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 baharuKembali 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

  1. Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
  2. Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
  3. Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
  4. 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

  1. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
  2. Tukar isi padu kepada liter.
  3. Molariti c = n/V dalam mol/L.
  4. 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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Jadual ICE
Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Kaedah

  1. Tulis Kc dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
  2. Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
  3. Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Penimbal
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pencairan
c1V1 = c2V2

Kaedah

  1. Tentukan sama ada asid atau bes itu kuat (terdisosiasi sepenuhnya) atau lemah.
  2. Asid kuat: [H⁺] sama dengan kepekatannya. Bes kuat: cari [OH⁻] dahulu.
  3. Asid lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
  4. pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetik tindak balas

Peringkat pertama
ln(CA/CA0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama)
t½ = ln 2/k
Peringkat kedua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2Soalan latihan

1.StoikiometriSederhana
m(X)n(X)n(CO2​)m(CO2​)÷ M(X)× 1/ν× M(CO2​)

16 g CH4 dan 80 g O2 bertindak balas mengikut CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O. Berapakah jisim m bagi CO2 yang boleh terbentuk?

M(CH4) = 16.04M(O2) = 32M(CO2) = 44.01 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
m(Mg)n(Mg)n(MgO)m(MgO)÷ M(Mg)× 2/2× M(MgO)

Dalam tindak balas 2Mg + O2 → 2MgO, 24 g Mg bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 33.82 g MgO dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/molsebenar: 33.82 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
5 mol/LV1​0.2 mol/L1000 mL

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapa banyak air Vwater yang anda tambah kepada larutan stok?

c1 = 5 mol/Lc2 = 0.2 mol/LV2 = 1000 mL
Vwater = mL
4.Molariti & pencairanSukar
0.25 mol/L50 mL0.6 mol/L500 mLc = ?550 mL

50 mL larutan 0.25 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 0.6 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c1 = 0.25 mol/LV1 = 50 mLc2 = 0.6 mol/LV2 = 500 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
500 g CO₂P = 800 kPaT = 85 °CV = ?

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 500 g CO₂ pada 800 kPa dan 85 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 500 gM = 44.01 g/molP = 800 kPaT = 85 °CR = 8.314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas unggulSukar
CH₄, M = 16.04 g/molP = 100 kPaT = 20 °Cρ = ?

Cari ketumpatan ρ bagi CH₄ pada 100 kPa dan 20 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 16.04 g/molP = 100 kPaT = 20 °CR = 8.314 J/(mol·K)
ρ = kg/m³
7.Kalorimetri & entalpiSederhana
Tf​ = ?Plumbumm = 200 gT = 110 °Cc = 0.129 J/(g·°C)Airm = 200 gT = 21 °Cc = 4.18 J/(g·°C)

Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 110 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.

mmetal = 200 gcmetal = 0.129 J/(g·°C)Tmetal = 110 °Cmwater = 200 gTwater = 21 °Ccwater = 4.18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSukar
HC3​H8​ + 5O₂bahan tindak balas3CO₂ + 4H₂O(l)hasilΔH° = ?

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
H2​I2​HII0.40.40C−x−x+2xE0.4 − x0.4 − x2x

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 64. Cari kepekatan keseimbangan [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LKc = 64
[H2] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl5​PCl3​Cl2​I100C−x+x+xE1 − xxx

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

[PCl₅]₀ = 1 mol/LKc = 0.2
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Cari pH pH larutan asid laktik 0.05 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.05 mol/LKa = 0.00014
pH =
12.pH & penimbalSukar
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.1 mol/L dan 0.15 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.1[A⁻] = 0.15Ka = 6.3 × 10⁻⁵
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
t (min)X (%)t = ?60%

Satu tindak balas peringkat kedua (−rA = k·CA²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.4 L/(mol·min) dan bermula pada 2 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.4 L/(mol·min)CA0 = 2 mol/LX = 60 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
t (min)X (%)45 minX = ?

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.01 min⁻¹ pada 25 °C dan tenaga pengaktifan 60 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 55 °C selama 45 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k1 = 0.01 min⁻¹T1 = 25 °CEa = 60 kJ/molT2 = 55 °Ct = 45 minR = 8.314 J/(mol·K)
X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 43.9 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) = 16/16.04 = 0.9975 mol
n(O2) = 80/32 = 2.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.9975/1 = 0.9975, 2.5/2 = 1.25 → CH4

Jisim hasil

n(CO2) = 0.9975·1 = 0.9975 mol
m = 0.9975·44.01 = 43.9 g

Jawapan

m = 43.9 g
2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 85 %

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.

Hasil teori

n(Mg) = 24/24.31 = 0.9872 mol
m = 0.9872·2/2·40.3 = 39.79 g

Hasil peratusan

Y = 33.82/39.79·100 = 85%

Jawapan

Y = 85%
3.Molariti & pencairan

Jawapan: Vwater = 960 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 = 0.2·1000/5 = 40 mL

Air untuk ditambah

Vwater = 1000 − 40 = 960 mL

Jawapan

Vwater = 960 mL
4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.5682 mol/L

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.

Jumlah keseluruhan

n = 0.25·50 + 0.6·500 = 312.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 312.5/550 = 0.5682 mol/L

Jawapan

c = 0.5682 mol/L
5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 42.29 L

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

Mol

n = 500/44.01 = 11.36 mol
T = 85 + 273.15 = 358.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 11.36·8.314·358.1/800 = 42.29 L

Jawapan

V = 42.29 L
6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 0.6581 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 = 100·16.04/(8.314·293.1) = 0.6581 kg/m³

Jawapan

ρ = 0.6581 kg/m³
7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: Tf = 23.66 °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·(110 − Tf) = 200·4.18·(Tf − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (25.8·110 + 836·21)/(25.8 + 836) = 23.66 °C

Jawapan

Tf = 23.66 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −2220 kJ

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.

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] = 0.08 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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

64 = (2x)²/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·8/(2 + 8) = 0.32 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.4 − x = 0.08 mol/L

Jawapan

[H2] = 0.08 mol/L
10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl5] = 0.6417 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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

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 = 2.589

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 = 0.002577 mol/L

pH

pH = −log(0.002577) = 2.589

Jawapan

pH = 2.589
12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.377

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]).

pKa

pKa = 4.201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.15/0.1) = 4.377

Jawapan

pH = 4.377
13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 1.875 min

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).

Kepekatan pada akhir

CA = 2·(1 − 0.6) = 0.8 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/CA − 1/CA0)/k = (1.25 − 0.5)/0.4 = 1.875 min

Jawapan

t = 1.875 min
14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 98.37 %

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).

Pemalar kadar pada suhu baharu

T1 = 298.1 K, T2 = 328.1 K
k2 = 0.01·e−(60000/8.314)·(1/328.1 − 1/298.1) = 0.09142 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e−0.09142·45 = 1 − 0.01634 = 98.37 %

Jawapan

X = 98.37 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry