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

4 g CH₄ dan 64 g O₂ bertindak balas mengikut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(CH₄) = 16.04M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 6 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.64 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 6.64 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

200 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 210 g O₂ pada 750 kPa dan 45 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 210 gM = 32 g/molP = 750 kPaT = 45 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CH₄ pada 400 kPa dan 20 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 16.04 g/molP = 400 kPaT = 20 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah zink 150 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 160 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 20 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.388 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 150 gT_water = 20 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(C₃H₈) = −103.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = 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 = 49. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 49

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid asetik 0.05 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).

c = 0.05 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.1 mol asid formik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.1 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.08 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 80%? Cari t.

k = 0.08 min⁻¹X = 80 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.05 min⁻¹ pada 35 °C dan tenaga pengaktifan 70 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 55 °C.

k₁ = 0.05 min⁻¹T₁ = 35 °CT₂ = 55 °CE_a = 70 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 8.988 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(CH₄) = 4/16.04 = 0.2494 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2494/1 = 0.2494, 2/2 = 1 → CH₄

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.2494·2 = 0.4988 mol

m = 0.4988·18.02 = 8.988 g

Jawapan

m = 8.988 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 91.04 %

Hasil teori

n(N₂) = 6/28.02 = 0.2141 mol

m = 0.2141·2/1·17.03 = 7.293 g

Hasil peratusan

Y = 6.64/7.293·100 = 91.04%

Jawapan

Y = 91.04%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 7.5 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 = 0.3·100/4 = 7.5 mL

Jawapan

V₁ = 7.5 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.3 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·200 + 1.2·400 = 780 mmol

Kepekatan campuran

c = 780/600 = 1.3 mol/L

Jawapan

c = 1.3 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 23.14 L

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

Mol

n = 210/32 = 6.563 mol

T = 45 + 273.15 = 318.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 6.563·8.314·318.1/750 = 23.14 L

Jawapan

V = 23.14 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 2.632 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 20 + 273.15 = 293.1 K

Ketumpatan

ρ = 400·16.04/(8.314·293.1) = 2.632 kg/m³

Jawapan

ρ = 2.632 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 31.89 °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

150·0.388·(160 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 20)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (58.2·160 + 627·20)/(58.2 + 627) = 31.89 °C

Jawapan

T_f = 31.89 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [3·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [1·(−103.8) + 5·0] = −2220 kJ

Jawapan

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.08889 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/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·7/(2 + 7) = 0.3111 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.4 − x = 0.08889 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.08889 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.6417 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(1 − x) → x² + 0.2·x − 0.2 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.2))/2 = 0.3583 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 1 − 0.3583 = 0.6417 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.6417 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.027

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 = 0.0009397 mol/L

pH

pH = −log(0.0009397) = 3.027

Jawapan

pH = 3.027

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.921

Peneutralan

n(HA) = 0.1 − 0.02 = 0.08 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.02 = 0.12 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.12/0.08) = 3.921

Jawapan

pH = 3.921

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 20.12 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)/0.08 = 20.12 min

Jawapan

t = 20.12 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.2644 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 328.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(70000/8.314)·(1/328.1 − 1/308.1) = 1.665

k₂ = 0.05·e^1.665 = 0.2644 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.2644 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry