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 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 C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O, 4 g C₃H₈ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 4.58 g H₂O dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(C₃H₈) = 44.1 g/molM(H₂O) = 18.02 g/molsebenar: 4.58 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 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 = 500 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

300 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 400 mL larutan 0.3 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 300 mLc₂ = 0.3 mol/LV₂ = 400 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 250 g Ar pada 800 kPa dan 25 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 250 gM = 39.95 g/molP = 800 kPaT = 25 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Jumlah N₂ yang tetap berubah daripada 350 kPa, 2 L, 10 °C kepada 350 kPa dan 230 °C. Cari isi padu baharu V₂.

P₁ = 350 kPaV₁ = 2 LT₁ = 10 °CP₂ = 350 kPaT₂ = 230 °C

V₂ = L

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 150 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 200 °C dijatuhkan ke dalam 250 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 23 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 150 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 250 gT_water = 23 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₂H₅OH + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O(l).

ΔH°f(C₂H₅OH) = −277.7 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 = 50. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.5 mol/LK_c = 50

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.4 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.4 mol/LK_c = 0.04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid asetik 0.2 mol/L (Ka = 1.8 × 10⁻⁵).

c = 0.2 mol/LKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.1 mol asid benzoik dan 0.2 mol bes konjugatnya (Ka = 6.3 × 10⁻⁵). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.1 moln(A⁻) = 0.2 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 0.8 mol/L kepada 0.16 mol/L dalam 5 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 0.8 mol/LC_A = 0.16 mol/Lt = 5 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Dua eksperimen mengukur kadar awal A → hasil. Dengan C_A0 = 0.4 mol/L kadarnya ialah 0.02 mol/(L·s); dengan C_A0 = 1.2 mol/L ia ialah 0.06 mol/(L·s). Cari peringkat tindak balas n terhadap A.

C_A0,1 = 0.4 mol/Lr₁ = 0.02 mol/(L·s)C_A0,2 = 1.2 mol/Lr₂ = 0.06 mol/(L·s)

n =

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 71.51 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) = 8/2.016 = 3.968 mol

n(O₂) = 64/32 = 2 mol

Bahan tindak balas pengehad

3.968/2 = 1.984, 2/1 = 2 → H₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 1.984·2 = 3.968 mol

m = 3.968·18.02 = 71.51 g

Jawapan

m = 71.51 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 70.05 %

Hasil teori

n(C₃H₈) = 4/44.1 = 0.0907 mol

m = 0.0907·4/1·18.02 = 6.538 g

Hasil peratusan

Y = 4.58/6.538·100 = 70.05%

Jawapan

Y = 70.05%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 250 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 = 0.25·500/0.5 = 250 mL

Air untuk ditambah

V_water = 500 − 250 = 250 mL

Jawapan

V_water = 250 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.2143 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·300 + 0.3·400 = 150 mmol

Kepekatan campuran

c = 150/700 = 0.2143 mol/L

Jawapan

c = 0.2143 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 19.39 L

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

Mol

n = 250/39.95 = 6.258 mol

T = 25 + 273.15 = 298.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 6.258·8.314·298.1/800 = 19.39 L

Jawapan

V = 19.39 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: V₂ = 3.554 L

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

Suhu mutlak

T₁ = 283.1 K, T₂ = 503.1 K

Hukum gas gabungan

V₂ = V₁·(P₁/P₂)·(T₂/T₁) = 2·(350/350)·(503.1/283.1) = 3.554 L

Jawapan

V₂ = 3.554 L

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 26.22 °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

150·0.129·(200 − T_f) = 250·4.18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19.35·200 + 1045·23)/(19.35 + 1045) = 26.22 °C

Jawapan

T_f = 26.22 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −1367 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [2·(−393.5) + 3·(−285.8)] − [1·(−277.7) + 3·0] = −1367 kJ

Jawapan

ΔH° = −1367 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H₂] = 0.1102 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

50 = (2x)²/(0.5 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.071 = 2x/(0.5 − x) → x = 0.5·7.071/(2 + 7.071) = 0.3898 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.5 − x = 0.1102 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.1102 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.2919 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.4 − x) → x² + 0.04·x − 0.016 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.016))/2 = 0.1081 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.4 − 0.1081 = 0.2919 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.2919 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.724

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/(0.2 − x) → x = 0.001888 mol/L

pH

pH = −log(0.001888) = 2.724

Jawapan

pH = 2.724

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.9

Peneutralan

n(HA) = 0.1 − 0.05 = 0.05 mol

n(A⁻) = 0.2 + 0.05 = 0.25 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.25/0.05) = 4.9

Jawapan

pH = 4.9

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.3219 min⁻¹

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).

Hukum kamiran peringkat pertama

k = ln(C_A0/C_A)/t = ln(0.8/0.16)/5 = 1.609/5 = 0.3219 min⁻¹

Jawapan

k = 0.3219 min⁻¹

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: n = 1

Kaedah kadar awal: bagi r = k·Cⁿ, membandingkan dua larian yang hanya berbeza pada kepekatan awal menghapuskan k: r₂/r₁ = (C₂/C₁)ⁿ. Menggandakan C menggandakan kadar bagi peringkat pertama dan menjadikannya empat kali ganda bagi peringkat kedua.

Nisbah

r₂/r₁ = 0.06/0.02 = 3

C₂/C₁ = 1.2/0.4 = 3

Peringkat

n = ln(3)/ln(3) = 1

Jawapan

n = 1

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry