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

4 g H₂ dan 64 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 C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 30 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 10.99 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 10.99 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 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 = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 0.75 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.75 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 500 g O₂ pada 0 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 500 gM = 32 g/molV = 30 LT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 400 kPa, 5 L, 25 °C kepada 350 kPa dan 80 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 400 kPaV₁ = 5 LT₁ = 25 °CP₂ = 350 kPaT₂ = 80 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 100 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 90 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 150 gT_water = 19 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(C₃H₈) = −103.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

1 mol/L H₂ dan 1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 16. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 16

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.1 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LK_c = 0.1

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hidrofluorik 0.5 mol/L (Ka = 0.00068).

c = 0.5 mol/LKa = 0.00068

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid benzoik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 6.3 × 10⁻⁵). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 0.5 L/(mol·min) dan bermula pada 2 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 10 min.

k = 0.5 L/(mol·min)C_A0 = 2 mol/Lt = 10 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.01 min⁻¹ pada 30 °C dan tenaga pengaktifan 40 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 50 °C.

k₁ = 0.01 min⁻¹T₁ = 30 °CT₂ = 50 °CE_a = 40 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 35.75 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) = 4/2.016 = 1.984 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

1.984/2 = 0.9921, 2/1 = 2 → H₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.9921·2 = 1.984 mol

m = 1.984·18.02 = 35.75 g

Jawapan

m = 35.75 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 74.98 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 30/180.16 = 0.1665 mol

m = 0.1665·2/1·44.01 = 14.66 g

Hasil peratusan

Y = 10.99/14.66·100 = 74.98%

Jawapan

Y = 74.98%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 200 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 = 0.2·1000/1 = 200 mL

Jawapan

V₁ = 200 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.167 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·250 + 0.75·200 = 525 mmol

Kepekatan campuran

c = 525/450 = 1.167 mol/L

Jawapan

c = 1.167 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1183 kPa

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

Mol

n = m/M = 500/32 = 15.63 mol

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 15.63·8.314·273.1/0.03 = 1183 kPa

Jawapan

P = 1183 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 6.768 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 298.1 K, T₂ = 353.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(400/350)·(353.1/298.1) = 6.768 L

Jawapan

V₂ = 6.768 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 23.11 °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·(90 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (38.5·90 + 627·19)/(38.5 + 627) = 23.11 °C

Jawapan

T_f = 23.11 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [3·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [1·(−103.8) + 5·0] = −2220 kJ

Jawapan

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.3333 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

16 = (2x)²/(1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(1 − x) → x = 1·4/(2 + 4) = 0.6667 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 1 − x = 0.3333 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.3333 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.3405 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.1 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.1·x − 0.15 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.1 + √(0.1² + 4·0.15))/2 = 0.3405 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.3405 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.3405 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 1.742

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/(0.5 − x) → x = 0.0181 mol/L

pH

pH = −log(0.0181) = 1.742

Jawapan

pH = 1.742

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.025

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.02 = 0.18 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.02 = 0.12 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.12/0.18) = 4.025

Jawapan

pH = 4.025

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.1818 mol/L

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).

Hukum peringkat kedua teramir

1/C_A = 1/C_A0 + kt = 0.5 + 0.5·10 = 5.5 L/mol

C_A = 1/5.5 = 0.1818 mol/L

Jawapan

C_A = 0.1818 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.0267 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 303.1 K, T₂ = 323.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(40000/8.314)·(1/323.1 − 1/303.1) = 0.9822

k₂ = 0.01·e^0.9822 = 0.0267 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.0267 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry