Soal 16.
Suatu senyawa karbon mempunyai rumus empiris \(C_2H_6O\) dan massa atom relatif (Mr) = 46. Bila senyawa tersebut direaksikan dengan HCl akan menghasilkan alkil klorida dan air. Gugus fungsional yang terdapat dalam senyawa tersebut adalah ....
A. alkohol
B. keton
C. eter
D. asam karboksilat
E. aldehid
Jawaban dan Analisa
Jawaban: A (alkohol)
Analisa singkat untuk siswa baru: Rumus empiris \(C_2H_6O\) dapat sesuai dengan dua tipe struktur yang umum: etanol (alkohol) atau eter (dietil/etil?) — untuk dua atom karbon kemungkinan terbesar adalah etanol (alkohol) atau eter, tetapi hanya alkohol yang bereaksi dengan HCl menghasilkan alkil klorida dan air melalui mekanisme substitusi: \(R-OH + HCl \rightarrow R-Cl + H_2O\).
Jadi gugus fungsi yang memungkinkan reaksi membentuk alkil klorida + air adalah gugus –OH, yaitu alkohol.
Soal 17.
Diketahui perubahan entalpi reaksi-reaksi berikut ini:
\(C(s) + 2H_2(g) \rightarrow CH_4(g)\) \(\Delta H^\circ = -74{,}9\ \text{kJ}\)
\(C(s) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)\) \(\Delta H^\circ = -393{,}7\ \text{kJ}\)
\(H_2(g) + \tfrac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(g)\) \(\Delta H^\circ = -285{,}9\ \text{kJ}\)
Perubahan entalpi untuk reaksi: \(CH_4(g) + 2O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(g)\) adalah ....
A. \(-604{,}7\ \text{kJ}\)
B. \(-1040{,}3\ \text{kJ}\)
C. \(-890{,}6\ \text{kJ}\)
D. \(-1284{,}3\ \text{kJ}\)
E. \(-998{,}4\ \text{kJ}\)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C (\(-890{,}6\ \text{kJ}\))
Kita pakai prinsip Hess: entalpi reaksi = jumlah entalpi pembentukan produk dikurangi jumlah entalpi pembentukan reaktan. Dengan nilai yang diberikan (semua dari unsur standar → senyawa), maka:
\(\Delta H^\circ_{\text{reaksi}} = \Delta H^\circ_f(CO_2) + 2\Delta H^\circ_f(H_2O) - \Delta H^\circ_f(CH_4)\).
Substitusi angka:
\(\Delta H^\circ = (-393{,}7) + 2(-285{,}9) - (-74{,}9)\) kJ
\(= -393{,}7 -571{,}8 +74{,}9 = -890{,}6\ \text{kJ}\).
Karena hasil \(\Delta H^\circ \lt 0\), reaksi ini melepaskan panas (eksotermik).
Soal 18.
Setiap kenaikan suhu sebesar \(10^\circ\)C laju reaksi berlangsung 2 kali lebih cepat. Suatu reaksi pada suhu \(30^\circ\)C berlangsung selama 4 menit, maka waktu yang diperlukan untuk bereaksi pada suhu \(70^\circ\)C adalah ....
A. 4 menit
B. 2 menit
C. 1 menit
D. 30 detik
E. 15 detik
Jawaban dan Analisa
Jawaban: E (15 detik)
Perbedaan suhu: \(70^\circ C - 30^\circ C = 40^\circ C\). Untuk setiap \(10^\circ C\) laju meningkat 2 kali → banyaknya peningkatan = \(40/10=4\) kali kenaikan ganda. Faktor pengali laju = \(2^4 = 16\).
Waktu berbanding terbalik dengan laju → waktu baru = \(\dfrac{4\ \text{menit}}{16} = 0{,}25\ \text{menit} = 15\ \text{detik}\).
Soal 19.
Data pengamatan laju reaksi \(2A + B \rightarrow C + D\) adalah sebagai berikut:
No. [A] mol/L [B] mol/L \(v\) (mol/L·s)
1. 0,05 0,05 1
2. 0,10 0,05 2
3. 0,10 0,10 8
Persamaan laju reaksi yang tepat dari data tersebut adalah ....
A. \(v = k [A] [B]\)
B. \(v = k [A]^2 [B]^2\)
C. \(v = k [A]^1 [B]^2\)
D. \(v = k [A]^3 [B]^2\)
E. \(v = k [A] [B]^2\)
Jawaban dan Analisa
Jawaban: C (\(v = k [A]^1 [B]^2\))
Bandingkan percobaan 1 dan 2: [A] naik 2× (0{,}05 → 0{,}10), [B] tetap, laju naik 2× (1 → 2) → maka laju ∝ [A]^1.
Bandingkan percobaan 2 dan 3: [A] tetap, [B] naik 2× (0{,}05 → 0{,}10), laju naik 4× (2 → 8) → maka laju ∝ [B]^2.
Gabungkan: \(v = k [A]^1 [B]^2\).
Soal 20.
Pada volume 2 liter terjadi reaksi kesetimbangan: \(2HCl(g) \rightleftharpoons H_2(g) + Cl_2(g)\). Jika dalam keadaan setimbang terdapat 0,4 mol HCl dan 0,2 mol H2 dan harga tetapnya kesetimbangan \(K = 2\), maka konsentrasi \(Cl_2\) yang terdapat dalam keadaan kesetimbangan adalah ....
A. 0,1 M
B. 0,2 M
C. 0,4 M
D. 0,8 M
E. 1,6 M
Jawaban dan Analisa
Jawaban: D (0,8 M)
Hitung konsentrasi dari mol yang diberikan (volume = 2 L):
\([HCl] = \dfrac{0{,}4}{2} = 0{,}2\ \text{M}\), \([H_2] = \dfrac{0{,}2}{2} = 0{,}1\ \text{M}\), \([Cl_2] = x\).
Persamaan konstanta kesetimbangan: \(K = \dfrac{[H_2][Cl_2]}{[HCl]^2} = 2\).
Substitusi: \(\dfrac{0{,}1 \cdot x}{(0{,}2)^2} = 2\) → \(\dfrac{0{,}1x}{0{,}04} = 2\) → \(0{,}1x = 0{,}08\) → \(x = 0{,}8\ \text{M}\).