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

10 g Mg dan 64 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 N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 10 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 9.97 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 9.97 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 250 mL larutan 0.2 mol/L dan mempunyai larutan stok 1 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 1 mol/Lc₂ = 0.2 mol/LV₂ = 250 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

300 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 0.1 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0.1 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 160 g Ar pada 500 kPa dan 50 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 160 gM = 39.95 g/molP = 500 kPaT = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi He pada 800 kPa dan 120 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 4.003 g/molP = 800 kPaT = 120 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 200 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 140 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 16 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 200 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 140 °Cm_water = 200 gT_water = 16 °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 CH₄ (M = 16.04 g/mol) terbakar sepenuhnya: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(CH₄) = −74.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.1 mol/L H₂ dan 0.1 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 = 0.1 mol/LK_c = 16

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.04

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid asetik 0.5 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).

c = 0.5 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.1 mol asid laktik dan 0.1 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00014). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.1 moln(A⁻) = 0.1 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat kedua (−r_A = k·C_A²) mempunyai k = 0.5 L/(mol·min) dan kepekatan awal 0.8 mol/L. Cari separuh hayat pertamanya t_½.

k = 0.5 L/(mol·min)C_A0 = 0.8 mol/L

t_½ = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.002 s⁻¹ pada 80 °C dan tenaga pengaktifan 50 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0.002 s⁻¹T = 80 °CE_a = 50 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 16.58 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) = 10/24.31 = 0.4114 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.4114/2 = 0.2057, 2/1 = 2 → Mg

Jisim hasil

n(MgO) = 0.2057·2 = 0.4114 mol

m = 0.4114·40.3 = 16.58 g

Jawapan

m = 16.58 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 82.02 %

Hasil teori

n(N₂) = 10/28.02 = 0.3569 mol

m = 0.3569·2/1·17.03 = 12.16 g

Hasil peratusan

Y = 9.97/12.16·100 = 82.02%

Jawapan

Y = 82.02%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 200 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 = 0.2·250/1 = 50 mL

Air untuk ditambah

V_water = 250 − 50 = 200 mL

Jawapan

V_water = 200 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.625 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·300 + 0.1·500 = 500 mmol

Kepekatan campuran

c = 500/800 = 0.625 mol/L

Jawapan

c = 0.625 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 21.52 L

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

Mol

n = 160/39.95 = 4.005 mol

T = 50 + 273.15 = 323.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 4.005·8.314·323.1/500 = 21.52 L

Jawapan

V = 21.52 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 0.9797 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 = 800·4.003/(8.314·393.1) = 0.9797 kg/m³

Jawapan

ρ = 0.9797 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 19.71 °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

200·0.129·(140 − T_f) = 200·4.18·(T_f − 16)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (25.8·140 + 836·16)/(25.8 + 836) = 19.71 °C

Jawapan

T_f = 19.71 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 555 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [1·(−393.5) + 2·(−285.8)] − [1·(−74.8) + 2·0] = −890.3 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 10/16.04 = 0.6234 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.6234·890.3 = 555 kJ

Jawapan

q = 555 kJ

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.1333 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/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·4/(2 + 4) = 0.06667 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.1333 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.1333 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.181 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(1 − x) → x² + 0.04·x − 0.04 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.04))/2 = 0.181 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.181 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.181 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.524

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 = 0.002991 mol/L

pH

pH = −log(0.002991) = 2.524

Jawapan

pH = 2.524

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.941

Peneutralan

n(HA) = 0.1 − 0.01 = 0.09 mol

n(A⁻) = 0.1 + 0.01 = 0.11 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.11/0.09) = 3.941

Jawapan

pH = 3.941

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t_½ = 2.5 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/(0.5·0.8) = 2.5 min

Jawapan

t_½ = 2.5 min

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

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: A = 49754 s⁻¹

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

T = 80 + 273.15 = 353.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 50000/(8.314·353.1) = 17.03

A = k·e^17.03 = 0.002·2.488 × 10⁷ = 49754 s⁻¹

Jawapan

A = 49754 s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry