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 N₂ dan 80 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 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 10 g H₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 62.57 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(H₂) = 2.016 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 62.57 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.25 mol/L dicampurkan dengan 250 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.25 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 270 g CO₂ pada 10 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 270 gM = 44.01 g/molV = 5 LT = 10 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 100 kPa, 2 L, 35 °C kepada 700 kPa dan 60 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 2 LT₁ = 35 °CP₂ = 700 kPaT₂ = 60 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 100 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 80 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 16 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 80 °Cm_water = 400 gT_water = 16 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH₃OH) = −238.7 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 = 49. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 49

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.5 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.5

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid asetik 0.01 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).

c = 0.01 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid laktik 0.4 mol/L dan 0.5 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00014. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.5Ka = 0.00014

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 75%? Cari t.

k = 0.15 min⁻¹X = 75 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai tenaga pengaktifan 75 kJ/mol. Pada 50 °C ia terlalu perlahan. Kepada suhu T₂ (dalam °C) berapakah ia mesti dipanaskan untuk menjadikannya 10 kali lebih pantas?

E_a = 75 kJ/molT₁ = 50 °Ck₂/k₁ = 10R = 8.314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 29.17 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) = 24/28.02 = 0.8565 mol

n(H₂) = 80/2.016 = 39.68 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.8565/1 = 0.8565, 39.68/3 = 13.23 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.8565·2 = 1.713 mol

m = 1.713·17.03 = 29.17 g

Jawapan

m = 29.17 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 70 %

Hasil teori

n(H₂) = 10/2.016 = 4.96 mol

m = 4.96·2/2·18.02 = 89.38 g

Hasil peratusan

Y = 62.57/89.38·100 = 70%

Jawapan

Y = 70%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 20 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 = 0.1·200/1 = 20 mL

Jawapan

V₁ = 20 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.9286 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.25·100 + 1.2·250 = 325 mmol

Kepekatan campuran

c = 325/350 = 0.9286 mol/L

Jawapan

c = 0.9286 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 2888 kPa

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

Mol

n = m/M = 270/44.01 = 6.135 mol

T = 10 + 273.15 = 283.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 6.135·8.314·283.1/0.005 = 2888 kPa

Jawapan

P = 2888 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 0.3089 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 333.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(100/700)·(333.1/308.1) = 0.3089 L

Jawapan

V₂ = 0.3089 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 19.26 °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

100·0.897·(80 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (89.7·80 + 1672·16)/(89.7 + 1672) = 19.26 °C

Jawapan

T_f = 19.26 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1453 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [2·(−238.7) + 3·0] = −1453 kJ

Jawapan

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.3889 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

49 = (2x)²/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·7/(2 + 7) = 0.1944 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.3889 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.3889 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.5 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.5 = x²/(1 − x) → x² + 0.5·x − 0.5 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.5))/2 = 0.5 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.5 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.5 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.382

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 = 0.0004154 mol/L

pH

pH = −log(0.0004154) = 3.382

Jawapan

pH = 3.382

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.951

pKa

pKa = 3.854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.5/0.4) = 3.951

Jawapan

pH = 3.951

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 9.242 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 = 0.25

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.25)/0.15 = 9.242 min

Jawapan

t = 9.242 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: T₂ = 79.05 °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 = 323.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/323.1 − 8.314·ln(10)/75000 = 3.095 × 10⁻³ − 2.552 × 10⁻⁴ = 2.839 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 352.2 K = 79.05 °C

Jawapan

T₂ = 79.05 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry