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

8 g C₃H₈ dan 24 g O₂ bertindak balas mengikut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(C₃H₈) = 44.1M(O₂) = 32M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 12 g H₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 100.8 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(H₂) = 2.016 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 100.8 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 0.5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 0.5 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 500 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.4 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.4 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 410 g Ar pada 45 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 410 gM = 39.95 g/molV = 5 LT = 45 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

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 zink 200 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 170 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.388 J/(g·°C)T_metal = 170 °Cm_water = 100 gT_water = 21 °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 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

0.5 mol/L H₂ dan 0.5 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 = 0.5 mol/LK_c = 49

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.8 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LK_c = 0.05

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.25 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.25 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid formik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 2 mol/L kepada 0.8 mol/L dalam 10 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 2 mol/LC_A = 0.8 mol/Lt = 10 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.01 min⁻¹ pada 35 °C dan 0.231 min⁻¹ pada 75 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.01 min⁻¹T₁ = 35 °Ck₂ = 0.231 min⁻¹T₂ = 75 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 19.8 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(C₃H₈) = 8/44.1 = 0.1814 mol

n(O₂) = 24/32 = 0.75 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.1814/1 = 0.1814, 0.75/5 = 0.15 → O₂

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.15·3 = 0.45 mol

m = 0.45·44.01 = 19.8 g

Jawapan

m = 19.8 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 94 %

Hasil teori

n(H₂) = 12/2.016 = 5.952 mol

m = 5.952·2/2·18.02 = 107.3 g

Hasil peratusan

Y = 100.8/107.3·100 = 94%

Jawapan

Y = 94%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 400 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 = 0.1·500/0.5 = 100 mL

Air untuk ditambah

V_water = 500 − 100 = 400 mL

Jawapan

V_water = 400 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.2833 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.4·100 + 0.05·50 = 42.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 42.5/150 = 0.2833 mol/L

Jawapan

c = 0.2833 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 5429 kPa

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

Mol

n = m/M = 410/39.95 = 10.26 mol

T = 45 + 273.15 = 318.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 10.26·8.314·318.1/0.005 = 5429 kPa

Jawapan

P = 5429 kPa

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 = 44.33 °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

200·0.388·(170 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77.6·170 + 418·21)/(77.6 + 418) = 44.33 °C

Jawapan

T_f = 44.33 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 2475 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 50/58.12 = 0.8603 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.8603·2877 = 2475 kJ

Jawapan

q = 2475 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.1111 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/(0.5 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7 = 2x/(0.5 − x) → x = 0.5·7/(2 + 7) = 0.3889 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.5 − x = 0.1111 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.1111 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.1766 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.05 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.05·x − 0.04 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.04))/2 = 0.1766 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.1766 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.1766 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.179

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/(0.25 − x) → x = 0.006619 mol/L

pH

pH = −log(0.006619) = 2.179

Jawapan

pH = 2.179

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.729

Peneutralan

n(HA) = 0.3 − 0.02 = 0.28 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.02 = 0.27 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.27/0.28) = 3.729

Jawapan

pH = 3.729

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.09163 min⁻¹

Integrated rate laws: zero order: C = C₀ − kt (straight line, t½ = C₀/(2k)); first order: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); second order: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Conversion X means C = C₀(1 − X).

Hukum kamiran peringkat pertama

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(2/0.8)/10 = 0.9163/10 = 0.09163 min⁻¹

Jawapan

k = 0.09163 min⁻¹

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 70.01 kJ/mol

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).

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 348.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·3.14/(-3.728e-4) = 70014 J/mol

E_a = 70.01 kJ/mol

Jawapan

E_a = 70.01 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry