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 H₂ dan 64 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

Dalam tindak balas N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 16 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 16.53 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 16.53 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.4 mol/L dan mempunyai larutan stok 0.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 0.5 mol/Lc₂ = 0.4 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

150 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 250 mL larutan 2.5 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 150 mLc₂ = 2.5 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 30 L mengandungi 190 g CH₄ pada 90 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 190 gM = 16.04 g/molV = 30 LT = 90 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi CH₄ pada 900 kPa dan 30 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 16.04 g/molP = 900 kPaT = 30 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah zink 150 g (c = 0.388 J/(g·°C)) pada 100 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 19 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.388 J/(g·°C)T_metal = 100 °Cm_water = 250 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

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 54. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 54

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.08 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 = 0.08

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid hipoklorus 0.5 mol/L (Ka = 3 × 10⁻⁸).

c = 0.5 mol/LKa = 3 × 10⁻⁸

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid laktik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00014). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat sifar mempunyai k = 0.01 mol/(L·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 60%? Cari t.

k = 0.01 mol/(L·min)C_A0 = 1 mol/LX = 60 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai tenaga pengaktifan 75 kJ/mol. Pada 25 °C ia terlalu perlahan. Kepada suhu T₂ (dalam °C) berapakah ia mesti dipanaskan untuk menjadikannya 2 kali lebih pantas?

E_a = 75 kJ/molT₁ = 25 °Ck₂/k₁ = 2R = 8.314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 53.63 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) = 6/2.016 = 2.976 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

2.976/2 = 1.488, 2/1 = 2 → H₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 1.488·2 = 2.976 mol

m = 2.976·18.02 = 53.63 g

Jawapan

m = 53.63 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 84.99 %

Hasil teori

n(N₂) = 16/28.02 = 0.571 mol

m = 0.571·2/1·17.03 = 19.45 g

Hasil peratusan

Y = 16.53/19.45·100 = 84.99%

Jawapan

Y = 84.99%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 400 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 = 0.4·500/0.5 = 400 mL

Jawapan

V₁ = 400 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.938 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·150 + 2.5·250 = 775 mmol

Kepekatan campuran

c = 775/400 = 1.938 mol/L

Jawapan

c = 1.938 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 1192 kPa

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

Mol

n = m/M = 190/16.04 = 11.85 mol

T = 90 + 273.15 = 363.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 11.85·8.314·363.1/0.03 = 1192 kPa

Jawapan

P = 1192 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 5.728 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 30 + 273.15 = 303.1 K

Ketumpatan

ρ = 900·16.04/(8.314·303.1) = 5.728 kg/m³

Jawapan

ρ = 5.728 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 23.27 °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

150·0.388·(100 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 19)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (58.2·100 + 1045·19)/(58.2 + 1045) = 23.27 °C

Jawapan

T_f = 23.27 °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: [H₂] = 0.08558 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

54 = (2x)²/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.348 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·7.348/(2 + 7.348) = 0.3144 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.4 − x = 0.08558 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.08558 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.3087 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.08 = x²/(1.5 − x) → x² + 0.08·x − 0.12 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.08 + √(0.08² + 4·0.12))/2 = 0.3087 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.3087 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.3087 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.912

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/(0.5 − x) → x = 0.0001225 mol/L

pH

pH = −log(0.0001225) = 3.912

Jawapan

pH = 3.912

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.838

Peneutralan

n(HA) = 0.3 − 0.02 = 0.28 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.02 = 0.27 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.27/0.28) = 3.838

Jawapan

pH = 3.838

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 60 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 = 1·0.6 = 0.6 mol/L

Masa

t = C_A0·X/k = 0.6/0.01 = 60 min

Jawapan

t = 60 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: T₂ = 31.99 °C

Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e^−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e^−Ea/(RT).

Suhu mutlak

T₁ = 298.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/298.1 − 8.314·ln(2)/75000 = 3.354 × 10⁻³ − 7.684 × 10⁻⁵ = 3.277 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 305.1 K = 31.99 °C

Jawapan

T₂ = 31.99 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry