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 48 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 2H₂ + O₂ → 2H₂O, 24 g H₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 150.2 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(H₂) = 2.016 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 150.2 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.05 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

150 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 2.5 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 380 g Ar pada 60 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 380 gM = 39.95 g/molV = 30 LT = 60 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi O₂ pada 200 kPa dan 70 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 32 g/molP = 200 kPaT = 70 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 150 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 80 °C dijatuhkan ke dalam 300 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 80 °Cm_water = 300 gT_water = 19 °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 CH₄ (M = 16.04 g/mol) terbakar sepenuhnya: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(CH₄) = −74.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 9. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 9

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.25 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.25 mol/LK_c = 0.04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.2 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.2 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid hidrofluorik 0.4 mol/L dan 0.15 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00068. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.4[A⁻] = 0.15Ka = 0.00068

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.1 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 95%? Cari t.

k = 0.1 min⁻¹X = 95 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.002 min⁻¹ pada 30 °C dan tenaga pengaktifan 80 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 40 °C.

k₁ = 0.002 min⁻¹T₁ = 30 °CT₂ = 40 °CE_a = 80 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 17.96 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) = 48/32 = 1.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.1361/1 = 0.1361, 1.5/5 = 0.3 → C₃H₈

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.1361·3 = 0.4082 mol

m = 0.4082·44.01 = 17.96 g

Jawapan

m = 17.96 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 70 %

Hasil teori

n(H₂) = 24/2.016 = 11.9 mol

m = 11.9·2/2·18.02 = 214.5 g

Hasil peratusan

Y = 150.2/214.5·100 = 70%

Jawapan

Y = 70%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 12.5 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 = 0.05·1000/4 = 12.5 mL

Jawapan

V₁ = 12.5 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.7 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·150 + 2.5·50 = 140 mmol

Kepekatan campuran

c = 140/200 = 0.7 mol/L

Jawapan

c = 0.7 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 878.2 kPa

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

Mol

n = m/M = 380/39.95 = 9.512 mol

T = 60 + 273.15 = 333.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 9.512·8.314·333.1/0.03 = 878.2 kPa

Jawapan

P = 878.2 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 2.243 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 70 + 273.15 = 343.1 K

Ketumpatan

ρ = 200·32/(8.314·343.1) = 2.243 kg/m³

Jawapan

ρ = 2.243 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 19.93 °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·(80 − T_f) = 300·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19.35·80 + 1254·19)/(19.35 + 1254) = 19.93 °C

Jawapan

T_f = 19.93 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 5550 kJ

Entalpi tindak balas

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

Haba untuk jisim yang diberi

n = 100/16.04 = 6.234 mol

q = n·|ΔH°/1| = 6.234·890.3 = 5550 kJ

Jawapan

q = 5550 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.04 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

9 = (2x)²/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

3 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·3/(2 + 3) = 0.06 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.1 − x = 0.04 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.04 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.168 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.25 − x) → x² + 0.04·x − 0.01 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.01))/2 = 0.08198 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.25 − 0.08198 = 0.168 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.168 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.228

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 = 0.005911 mol/L

pH

pH = −log(0.005911) = 2.228

Jawapan

pH = 2.228

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.742

pKa

pKa = 3.167

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.15/0.4) = 2.742

Jawapan

pH = 2.742

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 29.96 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)/0.1 = 29.96 min

Jawapan

t = 29.96 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.005511 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 303.1 K, T₂ = 313.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(80000/8.314)·(1/313.1 − 1/303.1) = 1.014

k₂ = 0.002·e^1.014 = 0.005511 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.005511 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry