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

10 g Na dan 16 g Cl₂ bertindak balas mengikut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapakah jisim m bagi NaCl yang boleh terbentuk?

M(Na) = 22.99M(Cl₂) = 70.9M(NaCl) = 58.44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 8 g CH₄ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 13.61 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CH₄) = 16.04 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 13.61 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

150 mL larutan 0.5 mol/L dicampurkan dengan 250 mL larutan 0.1 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.5 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 290 g N₂ pada 300 kPa dan 5 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 290 gM = 28.01 g/molP = 300 kPaT = 5 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CO₂ pada 800 kPa dan 100 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 44.01 g/molP = 800 kPaT = 100 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 250 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 18 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 100 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 50 g C₆H₁₂O₆ (M = 180.16 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 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 = 16. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 16

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LK_c = 0.04

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.05 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.05 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hidrofluorik 0.2 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.2[A⁻] = 0.1Ka = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 0.4 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 10 min.

k = 0.4 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/Lt = 10 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.002 min⁻¹ pada 25 °C dan 0.167 min⁻¹ pada 55 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.002 min⁻¹T₁ = 25 °Ck₂ = 0.167 min⁻¹T₂ = 55 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 25.42 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(Na) = 10/22.99 = 0.435 mol

n(Cl₂) = 16/70.9 = 0.2257 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.435/2 = 0.2175, 0.2257/1 = 0.2257 → Na

Jisim hasil

n(NaCl) = 0.2175·2 = 0.435 mol

m = 0.435·58.44 = 25.42 g

Jawapan

m = 25.42 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 62 %

Hasil teori

n(CH₄) = 8/16.04 = 0.4988 mol

m = 0.4988·1/1·44.01 = 21.95 g

Hasil peratusan

Y = 13.61/21.95·100 = 62%

Jawapan

Y = 62%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 16.67 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 = 0.1·1000/6 = 16.67 mL

Jawapan

V₁ = 16.67 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.25 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.5·150 + 0.1·250 = 100 mmol

Kepekatan campuran

c = 100/400 = 0.25 mol/L

Jawapan

c = 0.25 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 79.81 L

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

Mol

n = 290/28.01 = 10.35 mol

T = 5 + 273.15 = 278.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 10.35·8.314·278.1/300 = 79.81 L

Jawapan

V = 79.81 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 11.35 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 = 800·44.01/(8.314·373.1) = 11.35 kg/m³

Jawapan

ρ = 11.35 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 53.61 °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

250·0.897·(120 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (224.3·120 + 418·18)/(224.3 + 418) = 53.61 °C

Jawapan

T_f = 53.61 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 777.6 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [6·(−393.5) + 6·(−285.8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 50/180.16 = 0.2775 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.2775·2802 = 777.6 kJ

Jawapan

q = 777.6 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.5333 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/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·4/(2 + 4) = 0.2667 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.5333 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.5333 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.1228 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.04·x − 0.02 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.02))/2 = 0.1228 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.1228 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.1228 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.26

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 = 0.005501 mol/L

pH

pH = −log(0.005501) = 2.26

Jawapan

pH = 2.26

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.866

pKa

pKa = 3.167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.1/0.2) = 2.866

Jawapan

pH = 2.866

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.2 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 + 0.4·10 = 5 L/mol

C_A = 1/5 = 0.2 mol/L

Jawapan

C_A = 0.2 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 120 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 298.1 K, T₂ = 328.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·4.425/(-3.066e-4) = 119976 J/mol

E_a = 120 kJ/mol

Jawapan

E_a = 120 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry