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 baharuKembali 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

  1. Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
  2. Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
  3. Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
  4. 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

  1. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
  2. Tukar isi padu kepada liter.
  3. Molariti c = n/V dalam mol/L.
  4. 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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Jadual ICE
Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Kaedah

  1. Tulis Kc dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
  2. Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
  3. Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Penimbal
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pencairan
c1V1 = c2V2

Kaedah

  1. Tentukan sama ada asid atau bes itu kuat (terdisosiasi sepenuhnya) atau lemah.
  2. Asid kuat: [H⁺] sama dengan kepekatannya. Bes kuat: cari [OH⁻] dahulu.
  3. Asid lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
  4. pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetik tindak balas

Peringkat pertama
ln(CA/CA0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama)
t½ = ln 2/k
Peringkat kedua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2Soalan latihan

1.StoikiometriSederhana
m(X)n(X)n(H2​O)m(H2​O)÷ M(X)× 2/ν× M(H2​O)

16 g H2 dan 40 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
m(C3​H8​)n(C3​H8​)n(CO2​)m(CO2​)÷ M(C3​H8​)× 3/1× M(CO2​)

Dalam tindak balas C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O, 20 g C3H8 bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 46.7 g CO2 dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C3H8) = 44.1 g/molM(CO2) = 44.01 g/molsebenar: 46.7 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
1 mol/LV1​ = ?0.4 mol/L200 mL

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.4 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?

c1 = 1 mol/Lc2 = 0.4 mol/LV2 = 200 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
0.4 mol/L250 mL0.05 mol/L400 mLc = ?650 mL

250 mL larutan 0.4 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c1 = 0.4 mol/LV1 = 250 mLc2 = 0.05 mol/LV2 = 400 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
460 g N₂P = 200 kPaT = 95 °CV = ?

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 460 g N₂ pada 200 kPa dan 95 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 460 gM = 28.01 g/molP = 200 kPaT = 95 °CR = 8.314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas unggulSukar
Keadaan 1Keadaan 2

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 300 kPa, 20 L, 10 °C kepada 550 kPa dan 120 °C. Cari isi padu baharu V2.

P1 = 300 kPaV1 = 20 LT1 = 10 °CP2 = 550 kPaT2 = 120 °C
V2 = L
7.Kalorimetri & entalpiSederhana
Tf​ = ?Plumbumm = 150 gT = 130 °Cc = 0.129 J/(g·°C)Airm = 100 gT = 18 °Cc = 4.18 J/(g·°C)

Satu bongkah plumbum 150 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 130 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 18 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.

mmetal = 150 gcmetal = 0.129 J/(g·°C)Tmetal = 130 °Cmwater = 100 gTwater = 18 °Ccwater = 4.18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSukar
H2CH3​OH + 3O₂bahan tindak balas2CO₂ + 4H₂O(l)hasilΔH° = ?

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2CH3OH + 3O₂ → 2CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(CH3OH) = −238.7 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
ΔH° = kJ
9.Keseimbangan kimiaSederhana
H2​I2​HII0.80.80C−x−x+2xE0.8 − x0.8 − x2x

0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 25. Cari kepekatan keseimbangan [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LKc = 25
[H2] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl5​PCl3​Cl2​I1.500C−x+x+xE1.5 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.02 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl2].

[PCl₅]₀ = 1.5 mol/LKc = 0.02
[Cl2] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Cari pH pH larutan asid laktik 0.1 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.1 mol/LKa = 0.00014
pH =
12.pH & penimbalSukar
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Satu penimbal mengandungi asid hipoklorus 0.5 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 3 × 10⁻⁸. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.5[A⁻] = 0.1Ka = 3 × 10⁻⁸
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
t (min)C (mol/L)2 minC = ?

Satu tindak balas dengan hukum kadar −rA = k·CA² mempunyai k = 0.4 L/(mol·min) dan bermula pada 1.5 mol/L. Cari kepekatan CA selepas 2 min.

k = 0.4 L/(mol·min)CA0 = 1.5 mol/Lt = 2 min
CA = mol/L
14.Kinetik tindak balasSukar
Tk25 °C0.155 °C0.632

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.1 min⁻¹ pada 25 °C dan 0.632 min⁻¹ pada 55 °C. Cari tenaga pengaktifan Ea.

k1 = 0.1 min⁻¹T1 = 25 °Ck2 = 0.632 min⁻¹T2 = 55 °CR = 8.314 J/(mol·K)
Ea = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 45.05 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) = 16/2.016 = 7.937 mol
n(O2) = 40/32 = 1.25 mol

Bahan tindak balas pengehad

7.937/2 = 3.968, 1.25/1 = 1.25 → O2

Jisim hasil

n(H2O) = 1.25·2 = 2.5 mol
m = 2.5·18.02 = 45.05 g

Jawapan

m = 45.05 g
2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 77.99 %

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.

Hasil teori

n(C3H8) = 20/44.1 = 0.4535 mol
m = 0.4535·3/1·44.01 = 59.88 g

Hasil peratusan

Y = 46.7/59.88·100 = 77.99%

Jawapan

Y = 77.99%
3.Molariti & pencairan

Jawapan: V1 = 80 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 = 0.4·200/1 = 80 mL

Jawapan

V1 = 80 mL
4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.1846 mol/L

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.

Jumlah keseluruhan

n = 0.4·250 + 0.05·400 = 120 mmol

Kepekatan campuran

c = 120/650 = 0.1846 mol/L

Jawapan

c = 0.1846 mol/L
5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 251.3 L

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

Mol

n = 460/28.01 = 16.42 mol
T = 95 + 273.15 = 368.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 16.42·8.314·368.1/200 = 251.3 L

Jawapan

V = 251.3 L
6.Hukum gas unggul

Jawapan: V2 = 15.15 L

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

Suhu mutlak

T1 = 283.1 K, T2 = 393.1 K

Hukum gas gabungan

V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 20·(300/550)·(393.1/283.1) = 15.15 L

Jawapan

V2 = 15.15 L
7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: Tf = 22.96 °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

150·0.129·(130 − Tf) = 100·4.18·(Tf − 18)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (19.35·130 + 418·18)/(19.35 + 418) = 22.96 °C

Jawapan

Tf = 22.96 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1453 kJ

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.

Entalpi tindak balas

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

Jawapan

ΔH° = −1453 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H2] = 0.2286 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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

25 = (2x)²/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

5 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·5/(2 + 5) = 0.5714 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.8 − x = 0.2286 mol/L

Jawapan

[H2] = 0.2286 mol/L
10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl2] = 0.1635 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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

0.02 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.02·x − 0.03 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.02 + √(0.02² + 4·0.03))/2 = 0.1635 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.1635 mol/L

Jawapan

[Cl2] = 0.1635 mol/L
11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.435

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/(0.1 − x) → x = 0.003672 mol/L

pH

pH = −log(0.003672) = 2.435

Jawapan

pH = 2.435
12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 6.824

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]).

pKa

pKa = 7.523

Henderson–Hasselbalch

pH = 7.523 + log(0.1/0.5) = 6.824

Jawapan

pH = 6.824
13.Kinetik tindak balas

Jawapan: CA = 0.6818 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/CA = 1/CA0 + kt = 0.6667 + 0.4·2 = 1.467 L/mol
CA = 1/1.467 = 0.6818 mol/L

Jawapan

CA = 0.6818 mol/L
14.Kinetik tindak balas

Jawapan: Ea = 49.99 kJ/mol

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).

Suhu mutlak

T1 = 298.1 K, T2 = 328.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

Ea = −R·ln(k2/k1)/(1/T2 − 1/T1) = −8.314·1.844/(-3.066e-4) = 49991 J/mol
Ea = 49.99 kJ/mol

Jawapan

Ea = 49.99 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry