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

20 g N₂ dan 16 g H₂ bertindak balas mengikut N₂ + 3H₂ → 2NH₃. Berapakah jisim m bagi NH₃ yang boleh terbentuk?

M(N₂) = 28.02M(H₂) = 2.016M(NH₃) = 17.03 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 4 g C₃H₈ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 5.95 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₃H₈) = 44.1 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 5.95 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 2.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 2.5 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 200 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 0.4 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 0.6 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.4 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.6 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 490 g O₂ pada 15 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 490 gM = 32 g/molV = 30 LT = 15 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CO₂ pada 900 kPa dan 0 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 44.01 g/molP = 900 kPaT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 50 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 160 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 150 gT_water = 21 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 10 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

0.25 mol/L H₂ dan 0.25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 4. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 4

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.5 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.1 mol/LK_c = 0.5

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.01 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.01 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid laktik 0.5 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00014. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.5[A⁻] = 0.1Ka = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) mempunyai k = 0.02 L/(mol·min) dan kepekatan awal 0.8 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t_½.

k = 0.02 L/(mol·min)C_A0 = 0.8 mol/L

t_½ = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.4 mol/L kadarnya ialah 0.008 mol/(L·s); dengan C_A0 = 0.8 mol/L ia ialah 0.064 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.4 mol/Lr₁ = 0.008 mol/(L·s)C_A0,2 = 0.8 mol/Lr₂ = 0.064 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 24.31 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(N₂) = 20/28.02 = 0.7138 mol

n(H₂) = 16/2.016 = 7.937 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.7138/1 = 0.7138, 7.937/3 = 2.646 → N₂

Jisim hasil

n(NH₃) = 0.7138·2 = 1.428 mol

m = 1.428·17.03 = 24.31 g

Jawapan

m = 24.31 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 91.01 %

Hasil teori

n(C₃H₈) = 4/44.1 = 0.0907 mol

m = 0.0907·4/1·18.02 = 6.538 g

Hasil peratusan

Y = 5.95/6.538·100 = 91.01%

Jawapan

Y = 91.01%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 16 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 = 0.2·200/2.5 = 16 mL

Jawapan

V₁ = 16 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.4333 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.4·250 + 0.6·50 = 130 mmol

Kepekatan campuran

c = 130/300 = 0.4333 mol/L

Jawapan

c = 0.4333 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1223 kPa

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

Mol

n = m/M = 490/32 = 15.31 mol

T = 15 + 273.15 = 288.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 15.31·8.314·288.1/0.03 = 1223 kPa

Jawapan

P = 1223 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 17.44 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Ketumpatan

ρ = 900·44.01/(8.314·273.1) = 17.44 kg/m³

Jawapan

ρ = 17.44 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 25.14 °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

50·0.385·(160 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19.25·160 + 627·21)/(19.25 + 627) = 25.14 °C

Jawapan

T_f = 25.14 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 495.1 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 10/58.12 = 0.1721 mol

q = n·|ΔH°/2| = 0.1721·2877 = 495.1 kJ

Jawapan

q = 495.1 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.125 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

4 = (2x)²/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

2 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·2/(2 + 2) = 0.125 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.25 − x = 0.125 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.125 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.08541 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.5 = x²/(0.1 − x) → x² + 0.5·x − 0.05 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.05))/2 = 0.08541 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.08541 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.08541 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.762

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/(0.01 − x) → x = 1.731 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(1.731 × 10⁻⁵) = 4.762

Jawapan

pH = 4.762

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.155

pKa

pKa = 3.854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.1/0.5) = 3.155

Jawapan

pH = 3.155

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t_½ = 62.5 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).

Separuh hayat peringkat kedua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(0.02·0.8) = 62.5 min

Jawapan

t_½ = 62.5 min

Setiap separuh hayat berikutnya dua kali lebih panjang, kerana C₀ telah menjadi separuh.

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 = 0.064/0.008 = 8

C₂/C₁ = 0.8/0.4 = 2

Peringkat

n = ln(8)/ln(2) = 3

Jawapan

n = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry