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 Mg dan 40 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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 8 g C₃H₈ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 10.2 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₃H₈) = 44.1 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 10.2 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.05 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 = 0.05 mol/LV₂ = 100 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 490 g N₂ pada 100 kPa dan 0 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 490 gM = 28.01 g/molP = 100 kPaT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CO₂ yang tetap berubah daripada 200 kPa, 2 L, 15 °C kepada 800 kPa dan 60 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 200 kPaV₁ = 2 LT₁ = 15 °CP₂ = 800 kPaT₂ = 60 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 50 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 170 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 22 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 170 °Cm_water = 150 gT_water = 22 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 20 g C₂H₅OH (M = 46.07 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 50. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 50

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.1 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.25 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.25 mol/LK_c = 0.1

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.2 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.2 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid asetik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 1.8 × 10⁻⁵). 0.025 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.025 molKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.1 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 75%? Cari t.

k = 0.1 min⁻¹X = 75 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.1 mol/L kadarnya ialah 0.005 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.3 mol/L ia ialah 0.015 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.1 mol/Lr₁ = 0.005 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.3 mol/Lr₂ = 0.015 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 39.79 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) = 24/24.31 = 0.9872 mol

n(O₂) = 40/32 = 1.25 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.9872/2 = 0.4936, 1.25/1 = 1.25 → Mg

Jisim hasil

n(MgO) = 0.4936·2 = 0.9872 mol

m = 0.9872·40.3 = 39.79 g

Jawapan

m = 39.79 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 78.01 %

Hasil teori

n(C₃H₈) = 8/44.1 = 0.1814 mol

m = 0.1814·4/1·18.02 = 13.08 g

Hasil peratusan

Y = 10.2/13.08·100 = 78.01%

Jawapan

Y = 78.01%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 96.67 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

Air untuk ditambah

V_water = 100 − 3.333 = 96.67 mL

Jawapan

V_water = 96.67 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.9333 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·100 + 1.2·50 = 140 mmol

Kepekatan campuran

c = 140/150 = 0.9333 mol/L

Jawapan

c = 0.9333 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 397.3 L

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

Mol

n = 490/28.01 = 17.49 mol

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 17.49·8.314·273.1/100 = 397.3 L

Jawapan

V = 397.3 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 0.5781 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 288.1 K, T₂ = 333.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(200/800)·(333.1/288.1) = 0.5781 L

Jawapan

V₂ = 0.5781 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 31.88 °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

50·0.897·(170 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 22)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44.85·170 + 627·22)/(44.85 + 627) = 31.88 °C

Jawapan

T_f = 31.88 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 593.3 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 3·(−285.8)] − [1·(−277.7) + 3·0] = −1367 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 20/46.07 = 0.4341 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.4341·1367 = 593.3 kJ

Jawapan

q = 593.3 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.08819 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

50 = (2x)²/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.071 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·7.071/(2 + 7.071) = 0.3118 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.4 − x = 0.08819 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.08819 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.1158 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.1 = x²/(0.25 − x) → x² + 0.1·x − 0.025 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.1 + √(0.1² + 4·0.025))/2 = 0.1158 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.1158 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.1158 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.111

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/(0.2 − x) → x = 7.744 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(7.744 × 10⁻⁵) = 4.111

Jawapan

pH = 4.111

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.832

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.025 = 0.225 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.025 = 0.275 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.745 + log(0.275/0.225) = 4.832

Jawapan

pH = 4.832

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 13.86 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)/0.1 = 13.86 min

Jawapan

t = 13.86 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: n = 1

Kaedah kadar awal: bagi r = k·Cⁿ, membandingkan dua larian yang hanya berbeza pada kepekatan awal menghapuskan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan kadar bagi peringkat pertama dan menjadikannya empat kali ganda bagi peringkat kedua.

Nisbah

r₂/r₁ = 0.015/0.005 = 3

C₂/C₁ = 0.3/0.1 = 3

Peringkat

n = ln(3)/ln(3) = 1

Jawapan

n = 1

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry