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

16 g H₂ dan 32 g O₂ bertindak balas mengikut 2H₂ + O₂ → 2H₂O. Berapakah jisim m bagi H₂O yang boleh terbentuk?

M(H₂) = 2.016M(O₂) = 32M(H₂O) = 18.02 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O, 30 g CH₄ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 61.73 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CH₄) = 16.04 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 61.73 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 400 g Ar pada 150 kPa dan 75 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 400 gM = 39.95 g/molP = 150 kPaT = 75 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah O₂ yang tetap berubah daripada 250 kPa, 20 L, 35 °C kepada 250 kPa dan 100 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 250 kPaV₁ = 20 LT₁ = 35 °CP₂ = 250 kPaT₂ = 100 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 250 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 90 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 16 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 250 gT_water = 16 °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

0.2 mol/L H₂ dan 0.2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LK_c = 54

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.8 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LK_c = 0.04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.2 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.2 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.25 mol/L dan 0.2 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.25[A⁻] = 0.2Ka = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.04 mol/(L·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 80%? Cari t.

k = 0.04 mol/(L·min)C_A0 = 1 mol/LX = 80 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.2 mol/L kadarnya ialah 0.02 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.8 mol/L ia ialah 1.28 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.2 mol/Lr₁ = 0.02 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.8 mol/Lr₂ = 1.28 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 36.04 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(H₂) = 16/2.016 = 7.937 mol

n(O₂) = 32/32 = 1 mol

Bahan tindak balas pengehad

7.937/2 = 3.968, 1/1 = 1 → O₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 1·2 = 2 mol

m = 2·18.02 = 36.04 g

Jawapan

m = 36.04 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 74.99 %

Hasil teori

n(CH₄) = 30/16.04 = 1.87 mol

m = 1.87·1/1·44.01 = 82.31 g

Hasil peratusan

Y = 61.73/82.31·100 = 74.99%

Jawapan

Y = 74.99%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 190 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 = 0.3·200/6 = 10 mL

Air untuk ditambah

V_water = 200 − 10 = 190 mL

Jawapan

V_water = 190 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.885 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·250 + 3·400 = 1225 mmol

Kepekatan campuran

c = 1225/650 = 1.885 mol/L

Jawapan

c = 1.885 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 193.2 L

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

Mol

n = 400/39.95 = 10.01 mol

T = 75 + 273.15 = 348.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 10.01·8.314·348.1/150 = 193.2 L

Jawapan

V = 193.2 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 24.22 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 308.1 K, T₂ = 373.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 20·(250/250)·(373.1/308.1) = 24.22 L

Jawapan

V₂ = 24.22 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 23.18 °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

250·0.449·(90 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (112.3·90 + 1045·16)/(112.3 + 1045) = 23.18 °C

Jawapan

T_f = 23.18 °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: [H₂] = 0.04279 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

54 = (2x)²/(0.2 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.348 = 2x/(0.2 − x) → x = 0.2·7.348/(2 + 7.348) = 0.1572 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.2 − x = 0.04279 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.04279 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.64 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.04·x − 0.032 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.032))/2 = 0.16 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.8 − 0.16 = 0.64 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.64 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 1.946

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 = 0.01133 mol/L

pH

pH = −log(0.01133) = 1.946

Jawapan

pH = 1.946

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.104

pKa

pKa = 4.201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.2/0.25) = 4.104

Jawapan

pH = 4.104

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 20 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).

Jumlah yang ditukar

C_A0·X = 1·0.8 = 0.8 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.8/0.04 = 20 min

Jawapan

t = 20 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: n = 3

Kaedah kadar awal: bagi r = k·Cⁿ, membandingkan dua larian yang hanya berbeza pada kepekatan awal menghapuskan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan kadar bagi peringkat pertama dan menjadikannya empat kali ganda bagi peringkat kedua.

Nisbah

r₂/r₁ = 1.28/0.02 = 64

C₂/C₁ = 0.8/0.2 = 4

Peringkat

n = ln(64)/ln(4) = 3

Jawapan

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry