Modul Kimia SPM A+ 2014

MODUL 1 TINGKATAN 5

Chapter 1: Rate of Reaction

MODUL KIMIA SPM 2014/2015 KERTAS 2 [100 markah]

KELAS INTENSIF Sekolah Kluster Kecemerlangan Kimia A+

MODUL 1 TINGKATAN 5 CHAPTER 1: RATE OF REACTIONS  KADAR TINDAK TINDAK BALAS

Written by: Cikgu Marzuqi Mohd Salleh M.Sc. Ed USM BSc (hons) Ed (Chemistry) USM GURU CEMERLANG KIMIA Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5

Chapter 1: Rate of Reaction

CHAPTER 1: RATE OF REACTIONS Kadar Ti ndak Balas

A

Rate of Reaction Kadar ti ndak balas

Activity 1:

What is rate of reaction? Apa itu kadar ti ndak balas? balas?

Rate of reaction is the ……………… at which reactants are converted into .………………… in a chemical reaction.  Kadar tindak tindak balas berlaku berlaku dengan dengan ………………….. di mana bahan tindak balas ditukar ke dalam ………………….. tindak ………………….. tindak balas kimia.

The rate of reactio n is a measurement of the change in the quantity of …………………. or …………………………. against time.  Kadar tindak tindak balas adalah adalah ukuran perubahan dalam dalam kuantiti kuantiti ………………………….. atau ……………………………………… dalam satu unit masa.

Activity 2: Determine the slow and fast reactions Tentuk an ti ndak balas per per l ahan dan cepat cepat

[6 markah] Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Activity 3: Observable changes for measuring the rate of reaction  Perubahan yang yang dapat diperhatikan diperhatikan untuk mengukur mengukur kadar kadar tindak balas balas The change in amount of reactant / product that can be measured by:  Perubahan dalam dalam jumlah bahan bahan tindak balas / hasil hasil yang boleh boleh diukur oleh: •

…………………………….. in the mass of reactant ......................... ...................................... ..................... ........  jisim bahan tindak balas

•

…………………………….. in mass of product ......................... ...................................... ..................... ........  jisim hasil tindak balas

•

…………………………….. in volume of gas released ......................... .................................... ..................... .......... isi padu gas yang dibebaskan

•

…………………………….. of precipitate ........................ ..................................... ..................... ........ mendakan  sebagai hasil hasil tindak balas balas

•

Change in pH, temperature or electrical conductivity  Perubahan pH, pH, suhu atau kekonduksian kekonduksian elektrik elektrik

•

………………………………….. pressure …………………………………… tekanan

For each of the reactions below, write a chemical equation and state the observable change/changes can be used as selected quantities to measure the rate of reaction:  Bagi setiap tindak balas berikut, tuliskan satu satu persamaan persamaan kimia dan nyatakan perubahan perubahan yang dapat dapat diperhatikan/ diperhatikan/  perubahan yang yang boleh digunakan digunakan sebagai sebagai kuantiti kuantiti untuk mengukur kadar kadar tindak balas: Example 1: The reaction between marble chip with hydrochloric acid to produce carbon dioxide gas and chloride salt. Tindak balas antara serpihan marmar dengan asid hidroklorik untuk menghasilkan gas karbon dioksida dan garam klorida.

Chemical Equation: ……………………………………………………………………………….  Persamaan kimia kimia Changes: (i) ………... ………...…………………………………………………………………… ……………………………………………………………………(reactants/ (reactants/ bahan tindak balas ) (ii) …………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………..(product/ (product/ hasil )

Example 2: Reaction between sodium thiosulphate solution with sulphuric acid to produce yellow precipitate of sulphur, water, sulphur dioxide and sodium sulphate solution. Tindak balas antara larutan natrium tiosulfat dengan asid sulfurik untuk menghasilkan mendakan kuning sulfur, air, sulfur dioksida dan larutan natrium sulfat.

Chemical equation: equation: ……………………………………………………………………………….. Change: (i)

…………………………………………………………………………………… (product/ (product/ hasil )

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Example 3: Decomposition of hydrogen peroxide to produce water and oxygen gas.  Penguraian hidrogen peroksida untuk menghasilkan menghasilkan air air dan gas oksigen. oksigen.

Chemical equation: ……………………………………………………………………………….. Change: (i) Activity 4:

…………………………………………………………………………………… (product / (product / hasil ) Measusement of the Rate of Reaction. Penguku Penguku r an Kadar Kadar T in dak dak Bal as

Average Rage of Reaction/ Reaction / Kadar Tindak Tindak Balas Purata Purata Rate of reaction = Change in quantity of reactant or Product /  perubahan bahan bahan tindak balas atau hasil  Kadar tindak tindak balas Time taken/ masa diambil 

Instantaneous Rate of Reaction = Gradient of the graph  Kadar Tindak Tindak Balas Pada Pada Masa Tertentu Tertentu = kecerunan kecerunan tangen pada graf Instantaneous rate = Change of volume in y axis /  perubahan isi isi padu paksi paksi y Change of volume in x axis /  perubahan isi padu paksi paksi x

V2 –V  –V1 T2 – T  – T1

The reaction between zinc and hydrochloric acid, HCl release 25 cm 3 of hydrogen gas and the gas is collected in 60 seconds. Tindak balas antara zink dengan asid hidroklorik, HCl membebaskan 25 cm3  gas hidrogen dan gas dikumpulkan dalam masa 60 saat.

0.2 g of magnesium ribbon reacts completely with dilute hydrochloric acid in 40 seconds. What is the rate of reaction? 0.2 g pita magnesium bertindak balas sepenuhnya dengan asid hidroklorik cair dalam 40 saat. Berapakah kadar tindak balas?

Calculate the average rate of reaction for the reaction between 2.6 g of zinc and 50 cm 3  of 1.0 mol dm-3 hydrochloric acid.  Hitung kadar tindak balas purata bagi tindak balas antara 2.6 g zink dengan 50 cm 3  asid hidroklorik 1.0 -3 mol .

Calculate the average rate? / hitung kadar tindak balas purata?

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Time Mass of CaCo3

0 0.0

20 0.048

40 0.116

80 0.164

Guru Cemerlang Kimia

120 0.164

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction The results for the experiment of decomposition of hydrogen gas liberated are given below.  Keputusan eksperimen eksperimen tentang penguraian gas gas hidrogen dibebaskan seperti yang yang ditunjukkan ditunjukkan di bawah. Time (s) Volume of gas liberated 3 (cm )

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

0

7.50

11.75

14.50

16.50

18.25

19.75

21.00

21.75

22.50

23.25

23.75

24.00

Calculate the average rate of reaction in the first 2 Calculate the average rate of reaction in the minutes. second minute.  Kirakan kadar tindak balas purata dalam masa 2 minit  Kirakan kadar kadar tindak balas purata dalam minit kedua.  pertama.

Calculate the instantaneous rate of reaction at 30 Calculate the instantaneous rate of reaction at 90 seconds. seconds.  Kira kadar tindak tindak balas pada pada masa tertentu tertentu dalam masa  Kira kadar tindak tindak balas pada pada masa tertentu tertentu dalam masa 30 saat. 90 saat.

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5  A graph of of the volume volume of hydrogen hydrogen gas gas liberated liberated against time Graf isi padu gas hidrogen dibebaskan dibebaskan melawan masa

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Chapter 1: Rate of Reaction

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 B FACTORS AFFECTING THE RATE OF REACTION

Chapter 1: Rate of Reaction

F aktor-f aktor yang mempe mempengaru ngaru hi kadar kadar t in dak balas balas

Activity 6:

Factors affecting the rate of reaction. F aktor-f aktor yang mempe mempengaruh ngaruh i k adar adar t in dak dak balas. balas.

State five factors that affect the rate of reaction /  Nyatakan  Nyatakan lima faktor yang mempengaruhi mempengaruhi kadar tindak balas: (a) ……………………………………………. (b) ………………………………………….. (c) ……………………………………………. (d) ………………………………………….. (e) …………………………………………….

Activity 7:

What is catalyst? Apa itu pemangkin pemangkin ? 

State three characteristics of the catalyst / Nyataka Nyatakan n ti ga cir cir i-cir i pemang pemangkin kin :  1.

2.

3.

Industrial applications of Catalysts Penggunaan Penggunaan mangkin di dalam aplik asi asi i ndustr ndustr i

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Activity 8: Shapes of curve depend on the volume and concentration of reaction Bentu k l engku ng ber ber gantun g kepada kepada i si padu dan k epekatan pekatan ti ndak balas

Experiment

Initial rate of reaction Kadar ti ndak balas awal  awal 

Maximum volume of hydrogen gas

Graph

I si padu maksimu m gas hidrogen

Set I The initial rate of set I is l 1 g of excess Zn …………..  …………..  than that of 3 powder + 50 cm of set II.  Kadar awal set I adalah 0.10 mol dm -3 HCl 1 g serbuk Zn berlebihan lebih …………….  …………….  daripada 3 -3 + 50 cm   0.10 mol dm  set II.  HCl

Zinc is excess.  zink berlebihan. berlebihan. Set I = ………………………….. Set II

Set II This is because the =…………………………… 1 g of excess Zn concentration of HCl in powder + 30 cm 3 of set I is ……….. than that 0.20 mol dm -3 HCl in set II. The number of mole HCl in 1 g serbuk Zn berlebihan  Kerana kepekatan kepekatan HCl set I is l ……… than ……… than that in +30 cm3  0.20 mol dm -3 dalam set I adalah lebih set II.  HCl ……………..  ……………..  daripada set  Bilangan mol HCl dalam set I  II. adalah lebih ………… daripada set II.

Set I 1 g of excess Zn powder + 50 cm 3 of 0.10 mol dm -3 HCl 1 g serbuk Zn berlebihan 3 -3 + 50 cm   0.10 mol dm  HCl Set III 1 g of excess Zn powder + 150 cm 3 of 0.05 mol dm -3 HCl 1 g serbuk Zn berlebihan + 150 cm 3 0.05 mol dm -3  HCl

Hence, maximum volume of H2  released in set I is ……….. than ……….. than that in set II. Oleh itu, isi padu maksimum  H 2  dibebaskan dalam set I adalah lebih ……….. daripada ……….. daripada  set II. The initial rate of set I is Zinc is excess. berlebihan. …………..  …………..  than that of  zink berlebihan. set III. Set I = ……………………..  Kadar awal set I adalah lebih …………..  …………..  daripada Set II = ………..…………….  set III. The number of mole HCl in This is because the set I is …………… than …………… than that concentration of HCl in in set III. set I is …………..  …………..  than  Bilangan mol HCl dalam set I adalah lebih …………………. that in set III.  Kerana kepekatan kepekatan HCl daripada set III. dalam set I adalah lebih ………….. daripada ………….. daripada set III. Hence, maximum volume of H2  released in set I is ……………. than ……………. than that in set III. Oleh itu, isi padu maksimum  H 2  dibebaskan dalam set I adalah lebih ………………….. daripada set III.

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Set I The initial rate of set I is Zinc is excess. berlebihan. 1 g of excess Zn …………..  …………..  than that of  zink berlebihan. powder + 50 cm 3 of set IV. Set I  Kadar awal set I adalah 0.10 mol dm -3 HCl 1 g serbuk Zn berlebihan lebih …………..  …………..  daripada = ………………………….. 3 -3 + 50 cm   0.10 mol dm  set IV.  HCl Set IV Set IV This is because the =…………………………… 1 g of excess Zn concentration of HCl in powder + 25 cm 3 of set I is …………..  …………..  than -3 0.15 mol dm  HCl that in set IV. The number of mole HCl in 1 g serbuk Zn berlebihan  Kerana kepekatan kepekatan HCl set I is ………… than that in that  in 3 -3 + 25 cm   0.15 mol dm dalam set I adalah lebih set IV.  HCl ………….. daripada ………….. daripada set IV.  Bilangan mol HCl dalam set I adalah lebih ……………… daripada set IV. Hence, maximum volume of H2  released in set I is l ………… than ………… than that in set IV. Oleh itu, isi padu maksimum  H 2  dibebaskan dalam set I adalah lebih ……………… daripada set IV. Set I The initial rate of set I is Zinc is excess. berlebihan. 1 g of excess Zn …………..  …………..  than that of  zink berlebihan. 3 powder + 50 cm of set V. Set I  Kadar awal set I adalah 0.10 mol dm -3 HCl 1 g serbuk Zn berlebihan lebih …………..daripada …………..daripada = ………………………….. 3 -3 + 50 cm   0.10 mol dm  set V.  HCl This is because the Set V Set V concentration of HCl in 1 g of excess Zn set I is …………..  …………..  than =…………………………… 3 powder + 100 cm of that in set V.  Kerana kepekatan kepekatan HCl 0.05 mol dm -3 HCl 1 g serbuk Zn berlebihan dalam set I adalah lebih The number of mole HCl in + 100 cm 3 0.05 mol dm -3 ………….. daripada ………….. daripada set V. set I is ………… than that in  HCl set V.  Bilangan mol HCl dalam set I adalah lebih ……………… daripada set V. Hence, maximum volume of H2  released in set I is l …………… than that in set V. Oleh itu, isi padu maksimum  H 2  dibebaskan dalam set I adalah lebih ……………….. daripada set V.

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Activity 9: Shapes of curve depend on the volume and temperature of reaction Bentu k l engku ng ber ber gantun g kepada kepada i si padu dan suh suh u ti ndak balas

Experiment

Initial rate of reaction Kadar tindak balas bal as awal 

Maximum volume of carbon dioxide gas liberated I si padu maksi maksi mum gas kar bon dioksida dibebaskan

Marble chips are excess. marmar berlebihan. berlebihan. Set I The initial rate of set I is l …………..  Ketulan marmar 3 g of excess marble than that of set II. Set I 3  Kadar awal set I adalah lebih ……………. chips + 50 cm   of 0.5 mol dm-3  nitric acid at daripada set II. temperature of 27.0 oC 3 g ketulan marmar = ………………………….. 3 berlebihan + 50 cm  0.5 This is because the temperature of the mol dm-3  asid nitrik reaction f or or set I is ………………… Set II o  pada suhu 27.0 27.0 C than that for set II kerana suhu tindak balas bagi set I adalah lebih ……………. daripada set II  Set II 3 g of excess marble chips + 50 cm 3  of 0.5 mol dm-3 nitric acid in hot water bath a =…………………………… constant at o temperature of 60.0 C 3 g ketulan marmar Quantities of marble and nitric acid used, berlebihan + 50 cm 3 0.5 in mol, in both sets I and II are the -3 mol dm   asid nitrik ………………. dalam air panas yang  Kuantiti marmar dan asid nitrik digunakan, o tetap pada suhu 60.0 C dalam mol, kedua-dua set I dan II adalah ................... Hence, maximum volume of carbon dioxide gas liberated in both sets I and II are the …………… Oleh itu, isi padu maksimum gas karbon dioksida dibebaskan dalam kedua-dua set I dan II adalah ............... Graph

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Activity 10: Shapes of curve depend on the volume and catalyst of reaction Bentu k lengkun g be ber gantun g kepada kepada i si padu dan pemangki pemangki n ti ndak balas

Experiment

Initial rate of reaction Kadar tindak bal as awal 

Maximum volume of hydrogen gas liberated I si padu maksim maksim um gas hydrogen hydrogen di bebas bebaskan kan

Marble chips are excess. marmar berlebihan. berlebihan. Set I The initial rate of set I is l …………..  Ketulan marmar 2 g of granulated zinc than that of set II. Set I 3 adar awal set I adalah lebih ……………. + 25 cm   of 0.1 mol  K adar -3 daripada set II. dm   of copper(II) sulphate solution. 2 g pasir zink + 25 cm 3 0.1 mol dm-3  larutan This is because copper(II) sulphate kuprum (II) sulfat. solution in set I acts as a catalyst to = ………………………….. speed up the reaction. kerana larutan kuprum (II) sulfat dalam  set I bertindak sebagai pemangkin untuk Set II Set II 2 g of granulated zinc mempercepatkan tindak balas + cm 3 of 0.1 mol dm -3 hydrochloric .The use of copper(II) sulphate as a 3 2 g pasir zink + 25 cm catalyst does not change the amount 0.1 mol dm-3 hidroklorik of products formed.  Penggunaan kuprum (II) sulfat sebagai =……………………………  pemangkin tidak mengubah jumlah hasil  yang terbentuk. terbentuk. Quantities of zinc and hydrochloric acid used, in mol, in both sets I and II are the ……………….  Kuantiti zink dan asid hidroklorik digunakan, digunakan, dalam mol, kedua-dua set I dan II adalah ................... Hence, maximum volume of hydrogen gas liberated in both sets I and II are the …………… Oleh itu, isi padu maksimum gas hidrogen dibebaskan dalam kedua-dua set I dan II adalah ............... Graph

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Activity 11: Solving problems involving the factors effecting the rate of reaction  Penyelesaian  Penyelesaian masalah faktor-faktor faktor-faktor yang melibatkan kadar tindak tindak balas Set I

II III

Reacting condition / keadaan tindakan 5 g of excess zinc powder + 100 cm 3 of 0.4 mol dm -3 sulphuric acid + 5 cm 3 of 1 mol dm -3 copper(II) sulphate solution at room temperature 5 g serbuk zink berlebihan + 100 cm 3 0.4 mol dm -3 asid sulfurik + 5 cm 3 1 mol dm -3 larutan kuprum (II) sulfat pada suhu bilik 5 g of excess zinc powder + 50 cm 3 of 0.4 mol dm -3 sulphuric acid at room temperature 5 g serbuk zink berlebihan + 50 cm 3 0.4 mol dm -3 asid sulfurik pada suhu bilik  5 g of excess zinc powder + 70 cm 3 of 0.4 mol dm -3 sulphuric acid at room temperature 5 g serbuk zink berlebihan + 70 cm 3 0.4 mol dm -3 asid sulfurik pada suhu bilik 

Sketch the graphs of volume of hydrogen gas liberated against time for sets I, II, and III on the same axes. Explain how you obtain your answer.  Lakarkan graf isi padu padu gas hidrogen hidrogen dibebaskan dibebaskan melawan melawan masa untuk untuk set I, II, dan III pada paksi yang yang sama. Terangkan bagaimana anda mendapatkan jawapan tersebut. Solution / penyelesaian : Step 1: Compare the yield / bandingkan hasil: Set I

Mass of zinc /  jisim zink 

Number of moles of sulphuric acid / bilangan mol mol asid asid sulfur ik 

II

III

Number of moles of sulphuric acid reacted in set …………. > ………….. > ……………  Bilangan mol mol asid sulfurik sulfurik bertindak bertindak balas dalam set Hence, the maximum volume of hydrogen gas liberated in set ………… > ………… > ……….. Oleh itu, isi padu maksimum gas hidrogen dibebaskan dalam set Step 2: Compare the rate / bandin bandin gkan tidak balas  : Set

Surface area of zinc L uas perm perm ukaan zin zin k

Concentration of hydrochloric acid /

Catalyst / mangkin

kepe kepekatan asid asid hi drokl ori k 

I

II

III

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction Initial rate of reaction for set …… > set …… because of the pressure of catalyst in set ……  Kadar tindak balas awal bagi set ......> ......> set …...... …...... kerana kerana tekanan pemangkin dalam set ...... Initial rate of reaction for set …… > set …… because of of the  total surface area of zinc used in set ………….. is larger than that in set ……….  Kadar tindak balas awal bagi bagi set ......> ......> set  set …...... …...... kerana isi padu luas permukaan zink yang digunakan dalam set .............. adalah lebih besar daripada set .......... Hence, the initial of reaction rea ction for set ……... > set …….. . > set ……. Oleh itu, tindak balas awal bagi set .........> set ......... > set ....... This means that the initial gradient of the curve for set ……. > set ……. > set …….  Ini bermakna kecerunan kecerunan awal lengkung lengkung bagi bagi set ....... ....... > set set ....... > set .......

Step 3: sketch the graph / lakar graf:

C

COLLISION THEORY / TEORI PERLANGGARAN 

Activity 12: What is an Effective Collision / Apa i tu Perl ? Perl anggaran anggaran Berkesan  Berkesan 

What is definition of Activation Energy / Takr if an bagi bagi T enaga Pe Pengaktif an?

Draw an energy profile diagram for the reaction/ lu ki s satu gambar gambar r ajah prof il tenaga tenaga untu k ti ndak balas balas  Activation energy without without a catalyst catalyst  / Tenaga pengaktifan tanpa mangkin, E a  Activation energy with with a catalyst catalyst  / Tenaga pengaktifan dengan mangkin, E a’ 

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Activity 13: Two sets of experiments are carried out as shows below:  Dua set eksperimen eksperimen yang telah telah dijalankan dijalankan seperti di bawah: Set I Set II Set I Set II

Chapter 1: Rate of Reaction

1.0 g of granulated zinc is added to 20 cm 3 of 0.5 mol dm -3 sulphuric acid at 27.0 oC 1.0 g of zinc powder is added to 20 cm 3 of 0.5 mol dm -3 sulphuric acid at 27.0 oC 1.0 g ketulan zink ditambah kepada 20 cm 3 0.5 mol dm -3 asid sulfurik pada 27.0 oC 3 -3 o 1.0 g serbuk zink ditambah kepada 20 cm  0.5 mol dm  asid sulfurik pada 27.0 C 

The initial rate of liberation of hydrogen gas in set II is higher than that in Set I. Explain the difference in rate using the collision theory.  Kadar awal pembebasan gas hidrogen hidrogen dalam Set Set II adalah lebih lebih tinggi daripada di Set I. Terangkan Terangkan perbezaan perbezaan dalam kadar dengan menggunakan teori perlanggaran. [5 marks] Particle size of size of zinc powder in Set II is …………….. than …………….. than that of granulated zinc in Set I.  serbuk  serbuk zink zink di dalam dalam Set II adalah adalah lebih …………… daripada daripada pasir zink di Set Set  I. Sai Sai z Zar ah  Thus, the total exposed surface area of area  of 1.0 g of zinc powder in Set II is ……………..than ……………..than that of 1.0 g granulated zinc in Set I. Oleh itu, jum  1.0 g serbuk zink di dalam Set II adalah lebih …………………  j umll ah l uas permu kaan terdedah  1.0 daripada 1.0 g ketulan zink dalam Set I.  As a result, the frequency of collision between collision  between the hydrogen ions from sulphuric acid and the zinc atoms at the surfare of zinc powder in Set II is ………………. than ………………. than that occurring at the surface of granulated zinc in Set I.  Hasilnya, keker keker apan per per l anggaran  antara ion-ion hidrogen daripada asid sulfurik dan atom zink di  surfare serbuk serbuk zink di di dalam Set Set II adalah lebih ………………… ………………… daripada daripada yang berlaku di di permukaan pasir  zink di Set Set I. This causes the frequency of effective collision  between hydrogen ions and zinc atoms in Set II to be ………………….. than ………………….. than that in Set I.  Ini menyebabkan menyebabkan keker  antara ion hidrogen dan atom zink dalam Set II lebih  antara keker apan per per lan ggaran ber ber kesan  kesan  ………………… daripada yang di Set I. Hence, the initial rate of liberated of liberated  of hydrogen gas in Set II is ……………….. than that in Set I.  Akhir, kadar awal bagi gas hi dr ogen ogen yang di bebas bebaskan  kan  dalam Set II adalah lebih ……………….. daripada di Set I. Summary: Teori Summary:  Teori Perlanggaran Frekuensi Perlanggaran Berkesan dengan Kadar Tindak Balas Factors  Faktor-faktor

Effecting  Kesan

frequency of collision  Frekuensi Perlanggaran

Saiz bahan tindak balas

Semakin kecil bahan, semakin luas jumlah permukaan yang terdedah kepada pelanggaran Semakin tinggi kepekatan larutan, semakin banyak bilangan zarah per unit isi padu Semakin tinggi suhu, semakin tinggi tenaga kinetik Mangkin menyediakan laluan alternative bagi tindak balas berlaku dengan merendahkan tenaga pengaktifan, Ea’

Kepekatan larutan

Suhu larutan Mangkin

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Rate of reaction  Kadar tindak balas

Meningkat

frequency of effective collision  Frekuensi Perlanggaran  Berkesan Meningkat

Meningkat

Meningkat

Meningkat

Meningkat

Meningkat

Meningkat

Meningkat

Meningkat

Meningkat

Guru Cemerlang Kimia

Meningkat

MODUL 1 TINGKATAN 5

Chapter 1: Rate of Reaction BAHAGIAN A

SPM 2011 In an experiment to investigate the rate of reaction, 50.0 cm   of 2.0 mol dm   sodium thiosulphate solution and 5.0 cm 3  of 1.0 mol dm -3of sulphuric acid, are used. The sulphur formed can be used to measure the rate of reaction.  Dalam satu eksperimen eksperimen untuk mengkaji mengkaji kadar tindak tindak balas, 50.0 cm 3 larutan natrium tiosulfat 2.0 mol dm -3 dan 5.0 cm3 asid sulfurik 1.0 mol dm -3  digunakan.Sulfur yang terbentuk boleh digunakan untuk mengukur kadar tindak balas itu. 3

-3

The equation for the reaction is given below. Persamaan tindak balas itu diberi di bawah.

Na2S2O3 + H2SO4

Na2SO4

+

SO4

+ S + H2O

(a) What is the colour of sulphur?  Apakah warna warna sulfur? ………………………………………………………………………………………………………… [1 mark] (b) The number of moles of a solute can be calculated using formula, n = MV. [n= Number of moles of solute (mol), M= Molarity of solution (mol dm -3), V= Volume of solution (dm 3)]  Bilangan mol mol suatu zat terlarut boleh boleh dihitung dihitung menggunakan menggunakan rumus,n=MV. rumus,n=MV. n=Bilangan mol zat terlarut (mol, M= Kemolaran larutan (mol dm -3 ), V= isi padu larutan (dm3 )] Calculate /  Hitung : (i) The number of mole of sodium thiosulphate in the solution.  Bilangan mol mol bagi natrium natrium tiosulfat tiosulfat dalam larutan larutan itu. [1 mark]

(ii) The number of mole of sulphuric acid.  Bilangan mol mol bagi asid asid sulfurik . [1 mark]

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction (c) Based on the answers in (b)(i) and (b)(ii),name the reactant which determines the quantity of sulphur formed at the end of the reaction.  Berdasarkan  Berdasarkan jawapan di (b)(i) dan (b)(ii), (b)(ii), namakan namakan bahan tindak balas yang yang menentukan kuantiti sulfur yang terbentuk pada akhir tindak balas itu. …………………………………………………………………………………………………….. [1 mark] (d) (i) State three factors that can affect the rate of reaction in this experiment.  Nyatakan tiga faktor faktor yang boleh boleh mempengaruhi mempengaruhi kadar kadar tindak balas itu dalam dalam eksperimen eksperimen ini. 1……………………………………………………………………………………………… 2……………………………………………………………………………………………… 3……………………………………………………………………………………………… [3 marks] (ii) Using the collision theory, explain how any one of the factors in (d)(i) increases the rate of reaction.  Menggunakan  Menggunakan teori perlanggaran, perlanggaran,terangkan terangkan bagaimana mana-mana mana-mana satu daripada daripada  faktor di (d)(i) (d)(i) meningkatkan meningkatkan kadar kadar tindak balas itu. ………………………………………………………………………………………………… [2 marks]

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5

Chapter 1: Rate of Reaction BAHAGIAN B

SPM 2013 Diagram shows the energy profile diagram for the reaction between zinc and hydrochloric acid. Copper (II) sulphate solution is added to the reactants mixture to increase the rate of reaction.  Rajah menunjukkan menunjukkan rajah profil tenaga bagi tindak balas antara zink dengan asid hidroklorik. hidroklorik. Larutan kuprum(II)sulfat ditambahkan kepada campuran bahan tindak balas untuk meningkatkan kadar tindak balas. Energy tenaga  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

 _ _ _ _ _ _ _ _ r  _ __ _ _ s  _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ Reactants Products  Hasil tindak balas _____________  _ Bahan _ _ _ _tindak _ _ _balas

Reaction path  Lintasan tindak tindak balas

Diagram  Rajah (i) Which of the values r or s represents the activation energy for the reaction after adding copper(II) sulphate solution?  Antara nilai r atau s yang manakah yang mewakili tenaga pengaktifan pengaktifan bagi tindak balas itu selepas  penambahan larutan kuprum(II) kuprum(II) sulfat? [1 markah] (ii) By using collision theory,explain how copper(II) sulphate solution increase the rate of reaction.  Dengan menggunakan teori perlanggaran,terangkan perlanggaran,terangkan bagaimana kuprum(II) sulfat meningkatkan meningkatkan kadar tindak balas. [4 markah] 3 -3 (iii) 100 cm  of 1.0 mol dm  hydrochloric acid and excess zinc are used in the reaction. Write the chemical equation for the reaction and calculate the volume of hydrogen gas released at room conditions. [1 mol of gas occupies 24 dm 3 at room condition] 100 cm3 asid hidroklorik 1.0 mol dm -3 dan zink berlebihan digunakan dalam tindak balas itu. Tulis persamaan kimia bagi tindak balas itu dan hitung isi padu pada gas hydrogen yang dibebaskan pada keadaan bilik. 3 [1 mol gas menempati 24 dm  pada keadaan bilik] [5 markah]

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5 Chapter 1: Rate of Reaction (b) Table shows the information for three sets of experiment to investigate factors affecting the rate of reaction between calcium carbonate and hydrochloric acid.  Jadual menunjukkan maklumat bagi tiga set eksperimen eksperimen untuk menyiasat faktor-faktor  faktor-faktor  yang  yang mempengaruhi kadar tindak balas antara kalsium karbonat dengan asid hidroklorik. Experiment

Reactants

Eksperimen 

Bahan t in dak balas balas

Time taken to collect 40 cm3 carbon dioxide gas (s) M asa asa yang yang diambil untu k mengumpul mengumpul 40 3  cm  gas kar bon diok si da (s) (s)

Set I

Set II

Set III

5 g calcium carbonate powder

50 cm3 of 1.0 mol dm -3 hydrocloric acid

5 g serbuk kalsium karbonat

50 cm  asid hidroklorik 1.0 mol dm-3

5 g calcium carbonate chip

50 cm3 of 1.0 mol dm -3 hydrocloric acid

5 g ketulan kalsium karbonat karbonat

50 cm3 asid hidroklorik 1.0 mol dm-3

5 g calcium carbonate

25 cm3 of 2.0 mol dm -3 hydrocloric acid

5 g serbuk kalsium karbonat

33

3

45

25

3

25 cm  asid hidroklorik 2.0 -3 mol dm

Table Jadual Based on the information in Table, compare the rate of reaction between (i) Set I and Set II (ii) Set I and Set III By using the collision theory, explain your answers.  Berdasarkan maklumat dalam dalam Jadual, Jadual, banding kadar kadar tindak balas antara (i) Set I dan Set Set II (ii) Set I dan Set III  Dengan menggunakan menggunakan teori teori perlanggaran,teran perlanggaran,terangkan gkan jawapan jawapan anda

[10 markah]

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5

Chapter 1: Rate of Reaction BAHAGIAN C

SPM 2012  A student carried out three sets of experiments experiments to investigate the factors that affect the rate of reaction. 3 Time taken to collect 40 cm  of hydrogen gas is recorded in Table. Seorang pelajar menjalankan tiga set eksperimen untuk mengkaji faktor yang mempengaruhi kadar tindak balas.  Masa yang diambil untuk untuk mengumpul mengumpul 40 cm3 gas hidrogen direkodkan dalam Jadual. Set

Reactant

Temperature of the mixture

Bahan ti ndak balas

Time taken to collect 40 cm3 of hydrogen gas (s)

Suhu campur campur an M asa asa yang yang diambil untu k mengumpul mengumpul 40 3  cm  gas hi drogen (s)

I

25 cm 3 of 0.2 mol dm -3 hydrochloric acid 3

25 cm  asid hidroklorik 0.2 mol dm

-3

+

30oC

90

30oC

55

40oC

30

excess zinc powder  serbuk zink berlebihan

II

25 cm 3 of 0.4 mol dm -3 hydrochloric acid 25 cm3 asid hidroklorik 0.4 mol dm -3

+ excess zinc powder  serbuk zink berlebihan

II

25 cm 3 of 0.2 mol dm -3 hydrochloric acid 25 cm3 asid hidroklorik 0.2 mol dm -3

+ excess zinc powder  serbuk zink berlebihan

Table  Jadual (a) Zinc, Zn reacts with hydrochloric acid, HCI to produce zinc chloride, ZnCI 2 and hydrogen gas, H 2. Write a balanced chemical equation for the reaction and calculate the maximum volume of hydrogen gas produced in set I. [Relative atomic mass: Zn =65; 1 mol of any gas occupies 24 dm 3 mol-1 at room conditions]  Zink, Zn Zn bertindak balas dengan dengan asid hidroklorik, hidroklorik, HCI menghasilkan menghasilkan zink klorida, ZnCI  ZnCI 2 dan gas hydrogen, H 2. Tulis persamaan kimia yang seimbang bagi tindak balas itu dan hitung isi padu maksimum  gas hydrogen hydrogen yang dihasilkan dihasilkan dalam dalam set I. [Jisim atom relatif: Zn =65; 1 mol bagi sebarang gas menempati 24 dm 3 pada keadaan bilik] [4markah] Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia

MODUL 1 TINGKATAN 5

Chapter 1: Rate of Reaction

(b) Based on Table, compare the rates of reaction  Berdasarkan  Berdasarkan Jadual, bandingkan bandingkan kadar kadar tindak balas (i)

between set I and set II antara set I dan set II

(ii) between between set set I and set III antara set I dan set III

By referring to collision theory, explain your answer in (b)(i) or (b)(ii).  Dengan merujuk merujuk kepada kepada teori perlanggaran, perlanggaran,terangkan terangkan jawapan anda di di (b)(i) atau (b)(ii). (b)(ii). [6 markah] (c) Catalyst and size of reactants can also affect the rate of reaction between acid and zinc. Choose one of these two factors and describe an experiment to show how this factor affects the rate of reaction.  Mangkin dan saiz bahan bahan tindak balas juga dapat dapat mempengaruhi kadar kadar tindak balas balas antara asid dan zink. Pilih  satu daripada dua faktor ini dan huraikan satu eksperimen eksperimen untuk menunjukkan menunjukkan bagaimana faktor ini dapat mempengaruhi kadar tindak balas. [10 markah]

Good Luck!

Copy © Cikgu Marzuqi Mohd Salleh

Guru Cemerlang Kimia