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

24 g Mg dan 16 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 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 24 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 97.25 g AlCl₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl₃) = 133.33 g/molsebenar: 97.25 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 20 L mengandungi 450 g CH₄ pada 80 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 450 gM = 16.04 g/molV = 20 LT = 80 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi Ar pada 400 kPa dan 80 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 39.95 g/molP = 400 kPaT = 80 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 250 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 140 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 140 °Cm_water = 400 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 2C₂H₆ + 7O₂ → 4CO₂ + 6H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₆) = −84.7 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 [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 1 mol/LK_c = 16

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.2 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 = 0.2

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.25 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.25 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid benzoik 0.2 mol/L dan 0.2 mol/L garam natriumnya. Ka = 6.3 × 10⁻⁵. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.2[A⁻] = 0.2Ka = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.02 mol/(L·min) dan bermula pada 2 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 50%? Cari t.

k = 0.02 mol/(L·min)C_A0 = 2 mol/LX = 50 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.02 min⁻¹ pada 40 °C dan tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 60 °C.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 40 °CT₂ = 60 °CE_a = 90 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 39.79 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) = 24/24.31 = 0.9872 mol

n(O₂) = 16/32 = 0.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.9872/2 = 0.4936, 0.5/1 = 0.5 → Mg

Jisim hasil

n(MgO) = 0.4936·2 = 0.9872 mol

m = 0.9872·40.3 = 39.79 g

Jawapan

m = 39.79 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 82 %

Hasil teori

n(Al) = 24/26.98 = 0.8895 mol

m = 0.8895·2/2·133.33 = 118.6 g

Hasil peratusan

Y = 97.25/118.6·100 = 82%

Jawapan

Y = 82%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 133.3 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 = 0.2·1000/1.5 = 133.3 mL

Jawapan

V₁ = 133.3 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.3667 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·50 + 0.05·100 = 55 mmol

Kepekatan campuran

c = 55/150 = 0.3667 mol/L

Jawapan

c = 0.3667 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 4119 kPa

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

Mol

n = m/M = 450/16.04 = 28.05 mol

T = 80 + 273.15 = 353.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 28.05·8.314·353.1/0.02 = 4119 kPa

Jawapan

P = 4119 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 5.443 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 80 + 273.15 = 353.1 K

Ketumpatan

ρ = 400·39.95/(8.314·353.1) = 5.443 kg/m³

Jawapan

ρ = 5.443 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 25.59 °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

250·0.385·(140 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (96.25·140 + 1672·19)/(96.25 + 1672) = 25.59 °C

Jawapan

T_f = 25.59 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −3119 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [4·(−393.5) + 6·(−285.8)] − [2·(−84.7) + 7·0] = −3119 kJ

Jawapan

ΔH° = −3119 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 1.333 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

[HI] = 2x = 1.333 mol/L

Jawapan

[HI] = 1.333 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.4568 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.2·x − 0.3 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.3))/2 = 0.4568 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.4568 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.4568 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.063

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/(0.25 − x) → x = 8.659 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(8.659 × 10⁻⁵) = 4.063

Jawapan

pH = 4.063

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.201

pKa

pKa = 4.201

Henderson–Hasselbalch

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

Jawapan

pH = 4.201

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 50 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 = 2·0.5 = 1 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 1/0.02 = 50 min

Jawapan

t = 50 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.1593 min⁻¹

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 = 313.1 K, T₂ = 333.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(90000/8.314)·(1/333.1 − 1/313.1) = 2.075

k₂ = 0.02·e^2.075 = 0.1593 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.1593 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry