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 Fe₂O₃ dan 80 g CO bertindak balas mengikut Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(Fe₂O₃) = 159.69M(CO) = 28.01M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₅OH + 2CO₂, 10 g C₆H₁₂O₆ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 4.35 g C₂H₅OH dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₆H₁₂O₆) = 180.16 g/molM(C₂H₅OH) = 46.07 g/molsebenar: 4.35 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 200 mL larutan 0.25 mol/L dan mempunyai larutan stok 0.5 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 0.5 mol/Lc₂ = 0.25 mol/LV₂ = 200 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 50 mL larutan 3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 3 mol/LV₂ = 50 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 20 L mengandungi 90 g O₂ pada 85 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 90 gM = 32 g/molV = 20 LT = 85 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi N₂ pada 300 kPa dan 120 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 28.01 g/molP = 300 kPaT = 120 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 200 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 170 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 170 °Cm_water = 200 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 10 g C₃H₈ (M = 44.1 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₃H₈) = −103.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.2 mol/L H₂ dan 0.2 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 64. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LK_c = 64

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.8 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.8 mol/LK_c = 0.05

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.1 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.1 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid formik 0.25 mol/L dan 0.05 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00018. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.25[A⁻] = 0.05Ka = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.08 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.08 min⁻¹X = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai pemalar kadar 0.05 min⁻¹ pada 20 °C dan tenaga pengaktifan 80 kJ/mol. Cari pemalar kadar k₂ pada 50 °C.

k₁ = 0.05 min⁻¹T₁ = 20 °CT₂ = 50 °CE_a = 80 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

k₂ = min⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 4.961 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(Fe₂O₃) = 6/159.69 = 0.03757 mol

n(CO) = 80/28.01 = 2.856 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.03757/1 = 0.03757, 2.856/3 = 0.952 → Fe₂O₃

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.03757·3 = 0.1127 mol

m = 0.1127·44.01 = 4.961 g

Jawapan

m = 4.961 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 85.05 %

Hasil teori

n(C₆H₁₂O₆) = 10/180.16 = 0.05551 mol

m = 0.05551·2/1·46.07 = 5.114 g

Hasil peratusan

Y = 4.35/5.114·100 = 85.05%

Jawapan

Y = 85.05%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 100 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 = 0.25·200/0.5 = 100 mL

Air untuk ditambah

V_water = 200 − 100 = 100 mL

Jawapan

V_water = 100 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.067 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·100 + 3·50 = 160 mmol

Kepekatan campuran

c = 160/150 = 1.067 mol/L

Jawapan

c = 1.067 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 418.7 kPa

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

Mol

n = m/M = 90/32 = 2.813 mol

T = 85 + 273.15 = 358.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 2.813·8.314·358.1/0.02 = 418.7 kPa

Jawapan

P = 418.7 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 2.571 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 120 + 273.15 = 393.1 K

Ketumpatan

ρ = 300·28.01/(8.314·393.1) = 2.571 kg/m³

Jawapan

ρ = 2.571 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 31.73 °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

200·0.385·(170 − T_f) = 200·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (77·170 + 836·19)/(77 + 836) = 31.73 °C

Jawapan

T_f = 31.73 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 503.4 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [3·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [1·(−103.8) + 5·0] = −2220 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 10/44.1 = 0.2268 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.2268·2220 = 503.4 kJ

Jawapan

q = 503.4 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.32 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/(0.2 − x)²

Ambil punca kuasa dua

8 = 2x/(0.2 − x) → x = 0.2·8/(2 + 8) = 0.16 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.32 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.32 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.6234 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.05 = x²/(0.8 − x) → x² + 0.05·x − 0.04 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.04))/2 = 0.1766 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.8 − 0.1766 = 0.6234 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.6234 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.262

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 = 5.476 × 10⁻⁵ mol/L

pH

pH = −log(5.476 × 10⁻⁵) = 4.262

Jawapan

pH = 4.262

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.046

pKa

pKa = 3.745

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.05/0.25) = 3.046

Jawapan

pH = 3.046

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 11.45 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 = 0.4

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.4)/0.08 = 11.45 min

Jawapan

t = 11.45 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: k₂ = 1.053 min⁻¹

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 323.1 K

Nisbah Arrhenius

ln(k₂/k₁) = −(80000/8.314)·(1/323.1 − 1/293.1) = 3.047

k₂ = 0.05·e^3.047 = 1.053 min⁻¹

Jawapan

k₂ = 1.053 min⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry