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 CH₄ dan 32 g O₂ bertindak balas mengikut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(CH₄) = 16.04M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 16 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 49.02 g AlCl₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl₃) = 133.33 g/molsebenar: 49.02 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 0.1 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 20 L mengandungi 400 g O₂ pada 65 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 400 gM = 32 g/molV = 20 LT = 65 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah N₂ yang tetap berubah daripada 100 kPa, 5 L, 20 °C kepada 300 kPa dan 50 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 5 LT₁ = 20 °CP₂ = 300 kPaT₂ = 50 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 200 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 140 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 18 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 140 °Cm_water = 150 gT_water = 18 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 25 g C₂H₆ (M = 30.07 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₂H₆) = −84.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.2 mol/L H₂ dan 0.2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 16. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LK_c = 16

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LK_c = 0.04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.25 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.25 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid asetik 0.2 mol/L dan 0.5 mol/L garam natriumnya. Ka = 1.8 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.2[A⁻] = 0.5Ka = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 0.05 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 20 min.

k = 0.05 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/Lt = 20 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai tenaga pengaktifan 55 kJ/mol. Pada 20 °C ia terlalu perlahan. Kepada suhu T₂ (dalam °C) berapakah ia mesti dipanaskan untuk menjadikannya 3 kali lebih pantas?

E_a = 55 kJ/molT₁ = 20 °Ck₂/k₁ = 3R = 8.314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 18.02 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(CH₄) = 24/16.04 = 1.496 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Bahan tindak balas pengehad

1.496/1 = 1.496, 1/2 = 0.5 → O₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.5·2 = 1 mol

m = 1·18.02 = 18.02 g

Jawapan

m = 18.02 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 62 %

Hasil teori

n(Al) = 16/26.98 = 0.593 mol

m = 0.593·2/2·133.33 = 79.07 g

Hasil peratusan

Y = 49.02/79.07·100 = 62%

Jawapan

Y = 62%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 3.333 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 = 0.05·100/1.5 = 3.333 mL

Jawapan

V₁ = 3.333 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.8778 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·250 + 0.1·200 = 395 mmol

Kepekatan campuran

c = 395/450 = 0.8778 mol/L

Jawapan

c = 0.8778 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1757 kPa

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

Mol

n = m/M = 400/32 = 12.5 mol

T = 65 + 273.15 = 338.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 12.5·8.314·338.1/0.02 = 1757 kPa

Jawapan

P = 1757 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 1.837 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 323.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(100/300)·(323.1/293.1) = 1.837 L

Jawapan

V₂ = 1.837 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 45.14 °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

200·0.897·(140 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (179.4·140 + 627·18)/(179.4 + 627) = 45.14 °C

Jawapan

T_f = 45.14 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 1297 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [4·(−393.5) + 6·(−285.8)] − [2·(−84.7) + 7·0] = −3119 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 25/30.07 = 0.8314 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.8314·1560 = 1297 kJ

Jawapan

q = 1297 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.06667 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/(0.2 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(0.2 − x) → x = 0.2·4/(2 + 4) = 0.1333 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.2 − x = 0.06667 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.06667 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.1283 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.04·x − 0.008 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.008))/2 = 0.07165 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.2 − 0.07165 = 0.1283 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.1283 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.233

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/(0.25 − x) → x = 0.005846 mol/L

pH

pH = −log(0.005846) = 2.233

Jawapan

pH = 2.233

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 5.143

pKa

pKa = 4.745

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.745 + log(0.5/0.2) = 5.143

Jawapan

pH = 5.143

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.5 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 = 1 + 0.05·20 = 2 L/mol

C_A = 1/2 = 0.5 mol/L

Jawapan

C_A = 0.5 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: T₂ = 35 °C

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

T₁ = 293.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/293.1 − 8.314·ln(3)/55000 = 3.411 × 10⁻³ − 1.661 × 10⁻⁴ = 3.245 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 308.2 K = 35 °C

Jawapan

T₂ = 35 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry