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

20 g Mg dan 48 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, 12 g Fe₂O₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 8.43 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Fe₂O₃) = 159.69 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 8.43 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 2.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 2.5 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

200 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 400 g He pada 200 kPa dan 0 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 400 gM = 4.003 g/molP = 200 kPaT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi Ar pada 800 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 39.95 g/molP = 800 kPaT = 100 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 250 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 150 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 17 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 150 °Cm_water = 400 gT_water = 17 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 50 g CH₄ (M = 16.04 g/mol) terbakar sepenuhnya: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(CH₄) = −74.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 64

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.01 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LK_c = 0.01

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.01 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.01 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid benzoik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 6.3 × 10⁻⁵). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 1 L/(mol·min) dan bermula pada 0.5 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 30 min.

k = 1 L/(mol·min)C_A0 = 0.5 mol/Lt = 30 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.02 min⁻¹ pada 25 °C dan tenaga pengaktifan 70 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 45 °C selama 15 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 25 °CE_a = 70 kJ/molT₂ = 45 °Ct = 15 minR = 8.314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 33.16 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) = 20/24.31 = 0.8227 mol

n(O₂) = 48/32 = 1.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.8227/2 = 0.4114, 1.5/1 = 1.5 → Mg

Jisim hasil

n(MgO) = 0.4114·2 = 0.8227 mol

m = 0.8227·40.3 = 33.16 g

Jawapan

m = 33.16 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 84.97 %

Hasil teori

n(Fe₂O₃) = 12/159.69 = 0.07515 mol

m = 0.07515·3/1·44.01 = 9.921 g

Hasil peratusan

Y = 8.43/9.921·100 = 84.97%

Jawapan

Y = 84.97%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 8 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 = 0.2·100/2.5 = 8 mL

Jawapan

V₁ = 8 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.21 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·200 + 0.05·50 = 302.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 302.5/250 = 1.21 mol/L

Jawapan

c = 1.21 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 1135 L

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

Mol

n = 400/4.003 = 99.93 mol

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 99.93·8.314·273.1/200 = 1135 L

Jawapan

V = 1135 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 10.3 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 = 800·39.95/(8.314·373.1) = 10.3 kg/m³

Jawapan

ρ = 10.3 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 24.24 °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

250·0.385·(150 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 17)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (96.25·150 + 1672·17)/(96.25 + 1672) = 24.24 °C

Jawapan

T_f = 24.24 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 2775 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [1·(−393.5) + 2·(−285.8)] − [1·(−74.8) + 2·0] = −890.3 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 50/16.04 = 3.117 mol

q = n·|ΔH°/1| = 3.117·890.3 = 2775 kJ

Jawapan

q = 2775 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 1.6 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

64 = (2x)²/(1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(1 − x) → x = 1·8/(2 + 8) = 0.8 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 1.6 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.6 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.1176 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.01 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.01·x − 0.015 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.01 + √(0.01² + 4·0.015))/2 = 0.1176 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.1176 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.1176 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.953

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/(0.01 − x) → x = 0.001115 mol/L

pH

pH = −log(0.001115) = 2.953

Jawapan

pH = 2.953

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.153

Peneutralan

n(HA) = 0.3 − 0.01 = 0.29 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.01 = 0.26 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.26/0.29) = 4.153

Jawapan

pH = 4.153

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.03125 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 = 2 + 1·30 = 32 L/mol

C_A = 1/32 = 0.03125 mol/L

Jawapan

C_A = 0.03125 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 82.97 %

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 = 298.1 K, T₂ = 318.1 K

k₂ = 0.02·e^{−(70000/8.314)·(1/318.1 − 1/298.1)} = 0.118 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e^−0.118·15 = 1 − 0.1703 = 82.97 %

Jawapan

X = 82.97 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry