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

8 g CH₄ dan 40 g O₂ bertindak balas mengikut CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O. Berapakah jisim m bagi CO₂ yang boleh terbentuk?

M(CH₄) = 16.04M(O₂) = 32M(CO₂) = 44.01 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃, 4 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 18.58 g AlCl₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl₃) = 133.33 g/molsebenar: 18.58 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 250 mL larutan 0.25 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.25 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 0.2 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 0.75 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.2 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.75 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 140 g He pada 250 kPa dan 95 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 140 gM = 4.003 g/molP = 250 kPaT = 95 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah CH₄ yang tetap berubah daripada 100 kPa, 5 L, 20 °C kepada 450 kPa dan 50 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 100 kPaV₁ = 5 LT₁ = 20 °CP₂ = 450 kPaT₂ = 50 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 75 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 200 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 21 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 75 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 250 gT_water = 21 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125.6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = 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 = 9. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.2 mol/LK_c = 9

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.5 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 = 0.5

[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 laktik 0.25 mol/L dan 0.15 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00014. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.25[A⁻] = 0.15Ka = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 0.05 L/(mol·min) dan bermula pada 1.5 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 10 min.

k = 0.05 L/(mol·min)C_A0 = 1.5 mol/Lt = 10 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas mempunyai tenaga pengaktifan 40 kJ/mol. Pada 20 °C ia terlalu perlahan. Kepada suhu T₂ (dalam °C) berapakah ia mesti dipanaskan untuk menjadikannya 3 kali lebih pantas?

E_a = 40 kJ/molT₁ = 20 °Ck₂/k₁ = 3R = 8.314 J/(mol·K)

T₂ = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 21.95 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(CH₄) = 8/16.04 = 0.4988 mol

n(O₂) = 40/32 = 1.25 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.4988/1 = 0.4988, 1.25/2 = 0.625 → CH₄

Jisim hasil

n(CO₂) = 0.4988·1 = 0.4988 mol

m = 0.4988·44.01 = 21.95 g

Jawapan

m = 21.95 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 93.99 %

Hasil teori

n(Al) = 4/26.98 = 0.1483 mol

m = 0.1483·2/2·133.33 = 19.77 g

Hasil peratusan

Y = 18.58/19.77·100 = 93.99%

Jawapan

Y = 93.99%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 41.67 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 = 0.25·250/1.5 = 41.67 mL

Jawapan

V₁ = 41.67 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.5667 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.2·250 + 0.75·500 = 425 mmol

Kepekatan campuran

c = 425/750 = 0.5667 mol/L

Jawapan

c = 0.5667 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 428.2 L

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

Mol

n = 140/4.003 = 34.97 mol

T = 95 + 273.15 = 368.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 34.97·8.314·368.1/250 = 428.2 L

Jawapan

V = 428.2 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 1.225 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 323.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 5·(100/450)·(323.1/293.1) = 1.225 L

Jawapan

V₂ = 1.225 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 31.83 °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

75·0.897·(200 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 21)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (67.28·200 + 1045·21)/(67.28 + 1045) = 31.83 °C

Jawapan

T_f = 31.83 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −5755 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [8·(−393.5) + 10·(−285.8)] − [2·(−125.6) + 13·0] = −5755 kJ

Jawapan

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.24 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/(0.2 − x)²

Ambil punca kuasa dua

3 = 2x/(0.2 − x) → x = 0.2·3/(2 + 3) = 0.12 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.24 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.24 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.06699 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.5 = x²/(0.25 − x) → x² + 0.5·x − 0.125 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.5 + √(0.5² + 4·0.125))/2 = 0.183 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.25 − 0.183 = 0.06699 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.06699 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 = 3.632

pKa

pKa = 3.854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.15/0.25) = 3.632

Jawapan

pH = 3.632

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.8571 mol/L

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).

Hukum peringkat kedua teramir

1/C_A = 1/C_A0 + kt = 0.6667 + 0.05·10 = 1.167 L/mol

C_A = 1/1.167 = 0.8571 mol/L

Jawapan

C_A = 0.8571 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: T₂ = 41.03 °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 = 293.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk T₂

1/T₂ = 1/293.1 − 8.314·ln(3)/40000 = 3.411 × 10⁻³ − 2.283 × 10⁻⁴ = 3.183 × 10⁻³ K⁻¹

T₂ = 314.2 K = 41.03 °C

Jawapan

T₂ = 41.03 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry