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 baharuKembali 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

  1. Tulis dan seimbangkan persamaan kimia.
  2. Tukar jisim yang diberi kepada mol: n = m/M.
  3. Gunakan pekali sebagai nisbah mol untuk mencari mol bahan yang anda mahu.
  4. 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

  1. Tukar jisim kepada mol dengan n = m/M.
  2. Tukar isi padu kepada liter.
  3. Molariti c = n/V dalam mol/L.
  4. 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
Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b)
Jadual ICE
Awal, Perubahan (×pekali), Keseimbangan
Kuadratik
x = (−b + √(b² − 4ac))/(2a)

Kaedah

  1. Tulis Kc dengan hasil di atas bahan tindak balas, setiap satu dinaikkan kepada kuasa pekalinya.
  2. Sediakan jadual ICE: Awal, Perubahan (dalam langkah x darab pekali), Keseimbangan.
  3. Masukkan ungkapan keseimbangan ke dalam Kc dan selesaikan untuk x.
  4. 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⁺] ≈ √(Ka·c)
Penimbal
pH = pKa + log([A⁻]/[HA])
Pencairan
c1V1 = c2V2

Kaedah

  1. Tentukan sama ada asid atau bes itu kuat (terdisosiasi sepenuhnya) atau lemah.
  2. Asid kuat: [H⁺] sama dengan kepekatannya. Bes kuat: cari [OH⁻] dahulu.
  3. Asid lemah: selesaikan Ka = x²/(c − x) untuk x = [H⁺].
  4. pH = −log[H⁺], dan pH + pOH = 14 pada 25 °C.

Kinetik tindak balas

Peringkat pertama
ln(CA/CA0) = −kt
Separuh hayat (peringkat pertama)
t½ = ln 2/k
Peringkat kedua
1/CA = 1/CA0 + kt
Arrhenius
k = A·e−Ea/(RT)
Dua suhu
ln(k2/k1) = (Ea/R)(1/T1 − 1/T2)

2Soalan latihan

1.StoikiometriSederhana
m(X)n(X)n(H2​O)m(H2​O)÷ M(X)× 2/ν× M(H2​O)

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

M(CH4) = 16.04M(O2) = 32M(H2O) = 18.02 g/mol
m = g
2.StoikiometriSukar
m(Al)n(Al)n(AlCl3​)m(AlCl3​)÷ M(Al)× 2/2× M(AlCl3​)

Dalam tindak balas 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3, 8 g Al bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 35.98 g AlCl3 dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Al) = 26.98 g/molM(AlCl3) = 133.33 g/molsebenar: 35.98 g
Y = %
3.Molariti & pencairanSederhana
5 mol/LV1​ = ?0.3 mol/L100 mL

Anda memerlukan 100 mL larutan 0.3 mol/L dan mempunyai larutan stok 5 mol/L. Berapakah isi padu V1 larutan stok yang anda perlukan?

c1 = 5 mol/Lc2 = 0.3 mol/LV2 = 100 mL
V1 = mL
4.Molariti & pencairanSukar
0.2 mol/L250 mL0.6 mol/L100 mLc = ?350 mL

250 mL larutan 0.2 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 0.6 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c1 = 0.2 mol/LV1 = 250 mLc2 = 0.6 mol/LV2 = 100 mL
c = mol/L
5.Hukum gas unggulSederhana
50 g CH₄P = 150 kPaT = 80 °CV = ?

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 50 g CH₄ pada 150 kPa dan 80 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 50 gM = 16.04 g/molP = 150 kPaT = 80 °CR = 8.314 J/(mol·K)
V = L
6.Hukum gas unggulSukar
Keadaan 1Keadaan 2

Jumlah CO₂ yang tetap berubah daripada 350 kPa, 5 L, 30 °C kepada 150 kPa dan 200 °C. Cari isi padu baharu V2.

P1 = 350 kPaV1 = 5 LT1 = 30 °CP2 = 150 kPaT2 = 200 °C
V2 = L
7.Kalorimetri & entalpiSederhana
Tf​ = ?Besim = 200 gT = 90 °Cc = 0.449 J/(g·°C)Airm = 200 gT = 24 °Cc = 4.18 J/(g·°C)

Satu bongkah besi 200 g (c = 0.449 J/(g·°C)) pada 90 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir Tf.

mmetal = 200 gcmetal = 0.449 J/(g·°C)Tmetal = 90 °Cmwater = 200 gTwater = 24 °Ccwater = 4.18 J/(g·°C)
Tf = °C
8.Kalorimetri & entalpiSukar
HCH4​ + 2O₂bahan tindak balasCO₂ + 2H₂O(l)hasilΔH° = ?

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas CH4 + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O(l).

ΔH°f(CH4) = −74.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0
ΔH° = kJ
9.Keseimbangan kimiaSederhana
H2​I2​HII0.250.250C−x−x+2xE0.25 − x0.25 − x2x

0.25 mol/L H₂ dan 0.25 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan Kc = 16. Cari kepekatan keseimbangan [H2].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.25 mol/LKc = 16
[H2] = mol/L
10.Keseimbangan kimiaSukar
PCl5​PCl3​Cl2​I0.500C−x+x+xE0.5 − xxx

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan Kc = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.5 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl5].

[PCl₅]₀ = 0.5 mol/LKc = 0.2
[PCl5] = mol/L
11.pH & penimbalSederhana
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Cari pH pH larutan asid laktik 0.1 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.1 mol/LKa = 0.00014
pH =
12.pH & penimbalSukar
02468101214berasidneutralberbespH = ?

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.2 mol asid hidrofluorik dan 0.15 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00068). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.2 moln(A⁻) = 0.15 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 0.00068
pH =
13.Kinetik tindak balasSederhana
t (min)X (%)t = ?75%

Satu tindak balas peringkat kedua (−rA = k·CA²) dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.1 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Berapa lamakah masa yang diambil untuk mencapai penukaran 75%? Cari t.

k = 0.1 L/(mol·min)CA0 = 1 mol/LX = 75 %
t = min
14.Kinetik tindak balasSukar
Tk25 °Ck1​?4·k1​

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 4 kali lebih pantas?

Ea = 75 kJ/molT1 = 25 °Ck2/k1 = 4R = 8.314 J/(mol·K)
T2 = °C

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 4.505 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) = 10/16.04 = 0.6234 mol
n(O2) = 8/32 = 0.25 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.6234/1 = 0.6234, 0.25/2 = 0.125 → O2

Jisim hasil

n(H2O) = 0.125·2 = 0.25 mol
m = 0.25·18.02 = 4.505 g

Jawapan

m = 4.505 g
2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 91.01 %

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.

Hasil teori

n(Al) = 8/26.98 = 0.2965 mol
m = 0.2965·2/2·133.33 = 39.53 g

Hasil peratusan

Y = 35.98/39.53·100 = 91.01%

Jawapan

Y = 91.01%
3.Molariti & pencairan

Jawapan: V1 = 6 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 = 0.3·100/5 = 6 mL

Jawapan

V1 = 6 mL
4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.3143 mol/L

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.

Jumlah keseluruhan

n = 0.2·250 + 0.6·100 = 110 mmol

Kepekatan campuran

c = 110/350 = 0.3143 mol/L

Jawapan

c = 0.3143 mol/L
5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 61.02 L

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

Mol

n = 50/16.04 = 3.117 mol
T = 80 + 273.15 = 353.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 3.117·8.314·353.1/150 = 61.02 L

Jawapan

V = 61.02 L
6.Hukum gas unggul

Jawapan: V2 = 18.21 L

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

Suhu mutlak

T1 = 303.1 K, T2 = 473.1 K

Hukum gas gabungan

V2 = V1·(P1/P2)·(T2/T1) = 5·(350/150)·(473.1/303.1) = 18.21 L

Jawapan

V2 = 18.21 L
7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: Tf = 30.4 °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

200·0.449·(90 − Tf) = 200·4.18·(Tf − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

Tf = (89.8·90 + 836·24)/(89.8 + 836) = 30.4 °C

Jawapan

Tf = 30.4 °C
8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −890.3 kJ

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.

Entalpi tindak balas

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

Jawapan

ΔH° = −890.3 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [H2] = 0.08333 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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/(0.25 − x)²

Ambil punca kuasa dua

4 = 2x/(0.25 − x) → x = 0.25·4/(2 + 4) = 0.1667 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.25 − x = 0.08333 mol/L

Jawapan

[H2] = 0.08333 mol/L
10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl5] = 0.2683 mol/L

Keseimbangan kimia: bagi aA + bB ⇌ cC + dD, pemalar keseimbangan ialah Kc = [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

0.2 = x²/(0.5 − x) → x² + 0.2·x − 0.1 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.1))/2 = 0.2317 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.5 − 0.2317 = 0.2683 mol/L

Jawapan

[PCl5] = 0.2683 mol/L
11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.435

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 = 0.003672 mol/L

pH

pH = −log(0.003672) = 2.435

Jawapan

pH = 2.435
12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.292

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]).

Peneutralan

n(HA) = 0.2 − 0.05 = 0.15 mol
n(A⁻) = 0.15 + 0.05 = 0.2 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.167 + log(0.2/0.15) = 3.292

Jawapan

pH = 3.292
13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 30 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).

Kepekatan pada akhir

CA = 1·(1 − 0.75) = 0.25 mol/L

Hukum peringkat kedua teramir

t = (1/CA − 1/CA0)/k = (4 − 1)/0.1 = 30 min

Jawapan

t = 30 min
14.Kinetik tindak balas

Jawapan: T2 = 39.32 °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(4)/75000 = 3.354 × 10⁻³ − 1.537 × 10⁻⁴ = 3.200 × 10⁻³ K⁻¹
T2 = 312.5 K = 39.32 °C

Jawapan

T2 = 39.32 °C

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry