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

30 g Al dan 64 g Cl₂ bertindak balas mengikut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapakah jisim m bagi AlCl₃ yang boleh terbentuk?

M(Al) = 26.98M(Cl₂) = 70.9M(AlCl₃) = 133.33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2Mg + O₂ → 2MgO, 12 g Mg bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 14.92 g MgO dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Mg) = 24.31 g/molM(MgO) = 40.3 g/molsebenar: 14.92 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 0.3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 440 g CO₂ pada 65 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 440 gM = 44.01 g/molV = 30 LT = 65 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi N₂ pada 550 kPa dan 180 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 28.01 g/molP = 550 kPaT = 180 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 100 g (c = 0.449 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 = 0.449 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 haba q yang dibebaskan apabila 25 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

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 54

[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 [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LK_c = 0.2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid asetik 0.2 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).

c = 0.2 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hidrofluorik 0.4 mol/L dan 0.8 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.8Ka = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 0.5 mol/L kepada 0.4 mol/L dalam 40 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 0.5 mol/LC_A = 0.4 mol/Lt = 40 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.02 min⁻¹ pada 20 °C dan tenaga pengaktifan 60 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 40 °C selama 10 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 20 °CE_a = 60 kJ/molT₂ = 40 °Ct = 10 minR = 8.314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 80.24 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(Al) = 30/26.98 = 1.112 mol

n(Cl₂) = 64/70.9 = 0.9027 mol

Bahan tindak balas pengehad

1.112/2 = 0.556, 0.9027/3 = 0.3009 → Cl₂

Jisim hasil

n(AlCl₃) = 0.3009·2 = 0.6018 mol

m = 0.6018·133.33 = 80.24 g

Jawapan

m = 80.24 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 75 %

Hasil teori

n(Mg) = 12/24.31 = 0.4936 mol

m = 0.4936·2/2·40.3 = 19.89 g

Hasil peratusan

Y = 14.92/19.89·100 = 75%

Jawapan

Y = 75%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 3.333 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 = 0.2·100/6 = 3.333 mL

Jawapan

V₁ = 3.333 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.44 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·100 + 0.3·400 = 220 mmol

Kepekatan campuran

c = 220/500 = 0.44 mol/L

Jawapan

c = 0.44 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 936.9 kPa

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

Mol

n = m/M = 440/44.01 = 9.998 mol

T = 65 + 273.15 = 338.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 9.998·8.314·338.1/0.03 = 936.9 kPa

Jawapan

P = 936.9 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 4.089 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 180 + 273.15 = 453.1 K

Ketumpatan

ρ = 550·28.01/(8.314·453.1) = 4.089 kg/m³

Jawapan

ρ = 4.089 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 32.74 °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

100·0.449·(170 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44.9·170 + 418·18)/(44.9 + 418) = 32.74 °C

Jawapan

T_f = 32.74 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 1238 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 25/58.12 = 0.4301 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.4301·2877 = 1238 kJ

Jawapan

q = 1238 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.6288 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/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.348 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·7.348/(2 + 7.348) = 0.3144 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.6288 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.6288 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 1.043 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

[PCl₅] = 1.5 − 0.4568 = 1.043 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 1.043 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.724

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 = 0.001888 mol/L

pH

pH = −log(0.001888) = 2.724

Jawapan

pH = 2.724

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.469

pKa

pKa = 3.167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.8/0.4) = 3.469

Jawapan

pH = 3.469

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.005579 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(0.5/0.4)/40 = 0.2231/40 = 0.005579 min⁻¹

Jawapan

k = 0.005579 min⁻¹

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 61.85 %

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 = 293.1 K, T₂ = 313.1 K

k₂ = 0.02·e^{−(60000/8.314)·(1/313.1 − 1/293.1)} = 0.09635 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e^{−0.09635·10} = 1 − 0.3815 = 61.85 %

Jawapan

X = 61.85 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry