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

6 g H₂ dan 40 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 CaCO₃ → CaO + CO₂, 20 g CaCO₃ bertindak balas sepenuhnya (bahan tindak balas lain berlebihan) dan 6.16 g CaO dikutip. Cari hasil peratusan Y.

M(CaCO₃) = 100.09 g/molM(CaO) = 56.08 g/molsebenar: 6.16 g

Y = %

3.Molariti & pencairanSederhana

Anda memerlukan 1000 mL larutan 0.5 mol/L dan mempunyai larutan stok 4 mol/L. Berapa banyak air V_water yang anda tambah kepada larutan stok?

c₁ = 4 mol/Lc₂ = 0.5 mol/LV₂ = 1000 mL

V_water = mL

4.Molariti & pencairanSukar

250 mL larutan 1.5 mol/L dicampurkan dengan 100 mL larutan 1.2 mol/L bagi bahan yang sama. Cari kepekatan c campuran itu (isi padu bersifat penambahan).

c₁ = 1.5 mol/LV₁ = 250 mLc₂ = 1.2 mol/LV₂ = 100 mL

c = mol/L

5.Hukum gas unggulSederhana

Berapakah isi padu V yang diduduki oleh 320 g O₂ pada 500 kPa dan 90 °C? Anggap ia gas unggul.

m = 320 gM = 32 g/molP = 500 kPaT = 90 °CR = 8.314 J/(mol·K)

V = L

6.Hukum gas unggulSukar

Cari ketumpatan ρ bagi N₂ pada 500 kPa dan 80 °C, dengan menganggapnya gas unggul.

M = 28.01 g/molP = 500 kPaT = 80 °CR = 8.314 J/(mol·K)

ρ = kg/m³

7.Kalorimetri & entalpiSederhana

Satu bongkah plumbum 250 g (c = 0.129 J/(g·°C)) pada 160 °C dijatuhkan ke dalam 200 g air (c = 4.18 J/(g·°C)) pada 23 °C dalam cawan berpenebat. Cari suhu akhir T_f.

m_metal = 250 gc_metal = 0.129 J/(g·°C)T_metal = 160 °Cm_water = 200 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 2C₄H₁₀ + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l).

ΔH°f(C₄H₁₀) = −125.6 kJ/molΔH°f(CO₂) = −393.5 kJ/molΔH°f(H₂O, l) = −285.8 kJ/molΔH°f(O₂) = 0

ΔH° = 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 = 50. Cari kepekatan keseimbangan [HI].

[H₂]₀ = [I₂]₀ = 0.4 mol/LK_c = 50

[HI] = mol/L

10.Keseimbangan kimiaSukar

PCl₅ terurai: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, dengan K_c = 0.05 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 = 0.05

[PCl₅] = mol/L

11.pH & penimbalSederhana

Cari pH pH larutan asid laktik 0.25 mol/L (Ka = 0.00014).

c = 0.25 mol/LKa = 0.00014

pH =

12.pH & penimbalSukar

Satu penimbal 1.00 L mengandungi 0.3 mol asid formik dan 0.25 mol bes konjugatnya (Ka = 0.00018). 0.05 mol NaOH ditambah. Cari pH baharu pH.

n(HA) = 0.3 moln(A⁻) = 0.25 moln(OH⁻) = 0.05 molKa = 0.00018

pH =

13.Kinetik tindak balasSederhana

Satu tindak balas dengan hukum kadar −r_A = k·C_A² mempunyai k = 0.5 L/(mol·min) dan bermula pada 1.5 mol/L. Cari kepekatan C_A selepas 15 min.

k = 0.5 L/(mol·min)C_A0 = 1.5 mol/Lt = 15 min

C_A = mol/L

14.Kinetik tindak balasSukar

Pemalar kadar suatu tindak balas ialah 0.02 min⁻¹ pada 20 °C dan 0.0344 min⁻¹ pada 30 °C. Cari tenaga pengaktifan E_a.

k₁ = 0.02 min⁻¹T₁ = 20 °Ck₂ = 0.0344 min⁻¹T₂ = 30 °CR = 8.314 J/(mol·K)

E_a = kJ/mol

3Larutan

1.Stoikiometri

Jawapan: m = 45.05 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) = 6/2.016 = 2.976 mol

n(O₂) = 40/32 = 1.25 mol

Bahan tindak balas pengehad

2.976/2 = 1.488, 1.25/1 = 1.25 → O₂

Jisim hasil

n(H₂O) = 1.25·2 = 2.5 mol

m = 2.5·18.02 = 45.05 g

Jawapan

m = 45.05 g

2.Stoikiometri

Jawapan: Y = 54.97 %

Hasil teori

n(CaCO₃) = 20/100.09 = 0.1998 mol

m = 0.1998·1/1·56.08 = 11.21 g

Hasil peratusan

Y = 6.16/11.21·100 = 54.97%

Jawapan

Y = 54.97%

3.Molariti & pencairan

Jawapan: V_water = 875 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 = 0.5·1000/4 = 125 mL

Air untuk ditambah

V_water = 1000 − 125 = 875 mL

Jawapan

V_water = 875 mL

4.Molariti & pencairan

Jawapan: c = 1.414 mol/L

Jumlah keseluruhan

n = 1.5·250 + 1.2·100 = 495 mmol

Kepekatan campuran

c = 495/350 = 1.414 mol/L

Jawapan

c = 1.414 mol/L

5.Hukum gas unggul

Jawapan: V = 60.38 L

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

Mol

n = 320/32 = 10 mol

T = 90 + 273.15 = 363.1 K

Isi padu

V = nRT/P = 10·8.314·363.1/500 = 60.38 L

Jawapan

V = 60.38 L

6.Hukum gas unggul

Jawapan: ρ = 4.77 kg/m³

Ketumpatan gas unggul: ρ = PM/(RT).

Susun semula hukum gas

PV = (m/M)RT → ρ = m/V = PM/(RT)

T = 80 + 273.15 = 353.1 K

Ketumpatan

ρ = 500·28.01/(8.314·353.1) = 4.77 kg/m³

Jawapan

ρ = 4.77 kg/m³

7.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: T_f = 28.09 °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·(160 − T_f) = 200·4.18·(T_f − 23)

Selesaikan untuk suhu akhir

T_f = (32.25·160 + 836·23)/(32.25 + 836) = 28.09 °C

Jawapan

T_f = 28.09 °C

8.Kalorimetri & entalpi

Jawapan: ΔH° = −5755 kJ

Entalpi tindak balas

ΔH° = [8·(−393.5) + 10·(−285.8)] − [2·(−125.6) + 13·0] = −5755 kJ

Jawapan

ΔH° = −5755 kJ

Negatif: tindak balas membebaskan haba (eksotermik).

9.Keseimbangan kimia

Jawapan: [HI] = 0.6236 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/(0.4 − x)²

Ambil punca kuasa dua

7.071 = 2x/(0.4 − x) → x = 0.4·7.071/(2 + 7.071) = 0.3118 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[HI] = 2x = 0.6236 mol/L

Jawapan

[HI] = 0.6236 mol/L

10.Keseimbangan kimia

Jawapan: [PCl₅] = 0.1219 mol/L

Ungkapan keseimbangan

0.05 = x²/(0.2 − x) → x² + 0.05·x − 0.01 = 0

Selesaikan kuadratik

x = (−0.05 + √(0.05² + 4·0.01))/2 = 0.07808 mol/L

Kepekatan keseimbangan

[PCl₅] = 0.2 − 0.07808 = 0.1219 mol/L

Jawapan

[PCl₅] = 0.1219 mol/L

11.pH & penimbal

Jawapan: pH = 2.233

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/(0.25 − x) → x = 0.005846 mol/L

pH

pH = −log(0.005846) = 2.233

Jawapan

pH = 2.233

12.pH & penimbal

Jawapan: pH = 3.824

Peneutralan

n(HA) = 0.3 − 0.05 = 0.25 mol

n(A⁻) = 0.25 + 0.05 = 0.3 mol

Henderson–Hasselbalch

pH = 3.745 + log(0.3/0.25) = 3.824

Jawapan

pH = 3.824

13.Kinetik tindak balas

Jawapan: C_A = 0.1224 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 = 0.6667 + 0.5·15 = 8.167 L/mol

C_A = 1/8.167 = 0.1224 mol/L

Jawapan

C_A = 0.1224 mol/L

14.Kinetik tindak balas

Jawapan: E_a = 40.07 kJ/mol

Suhu mutlak

T₁ = 293.1 K, T₂ = 303.1 K

Selesaikan Arrhenius untuk Ea

E_a = −R·ln(k₂/k₁)/(1/T₂ − 1/T₁) = −8.314·0.5423/(-1.125e-4) = 40070 J/mol

E_a = 40.07 kJ/mol

Jawapan

E_a = 40.07 kJ/mol

ExamProblems · examproblems.com/courses/general-chemistry