Soal Kesetimbangan Kimia Dan Pergeseran Kimia [PDF]

Citation preview

KESETIMBANGAN KIMIA SOAL DAN PEMBAHASAN 1.



2.



3.



Suatu reaksi dikatakan mencapai kesetimbangan apabila …. A. laju reaksi ke kiri sama dengan ke kanan B. jumlah koefisien reaksi ruas kiri sama dengan ruas kanan C. mol zat sebelum dan sesudah reaksi sama D. massa zat sebelum dan sesudah reaksi sama E. reaksi tidak berlangsung lagi. Pembahasan: Jawaban: A. Kesetimbangan akan tercapai apabila jumlah zat yang terlibat dalam reaksi tidak berubah terhadap waktu. Artinya, laju reaksi ke kanan = laju reaksi ke kiri. ⇌ Reaksi 2N2O 5(g) 4NO2(g) + O2(g) adalah reaksi eksotermik. Jika temperatur dinaikkan, maka yang terjadi adalah …. A. NO2dan O bertambah 2 B. N2O 5dan O bertambah 2 C. NO2dan N O5 berkurang 2 D. N2O 5dan O berkurang 2 E. NO2dan O berkurang 2 Pembahasan: Jawaban: E. Jika temperatur dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah endoterm (dalam hal ini ke kiri, ke arah pereaksi). Karena itu, [NO2] dan [O 2] berkurang. Pada reaksi setimbang: ⇌ 3+ – 2+ Fe (aq) + SCN (aq) Fe(SCN) (aq) tidak berwarna



merah



Apabila temperatur tetap, maka …. 3+ A. jika konsentrasi Fe ditambah, warna larutan bertambah merah B. jika larutan diencerkan, warna larutan bertambah merah – C. jika konsentrasi SCN ditambah, warna merah larutan memudar D. jika ke dalam larutan ditambahkan larutan amonia, warna larutan bertambah merah E. jika ke dalam larutan ditambahkan suatu katalis, warna merah larutan memudar Pembahasan: Jawaban: A. 3+ A. Jika konsentrasi Fe ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan. 2+ Akibatnya, konsentrasi Fe(SCN) bertambah (ditandai dengan bertambah merahnya warna larutan) B. Jika larutan diencerkan (berarti memperbesar volum), maka kesetimbangan akan bergeser ke kiri (ke arah yang jumlah koefisien reaksinya lebih besar). Akibatnya, warna merah larutan memudar



–



C. Jika konsentrasi SCN ditambah, maka kesetimbangan akan bergeser ke kanan. 2+ Akibatnya, konsentrasi Fe(SCN) bertambah (ditandai dengan bertambah merahnya warna larutan) D. Jika ke dalam larutan ditambahkan larutan amonia, maka amonia tersebut akan 3+ mengikat ion Fe sehingga konsentrasinya berkurang. Akibatnya, kesetimbangan 3+ akan bergeser ke kiri untuk menaikkan konsentrasi Fe . Hal ini ditandai dengan memudarnya warna merah larutan E. Penambahan katalis tidak akan menggeser kesetimbangan. Katalis hanya membantu mempercepat proses tercapainya kesetimbangan tanpa mengubah komposisi kesetimbangan. 4.



5.



⇌ Sistem kesetimbangan H2(g) + I2(g) 2HI(g), _ H = –52 kJ tidak akan terganggu jika …. A. temperatur dinaikkan B. temperatur diturunkan C. ditambah gas hidrogen D. ditambah gas HI E. tekanan diperbesar Pembahasan: Jawaban: E. Pembesaran tekanan tidak akan mengganggu kesetimbangan karena jumlah koefisien reaksi pereaksi = jumlah koefisien reaksi produk. Artinya, kesetimbangan tidak akan bergeser. Harga tetapan kesetimbangan (Kc) untuk reaksi: ⇌ 3+ + Al (aq) + 3H2O (l) _ Al(OH)3(s) + 3 H (aq) adalah …. A. Kc=



_(____) _ _ ___ _ _ __



B. Kc=



__ _ ___ _ _ __



_



_



_



C. Kc=



__ ___ __



_



___ __



D. Kc=



__ _(____)



E. Kc=



__ __



_



_



Pembahasan: Jawaban: C. Konsentrasi padatan dan cairan murni tidak menentukan harga Kc. 6.



⇌ Pembuatan gas NH3di pabrik: N 2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Hasil gas NH3dapat diperbesar dengan cara …. A. memperbesar tekanan B. memperbesar volum C. memperbesar temperature D. menambah katalis



_ H = –x kJ



E. mengurangi gas N2 Pembahasan: Jawaban: A. Pembesaran tekanan menyebabkan kesetimbanga bergeser ke arah yang jumlah koefisien reaksinya lebih kecil (dalam hal ini ke kanan). Akibatnya, hasil gas NH 3 dapat diperbesar. 7.



Reaksi kesetimbangan berikut ini yang jika tekanan ditambah akan menyebabkan hasil yang diperoleh lebih banyak adalah …. ⇌ A. CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) ⇌ B. CO(g) + H2O (g) CO2(g) + H2(g) ⇌ C. 4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O (g) ⇌ D. 2HI(g) H2(g) + I2(g) ⇌ E. 2NO2(g) N2O 4(g) Pembahasan: Jawaban: E. Jika tekanan ditambah, perolehan hasil yang lebih banyak terjadi pada reaksi yang jumlah koefisien produknya (fase gas) lebih kecil dari jumlah koefisien reaksi pereaksinya (fase gas).



8.



Untuk reaksi kesetimbangan: 2NO2(g) cokelat



⇌



2NO(g) + O2(g)



_ H = –58,02 kJ



tidak berwarna



Jika temperatur dinaikkan, maka arah pergeseran kesetimbangan, harga K, dan warna tabung reaksi adalah …. A. ke kiri, makin kecil, berwarna coklat B. ke kiri, berwarna coklat, makin kecil C. makin kecil, ke kiri, berwarna coklat D. berwarna colklat, ke kiri, makin kecil E. makin kecil, berwarna coklat, ke kiri Pembahasan: Jawaban: A. Jika temperatur dinaikkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah endoterm (dalam hal ini ke kiri). Ini berarti [NO] dan [O2] berkurang dan [NO ]2 bertambah, sehingga harga K makin kecil dan warna tabung reaksi menjadi cokelat. 9.



Dalam ruang 2 Liter dipanaskan sebanyak 6 mol gas SO 3 sehingga terdisosiasi dan ⇌ membentuk kesetimbangan dengan persamaan: 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) Jika dalam kesetimbangan terdapat gas SO 3 dan O2 dalam jumlah mol sama, harga tetapan _ kesetimbngan Kcadalah ….



A.



_ _



B.



_



C. 2



D. 4 E. 8 Pembahasan: Jawaban: D. ⇌ 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) m 6 mol b 2x mol 2x mol x mol s x mol 2x mol x mol 6 – 2x = x 3x = 6 x = 2 mol _____



[SO3] = [SO2] =



_____



_



___ = ___ = ______ _____ ___



=



___



1M



=2M



[O2] = [SO 3] = 1 M Kc= =



___ _ __ _ _ ___ _ (_) _( )_ (_) _



=4 10. Dalam ruang 1 Liter sebanyak 0,6 mol gas PCl5dipanaskan menurut reaksi ⇌ PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) Dalam kesetimbangan dihasilkan 0,2 mol gas Cl . 2Jika temperatur pada ruangan 300 K –1 –1 dan harga R = 0,082 L atm mol K , harga Kpadalah …. A. 0,04 atm B. 0,10 atm C. 1,64 atm D. 2,46 atm E. 6,05 atm Pembahasan: Jawaban: D. ⇌ PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g) m 0,6 mol b 0,2 mol 0,2 mol 0,2 mol s 0,4 mol 0,2 mol 0,2 mol _,_____



P PCl 5=



___



–1



–1



–1



–1



x 0,082 atm mol K x 300 K



= 9,84 atm _,_____



P PCl 3=



___



x 0,082 atm mol K x 300 K



= 4,92 atm P Cl 2= P PCl =3 4,92 atm Kp=



(_____ )(_____ ) (______ )



(_,__ )_(_,__)



=



(_,__ )



__,____



=



_,__



= 2,46



11. Pada temperatur tertentu, dalam ruang 10 Liter terjadi kesetimbangan dari reaksi: ⇌ 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) Jika 80 gram SO 3 (ArS = 32; O = 16) dipanaskan pada temperatur itu sampai tercapai kesetimbangan, ternyata didapatkan perbandingan mol SO3 : O2 = 2 : 1. Tetapan kesetimbangan reaksi tersebut adalah …. A. 0,025 B. 0,040 C. 0,400 D. 2,500 E. 25,00 Pembahasan: Jawaban: A._ !! _ mol SO3= "# ___$# _



= ___$# _____ %& = 1 mol 2SO3(g) m 1 mol b 2x mol s 2x mol



⇌



2SO2(g) + O2(g) 2x mol x mol 2x mol x mol



1 – 2x = 2x 1 = 4x x = 0,25 mol ______



[SO3] =



____



_(_,_')



=



__



_M = 0,05 M



[SO2] =_____ [SO 3] = 0,05 M _,_' _M [O2] = '__ = __ = 0,025 M Kc=



___ _ __ _ _ ___ _



Kc=



(_,_' )_( _,__' ) (_,_' )_



= 0,025



12. Pada penguraian gas amonia saat setimbang mol NH 3berbanding dengan mol H =2 4 : 3. ⇌ Persamaan reaksinya 2NH 3(g) N2(g) + 3H 2(g), _ H = +x kJ. Maka derajat disosiasi NH adalah …. _



A.



) )



B.



* _



C.



* _



D.



_ )



E.



_



3



Pembahasan: Jawaban: A. ⇌ 2NH3 (g) N2(g) + 3H2(g) m 6x mol b 2x mol x mol 3x mol s 4x mol x mol 3x mol +,__ -_____./#,# 0



α NH3 =



+,__ -______,_ 1_,_ ______



=



______ _



=



)



13. Pada reaksi kesetimbangan 2X (s) atm, maka harga Kpadalah …. A. 0,18 B. 0,25 C. 0,20 D. 0,56 E. 2,25 Pembahasan: Jawaban: E. ⇌ 2X(s) Y(s) + 2Z(g) 2 Kp= (P )Z _ 2_ ×1,56 = _



⇌



Y(s) + 2Z (g), apabila tekanan setelah setimbang 1,5



= 2,25 14. Pada temperatur 200 K, harga Kcuntuk suatu reaksi kesetimbangan gas ⇌ –1 –1 2PQ(s) P2(g) + Q 2(g) adalah 473. Jika R = 0,082 L atm mol K , maka harga K puntuk reaksi tersebut adalah …. A. 0,01 B. 100



C. 236,5 D. 473 E. 946 Pembahasan: Jawaban: D. ⇌ 2PQ(s) P2(g) + Q2(g) _n Kp = Kc(RT) →Δ n=0 Kp = Kc = 473 ⇌ 15. Reaksi kesetimbangan: 2C(s) + O2(g) 2CO(g). Jika pada temperatur tetap volum diperbesar, maka …. A. kesetimbangan bergeser ke kiri dan K berkurang B. kesetimbangan bergeser ke kanan dan K bertambah C. gas O2berkurang, gas CO bertambah, dan K tetap D. kesetimbangan bergeser ke kiri dan K tetap E. kesetimbangan tidak bergeser dan K tetap Pembahasan: Jawaban: C. Jika volum diperbesar, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah yang jumlah koefisien reaksinya lebih besar (dalam hal ini ke kanan). Artinya, gas O 2 berkurang dan gas CO bertambah. Sementara itu, harga K tetap selama temperatur. ⇌ 16. Jika tetapan kesetimbangan Kcuntuk reaksi A (g) + B(g) C(g) dan untuk reaksi 2A (g) + ⇌ D(g) C(g) berturut-turut adalah 4 dan 8, maka tetapan kesetimbangan K c untuk reaksi ⇌ C(g) +_ D(g) 2B(g) adalah ….



A.



_



B. C. D. E.



2 8 12 24



Pembahasan: Jawaban: A. ⇌ reaksi 1: A (g) + B(g) C(g) ⇌ reaksi 2: 2A(g) + D(g) C(g) reaksi 1: 2C(g)



⇌



Kc= 4 Kc= 8 _



2_ 6



2A(g) + 2B(g) Kc= _ ⇌ reaksi 2: 2A(g) + D(g) C(g) Kc= 8 _ ⇌ reaksi 3: C(g) + D(g) 2B(g) Kc= _



17. Pada reaksi penguraian gas SO 3dalam keadaan setimbang terdapat 0,2 mol gas SO , 0,4 3 ⇌ mol gas SO 2, dan 0,15 mol gas O 2. Persamaan reaksinya: 2SO3(g) 2SO2(g) + O 2(g). Derajat disosiasi SO3adalah …. A. 0,2 B. 0,4 C. 0,5 D. 0,6 E. 0,8 Pembahasan: Jawaban: Tidak ada pilihan jawaban yang tepat. ⇌ 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) m 0,6 mol b 0,4 mol 0,4 mol 0,15 mol s 0,2 mol 0,4 mol 0,15 mol +,__ -_____./#,# 0 α SO3=



+,__ -______,_ 1_,_ _,_____



= _,_____ = 0,6667 18. Pembuatan gas SO3menurut proses kontak sesuai dengan reaksi: ⇌ 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) _ H = –44,5 kJ Hasil gas SO3dapat diperbesar dengan cara …. A. memperbesar volum B. menurunkan temperatur C. memperkecil tekanan D. mengubah katalis V2O 5 E. mengurangi SO2 Pembahasan: Jawaban: B Jika temperatur diturunkan, maka kesetimbangan akan bergeser ke arah eksoterm (dalam hal ini ke kanan) sehingga hasil gas SO3dapat diperbesar. ⇌ 19. Gas NO 2 terurai menurut reaksi 2SO 3(g) 2SO2(g) + O2(g). Pada kesetimbangan, perbandingan tekanan parsial gas SO 2dan gas SO adalah 2 : 1. Derajat disosiasinya 3 adalah …. _ A.



_



_



B. )



_



C. _ )



D. _ _



E. )



Pembahasan: Jawaban: B ⇌ 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) m 3x mol b 2x mol 2x mol s x mol 2x mol __



α = )_ _



=) 20. Dalam bejana 3 Liter, 5 mol gas amonia terurai sebesar 40 % menurut reaksi: ⇌ 2NH_3(g) N2(g) + 3H2(g). Besarnya harga tetapan kesetimbangan (K) adalah …. A. _ _



B. '



_



C. _ _



D. )



_



E. _ Pembahasan: Jawaban: D. ⇌ 2NH3(g) N2(g) + 3H2(g) m 5 mol b 2 mol 1 mol 3 mol s 3 mol 1 mol 3 mol )____



[NH3] =



) __ _____



[N2] =



) __ )____



[H2] =



) __



Kc=



=



=1M __



)_ M



=1M



_7__ _ _ _7 _ _ 2&6(_)



= (_) _ _



=) 21. Untuk kesetimbangan: N 2O 4(g) dan pada suhu 300 K harga K kesetimbangan di atas yaitu ....



⇌



p



–6



2NO2(g) pada suhu 200 K harga Kp= 1,9 x 10 atm –1 = 5,1 x 10 atm, maka pernyataan yang benar untuk



A. reaksi ke kanan endoterm B. reaksi ke kiri endoterm C. kenaikan suhu menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kiri D. kenaikan suhu menyebabkan konsentrasi NO2berkurang E. kenaikan suhu menyebabkan kesetimbangan bergeser ke kanan Pembahasan: Jawaban: a dan e. Kenaikan suhu menyebabkan harga K p meningkat. Jika harga K p meningkat, berarti kesetimbangan reaksi bergeser ke kanan. Jika dengan kenaikan suhu kesetimbangan bergeser ke kanan, maka dapat disimpulkan bahwa reaksi ke kanan adalah reaksi endoterm. ⇌ 22. Gas NO 2 terurai menurut reaksi: 2NO (g) 2NO(g) + O2(g). Saat tercapai 2 kesetimbangan, perbandingan tekanan parsial NO 2dengan NO adalah 1 : 2, maka derajat disosiasi NO2adalah .... _ A.



_



_



B. )



_



C. _ _



D. ) )



E. _ Pembahasan: Jawaban: d. Saat tercapai kesetimbangan … PNO2 1 = PNO 2 mol NO2 × Ptotal mol total 1 = mol NO 2 × Ptotal mol total mol NO2 1 = mol NO 2 2NO2(g) m 3x mol b 2x mol s x mol α=



⇌



2NO(g) + O2(g) 2x mol 2x mol 2x mol 2x mol



mol_zat_terurai mol_zat_mula−mula



2F_mol 3F_mol 2 α= 3 α=



_



23. Pada kesetimbangan: SO 2(g) + O_ (g) 2



⇌



SO3(g), harga tetapan kesetimbangannya K . 1



Pada suhu yang sama, harga tetapan kesetimbangan untuk reaksi: ⇌ 2SO3(g) _ 2SO2(g) + O 2(g) adalah .... H_ J A. I & B.



K



_ I& 2



C. K1 L M_ D. E. tetap Pembahasan: Jawaban: _a.



⇌ SO2(g) + _O 2(g) SO3(g) _ ⇌_ SO3(g) SO2(g) + _ O2(g) 2SO3(g)



⇌



SO2(g) + O 2(g)



K=K K= K=



_



1



I& _ _



(reaksi dibalik)



I&



(reaksi dikali 2)



H J



⇌ 24. Pada reaksi kesetimbangan: 3A + B A3B, jika mula-mula ada 1 mol/Liter zat A dan dalam kesetimbangan tinggal 0, maka konsentrasi A 3B dalam kesetimbangan adalah .... A. 0,1 mol/Liter B. 0,2 mol/Liter C. 0,4 mol/Liter D. 0,5 mol/Liter E. 0,6 mol/Liter Pembahasan: Jawaban: tidak ada pilihan jawaban yang tepat. ⇌ 3A + B A3B m 1M _ _M ) b 1M _ _M ) s 0 _



[A3B] =



)



_mol/L_



= 0,3333 mol/L ⇌ 25. Diketahui reaksi kesetimbangan: 2HI(g) H2(g) + I 2(g). Jika 1 mol gas HI dimasukkan ke dalam wadah sebesar satu Liter dan dipanaskan pada suhu tertentu terbentuk 0,2 mol gas I2, maka harga tetapan kesetimbangan K cadalah ....



_



A.



_



_



B. _ _



C. '



_



D. _ _



E. _ Pembahasan: Jawaban: e. ⇌ 2HI(g) H2(g) + I 2(g) m 1 mol b 0,4 mol 0,2 mol 0,2 mol s 0,6 mol 0,2 mol 0,2 mol Kc =



__ _ _P_ __ P _



_



Q,_ Q,_ 6 2 6 & & Q,R _ 2 6 &



2



=



_.__



=



_,)_ _



=



_



26. Pada pemanasan 1 mol gas SO dalam ruang yang volumnya 5 Liter diperoleh gas O 3 sebanyak 0,25 mol. Pada keadaan tersebut, tetapan kesetimbangan Kcadalah .... A. 0,01 B. 0,02 C. 0,03 D. 0,05 E. 0,25 Pembahasan: Jawaban: d. ⇌ 2SO3(g) 2SO2(g) + O 2(g) m 1 mol b 0,5 mol 0,5 mol 0,25 mol s 0,5 mol 0,5 mol 0,25 mol _ Q,_ 6 _



2



=



2



Q,__ 6 _ Q,_ _ 2 6 _



2



= 0,05 27. Tetapan kesetimbangan untuk reaksi kesetimbangan: ⇌ X2(g) + Y (g) 2XY(g) pada suhu tertentu adalah ¼. Bila pada suhu tetap volum 2 diubah menjadi dua kali volum asal, maka tetapan kesetimbangan adalah ....



_



a.



_ _



b.



_



c. 1 d. 2 e. 4 Pembahasan: Jawaban: A. Selama suhu tetap, harga Kcjuga akan tetap. ⇌ 28. CO(g) + H 2O(g) CO2(g) + H 2(g). Bila 1 mol CO dan 1 mol H O2direaksikan sampai terjadi kesetimbangan dan pada saat tersebut masih tersisa 0,2 mol CO, maka harga tetapan kesetimbangan Kcadalah .... A. 4 B. 9 C. 16 D. 20 E. 25 Pembahasan: Jawaban: C. ⇌ CO(g) + H O(g) CO2(g) + H (g) 2 2 m 1 mol 1 mol b 0,8 mol 0,8 mol 0,8 mol 0,8 mol s 0,2 mol 0,2 mol 0,8 mol 0,8 mol Kc



___ ___



=



___ __ _ _ (_,_) (_,_)



=



(_,_) (_,_)



_



= 16 ⇌ 29. Perhatikan reaksi kesetimbangan: 2X(g) + Y(g) 3P(g) + Q(g). Jika dalam satu ruangan hampa dimasukkan zat X dan Y dengan jumlah mol yang sama, maka bila tercapai kesetimbangan akan selalu berlaku .... A. [Y] = [Q] B. [X] < [Y] C. [Y] = [X] D. [Y] < [X] E. [X] + [Y] > [P] + [Q] Pembahasan: Jawaban: b. Misal: jumlah mol yang sama tersebut adalah 4 mol. ⇌ 2X(g) + Y(g) 3P(g) + Q(g) m 4 mol 4 mol -



b s



2x mol x mol 3x mol x mol (4 – 2x) (4 – x) 3x mol x mol



Pada saat setimbang: mol Y = 4 – x mol X = 4 – 2x = (4 – x) – x = mol Y – x berarti, mol X < mol Y [X] < [Y] 30. Pada suhu tinggi, besi(II) hidrogen karbonat terurai sesuai dengan reaksi: ⇌ Fe(HCO3) 2(s) FeO(s) + H2O(g) + 2CO 2(g) Jika kesetimbangan tercapai pada tekanan total 1,5 atm, maka tetapan kesetimbangan, 3 Kp, dalam atm adalah .... A. 0,5 B. 1,0 C. 1,5 D. 2,0 E. 2,5 Pembahasan: Jawaban: A. 1 2 5 atm 5 atm PH 2O = × ,1 PCO2 = × ,1 3 3 5 atm = ,0 = ,10 atm (P )(P__ )2 _ Kp = _ __ = (0,5 atm)_(1,0 atm) 3 = 0,5 atm



2