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

4 g C₃H₈ dan 32 g O₂ bertindak balas mengikut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(C₃H₈) = 44.1M(O₂) = 32M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 20 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 86.98 g AlCl₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl₃) = 133.33 g/molsebenar: 86.98 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 0.2 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.2 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 10 L mengandungi 160 g CH₄ pada 75 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 160 gM = 16.04 g/molV = 10 LT = 75 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi O₂ pada 850 kPa dan 130 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 32 g/molP = 850 kPaT = 130 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 150 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 110 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 17 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 150 gT_water = 17 °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

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 4. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 4

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.4 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.4 mol/LK_c = 0.04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.1 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.1 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid laktik 0.4 mol/L dan 0.3 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00014. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.3Ka = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 0.4 L/(mol·min) dan bermula pada 1.5 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 30 min.

k = 0.4 L/(mol·min)C_A0 = 1.5 mol/Lt = 30 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.02 min⁻¹ pada 30 °C dan tenaga pengaktifan 75 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 45 °C selama 15 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 30 °CE_a = 75 kJ/molT₂ = 45 °Ct = 15 minR = 8.314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 11.98 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(C₃H₈) = 4/44.1 = 0.0907 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.0907/1 = 0.0907, 1/5 = 0.2 → C₃H₈

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.0907·3 = 0.2721 mol

m = 0.2721·44.01 = 11.98 g

Jawapan

m = 11.98 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 88 %

Hasil teori

n(Al) = 20/26.98 = 0.7413 mol

m = 0.7413·2/2·133.33 = 98.84 g

Hasil peratusan

Y = 86.98/98.84·100 = 88%

Jawapan

Y = 88%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 40 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 = 0.3·200/1.5 = 40 mL

Jawapan

V₁ = 40 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.067 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.2·50 + 3·100 = 310 mmol

Kepekatan campuran

c = 310/150 = 2.067 mol/L

Jawapan

c = 2.067 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 2887 kPa

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

Mol

n = m/M = 160/16.04 = 9.975 mol

T = 75 + 273.15 = 348.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 9.975·8.314·348.1/0.01 = 2887 kPa

Jawapan

P = 2887 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 8.115 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 130 + 273.15 = 403.1 K

Ketumpatan

ρ = 850·32/(8.314·403.1) = 8.115 kg/m³

Jawapan

ρ = 8.115 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 19.78 °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

150·0.129·(110 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19.35·110 + 627·17)/(19.35 + 627) = 19.78 °C

Jawapan

T_f = 19.78 °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: [H₂] = 0.05 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/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

2 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·2/(2 + 2) = 0.05 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.1 − x = 0.05 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.05 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.2919 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.4 − x) → x² + 0.04·x − 0.016 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.016))/2 = 0.1081 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.4 − 0.1081 = 0.2919 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.2919 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.435

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/(0.1 − x) → x = 0.003672 mol/L

pH

pH = −log(0.003672) = 2.435

Jawapan

pH = 2.435

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.729

pKa

pKa = 3.854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.3/0.4) = 3.729

Jawapan

pH = 3.729

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.07895 mol/L

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).

Hukum peringkat kedua teramir

1/C_A = 1/C_A0 + kt = 0.6667 + 0.4·30 = 12.67 L/mol

C_A = 1/12.67 = 0.07895 mol/L

Jawapan

C_A = 0.07895 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 70.48 %

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).

Pemalar kadar pada suhu baharu

T₁ = 303.1 K, T₂ = 318.1 K

k₂ = 0.02·e^{−(75000/8.314)·(1/318.1 − 1/303.1)} = 0.08135 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e^{−0.08135·15} = 1 − 0.2952 = 70.48 %

Jawapan

X = 70.48 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry