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

30 g CH₄ dan 48 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

Dalam tindak balas N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 12 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 12.84 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 12.84 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 250 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 1.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 1.5 mol/Lc₂ = 0.5 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

100 mL larutan 0.1 mol/L dicampurkan dengan 500 mL larutan 0.05 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 0.1 mol/LV₁ = 100 mLc₂ = 0.05 mol/LV₂ = 500 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Satu tangki 5 L mengandungi 240 g He pada 0 °C. Anggap ia gas unggul dan cari tekanan P.

m = 240 gM = 4.003 g/molV = 5 LT = 0 °CR = 8.314 J/(mol·K)

P = kPa

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi O₂ pada 550 kPa dan 40 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 32 g/molP = 550 kPaT = 40 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 250 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 80 °C dijatuhkan ke dalam 150 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 24 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 80 °Cm_water = 150 gT_water = 24 °Cc_water = 4.18 J/(g·°C)

T_f = °C

8.Kalorimetri & entalpiSukar

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

0.8 mol/L H₂ dan 0.8 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 36. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.8 mol/LK_c = 36

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.05 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [Cl₂].

[PCl₅]₀ = 1 mol/LK_c = 0.05

[Cl₂] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.01 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.01 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.25 mol asid benzoik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 6.3 × 10⁻⁵). 0.02 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.25 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.02 molKa = 6.3 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas peringkat pertama dalam reaktor kelompok mempunyai k = 0.05 min⁻¹. Berapa lama masa yang diambil untuk mencapai penukaran 50%? Cari t.

k = 0.05 min⁻¹X = 50 %

t = min

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.02 min⁻¹ pada 25 °C dan 0.178 min⁻¹ pada 50 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 25 °Ck₂ = 0.178 min⁻¹T₂ = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 27.03 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) = 30/16.04 = 1.87 mol

n(O₂) = 48/32 = 1.5 mol

Bahan tindak balas pengehad

1.87/1 = 1.87, 1.5/2 = 0.75 → O₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 0.75·2 = 1.5 mol

m = 1.5·18.02 = 27.03 g

Jawapan

m = 27.03 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 88.03 %

Hasil teori

n(N₂) = 12/28.02 = 0.4283 mol

m = 0.4283·2/1·17.03 = 14.59 g

Hasil peratusan

Y = 12.84/14.59·100 = 88.03%

Jawapan

Y = 88.03%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 83.33 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 = 0.5·250/1.5 = 83.33 mL

Jawapan

V₁ = 83.33 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.05833 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 0.1·100 + 0.05·500 = 35 mmol

Kepekatan campuran

c = 35/600 = 0.05833 mol/L

Jawapan

c = 0.05833 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: P = 27231 kPa

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

Mol

n = m/M = 240/4.003 = 59.96 mol

T = 0 + 273.15 = 273.1 K

Tekanan

P = nRT/V = 59.96·8.314·273.1/0.005 = 27231 kPa

Jawapan

P = 27231 kPa

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 6.76 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 40 + 273.15 = 313.1 K

Ketumpatan

ρ = 550·32/(8.314·313.1) = 6.76 kg/m³

Jawapan

ρ = 6.76 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 26.74 °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

250·0.129·(80 − T_f) = 150·4.18·(T_f − 24)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (32.25·80 + 627·24)/(32.25 + 627) = 26.74 °C

Jawapan

T_f = 26.74 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −890.3 kJ

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] = 0.2 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

36 = (2x)²/(0.8 − x)²

Ambil punca kuasa dua

6 = 2x/(0.8 − x) → x = 0.8·6/(2 + 6) = 0.6 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.8 − x = 0.2 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.2 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [Cl₂] = 0.2 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.05 = x²/(1 − x) → x² + 0.05·x − 0.05 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.05))/2 = 0.2 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[Cl₂] = x = 0.2 mol/L

Jawapan

[Cl₂] = 0.2 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.953

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 = 0.001115 mol/L

pH

pH = −log(0.001115) = 2.953

Jawapan

pH = 2.953

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.27

Peneutralan

n(HA) = 0.25 − 0.02 = 0.23 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.02 = 0.27 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.201 + log(0.27/0.23) = 4.27

Jawapan

pH = 4.27

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: t = 13.86 min

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).

Penukaran dan kepekatan

C/C₀ = 1 − X = 0.5

Selesaikan untuk masa

t = −ln(1 − X)/k = −ln(0.5)/0.05 = 13.86 min

Jawapan

t = 13.86 min

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 70.04 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 298.1 K, T₂ = 323.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·2.186/(-2.595e-4) = 70044 J/mol

E_a = 70.04 kJ/mol

Jawapan

E_a = 70.04 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry