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

16 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 N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 16 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 15.95 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 15.95 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 1000 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

150 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 10 L mengandungi 460 g CH₄ pada 85 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 460 gM = 16.04 g/molV = 10 LT = 85 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah Ar yang tetap berubah daripada 400 kPa, 10 L, 10 °C kepada 350 kPa dan 70 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 400 kPaV₁ = 10 LT₁ = 10 °CP₂ = 350 kPaT₂ = 70 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah besi 100 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 90 °C dijatuhkan ke dalam 400 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 15 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 100 gc_metal = 0.449 J/(g·°C)T_metal = 90 °Cm_water = 400 gT_water = 15 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

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

0.5 mol/L H₂ dan 0.5 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 49. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.5 mol/LK_c = 49

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.1 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LK_c = 0.1

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.05 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.05 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.1 mol asid asetik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 1.8 × 10⁻⁵). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.1 moln(A⁻) = 0.15 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) mempunyai k = 0.02 L/(mol·min) dan kepekatan awal 0.5 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t_½.

k = 0.02 L/(mol·min)C_A0 = 0.5 mol/L

t_½ = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.002 min⁻¹ pada 35 °C dan tenaga pengaktifan 90 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 75 °C.

k₁ = 0.002 min⁻¹T₁ = 35 °CT₂ = 75 °CE_a = 90 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 39.61 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) = 16/44.1 = 0.3628 mol

n(O₂) = 48/32 = 1.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.3628/1 = 0.3628, 1.5/5 = 0.3 → O₂

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.3·3 = 0.9 mol

m = 0.9·44.01 = 39.61 g

Jawapan

m = 39.61 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 82.01 %

Hasil teori

n(N₂) = 16/28.02 = 0.571 mol

m = 0.571·2/1·17.03 = 19.45 g

Hasil peratusan

Y = 15.95/19.45·100 = 82.01%

Jawapan

Y = 82.01%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 50 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 = 0.2·1000/4 = 50 mL

Jawapan

V₁ = 50 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.26 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·150 + 3·100 = 315 mmol

Kepekatan campuran

c = 315/250 = 1.26 mol/L

Jawapan

c = 1.26 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 8539 kPa

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

Mol

n = m/M = 460/16.04 = 28.68 mol

T = 85 + 273.15 = 358.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 28.68·8.314·358.1/0.01 = 8539 kPa

Jawapan

P = 8539 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 13.85 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 283.1 K, T₂ = 343.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 10·(400/350)·(343.1/283.1) = 13.85 L

Jawapan

V₂ = 13.85 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 16.96 °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

100·0.449·(90 − T_f) = 400·4.18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44.9·90 + 1672·15)/(44.9 + 1672) = 16.96 °C

Jawapan

T_f = 16.96 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1453 kJ

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: [HI] = 0.7778 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

49 = (2x)²/(0.5 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7 = 2x/(0.5 − x) → x = 0.5·7/(2 + 7) = 0.3889 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.7778 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.7778 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.3209 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.1 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.1·x − 0.05 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.1 + √(0.1² + 4·0.05))/2 = 0.1791 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.5 − 0.1791 = 0.3209 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.3209 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.536

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/(0.05 − x) → x = 0.002911 mol/L

pH

pH = −log(0.002911) = 2.536

Jawapan

pH = 2.536

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 5.347

Peneutralan

n(HA) = 0.1 − 0.05 = 0.05 mol

n(A⁻) = 0.15 + 0.05 = 0.2 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.745 + log(0.2/0.05) = 5.347

Jawapan

pH = 5.347

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t_½ = 100 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).

Separuh hayat peringkat kedua

t_½ = 1/(k·C_A0) = 1/(0.02·0.5) = 100 min

Jawapan

t_½ = 100 min

Setiap separuh hayat berikutnya dua kali lebih panjang, kerana C₀ telah menjadi separuh.

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 0.1132 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 = 308.1 K, T₂ = 348.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(90000/8.314)·(1/348.1 − 1/308.1) = 4.036

k₂ = 0.002·e^4.036 = 0.1132 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 0.1132 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry