Soal 11
Diketahui reaksi:
\( S(s) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g) \qquad \Delta H_1 = -299 \, kJ \, mol^{-1} \)
\( SO_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g) \qquad \Delta H_2 = X \, kJ \, mol^{-1} \)
\( S(s) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow SO_3(g) \qquad \Delta H_3 = -396 \, kJ \, mol^{-1} \)
Besarnya \( X \) adalah ....
A. \( -49{,}9 \, kJ \, mol^{-1} \)
B. \( -97 \, kJ \, mol^{-1} \)
C. \( -194 \, kJ \, mol^{-1} \)
D. \( +49{,}9 \, kJ \, mol^{-1} \)
E. \( +97 \, kJ \, mol^{-1} \)
Klik untuk menampilkan jawaban dan analisa
Jawaban: B
Reaksi \( \Delta H_3 \) merupakan penjumlahan dua tahap, yaitu tahap \( \Delta H_1 \) lalu \( \Delta H_2 \). Menurut Hukum Hess, perubahan entalpi total sama dengan jumlah entalpi tahap-tahapnya: \( \Delta H_3 = \Delta H_1 + \Delta H_2 \).
Maka: \( \Delta H_2 = \Delta H_3 - \Delta H_1 = (-396) - (-299) = -97 \, kJ \, mol^{-1} \). Nilai ini \( \lt 0 \), sehingga tahap kedua juga bersifat eksoterm.
Soal 12
Diketahui energi ikatan dari: \( O{-}H = 464 \, kJ \), \( O{=}O = 500 \, kJ \), \( H{-}H = 436 \, kJ \).
Kalor yang diperlukan untuk menguraikan \( 9 \) gram air (\( Mr = 18 \)) adalah ....
A. \( 8 \, kJ \)
B. \( 121 \, kJ \)
C. \( 222 \, kJ \)
D. \( 242 \, kJ \)
E. \( 472 \, kJ \)
Klik untuk menampilkan jawaban dan analisa
Jawaban: B
Penguraian air ke unsur-unsurnya dapat dinyatakan: \( 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 \).
Ikatan yang diputus pada \( 2H_2O \): terdapat \( 4 \) ikatan \( O{-}H \), sehingga energi putus: \( 4 \times 464 = 1856 \, kJ \).
Ikatan yang terbentuk: pada produk terbentuk \( 2 \) ikatan \( H{-}H \) dan \( 1 \) ikatan \( O{=}O \), sehingga energi terbentuk: \( 2 \times 436 + 1 \times 500 = 872 + 500 = 1372 \, kJ \).
Perubahan entalpi reaksi (energi yang diperlukan): \( \Delta H = 1856 - 1372 = 484 \, kJ \) untuk \( 2 \) mol air (\( 36 \) gram). Karena \( \Delta H \gt 0 \), proses memerlukan kalor (endoterm).
Untuk \( 9 \) gram air: \( 9 \) gram adalah \( \frac{9}{36} = \frac{1}{4} \) bagian dari \( 36 \) gram, sehingga kalor: \( \frac{1}{4} \times 484 = 121 \, kJ \).
Soal 13
Data percobaan laju reaksi diperoleh dari reaksi: \( A + B \rightarrow C \) sebagai berikut:
| Nomor percobaan | \( [A] \) molar | \( [B] \) molar | Laju reaksi (molar/detik) |
|---|---|---|---|
| \( 1 \) | \( 0{,}01 \) | \( 0{,}20 \) | \( 0{,}02 \) |
| \( 2 \) | \( 0{,}02 \) | \( 0{,}20 \) | \( 0{,}08 \) |
| \( 3 \) | \( 0{,}03 \) | \( 0{,}20 \) | \( 0{,}18 \) |
| \( 4 \) | \( 0{,}03 \) | \( 0{,}40 \) | \( 0{,}36 \) |
Rumus laju reaksinya adalah ....
A. \( v = k[A]^2[B] \)
B. \( v = k[A][B]^2 \)
C. \( v = k[A][B] \)
D. \( v = k[A]^2[B]^2 \)
E. \( v = k[A]^3[B] \)
Klik untuk menampilkan jawaban dan analisa
Jawaban: A
Bandingkan percobaan \( 1 \) dan \( 2 \) (nilai \( [B] \) tetap \( 0{,}20 \)): \( [A] \) naik dari \( 0{,}01 \) menjadi \( 0{,}02 \) (naik \( 2 \) kali), laju naik dari \( 0{,}02 \) menjadi \( 0{,}08 \) (naik \( 4 \) kali). Karena \( 4 = 2^2 \), maka orde terhadap \( A \) adalah \( 2 \).
Bandingkan percobaan \( 3 \) dan \( 4 \) (nilai \( [A] \) tetap \( 0{,}03 \)): \( [B] \) naik dari \( 0{,}20 \) menjadi \( 0{,}40 \) (naik \( 2 \) kali), laju naik dari \( 0{,}18 \) menjadi \( 0{,}36 \) (naik \( 2 \) kali). Karena kenaikan laju sebanding, orde terhadap \( B \) adalah \( 1 \).
Jadi: \( v = k[A]^2[B] \).
Soal 14
Diketahui reaksi: \( A(g) + 2B(g) \rightleftharpoons AB_2(g) \). Kesetimbangan bergeser ke kanan jika ....
A. suhu dinaikkan
B. suhu diturunkan
C. tekanan diperbesar
D. tekanan diperkecil
E. konsentrasi \( B \) dikurangi
Klik untuk menampilkan jawaban dan analisa
Jawaban: C
Pada sisi kiri jumlah mol gas \( = 1 + 2 = 3 \), sedangkan sisi kanan \( = 1 \). Artinya jumlah mol gas kanan lebih kecil, yaitu \( 1 \lt 3 \).
Jika tekanan diperbesar, sistem cenderung bergeser ke sisi dengan jumlah mol gas lebih kecil agar menurunkan tekanan, sehingga bergeser ke kanan.
Soal 15
Dalam ruang \( 5 \) liter direaksikan \( 0{,}5 \) mol \( N_2 \) dengan \( 0{,}4 \) mol \( O_2 \) menurut reaksi: \( N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g) \).
Setelah tercapai keadaan setimbang terbentuk \( 0{,}2 \) mol gas \( NO \). Harga \( K_c \) adalah ....
A. \( \frac{1}{2} \)
B. \( \frac{1}{3} \)
C. \( \frac{1}{4} \)
D. \( \frac{1}{5} \)
E. \( \frac{2}{5} \)
Klik untuk menampilkan jawaban dan analisa
Jawaban: B
Misalkan derajat reaksi \( = x \) mol untuk \( N_2 \) dan \( O_2 \), maka \( NO \) yang terbentuk \( = 2x \). Diketahui \( 2x = 0{,}2 \Rightarrow x = 0{,}1 \).
Mol setimbang: \( n(N_2) = 0{,}5 - 0{,}1 = 0{,}4 \), \( n(O_2) = 0{,}4 - 0{,}1 = 0{,}3 \), \( n(NO) = 0{,}2 \).
Konsentrasi setimbang (volume \( 5 \) L): \( [N_2] = \frac{0{,}4}{5} \), \( [O_2] = \frac{0{,}3}{5} \), \( [NO] = \frac{0{,}2}{5} \).
Rumus: \( K_c = \dfrac{[NO]^2}{[N_2][O_2]} \).
Substitusi: \( K_c = \dfrac{\left(\frac{0{,}2}{5}\right)^2}{\left(\frac{0{,}4}{5}\right)\left(\frac{0{,}3}{5}\right)} = \dfrac{\frac{0{,}04}{25}}{\frac{0{,}12}{25}} = \dfrac{0{,}04}{0{,}12} = \frac{1}{3} \).
Hasil \( K_c = \frac{1}{3} \) dan nilainya \( \gt 0 \) sesuai definisi tetapan kesetimbangan.