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

10 g Mg dan 64 g O₂ bertindak balas mengikut 2Mg + O₂ → 2MgO. Berapakah jisim m bagi MgO yang boleh terbentuk?

M(Mg) = 24.31M(O₂) = 32M(MgO) = 40.3 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas CaCO₃ → CaO + CO₂, 20 g CaCO₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.86 g CO₂ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CaCO₃) = 100.09 g/molM(CO₂) = 44.01 g/molsebenar: 6.86 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 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 = 500 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

200 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 200 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 330 g O₂ pada 85 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 330 gM = 32 g/molV = 30 LT = 85 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CH₄ pada 450 kPa dan 200 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 16.04 g/molP = 450 kPaT = 200 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 50 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 100 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 250 gT_water = 21 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l).

ΔH°f(CH₄) = −74.8 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 = 64. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 64

[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 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.5 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.5 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.4 mol/L dan 0.15 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.15Ka = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.005 mol/(L·min) dan bermula pada 0.5 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 75%? Cari t.

k = 0.005 mol/(L·min)C_A0 = 0.5 mol/LX = 75 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai k = 0.002 min⁻¹ pada 30 °C dan tenaga pengaktifan 50 kJ/mol. Reaktor kelompok kini dijalankan pada 55 °C selama 20 min. Cari penukaran X yang dicapai.

k₁ = 0.002 min⁻¹T₁ = 30 °CE_a = 50 kJ/molT₂ = 55 °Ct = 20 minR = 8.314 J/(mol·K)

X = %

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 16.58 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(Mg) = 10/24.31 = 0.4114 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.4114/2 = 0.2057, 2/1 = 2 → Mg

Jisim hasil

n(MgO) = 0.2057·2 = 0.4114 mol

m = 0.4114·40.3 = 16.58 g

Jawapan

m = 16.58 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 78.01 %

Hasil teori

n(CaCO₃) = 20/100.09 = 0.1998 mol

m = 0.1998·1/1·44.01 = 8.794 g

Hasil peratusan

Y = 6.86/8.794·100 = 78.01%

Jawapan

Y = 78.01%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 40 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 = 0.2·500/2.5 = 40 mL

Jawapan

V₁ = 40 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.8857 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·200 + 1.2·500 = 620 mmol

Kepekatan campuran

c = 620/700 = 0.8857 mol/L

Jawapan

c = 0.8857 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1024 kPa

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

Mol

n = m/M = 330/32 = 10.31 mol

T = 85 + 273.15 = 358.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 10.31·8.314·358.1/0.03 = 1024 kPa

Jawapan

P = 1024 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 1.835 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 200 + 273.15 = 473.1 K

Ketumpatan

ρ = 450·16.04/(8.314·473.1) = 1.835 kg/m³

Jawapan

ρ = 1.835 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 22.66 °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

50·0.449·(100 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (22.45·100 + 1045·21)/(22.45 + 1045) = 22.66 °C

Jawapan

T_f = 22.66 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −890.3 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [1·(−393.5) + 2·(−285.8)] − [1·(−74.8) + 2·0] = −890.3 kJ

Jawapan

ΔH° = −890.3 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.2 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/(1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(1 − x) → x = 1·8/(2 + 8) = 0.8 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 1 − x = 0.2 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.2 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.7298 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.1 = x²/(1 − x) → x² + 0.1·x − 0.1 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.1 + √(0.1² + 4·0.1))/2 = 0.2702 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 1 − 0.2702 = 0.7298 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.7298 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.081

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 = 0.008297 mol/L

pH

pH = −log(0.008297) = 2.081

Jawapan

pH = 2.081

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.775

pKa

pKa = 4.201

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.15/0.4) = 3.775

Jawapan

pH = 3.775

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 75 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 = 0.5·0.75 = 0.375 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.375/0.005 = 75 min

Jawapan

t = 75 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: X = 16.58 %

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 = 303.1 K, T₂ = 328.1 K

k₂ = 0.002·e^{−(50000/8.314)·(1/328.1 − 1/303.1)} = 0.009066 min⁻¹

Penukaran

X = 1 − e^{−0.009066·20} = 1 − 0.8342 = 16.58 %

Jawapan

X = 16.58 %

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry