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 Fe₂O₃ dan 40 g CO bertindak balas mengikut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159.69M(CO) = 28.01M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 6 g H₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 37.54 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(H₂) = 2.016 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 37.54 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.25 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.25 mol/LV₂ = 100 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 2 mol/L dicampurkan dengan 250 mL larutan 0.75 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 2 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.75 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 290 g Ar pada 70 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 290 gM = 39.95 g/molV = 5 LT = 70 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CO₂ yang tetap berubah daripada 100 kPa, 2 L, 25 °C kepada 750 kPa dan 180 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 2 LT₁ = 25 °CP₂ = 750 kPaT₂ = 180 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 100 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 140 °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 = 100 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 140 °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 haba q yang dibebaskan apabila 100 g CH₃OH (M = 32.04 g/mol) terbakar sepenuhnya: 2CH₃OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(CH₃OH) = −238.7 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 = 49. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LK_c = 49

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.02 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.02

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.2 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.2 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hipoklorus 0.5 mol/L dan 0.3 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.5[A⁻] = 0.3Ka = 3 × 10⁻⁸

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.005 mol/(L·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 30%? Cari t.

k = 0.005 mol/(L·min)C_A0 = 1 mol/LX = 30 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.005 min⁻¹ pada 20 °C dan tenaga pengaktifan 50 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 35 °C selama 60 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k₁ = 0.005 min⁻¹T₁ = 20 °CE_a = 50 kJ/molT₂ = 35 °Ct = 60 minR = 8.314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 13.23 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(Fe₂O₃) = 16/159.69 = 0.1002 mol

n(CO) = 40/28.01 = 1.428 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.1002/1 = 0.1002, 1.428/3 = 0.476 → Fe₂O₃

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.1002·3 = 0.3006 mol

m = 0.3006·44.01 = 13.23 g

Jawapan

m = 13.23 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 70 %

Hasil teori

n(H₂) = 6/2.016 = 2.976 mol

m = 2.976·2/2·18.02 = 53.63 g

Hasil peratusan

Y = 37.54/53.63·100 = 70%

Jawapan

Y = 70%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 4.167 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 = 0.25·100/6 = 4.167 mL

Jawapan

V₁ = 4.167 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.107 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 2·100 + 0.75·250 = 387.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 387.5/350 = 1.107 mol/L

Jawapan

c = 1.107 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 4142 kPa

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

Mol

n = m/M = 290/39.95 = 7.259 mol

T = 70 + 273.15 = 343.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 7.259·8.314·343.1/0.005 = 4142 kPa

Jawapan

P = 4142 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 0.4053 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 298.1 K, T₂ = 453.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(100/750)·(453.1/298.1) = 0.4053 L

Jawapan

V₂ = 0.4053 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 20.41 °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

100·0.385·(140 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38.5·140 + 1045·16)/(38.5 + 1045) = 20.41 °C

Jawapan

T_f = 20.41 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 2267 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 100/32.04 = 3.121 mol

q = n·|ΔH°/2| = 3.121·726.4 = 2267 kJ

Jawapan

q = 2267 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.3889 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

49 = (2x)²/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·7/(2 + 7) = 0.1944 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.3889 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.3889 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.1318 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.02 = x²/(1 − x) → x² + 0.02·x − 0.02 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.02 + √(0.02² + 4·0.02))/2 = 0.1318 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.1318 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.1318 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.111

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 = 7.744 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(7.744 × 10⁻⁵) = 4.111

Jawapan

pH = 4.111

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 7.301

pKa

pKa = 7.523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7.523 + log(0.3/0.5) = 7.301

Jawapan

pH = 7.301

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 60 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 = 1·0.3 = 0.3 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.3/0.005 = 60 min

Jawapan

t = 60 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 55.71 %

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 = 308.1 K

k₂ = 0.005·e^{−(50000/8.314)·(1/308.1 − 1/293.1)} = 0.01357 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e^{−0.01357·60} = 1 − 0.4429 = 55.71 %

Jawapan

X = 55.71 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry