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 N₂ dan 20 g H₂ bertindak balas mengikut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapakah jisim m bagi NH₃ yang boleh terbentuk?

M(N₂) = 28.02M(H₂) = 2.016M(NH₃) = 17.03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas CaCO₃ → CaO + CO₂, 16 g CaCO₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 4.36 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CaCO₃) = 100.09 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 4.36 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.3 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 = 0.3 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.5 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.5 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 2.5 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 70 g O₂ pada 50 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 70 gM = 32 g/molV = 5 LT = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi He pada 450 kPa dan 200 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 4.003 g/molP = 450 kPaT = 200 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 23 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 250 gT_water = 23 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l).

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

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.25 mol/L H₂ dan 0.25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 54

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.05

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.05 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.05 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid benzoik dan 0.2 mol bes konjugatnya (Ka = 6.3 × 10⁻⁵). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.2 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.15 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 80%? Cari t.

k = 0.15 min⁻¹X = 80 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai tenaga pengaktifan 75 kJ/mol. Pada 25 °C ia terlalu perlahan. Kepada suhu T₂ (dalam °C) berapakah ia mesti dipanaskan untuk menjadikannya 4 kali lebih pantas?

E_a = 75 kJ/molT₁ = 25 °Ck₂/k₁ = 4R = 8.314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 7.293 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(N₂) = 6/28.02 = 0.2141 mol

n(H₂) = 20/2.016 = 9.921 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2141/1 = 0.2141, 9.921/3 = 3.307 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.2141·2 = 0.4283 mol

m = 0.4283·17.03 = 7.293 g

Jawapan

m = 7.293 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 61.97 %

Hasil teori

n(CaCO₃) = 16/100.09 = 0.1599 mol

m = 0.1599·1/1·44.01 = 7.035 g

Hasil peratusan

Y = 4.36/7.035·100 = 61.97%

Jawapan

Y = 61.97%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 400 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 = 0.3·500/1.5 = 100 mL

Air untuk ditambah

V_water = 500 − 100 = 400 mL

Jawapan

V_water = 400 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.167 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.5·100 + 2.5·500 = 1300 mmol

Kepekatan campuran

c = 1300/600 = 2.167 mol/L

Jawapan

c = 2.167 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1175 kPa

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

Mol

n = m/M = 70/32 = 2.188 mol

T = 50 + 273.15 = 323.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 2.188·8.314·323.1/0.005 = 1175 kPa

Jawapan

P = 1175 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 0.4579 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 200 + 273.15 = 473.1 K

Ketumpatan

ρ = 450·4.003/(8.314·473.1) = 0.4579 kg/m³

Jawapan

ρ = 0.4579 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 25.34 °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·(120 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25.8·120 + 1045·23)/(25.8 + 1045) = 25.34 °C

Jawapan

T_f = 25.34 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −3119 kJ

Entalpi tindak balas

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

Jawapan

ΔH° = −3119 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.393 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

54 = (2x)²/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.348 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·7.348/(2 + 7.348) = 0.1965 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.393 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.393 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.8 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.05 = x²/(1 − x) → x² + 0.05·x − 0.05 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.05))/2 = 0.2 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 1 − 0.2 = 0.8 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.8 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.412

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/(0.05 − x) → x = 3.871 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(3.871 × 10⁻⁵) = 4.412

Jawapan

pH = 4.412

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.181

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.02 = 0.23 mol

n(A⁻) = 0.2 + 0.02 = 0.22 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.22/0.23) = 4.181

Jawapan

pH = 4.181

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 10.73 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 = 0.2

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.2)/0.15 = 10.73 min

Jawapan

t = 10.73 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: T₂ = 39.32 °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 = 298.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/298.1 − 8.314·ln(4)/75000 = 3.354 × 10⁻³ − 1.537 × 10⁻⁴ = 3.200 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 312.5 K = 39.32 °C

Jawapan

T₂ = 39.32 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry