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 32 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, 4 g H₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 19.66 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(H₂) = 2.016 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 19.66 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.25 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.25 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 0.75 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0.75 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 240 g CH₄ pada 450 kPa dan 55 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 240 gM = 16.04 g/molP = 450 kPaT = 55 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CH₄ pada 850 kPa dan 130 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 16.04 g/molP = 850 kPaT = 130 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 190 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 150 gT_water = 19 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 25 g C₄H₁₀ (M = 58.12 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125.6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.2 mol/L H₂ dan 0.2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 36. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LK_c = 36

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.5 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LK_c = 0.5

[PCl₅] = 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 0.2 mol asid hidrofluorik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.15 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.05 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 95%? Cari t.

k = 0.05 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.002 min⁻¹ pada 40 °C dan 0.00971 min⁻¹ pada 55 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.002 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0.00971 min⁻¹T₂ = 55 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

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) = 32/2.016 = 15.87 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.2141/1 = 0.2141, 15.87/3 = 5.291 → 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 = 54.99 %

Hasil teori

n(H₂) = 4/2.016 = 1.984 mol

m = 1.984·2/2·18.02 = 35.75 g

Hasil peratusan

Y = 19.66/35.75·100 = 54.99%

Jawapan

Y = 54.99%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 8.333 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 = 0.25·200/6 = 8.333 mL

Jawapan

V₁ = 8.333 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.7667 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·50 + 0.75·100 = 115 mmol

Kepekatan campuran

c = 115/150 = 0.7667 mol/L

Jawapan

c = 0.7667 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 90.71 L

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

Mol

n = 240/16.04 = 14.96 mol

T = 55 + 273.15 = 328.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 14.96·8.314·328.1/450 = 90.71 L

Jawapan

V = 90.71 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 4.068 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 130 + 273.15 = 403.1 K

Ketumpatan

ρ = 850·16.04/(8.314·403.1) = 4.068 kg/m³

Jawapan

ρ = 4.068 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 25.76 °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·(190 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25.8·190 + 627·19)/(25.8 + 627) = 25.76 °C

Jawapan

T_f = 25.76 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 1238 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [8·(−393.5) + 10·(−285.8)] − [2·(−125.6) + 13·0] = −5755 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 25/58.12 = 0.4301 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.4301·2877 = 1238 kJ

Jawapan

q = 1238 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.3 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

36 = (2x)²/(0.2 − x)²

Ambil punca kuasa dua

6 = 2x/(0.2 − x) → x = 0.2·6/(2 + 6) = 0.15 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.3 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.3 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.04689 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.5 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.5·x − 0.1 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.1))/2 = 0.1531 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.2 − 0.1531 = 0.04689 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.04689 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 = 3.093

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.01 = 0.19 mol

n(A⁻) = 0.15 + 0.01 = 0.16 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.16/0.19) = 3.093

Jawapan

pH = 3.093

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 59.91 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 = 0.05

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.05)/0.05 = 59.91 min

Jawapan

t = 59.91 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 89.99 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 313.1 K, T₂ = 328.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·1.58/(-1.460e-4) = 89992 J/mol

E_a = 89.99 kJ/mol

Jawapan

E_a = 89.99 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry