soal kimia kelas xi dan pembahasan

(1)

1. Jelaskan pengertian sistem dan lingkungan Pembahasan:

Sistem adalah segala sesuatu yang menjadi pusat perhatian, sedangkan, Lingkungan yaitu hal-hal di luar sistem yang membatasi sistem dan dapat mempengaruhi sistem.

2. Di dalam gelas kimia direaksikan amonium klorida padat dengan barium hidroksida padat sehingga dihasilkan barium klorida, air, dan gas amonia. Pada reaksi tersebut ternyata suhu sistem turun dari 25 C menjadi 12 C

Dari fakta tersebut:

a. Tunjukkan manakah yang menjadi sistem dan lingkungannya b. Temukan apakah reaksi termasuk reaksi endoterm atau eksoterm.

PEMBAHASAN :

a. Sistem : Amonium klorida, barium hidroksida, barium klorida, air dan gasamonia,

Lingkungan : Gelas kimia

b. Karena terjadi penurunan suhu sistem maka reaksi termasuk reaksi endoterm.

3. Diketahui H2O(l) H2O (g) Δ( = + kJ/mol, berapakah kalor yang diperlukan

untuk penguapan 4,5 gram H2O (Ar H = 1,0 Ar O = 16) ?.

Pembahasan : Mr H2O = 18 g/mol

Massa H2O = 4,5 gr

Mol H2O = 4,5 g/18 g mol-1 = 0,25 mol Δ( = Q/n

Q = Δ( x n

= + 40 kJ/mol x 0,25 mol = + 10 kJ

4. Berapakah kalor yang dihasilkan pada pembakaran 4,48 Liter gas karbon standar sesuai reaksi sbb:

C(g) + O2(g) CO2(g) Δ( = -394 kJ/mol

Pembahasan :

Mol pembakaran gas karbon = 4,48 L/22,4 Lmol-1

= 0,2 mol

Δ( = Q/n

Q = Δ( x n

= -394 kJ/mol x 0,2 mol Q = 78,8 kJ

5. C(g) + CO2 (g) CO2 ∆Hfo = -393,5 kJ/mol menghasilkan 22 gr CO2, berapakah

kalor yang diperlukan untuk menghasilkan gas CO2 tersebut?

Pembahasan :

(2)

=0,5 mol

Δ( = Q/n

Q = Δ( x n

= -393,5 kJ/mol x 0,5 mol Q = – 196,75 kJ

6. Jika arang (karbon) dibakar dengan oksigen menjadi gas karbondioksida, akan dilepaskan kalor sebesar 393,5 kJ/mol.Tuliskan persamaan termokimianya

PEMBAHASAN :

Persamaan Termokimia:C(s) + O2 g → CO2 g ∆( = -393,5 kJ/mol

7. Jika spiritus dianggap hanya mengandung alkohol (C2H5OH)saja, berapa gram

spiritus harus dibakar untuk menaikkan suhu 100 gram air dari 20o_{C menjadi 50}o_C?

(Dianggap hanya 50% saja kalor yang terpakai) Diketahui:

∆Hfo_H₂_{O(g) =-240 kJ/mol} ∆Hfo_CO₂_{(g) =-394 kJ/mol}

∆Hfo_C₂_H₅_{OH (g) =-277 kJ/mol Ar C = 12, H = 1, O = 16}

PEMBAHASAN :

menghitung kalor yang diperlukan untuk memanaskan air

q reaksi= -(q larutan+ q kalorimeter),Karena kalor kalorimeter diabaikan, maka: q reaksi = -q larutan

q reaksi = - m.c.∆T q reaksi= -(100.4,2.30) = -12600 J = -12,6 kJ

menghitung ∆(o_C₂_H₅_OH

reaksi pembakaran C2H5OH

C2H5OH + 3O2→ CO2+ 3H2O

∆(r= ∆(fo_CO₂x + ∆(fo_H₂_{O x 3)}–₍∆_Hfo_C₂_H₅_OHx + ∆(fo_O₂_{x 3)} ∆Hr= (-394 x 2 + -240 x 3) – (-277 + 0)

∆Hr= -1231 kJ/mol

kalor yang dilepaskan oleh spiritus adalah 2 x -12,6 kJ = -25,2 kJ karena hanya 50% yang terpakai

Jadi jumlah mol spiritus adalah

∆ = ��

= ��

∆ = −25,2

−1231 = 0,02

(3)

8. Diketahui:

∆Hfo_CO₂_{(g) =-} kJ/mol ∆(fo_H₂_{O(g) =-} kJ/mol ∆(fo_C₂_H₄_{(g) =+52 kJ/mol}

Hitunglah kalor yang dilepas pada pembakaran 6,72 liter gas C2H4 pada suhu 0oC, 1

atm (Ar C = 12, H = 1)

PEMBAHASAN :

menghitung ∆( C2H4

reaksi pembakaran C2H4

C2H4+ 3 O2→ CO2+ 2H2O

∆(r= ∆(fo_CO₂x +∆(fo_H₂_{O x 2)}– ∆(fo_C₂_H₄O( x + ∆(fo_O₂_{x 3)} ∆Hr= (-394 x 2 + -285 x 2) – + + ∆(r= -1410 kJ/mol

menghitung jumlah mol C2H4 dalam keadaan STP

= �

22,4=

6,72

22,4= 0,3

maka:

∆H = -1410 kJ/mol x 0,3 mol = -423 kJ

9. Diketahui

∆Hfo_CaCO₃_{(s) = -1.207 kJ/mol}

∆Hfo_{CaO(s) = -} , kJ/mol, dan ∆(fo_CO₂_{(g) = -394 kJ/mol}

Tentukan perubahan entalpi pada proses peruraian CaCO3 dengan reaksi: CaCO3(s) → CaO s + CO2 (g)

PEMBAHASAN :

∆Hr= ∆(fo_CO₂x + ∆(fo_{CaO x 1)}– ∆(fo_CaCO₃_{x 1)} ∆Hr= (-394 x 1 + -635,5 x 1) – (-1.207)

∆Hr= 177,5 kJ/mol

10. Bila diketahui energi ikatan rata-rata N-H pada NH3 = 391 kJ/mol, H-H = 435 Kj/mol,

energi ikatan rata-rata rangkap tiga N= 946 kJ/mol, maka entalpi pembentukan gas

N( adalah….

Pembahasan : N2 + 3H2 2NH3

Δ( = Σ energi ikatan rata reaktan –Σ energi ikatan rata produk

= (1 (946 kJ/mol + 3 (435 kJmol) – (2×3 (391 kJ/mol)) = 946 kJ/mol + 1305 kJ/mol – 2346 kJ/mol

= 2251 kJ/mol – 2346 kJ/mol

Δ( = – 95 kJ/mol (ini untuk 2 mol NH3)

Δ( untuk mol = -95 kJ/mol/ 2mol = – 47,5 kJ/mol

11. Tuliskan persamaan termokimia dari pernyataan berikut

a. ∆(f CaCO3 (s) = -1.207 kJ/mol b. ∆(c CH3OH(l) = -638 kJ/mol

PEMBAHASAN :

a. Ca(s) + C(s) + 3/2 O2 g → CaCO3 s ∆( = -1.207 kJ/mol

(4)

∆Hc CH4 dan tuliskan persamaan termokimianya (Ar C = 12, H = 1)

PEMBAHASAN :

menentukan jumlah mol CH4

=_� = 1,6

16 = 0,1

dihitung melalui perbandingan 0,1 mol CH4 melepaskan 80,2 kJ,

ditanyakan ∆(c (1 mol) 0,1

1 =

80,2

∆ �

∆ � = 80,2 � 10 = 802

Persamaan termokimianya:CH4 (g) + 2O2 g → CO2 (g) + 2H2O(l)

13. Pada peruraian gas amonia menjadi gas hidrogen dan gas nitrogen diperlukan kalor 46 kJ tiap mol amonia.

Tentukan ∆(f gas amonia dan tuliskan persamaan termokimianya

PEMBAHASAN :

Reaksi peruraian amonia:NH3 g → ½ N2(g) + 3/2 H2 g ∆( =+ kJ/mol

Yang ditanyakan adalah ∆(f yaitu reaksi pembentukan standar yang merupakan

kebalikan dari reaksi peruraian, sehingga nilai ∆H nya menjadi kebalikannya atau

∆(f = 46 kJ/mol

persamaan termokimianya: ½ N2 (g) + 3/2 H2 g → N(3 g ∆( = -46 kJ/mol

14. Asam benzoat murni ∆(c C6H5COOH = -3.277 kJ/mol) sebanyak 1.220 gram

dimasukkan ke dalam kalorimeter bom yang berisi 1.200 g air (kapasitas kalor kalorimeter = 1.365 J/o_{C; kalor jenis air 4,18 J/g}o_C).

Hitunglah kenaikan suhu kalorimeter yang terjadi. (Ar C = 12, O = 16, H = 1)

PEMBAHASAN :

menentukan mol asam benzoat

q reaksi = ∆( x mol = -3.277 kJ/mol x 10 mol = -3.277 kJ = -3.277.000 J q reaksi = -(q larutan+ q kalorimeter)

q reaksi = - m.c.∆T + C.∆T -3.277.000 J = – + . , .∆T + . .∆T 3.277 kJ = , .∆T

∆T= 285,5

15. Diketahui reaksi –reaksi :

1. C (s) + ½ O2 (g) CO(g) Δ( = – a kJ

2. 2CO(s) + O2 (g) 2CO(g) Δ( = – b kJ

3. C(s) + O2(g) CO(g) Δ( = – c kJ

Menurut hukum Hess, hubungan antara a,b, dan c diberikan oleh ungkapan.. a. a = ½ b + c c. 2c = 2a + b e. ½ b = 2a + c

b. 2c = 2a + b d. c = 2a + ½ b Pembahasan :

Ambil persamaan 2 dan 3 lalu eliminasikanlah kedua persamaan tersebut : 2CO(s) + O2(g) 2CO(g) Δ( = – b kJ (x 1 )

CO(g) C(s) + O2 (g) Δ( = c kJ (x 2 )

(5)

2CO(s) + O2(g) 2CO(g) Δ( = – b kJ

2CO(g) 2C(s) + 2O2 (g) Δ( = c kJ

Sehingga menghasilkan persamaan :

2CO(s) + O2 (g) 2C(s) + 2O2 (g) Δ( = – b + 2c

Lalu eliminasikan kembali dengan persamaan 1:

2CO(s) + O2 (g) 2C(s) + 2O2 (g) Δ( = – b + 2c (x 1)

C(s) + ½ O2 (g) CO(g) Δ( = – a (x2)

2CO(s) + O2 (g) 2C(s) + 2O2 (g) Δ( = – b + 2c

2C(S) + O2 (g) 2CO(g) Δ( = – 2a

Sehingga menghasilkan persamaan :

2CO(s) 2CO(g) Δ( = – b + 2c – 2a

Δ( = – b + 2c -2a

Jawabannya : 2c = 2a + b

16. Ke dalam suatu kalorimeter direaksikan 50 cm3 _{larutan CuSO}₄_{0,1 M dengan serbuk}

seng (massa seng diabaikan). Ternyata, termometer menunjukkan kenaikan suhu 9o_{C. Jika kalor jenis larutan dianggap 4,2 J/g K dan massa jenis larutan 1 g/cm3,}

tentukan ∆( dari reaksi: CuSO4+ Zn → Cu +ZnSO4

PEMBAHASAN :

massa larutan = ρ.V = x cm = gram

qreaksi= -(qlarutan+ qkalorimeter) Karena kalor kalorimeter diabaikan,maka q reaksi= -qlarutan

q reaksi = m.c.∆Tqreaksi= . , . = J = , kJ

mol CuSO4= 0.05 L x 0,1 M = 0,005 mol

∆H = qreaksi/mol = 1,89 kJ/0,005 mol = 378 kJ/mol

17. Sebanyak 9,6 gram kristal LiOH ditambahkan ke dalam kalorimeter yang berisi 150 gram air. Setelah kristal LiOH larut, suhu kalorimeter beserta isinya naik dari 27o_C

menjadi 33,5o_{C. Tentukan entalpi pelarutan LiOH dalam air. (Kalor jenis larutan =}

4,2 J/go_{C dan kapasitas kalor kalorimeter = 11,7 J/}o_C)

PEMBAHASAN :

q reaksi= -(q larutan+ q kalorimeter) q reaksi= - m.c.∆T + C.∆T

q reaksi= – ((9,6+150).4,2.(33,5-27) + 11,7.(33,5-27)) q reaksi= – 4433,13 J

menentukan mol LiOH

menentukan ∆( LiO( untuk mol

18. Pembakaran sempurna 4 gram metana membentuk gas karbon dioksida dan air pada keadaan standar menghasilkan 55,625 kJ. Tentukan entalpi pembakaran molar standar metana

PEMBAHASAN :

(6)

=

� =

9,6

24 = 0,4

untuk 1 mol (entalpi pembakaran molar standar) ∆ = −(−4433 ,13)

0,4 = 11,082 �/

19. 2P(s) + O2 (g) + 3Cl2 g → POCl3 g ∆( = -1.150 kJ

H2 (g) + Cl2 g → (Cl g ∆( = -184 kJ

2P(s) + 5Cl2 g → PCl5 g ∆( = -640 kJ

2H2(g) + O2 g → (2O(g) ∆H = -482 kJ (itunglah ∆( untuk reaksi:

PCl5(g) + H2O g → POCl3(g) + 2HCl(g)

PEMBAHASAN

Untuk mencari ∆( melalui hukum (ess dalam bentuk reaksi yaitu cari patokan

yaitu zat yang ada muncul satu kali di reaksi-reaksi yang diketahui ∆( nya.

Patokan untuk soal ini adalah PCl5, H2O, POCl3, HCl.Kemudian sesuaikan reaksi

diketahui sesuai dengan posisi dan jumlah patokan yang ada di reaksi yang ditanyakan, kemudian reaksi dijumlahkan (Jika ada yang sama di kiri dan kanan bisa di coret)sehingga menjadi:

Reaksi I (dibagi 2) :P(s) + ½ O2 (g) + 3/2Cl2 g →POCl3(g) ∆H = -575 kJ

Reaksi II (Tetap) :H2 (g) + Cl2 g → (Cl g ∆H = -184 kJ

Reaksi III (Dibalik & Dibagi 2):PCl5→ P s + / Cl2 (g) ∆H = +320 kJ

Reaksi IV (Dibalik & Dibagi 2):H2O g → (2 (g) + ½ O2 (g) ∆H = +241 kJ +

PCl5(g) + H2O g → POCl3 g + (Cl g ∆( = -198 kJ

20. Diketahui:

∆Hfo_H₂_{O(l) = -285,5 kJ/mol} ∆Hfo _CO₂_{(g) = -393,5 kJ/mol} ∆Hfo_C₃_H₈_{(g) = -103 kJ/mol}

a. (itunglah ∆(c C3H8

b. Berapa kalor yang dilepaskan jika 10 gram C3H8 dibakar sempurna (Ar C =

12, H = 1)

PEMBAHASAN :

a. Jika diketahui data ∆(fomaka penentuan ∆(reaksi bisa dicari melalui rumus ∆(r= S∆(foproduk x koefisien – (S ∆Hfo_{pereaksi x koefisien)}

Reaksi ∆(c C3H8 yaitu :C3H8(g) + 5O2 g → CO2 (g) + 4H2O(l) ∆(r= ∆(fo_CO₂x + ∆(fo_H₂_{O x 4)}– ∆(foC ( x + ∆(fo_O₂_{x 5)} ∆Hr= (-393,5 x 3 + -285,5 x 4) – (- + ∆(r= -2219,5 kJ/mol b. menghitung jumlah mol C3H8

= _� = 4

16 = 0.25

maka ∆(rnya

∆ = −55,625

(7)

21.

Hitunglah:

a. ∆(fo_CH₄_(g)

b.Buatlah diagram tingkat energinya PEMBAHASAN :

a. menentukan ∆(fo_CH₄_{(g) kita lihat kembali diagramnya}

∆Hfo_{CH4 dapat ditentukan melalui hukum Hess}

Dimisalkan ∆(fo_CH₄yaitu ∆( Tahap ) dan reaksi yang diketahui sebagai ∆(₂_dan ∆H3 (Tahap II)dimana berlaku:

Tahap I = Tahap II

∆( = ∆(2+ ∆( ∆H1= -965 + 890 ∆( = ∆(fo_CH₄_{= -75 kJ/mol}

(8)

∆Hfo_CO₂_{(g) =-394 kJ/mol}

∆Hfo_H₂_{O(g) =-285 kJ/mol dan}∆_Hfo_C₂_H₄_{(g) =+52 kJ/mol}

Hitunglah kalor yang dilepas pada pembakaran 6,72 liter gas C2H4 pada suhu 0oC, 1

atm (Ar C = 12, H = 1)

PEMBAHASAN :

menghitung ∆( C2H4

reaksi pembakaran C2H4

C2H4+ 3 O2→ CO2+ 2H2O

∆(r= ∆(fo_CO₂_{x 2 +}∆_Hfo_H₂_{O x 2)}– ∆(fo_C₂_H₄O( x + ∆(fo_{O2x 3)} ∆Hr= (-394 x 2 + -285 x 2) – + + ∆(r= -1410 kJ/mol

menghitung jumlah mol C2H4 dalam keadaan STP

maka:

∆H = -1410 kJ/mol x 0,3 mol = -423 kJ

23. Diketahui

∆Hfo_CaCO₃_{(s) = -1.207 kJ/mol}

∆Hfo_{CaO(s) = -635,5 kJ/mol,}dan ∆(fo_CO₂_{(g) = -394 kJ/mol}

Tentukan perubahan entalpi pada proses peruraian CaCO3 dengan reaksi:

CaCO3 s → CaO s + CO2 (g)

PEMBAHASAN :

∆(r= ∆(fo_CO₂x + ∆(fo_{CaO x 1)}– ∆(fo_{CaCO3x 1)} ∆Hr= (-394 x 1 + -635,5 x 1) – (-1.207)

∆Hr= 177,5 kJ/mol

24. Diketahui:

(CN aq → (+ aq + CN– aq ∆( = + , kJ

H2O l → (+ aq + O(– aq ∆( = + , kJ

(itunglah ∆( dari reaksi : HCN(aq) + OH– aq → (2O(l) + CN–(aq)

PEMBAHASAN :

Reaksi 1 (tetap) : (CN aq → (+_{(aq) + CN}–_(aq) ∆_{H = +42,8 kJ}

Reaksi 2 (dibalik): H+_{(aq) + OH}– aq → (₂_{O (l)} ∆_{H = -53,2 kJ +}

Sehingga : HCN(aq) + OH– aq → (2O(l) + CN– (aq) ∆H = -10.4 kJ

25. Diketahui persamaan termokimia sebagai berikut.

C4H9OH(l) + 6O2 g → CO2 (g) + 5H2O(g) ∆H = -2.456 kJ

(C2H5 O l + O → CO2 (g) + 5H2O(g) ∆( = -2.510 kJ

Hitunglah perubahan entalpi untuk reaksi: ( C2H5)2O(l → C4H9OH(l)

PEMBAHASAN :

Reaksi 1 (dibalik): 4 CO2 (g) + 5H2O g → C4H9OH(l) + 6O2 (g) ∆H =+2.456 kJ

Reaksi 2 (tetap) : (C2H5)2O(l) + 6O2→ CO2 (g) + 5H2O(g) ∆H = -2.510 kJ +