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 20 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 N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 10 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 10.7 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 10.7 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.1 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 250 g N₂ pada 600 kPa dan 40 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 250 gM = 28.01 g/molP = 600 kPaT = 40 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah N₂ yang tetap berubah daripada 300 kPa, 5 L, 30 °C kepada 750 kPa dan 250 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 300 kPaV₁ = 5 LT₁ = 30 °CP₂ = 750 kPaT₂ = 250 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 50 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 190 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 190 °Cm_water = 100 gT_water = 24 °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 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

0.25 mol/L H₂ dan 0.25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 49. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 49

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.25 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.25 mol/LK_c = 0.08

[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 0.2 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.2 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 2 mol/L kepada 1 mol/L dalam 40 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 2 mol/LC_A = 1 mol/Lt = 40 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Pada 20 °C ia terlalu perlahan. Kepada suhu T₂ (dalam °C) berapakah ia mesti dipanaskan untuk menjadikannya 3 kali lebih pantas?

E_a = 90 kJ/molT₁ = 20 °Ck₂/k₁ = 3R = 8.314 J/(mol·K)

T₂ = °C

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) = 20/70.9 = 0.2821 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.435/2 = 0.2175, 0.2821/1 = 0.2821 → 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 = 88.03 %

Hasil teori

n(N₂) = 10/28.02 = 0.3569 mol

m = 0.3569·2/1·17.03 = 12.16 g

Hasil peratusan

Y = 10.7/12.16·100 = 88.03%

Jawapan

Y = 88.03%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 20 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 = 0.1·200/1 = 20 mL

Jawapan

V₁ = 20 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 2.267 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·100 + 3·200 = 680 mmol

Kepekatan campuran

c = 680/300 = 2.267 mol/L

Jawapan

c = 2.267 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 38.73 L

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

Mol

n = 250/28.01 = 8.925 mol

T = 40 + 273.15 = 313.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 8.925·8.314·313.1/600 = 38.73 L

Jawapan

V = 38.73 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 3.451 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 303.1 K, T₂ = 523.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(300/750)·(523.1/303.1) = 3.451 L

Jawapan

V₂ = 3.451 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 40.09 °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·(190 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44.85·190 + 418·24)/(44.85 + 418) = 40.09 °C

Jawapan

T_f = 40.09 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 311 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 20/180.16 = 0.111 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.111·2802 = 311 kJ

Jawapan

q = 311 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.3889 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/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·7/(2 + 7) = 0.1944 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.3889 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.3889 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.143 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(0.25 − x) → x² + 0.08·x − 0.02 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.02))/2 = 0.107 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.25 − 0.107 = 0.143 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.143 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 = 3.255

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.02 = 0.18 mol

n(A⁻) = 0.2 + 0.02 = 0.22 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.22/0.18) = 3.255

Jawapan

pH = 3.255

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.01733 min⁻¹

Hukum kadar kamiran: peringkat sifar: C = C₀ − kt (garis lurus, t½ = C₀/(2k)); peringkat pertama: ln(C₀/C) = kt (t½ = ln 2/k); peringkat kedua: 1/C − 1/C₀ = kt (t½ = 1/(kC₀)). Penukaran X bermaksud C = C₀(1 − X).

Hukum kamiran peringkat pertama

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(2/1)/40 = 0.6931/40 = 0.01733 min⁻¹

Jawapan

k = 0.01733 min⁻¹

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: T₂ = 28.99 °C

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 = 293.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/293.1 − 8.314·ln(3)/90000 = 3.411 × 10⁻³ − 1.015 × 10⁻⁴ = 3.310 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 302.1 K = 28.99 °C

Jawapan

T₂ = 28.99 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry