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

6 g C₃H₈ dan 8 g O₂ bertindak balas mengikut C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(C₃H₈) = 44.1M(O₂) = 32M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 6 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.2 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 6.2 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 250 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

300 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 180 g CO₂ pada 550 kPa dan 0 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 180 gM = 44.01 g/molP = 550 kPaT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah N₂ yang tetap berubah daripada 300 kPa, 5 L, 10 °C kepada 100 kPa dan 80 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 300 kPaV₁ = 5 LT₁ = 10 °CP₂ = 100 kPaT₂ = 80 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 100 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 110 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 15 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 110 °Cm_water = 200 gT_water = 15 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari haba q yang dibebaskan apabila 20 g C₂H₅OH (M = 46.07 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 64

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.4 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 0.4 mol/LK_c = 0.08

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.05 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.05 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid benzoik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 6.3 × 10⁻⁵). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.3 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 95%? Cari t.

k = 0.3 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.05 min⁻¹ pada 30 °C dan 0.583 min⁻¹ pada 50 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.05 min⁻¹T₁ = 30 °Ck₂ = 0.583 min⁻¹T₂ = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 6.602 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) = 6/44.1 = 0.1361 mol

n(O₂) = 8/32 = 0.25 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.1361/1 = 0.1361, 0.25/5 = 0.05 → O₂

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.05·3 = 0.15 mol

m = 0.15·44.01 = 6.602 g

Jawapan

m = 6.602 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 85.01 %

Hasil teori

n(N₂) = 6/28.02 = 0.2141 mol

m = 0.2141·2/1·17.03 = 7.293 g

Hasil peratusan

Y = 6.2/7.293·100 = 85.01%

Jawapan

Y = 85.01%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 50 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 = 0.2·250/1 = 50 mL

Jawapan

V₁ = 50 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.08 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·300 + 0.05·200 = 40 mmol

Kepekatan campuran

c = 40/500 = 0.08 mol/L

Jawapan

c = 0.08 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 16.89 L

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

Mol

n = 180/44.01 = 4.09 mol

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 4.09·8.314·273.1/550 = 16.89 L

Jawapan

V = 16.89 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 18.71 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 283.1 K, T₂ = 353.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(300/100)·(353.1/283.1) = 18.71 L

Jawapan

V₂ = 18.71 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 16.44 °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

100·0.129·(110 − T_f) = 200·4.18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (12.9·110 + 836·15)/(12.9 + 836) = 16.44 °C

Jawapan

T_f = 16.44 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 593.3 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 3·(−285.8)] − [1·(−277.7) + 3·0] = −1367 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 20/46.07 = 0.4341 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.4341·1367 = 593.3 kJ

Jawapan

q = 593.3 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.16 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

64 = (2x)²/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·8/(2 + 8) = 0.64 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.8 − x = 0.16 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.16 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.1433 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(0.4 − x) → x² + 0.08·x − 0.032 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.032))/2 = 0.1433 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.1433 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.1433 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.412

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/(0.05 − x) → x = 3.871 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(3.871 × 10⁻⁵) = 4.412

Jawapan

pH = 4.412

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.076

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.05 = 0.2 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.05 = 0.15 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.15/0.2) = 4.076

Jawapan

pH = 4.076

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 9.986 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)/0.3 = 9.986 min

Jawapan

t = 9.986 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 100 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 303.1 K, T₂ = 323.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·2.456/(-2.042e-4) = 100023 J/mol

E_a = 100 kJ/mol

Jawapan

E_a = 100 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry