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

4 g Na dan 20 g Cl₂ bertindak balas mengikut 2Na + Cl₂ → 2NaCl. Berapakah jisim m bagi NaCl yang boleh terbentuk?

M(Na) = 22.99M(Cl₂) = 70.9M(NaCl) = 58.44 g/mol

m = g

2.StoikiometriSukar

Dalam tindak balas N₂ + 3H₂ → 2NH₃, 20 g N₂ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 19.94 g NH₃ dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(N₂) = 28.02 g/molM(NH₃) = 17.03 g/molsebenar: 19.94 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 250 mL larutan 0.4 mol/L dan mempunyai larutan stok 0.5 mol/L. Berapakah isi padu V₁ larutan stok yang anda perlukan?

c₁ = 0.5 mol/Lc₂ = 0.4 mol/LV₂ = 250 mL

V₁ = mL

4.Molariti & pencairanSukar

50 mL larutan 1 mol/L dicampurkan dengan 250 mL larutan 0.75 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1 mol/LV₁ = 50 mLc₂ = 0.75 mol/LV₂ = 250 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 260 g He pada 300 kPa dan 50 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 260 gM = 4.003 g/molP = 300 kPaT = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi O₂ pada 100 kPa dan 50 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 32 g/molP = 100 kPaT = 50 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah kuprum 50 g (c = 0.385 J/(g·°C)) pada 120 °C dijatuhkan ke dalam 100 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 15 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 50 gc_metal = 0.385 J/(g·°C)T_metal = 120 °Cm_water = 100 gT_water = 15 °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 C₆H₁₂O₆ (M = 180.16 g/mol) terbakar sepenuhnya: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O(l). Berikan q sebagai nombor positif.

ΔH°f(C₆H₁₂O₆) = −1274 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

q = kJ

9.Keseimbangan kimiaSederhana

0.4 mol/L H₂ dan 0.4 mol/L I₂ dimasukkan ke dalam bekas dan bertindak balas: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, dengan K_c = 4. Cari kepekatan keseimbangan [H₂].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 4

[H₂] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.2 pada suhu tindak balas. Satu bekas bermula dengan 0.1 mol/L PCl₅ sahaja. Cari kepekatan keseimbangan [PCl₅].

[PCl₅]₀ = 0.1 mol/LK_c = 0.2

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid formik 0.2 mol/L (Ka = 0.00018).

c = 0.2 mol/LKa = 0.00018

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid asetik dan 0.2 mol bes konjugatnya (Ka = 1.8 × 10⁻⁵). 0.01 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.2 moln(OH⁻) = 0.01 molKa = 1.8 × 10⁻⁵

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Dalam tindak balas peringkat pertama kepekatan A menurun daripada 0.5 mol/L kepada 0.1 mol/L dalam 30 min. Cari pemalar kadar k.

C_A0 = 0.5 mol/LC_A = 0.1 mol/Lt = 30 min

k = min⁻¹

14.Kinetik tindak balasSukar

Satu tindak balas peringkat pertama mempunyai pemalar kadar 0.002 s⁻¹ pada 60 °C dan tenaga pengaktifan 50 kJ/mol. Cari faktor pra-eksponen A dalam persamaan Arrhenius.

k = 0.002 s⁻¹T = 60 °CE_a = 50 kJ/molR = 8.314 J/(mol·K)

A = s⁻¹

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 10.17 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(Na) = 4/22.99 = 0.174 mol

n(Cl₂) = 20/70.9 = 0.2821 mol

Bahan tindak balas pengehad

0.174/2 = 0.08699, 0.2821/1 = 0.2821 → Na

Jisim hasil

n(NaCl) = 0.08699·2 = 0.174 mol

m = 0.174·58.44 = 10.17 g

Jawapan

m = 10.17 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 82.02 %

Hasil teori

n(N₂) = 20/28.02 = 0.7138 mol

m = 0.7138·2/1·17.03 = 24.31 g

Hasil peratusan

Y = 19.94/24.31·100 = 82.02%

Jawapan

Y = 82.02%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V₁ = 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 = 0.4·250/0.5 = 200 mL

Jawapan

V₁ = 200 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 0.7917 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1·50 + 0.75·250 = 237.5 mmol

Kepekatan campuran

c = 237.5/300 = 0.7917 mol/L

Jawapan

c = 0.7917 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 581.7 L

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

Mol

n = 260/4.003 = 64.95 mol

T = 50 + 273.15 = 323.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 64.95·8.314·323.1/300 = 581.7 L

Jawapan

V = 581.7 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 1.191 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 50 + 273.15 = 323.1 K

Ketumpatan

ρ = 100·32/(8.314·323.1) = 1.191 kg/m³

Jawapan

ρ = 1.191 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 19.62 °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

50·0.385·(120 − T_f) = 100·4.18·(T_f − 15)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (19.25·120 + 418·15)/(19.25 + 418) = 19.62 °C

Jawapan

T_f = 19.62 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: q = 155.5 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [6·(−393.5) + 6·(−285.8)] − [1·(−1274) + 6·0] = −2802 kJ

Haba untuk jisim yang diberi

n = 10/180.16 = 0.05551 mol

q = n·|ΔH°/1| = 0.05551·2802 = 155.5 kJ

Jawapan

q = 155.5 kJ

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

4 = (2x)²/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

2 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·2/(2 + 2) = 0.2 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[H₂] = 0.4 − x = 0.2 mol/L

Jawapan

[H₂] = 0.2 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.02679 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.2 = x²/(0.1 − x) → x² + 0.2·x − 0.02 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.2 + √(0.2² + 4·0.02))/2 = 0.07321 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.1 − 0.07321 = 0.02679 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.02679 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.228

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 = 0.005911 mol/L

pH

pH = −log(0.005911) = 2.228

Jawapan

pH = 2.228

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 4.605

Peneutralan

n(HA) = 0.3 − 0.01 = 0.29 mol

n(A⁻) = 0.2 + 0.01 = 0.21 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 4.745 + log(0.21/0.29) = 4.605

Jawapan

pH = 4.605

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: k = 0.05365 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(0.5/0.1)/30 = 1.609/30 = 0.05365 min⁻¹

Jawapan

k = 0.05365 min⁻¹

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: A = 138300 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 = 60 + 273.15 = 333.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk A

E_a/(RT) = 50000/(8.314·333.1) = 18.05

A = k·e^18.05 = 0.002·6.915 × 10⁷ = 138300 s⁻¹

Jawapan

A = 138300 s⁻¹

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry