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

16 g Al dan 10 g Cl₂ bertindak balas mengikut 2Al + 3Cl₂ → 2AlCl₃. Berapakah jisim m bagi AlCl₃ yang boleh terbentuk?

M(Al) = 26.98M(Cl₂) = 70.9M(AlCl₃) = 133.33 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas Fe₂O₃ + 3CO → 2Fe + 3CO₂, 10 g Fe₂O₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.16 g Fe dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(Fe₂O₃) = 159.69 g/molM(Fe) = 55.85 g/molsebenar: 6.16 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 500 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 6 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 6 mol/Lc₂ = 0.5 mol/LV₂ = 500 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 200 mL larutan 0.75 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 0.75 mol/LV₂ = 200 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 10 L mengandungi 130 g CH₄ pada 65 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 130 gM = 16.04 g/molV = 10 LT = 65 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi O₂ pada 450 kPa dan 110 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 32 g/molP = 450 kPaT = 110 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah aluminium 50 g (c = 0.897 J/(g·°C)) pada 200 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 15 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.897 J/(g·°C)T_metal = 200 °Cm_water = 150 gT_water = 15 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

Gunakan entalpi pembentukan piawai untuk mencari ΔH° bagi tindak balas C₃H₈ + 5O₂ → 3CO₂ + 4H₂O(l).

ΔH°f(C₃H₈) = −103.8 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = 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 = 25. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.1 mol/LK_c = 25

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.04 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.2 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.2 mol/LK_c = 0.04

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid benzoik 0.01 mol/L (Ka = 6.3 × 10⁻⁵).

c = 0.01 mol/LKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal mengandungi asid laktik 0.2 mol/L dan 0.1 mol/L garam natriumnya. Ka = 0.00014. Cari pH pH penimbal itu.

[HA] = 0.2[A⁻] = 0.1Ka = 0.00014

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 0.2 L/(mol·min) dan bermula pada 1 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 5 min.

k = 0.2 L/(mol·min)C_A0 = 1 mol/Lt = 5 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.01 min⁻¹ pada 40 °C dan 0.0841 min⁻¹ pada 65 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.01 min⁻¹T₁ = 40 °Ck₂ = 0.0841 min⁻¹T₂ = 65 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 12.54 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(Al) = 16/26.98 = 0.593 mol

n(Cl₂) = 10/70.9 = 0.141 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.593/2 = 0.2965, 0.141/3 = 0.04701 → Cl₂

Jisim hasil

n(AlCl₃) = 0.04701·2 = 0.09403 mol

m = 0.09403·133.33 = 12.54 g

Jawapan

m = 12.54 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 88.07 %

Hasil teori

n(Fe₂O₃) = 10/159.69 = 0.06262 mol

m = 0.06262·2/1·55.85 = 6.995 g

Hasil peratusan

Y = 6.16/6.995·100 = 88.07%

Jawapan

Y = 88.07%

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 = 0.5·500/6 = 41.67 mL

Jawapan

V₁ = 41.67 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.3889 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·250 + 0.75·200 = 175 mmol

Kepekatan campuran

c = 175/450 = 0.3889 mol/L

Jawapan

c = 0.3889 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 2279 kPa

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

Mol

n = m/M = 130/16.04 = 8.105 mol

T = 65 + 273.15 = 338.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 8.105·8.314·338.1/0.01 = 2279 kPa

Jawapan

P = 2279 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 4.52 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 110 + 273.15 = 383.1 K

Ketumpatan

ρ = 450·32/(8.314·383.1) = 4.52 kg/m³

Jawapan

ρ = 4.52 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 27.35 °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

50·0.897·(200 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (44.85·200 + 627·15)/(44.85 + 627) = 27.35 °C

Jawapan

T_f = 27.35 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −2220 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [3·(−393.5) + 4·(−285.8)] − [1·(−103.8) + 5·0] = −2220 kJ

Jawapan

ΔH° = −2220 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.1429 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

25 = (2x)²/(0.1 − x)²

Ambil punca kuasa dua

5 = 2x/(0.1 − x) → x = 0.1·5/(2 + 5) = 0.07143 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.1429 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.1429 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.1283 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.04 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.04·x − 0.008 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.04 + √(0.04² + 4·0.008))/2 = 0.07165 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.2 − 0.07165 = 0.1283 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.1283 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.118

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/(0.01 − x) → x = 0.0007629 mol/L

pH

pH = −log(0.0007629) = 3.118

Jawapan

pH = 3.118

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.553

pKa

pKa = 3.854

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.854 + log(0.1/0.2) = 3.553

Jawapan

pH = 3.553

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.5 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 = 1 + 0.2·5 = 2 L/mol

C_A = 1/2 = 0.5 mol/L

Jawapan

C_A = 0.5 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 74.99 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 313.1 K, T₂ = 338.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·2.129/(-2.361e-4) = 74988 J/mol

E_a = 74.99 kJ/mol

Jawapan

E_a = 74.99 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry