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 C₃H₈ dan 16 g O₂ bertindak balas mengikut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(C₃H₈) = 44.1M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 24 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 7.61 g C₂H₅OH dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(C₂H₅OH) = 46.07 g/molsebenar: 7.61 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 1000 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.8 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.8 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 40 g O₂ pada 500 kPa dan 35 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 40 gM = 32 g/molP = 500 kPaT = 35 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah N₂ yang tetap berubah daripada 100 kPa, 5 L, 35 °C kepada 300 kPa dan 150 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 5 LT₁ = 35 °CP₂ = 300 kPaT₂ = 150 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah zink 100 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 170 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 18 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0.388 J/(g·°C)T_metal = 170 °Cm_water = 100 gT_water = 18 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH₃OH) = −238.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 9

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LK_c = 0.2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.1 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.1 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hidrofluorik 0.25 mol/L dan 0.8 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.25[A⁻] = 0.8Ka = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.1 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 95%? Cari t.

k = 0.1 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.1 min⁻¹ pada 20 °C dan 1.17 min⁻¹ pada 60 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.1 min⁻¹T₁ = 20 °Ck₂ = 1.17 min⁻¹T₂ = 60 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 6.538 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) = 4/44.1 = 0.0907 mol

n(O₂) = 16/32 = 0.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.0907/1 = 0.0907, 0.5/5 = 0.1 → C₃H₈

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.0907·4 = 0.3628 mol

m = 0.3628·18.02 = 6.538 g

Jawapan

m = 6.538 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 62 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 24/180.16 = 0.1332 mol

m = 0.1332·2/1·46.07 = 12.27 g

Hasil peratusan

Y = 7.61/12.27·100 = 62%

Jawapan

Y = 62%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 966.7 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 = 0.2·1000/6 = 33.33 mL

Air untuk ditambah

V_water = 1000 − 33.33 = 966.7 mL

Jawapan

V_water = 966.7 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.6333 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.8·100 + 0.3·50 = 95 mmol

Kepekatan campuran

c = 95/150 = 0.6333 mol/L

Jawapan

c = 0.6333 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 6.405 L

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

Mol

n = 40/32 = 1.25 mol

T = 35 + 273.15 = 308.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 1.25·8.314·308.1/500 = 6.405 L

Jawapan

V = 6.405 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 2.289 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 423.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(100/300)·(423.1/308.1) = 2.289 L

Jawapan

V₂ = 2.289 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 30.91 °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

100·0.388·(170 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38.8·170 + 418·18)/(38.8 + 418) = 30.91 °C

Jawapan

T_f = 30.91 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1453 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [2·(−238.7) + 3·0] = −1453 kJ

Jawapan

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.12 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

9 = (2x)²/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

3 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·3/(2 + 3) = 0.06 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.12 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.12 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.4568 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.2·x − 0.3 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.3))/2 = 0.4568 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.4568 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.4568 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.102

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/(0.1 − x) → x = 0.007913 mol/L

pH

pH = −log(0.007913) = 2.102

Jawapan

pH = 2.102

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.673

pKa

pKa = 3.167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.8/0.25) = 3.673

Jawapan

pH = 3.673

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 29.96 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)/0.1 = 29.96 min

Jawapan

t = 29.96 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 49.93 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 333.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·2.46/(-4.096e-4) = 49928 J/mol

E_a = 49.93 kJ/mol

Jawapan

E_a = 49.93 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry