂) = 80/32 = 2.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.9872/2 = 0.4936, 2.5/1 = 2.5 → Mg

Jisim hasil

n(MgO) = 0.4936·2 = 0.9872 mol

m = 0.9872·40.3 = 39.79 g

Jawapan

m = 39.79 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 54.97 %

Hasil teori

n(Fe₂O₃) = 20/159.69 = 0.1252 mol

m = 0.1252·3/1·44.01 = 16.54 g

Hasil peratusan

Y = 9.09/16.54·100 = 54.97%

Jawapan

Y = 54.97%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 466.7 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 = 0.1·500/1.5 = 33.33 mL

Air untuk ditambah

V_water = 500 − 33.33 = 466.7 mL

Jawapan

V_water = 466.7 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.123 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·250 + 1.2·400 = 730 mmol

Kepekatan campuran

c = 730/650 = 1.123 mol/L

Jawapan

c = 1.123 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 10.83 L

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

Mol

n = 40/44.01 = 0.9089 mol

T = 85 + 273.15 = 358.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 0.9089·8.314·358.1/250 = 10.83 L

Jawapan

V = 10.83 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 0.8251 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 403.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(150/500)·(403.1/293.1) = 0.8251 L

Jawapan

V₂ = 0.8251 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 33.43 °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

75·0.897·(140 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (67.28·140 + 627·22)/(67.28 + 627) = 33.43 °C

Jawapan

T_f = 33.43 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1367 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 3·(−285.8)] − [1·(−277.7) + 3·0] = −1367 kJ

Jawapan

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.6236 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

50 = (2x)²/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.071 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·7.071/(2 + 7.071) = 0.3118 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.6236 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.6236 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.06141 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.02 = x²/(0.25 − x) → x² + 0.02·x − 0.005 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.02 + √(0.02² + 4·0.005))/2 = 0.06141 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.06141 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.06141 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.111

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 = 7.744 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(7.744 × 10⁻⁵) = 4.111

Jawapan

pH = 4.111

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.77

pKa

pKa = 3.167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.1/0.25) = 2.77

Jawapan

pH = 2.77

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 3.466 min

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).

Penukaran dan kepekatan

C/C₀ = 1 − X = 0.5

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.5)/0.2 = 3.466 min

Jawapan

t = 3.466 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 99.94 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 313.1 K, T₂ = 323.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·1.188/(-9.882e-5) = 99937 J/mol

E_a = 99.94 kJ/mol

Jawapan

E_a = 99.94 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry