Soal dan Pembahasan Termokimia


Soal dan Pembahasan termokimia adalah materi yang akan kita ulas kali ini. Sebelum kita sampai ke topik utama, terlebih dahulu kita lakukan review singkat tentang termokimia. Termokimia adalah bagian dari ilmu kimia yang mempelajari hubungan antara kalor dengan reaksi kimia. Untuk mempelajari aliran kalor selama proses reaksi kimia, dikenal beberapa istilah seperti sistem dan lingkungan, reaksi eksoterm, reaksi endoterm, diagram reaksi, entalpi dan perubahan entalpi dan lain-lain.

Pengertian Sistem dan Lingkungan

Terjadinya perubahan entalpi merupakan akibat dari perpindahan kalor atau energi dari sistem ke lingkungan atau dari lingkungan ke sistem. Sistem adalah sesuatu yang menjadi pusat perhatian atau pengamatan ketika mempelajari perubahan energi. Sementara lingkungan adalah daerah yang berada di luar sistem. Sebuah reaksi kimia yang berlangsung dalam gelas kimia, maka gelas kimia dan zat-zat yang bereaksi disebut sistem, dan segala sesuatu yang berada diluar gelas kimia disebut lingkungan.


Pengertian Entalpi dan Perubahan Entalpi

Entalpi $(H)$ suatu zat tidak dapat diukur, yang bisa diukur hanyalah perubahan entalpinya $(\Delta H)$. Perubahan entalpi sistem adalah selisih antara entalpi sistem sesudah perubahan dengan entalpi sistem sebelum perubahan. $\Delta H = H_{akhir} - H_{awal}$. Perubahan entalpi dipengaruhi oleh jumlah zat, suhu, dan tekanan.

Pengertian Reaksi Eksoterm

Reaksi eksoterm adalah reaksi kimia yang melepas kalor ke lingkungan. Pada reaksi eksoterm, lingkungan menjadi lebih panas dan entalpi sistem menjadi berkurang karena terjadi aliran kalor atau energi dari sistem ke lingkungan. Contoh reaksi eksoterm adalah reaksi pembakaran seperi pembaran alkohol, metana, propana, kayu, kertas dan lain-lain. Karena entalpi sistem berkurang, maka perubahan entalpinya $(\Delta H)$ benilai negatif.


$\begin{align}
\Delta H &= H_{akhir} - H_{awal}\\
&= b - a
\end{align}$
Karena $b < a$ maka $\Delta H$ bernilai negatif.

Pengertian Reaksi Endoterm

Reaksi endoterm adalah reaksi kimia yang menyerap kalor dari lingkungan. Pada reaksi endoterm, lingkungan menjadi lebih dingin dan entalpi sistem bertambah karena terjadi aliran kalor atau energi dari sistem ke lingkungan. Karena entalpi sistem bertambah, maka perubahan entalpinya $\Delta H$ bernilai positif.


$\begin{align}
\Delta H &= H_{akhir} - H_{awal}\\
&= b - a
\end{align}$
Karena $b > a$ maka $\Delta H$ bernilai positif.

Pengertian Persamaan Termokimia

Persamaan termokimia adalah persamaan reaksi yang disertai dengan data-data perubahan entalpi.
Contoh:
$C(s) + O_2(g) → CO_2(g)\ \ \Delta H = -393,50\ kJ$

Jenis-Jenis Perubahan Entalpi Reaksi

Perubahan Entalpi Pembentukan Standar $(\Delta H_f^o)$

Perubahan entalpi pembentukan standar suatu senyawa merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada proses pembentukan satu mol suatu senyawa dari unsur-unsurnya yang paling stabil pada keadaan standar $(298^oK\ atau\ 25^oC, 1\ atm)$. Entalpi pembentukan standar $(\Delta H_f^o)$ unsur-unsur pada keadaan paling stabil adalah nol. Beberapa unsur dengan entalpi pembentukan standar pada keadaan paling stabil dan bernilai nol yaitu: $H_2(g),\ Cl_2(g),\ Br_2(l),\ N_2(g),\ O_2(g),\ S(s),\ C_{grafit}, I_2(s),\ $ dan lain-lain.
Contoh:
$a.\ H_2(g) + \dfrac12O_2(g) → H_2O(g)\ \ \ \Delta H = -241,80\ kJ$
$b.\ C(s) + 2H_2(g) → CH_4(g)\ \ \Delta H = -74,80\ kJ$

Perubahan Entalpi Penguraian Standar $(\Delta H_d^o)$

Perubahan entalpi penguraian standar merupakan perubahan entalpi yang terjadi pada penguraian satu mol suatu senyawa menjadi unsur-unsurnya yang paling stabil pada keadaan standar $(298^o K,\ 1\ atm)$. Entalpi penguraian standar adalah kebalikan dari entalpi pembentukan standar.
Contoh:
$a.\ CaO(s) → Ca(s) + \frac12O_2(g) \ \ \ \ \Delta H = +638\ kJ$
$b.\ PCl_3(g) → P(s) + \frac32Cl_2(g) \ \ \ \Delta H = +228\ kJ$

Perubahan Entalpi Pembakaran Standar $(\Delta H_c^{\circ})$

Perubahan entalpi pembakaran standar adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pembakaran satu mol suatu zat pada keadaan standar $(298^oK,\ 1\ atm)$. Pembakaran adalah reaksi suatu zat dengan oksigen. Pembakaran selalu membebaskan energi sehingga perubahan entalpi dari pembakaran selalu bernilai negatif.
Contoh:
$a.\ S(s) + \frac32O_2(g) → SO_3(g)\ \ \ \Delta H = -395,70\ kJ$
$b.\ C_3H_8(g) + SO_3(g) → 3CO_2(g) + 4H_2O(g)\ \ \ \Delta H = -2.220\ kJ$

Perubahan Entalpi Pelarutan Standar $\Delta H_s^{\circ}$

Perubahan entalpi pelarutan standar adalah perubahan entalpi yang terjadi pada pelarutan satu mol suatu zat pada keadaan standar $(298^oK,\ 1\ atm)$.
Contoh:
$NaCl(s) → NaCl(aq)$

Cara Menghitung $\Delta H$ reaksi

A. Menggunakan kalori meter
$\Delta H = mc\Delta T + C\Delta T$
m = massa air
c = kalor jenis air
$\Delta T$ = perubahan suhu
C = kapasitas panas kalorimeter
B. Menggunakan Hukum Hess
Perubahan entalpi reaksi tidak bergantung pada jalannya reaksi, tetapi hanya bergantung pada keadaan awal dan keadaan akhir reaksi. Perubahan entalpi reaksi akan tetap sama jika berlangsung satu tahap atau berlangsung beberapa tahap.
Contoh:
Reaksi pembentukan $SO_3$
a. Satu tahap reaksi:
$S(s) + \frac32O_2(g) → SO_3(g)\ \ \ \Delta H = -396\ kJ$
b. Dua tahap reaksi:
$1.\ S(s) + O_2(g) → SO_2(g)\ \ \ \ \Delta H_1 = -297\ kJ$
$2.\ SO_2(g) + \frac12O_2(g) → SO_3(g)\ \ \ \Delta H_2 = -99\ kJ$
$\begin{align}
\Delta H &= \Delta H_1 + \Delta H_2\\
&= -396\ kJ
\end{align}$
C. Berdasarkan data $\Delta H$ pembentukan standar
$\Delta H_{reaksi} = \Delta H^o_{f\ hasil\ reaksi} - \Delta H^o_{f\ pereaksi}$
D. Menggunakan data energi ikatan rata-rata
$\Delta H_{reaksi} = Energi_{pemutusan} - Energi_{pembentukan}$

Contoh Soal dan Pembahasan Termokimia

$1.$ Perhatikan diagram tingkat energi berikut ini:

Harga $\Delta H_2$ adalah . . . .
$A.\ -593,8\ kJ$
$B.\ -296,9\ kJ$
$C.\ +296,9\ kJ$
$D.\ +593,8\ kJ$
$E.\ +987,0\ kJ$
[Soal Ebtanas 1995]
$\begin{align}
\Delta H_1 &= \Delta H_2 + \Delta H_3\\
-790,4 &= \Delta H_2 - 196,6\\
\Delta H_2 &= -790,4 + 196,6\\
&= -593,8\ kJ\\
\end{align}$
jawab: A.

$2.$ Bila data entalpi pembentukan standar:
$C_3H_8(g) = -104\ kJ\ mol^{-1}$
$CO_2(g) = -394\ kJ\ mol^{-1}$
$H_2O(g) = -286\ kJ\ mol^{-1}$
maka $\Delta H$ reaksi:
$C_3H_8(g) + 5O_2(g) → 3CO_2(g) + 4H_2O(g)(l)$ adalah . . . .
$A.\ -1.024\ kJ$
$B.\ -1.121\ kJ$
$C.\ -1.134\ kJ$
$D.\ -2.222\ kJ$
$E.\ -2.232\ kJ$
[Soal ebtanas 1997]
$\begin{align}
\Delta H_{reaksi} &= \Delta H_{f\ hasil\ reaksi} - \Delta H_{f\ pereaksi}\\
&= 3(\Delta H^o_f\ CO_2) + 4(\Delta H^o_f\ H_2O) - (\Delta H^o_f\ C_3H_8)\\
&= 3.(-394) + 4.(-286) - (-104)\\
&= -1.182 - 1.144 + 104\\
&= -2.222\ kJ
\end{align}$
jawab: D.

$3.$ Perhatikan diagram tingkat energi reaksi karbon dengan oksigen membentuk $CO_2$.


Kalor pembentuk $CO\ (\Delta H^o_t)$ adalah . . . .
$A.\ -222\ kJ\ mol^{-1}$
$B.\ -111\ kJ\ mol^{-1}$
$C.\ +111\ kJ\ mol^{-1}$
$D.\ +222\ kJ\ mol^{-1}$
$E.\ +333\ kJ\ mol^{-1}$
[Soal Ebtanas 1998]
$\begin{align}
\Delta H_1 &= \Delta H_t + \Delta H_2\\
-788 &= \Delta H_t - 566\\
\Delta H_t &= -788 + 566\\
&= -222\ kJ\\
\end{align}$
$2C(g) + O_2(g) → 2CO;\ \ \Delta H_t = -222\ kJ$
$C + \frac12O_2 → CO;\ \ \Delta H^o_t = -111\ kJ$
Catatan:
Kalor pembentukan adalah kalor yang diserap atau dilepaskan pada pembentukan 1 mol senyawa dari unsur-unsurnya yang paling stabil pada keadaan standar.
jawab: B.

$4.$ Sebongkah CaO yang dimasukkan ke dalam gelas kimia yang berisi air akan menyebabkan air mendidih. Reaksi tersebut dapat digolongkan . . . .
A. eksoterm, energi berpindah dari sistem ke lingkungan
B. eksoterm, energi berpindah dari lingkungan ke sistem
C. endoterm, energi berpindah dari sistem ke lingkungan
D. endoterm, energi berpindah dari lingkungan ke sistem
E. endoterm, energinya tetap
[Soal Ebtanas 1999]
$CaO + H_2O → Ca(OH)_2$ merupakan reaksi eksoterm, dimana energi berpindah dari sistem ke lingkungan sehingga air mendidih.
jawab: A.

$5.$ Jika
$\begin{align}
C(s) + O_2(g) → CO_2(g)\ \ \ \ \Delta H &= -395,2\ kJ\\
CO(g) + \frac12O_2(g) → CO_2(g)\ \ \ \ \Delta H &= -284,3\ kJ\\
\end{align}$
maka $\Delta H$ pembentukan 1 mol CO adalah . . . .
$A.\ -679,5\ kJ$
$B.\ -110,9\ kJ$
$C.\ +110,9\ kJ$
$D.\ +284,3\ kJ$
$E.\ +679,5\ kJ$
[Soal ebtanas 1999]
$\begin{align}
C(s) + O_2(g) → CO_2(g)\ \ \ \ \Delta H &= -395,2\ kJ\\
CO_2(g) → CO(g) + \frac12O_2(g)\ \ \ \ \Delta H &= +284,3\ kJ\\
----------------&------- \ +\\
C(s) + \frac12O_2 → CO(g)\ \ \ \ \Delta H &= -110,9\\
\end{align}$
jawab: B.

$6.$ Perhatikanlah diagram tingkat energi di bawah ini:


Berdasarkan diagram diatas, hubungan antara $\Delta H_1,\ \Delta H_2,\ dan\ \Delta H_3$ yang benar adalah . . . .
$A.\ \Delta H_2 = \Delta H_1 - \Delta H_3$
$B.\ \Delta H_2 = \Delta H_3 + \Delta H_1$
$C.\ \Delta H_3 = \Delta H_1 - \Delta H_2$
$D.\ \Delta H_3 = \Delta H_1 + \Delta H_2$
$E.\ \Delta H_3 = \Delta H_2 - \Delta H_1$
[Soal Ebtanas 2000]
Dari gambar terlihat bahwa $\Delta H_3 = \Delta H_1 + \Delta H_2$
jawab: D.

$7.$ Diketahui energi ikatan rata-rata dari:
$C=C\ = 607\ kJ/mol$
$C-C\ = 343\ kJ/mol$
$C-H\ = 410\ kJ/mol$
$O-H\ = 460\ kJ/mol$
$C-O\ = 351\ kJ/mol$

Perubahan entalpi dari reaksi:
$CH_2=CH_2 + H_2O → CH_3-CH_2-OH$
adalah . . . .
$A.\ +313\ kJ/mol$
$B.\ +111\ kJ/mol$
$C.\ +37\ kJ/mol$
$D.\ -37\ kJ/mol$
$E.\ -74\ kJ/mol$
[Soal Ebtanas 2000]

Energi Pemutusan:
$\begin{align}
C=C &= 607\ kJ/mol\\
4(C-H) &= 1640\ kJ/mol\\
2(O-H) &= 920\ kJ/mol\\
------&--------\ +\\
Total &= 3167\ kJ/mol
\end{align}$
Energi Pembentukan:
$\begin{align}
C-C &= 343\ kJ/mol\\
5(C-H) &= 2050\ kJ/mol\\
O-H &= 460\ kJ/mol\\
C-O &= 351\ kJ/mol\\
------&--------\ +\\
Total &= 3204\ kJ/mol
\end{align}$

$\begin{align}
\Delta H &= E_{pemutusan} - E_{pembentukan}\\
&= 3167 - 3204\\
&= -37\ kJ/mol
\end{align}$
jawab: D.

$8.$ Diketahui reaksi:
$\begin{align}
S(s) + O_2(g) → SO_2(g)\ \ \ \Delta H_1 &= -299\ kJ\ mol^{-1}\\
SO_2(g) + \frac12O_2 → SO_3(g)\ \ \ \Delta H_2 &= X\ kJ\ mol^{-1}\\
S(s) + \frac12O_2(g) → SO_3(g)\ \ \ \Delta H_3 &= -396\ kJ\ mol^{-1}\\
\end{align}$
Besarnya $X$ adalah . . . .
$A.\ -49,9\ kJ\ mol^{-1}$
$B.\ -97\ kJ\ mol^{-1}$
$C.\ -194\ kJ\ mol^{-1}$
$D.\ +49,9\ kJ\ mol^{-1}$
$E.\ +97\ kJ\ mol^{-1}$
[Soal Ebtanas 2001]
$\begin{align}
S(s) + O_2(g) → SO_2(g)\ \ \ \Delta H_1 &= -299\ kJ\ mol^{-1}\\
SO_2(g) + \frac12O_2 → SO_3(g)\ \ \ \Delta H_2 &= X\ kJ\ mol^{-1}\\
---------------&-------\ +\\
S(s) + \frac12O_2(g) → SO_3(g)\ \ \ \Delta H_3 &= -396\ kJ\ mol^{-1}\\
\end{align}$

$\Delta H_1 + \Delta H_2 = \Delta H_3$
$-299 + X = -396$
$X = -396 + 299$
$X = -97\ kJ\ mol^{-1}$
jawab: B.

$9.$ Diketahui energi ikatan dari:
$O-H = 464\ kJ/mol$
$O=O = 500\ kJ/mol$
$H-H = 436\ kJ/mol$
Kalor yang diperlukan untuk menguraikan 9 gram air (Mr = 18) adalah . . . .
$A.\ 8\ kJ$
$B.\ 121\ kJ$
$C.\ 222\ kJ$
$D.\ 242\ kJ$
$E.\ 472\ kJ$
[Soal Ebtanas 2001]
$H_2O → H_2 + \frac12O_2$

$H-O-H → H-H + \frac12(O=O)$

Energi Pemutusan:
$2(O-H) = 928\ kJ/mol$

Energi Pembentukan:
$H-H = 436\ kJ/mol$
$\frac12(O=O) = 250\ kJ/mol$
$-----------\ +$
$Total = 686\ kJ/mol$

$\begin{align}
\Delta H &= E_{pemutusan} - E_{pembentukan}\\
&= 928 - 786\\
&= 242\ kJ/mol\\

H_2O &= 9\ gram\\
&= \dfrac{9}{18}\ mol\\
&= \dfrac12\ mol\\

\Delta H &= 242.\dfrac12\ kJ\\
&= 121\ kJ
\end{align}$
jawab: B.

$10.$ Jika diketahui perubahan entalpi untuk reaksi berikut:
$\begin{align}
2Fe(s) + \dfrac32O_2(g) → Fe_2O_3(s)\ \ \Delta H &= -822\ kJ/mol\\
C(s) + \dfrac12O_2(g) → CO_2(g)\ \ \Delta H &= -110\ kJ/mol\\
\end{align}$
Perubahan entalpi untuk reaksi
$3C(s) + Fe_2O_3(s) → 2Fe(s) + 3CO(g)$ adalah . . . .
$A.\ -932\ kJ/mol$
$B.\ -712\ kJ/mol$
$C.\ -492\ kJ/mol$
$D.\ +492\ kJ/mol$
$E.\ +712\ kJ/mol$
[Soal Ebtanas 2002]
$\begin{align}
Fe_2O_3(s) → 2Fe(s) + \dfrac32O_2(g)\ \ \Delta H &= +822\ kJ/mol\\
3C(s) + \dfrac32O_2(g) → 3CO_2(g)\ \ \Delta H &= -330\ kJ/mol\\
----------------&--------\ +\\
\end{align}$
$3C(s) + Fe_2O_3(s) → 2Fe(s) + 3CO(g)\ \ $ $\Delta H = +492\ kJ/mol$
jawab: D.


$11.$ Kalor pembentukan $AgNO_3 = -23\ kkal\ mol^{-1}$. Pernyataan ini dapat ditulis . . . .
$A.\ Ag^+ + NO_3^- → AgNO_3;$ $\Delta H = -23\ kkal$
$B.\ 2Ag(s) + N_2(g) + 3O_2(g) → $ $2AgNO_3(s);\ \Delta H = -46\ kkal$
$C.\ 2Ag(s) + 2HNO_3(aq) → $ $2AgNO_3(aq) + H_2(g);\ \Delta H = -46\ kkal$
$D.\ Ag_2O(s) + N_2O_5(g) → $ $2AgNO_3;\ \Delta H = -46\ kkal$
$E.\ Ag(s) + NO_2(g) + \dfrac12O_2(g) → $ $AgNO_3;\ \Delta H = -23\ kkal$
Kalor pembentukan adalah kalor yang dilepas atau diserap pada proses pembentukan satu mol senyawa dari unsur-unsurnya yang paling stabil dalam keadaan standar. Unsur-unsur pembentuk $AgNO_3$ yang paling stabil adalah $Ag(s),\ N_2(g),\ O_2(g)$.
$2Ag(s) + N_2(g) + 3O_2(g) → $ $2AgNO_3(s);\ \Delta H = -46\ kkal$ atau
$Ag(s) + \dfrac12N_2(g) + \dfrac32O_2(g) → $ $AgNO_3(s);\ \Delta H = -23\ kkal$
jawab: B.

$12.$ Jika diketahui:
$N_2(g) + 3H_2(g) → 2NH_3(g)$ $\Delta H = -92\ kJ$ maka perubahan entalpi pada penguraian 1 mol gas $NH_3$ menjadi unsur-unsurnya adalah . . . .
$A.\ -92\ kJ$
$B.\ -46\ kJ$
$C.\ +46\ kJ$
$D.\ +92\ kJ$
$E.\ +184\ kJ$
$N_2(g) + 3H_2(g) → 2NH_3(g)$ $\Delta H = -92\ kJ$
$2NH_3(g) → N_2(g) + 3H_2(g)$ $\Delta H = +92\ kJ$
$NH_3(g) → \dfrac12N_2(g) + \dfrac32H_2(g)$ $\Delta H = +46\ kJ$
Maka entalpi penguraian 1 mol gas $NH_3 = +46\ kkal$
jawab: C.

$13.$ Jika 50 mL larutan HCl yang mengandung 0,05 mol HCl direaksikan dengan 50 mL larutan NaOH yang mengandung 0,05 mol NaOH dalam suatu kalorimeter menunjukkan kenaikan suhu $6,5^oC$. Jika kalor jenis larutan dianggap $4,18\ J\ g^{-1}\ K^{-1}$ dan $\rho = 1\ g\ cm^{-3}$, maka $\Delta H$ reaksi:
$HCl(aq) + NaOH(aq) → $ $NaCl(aq) + H_2O(l)$ adalah . . . .
$A.\ -27,17\ kJ\ mol^{-1}$
$B.\ -54,34\ kJ\ mol^{-1}$
$C.\ +27,17\ kJ\ mol^{-1}$
$D.\ +54,34\ kJ\ mol^{-1}$
$D.\ +108,68\ kJ\ mol^{-1}$
Volume larutan (V) = 50 mL + 50 mL = 100 mL.
$m = \rho.V = 1.100 = 100\ g$
$\begin{align}
Q &= mc\Delta T\\
&= 100.4,18.6,5\\
&= 2.717\ J\\
&= 2,717\ kJ\\
HCl &= NaOH = 0,05\ mol\\
\Delta H &= \dfrac{2,717}{0,05}\\
&= -54,340\ kJ\ mol^{-1}\\
\end{align}$
Karena suhu meningkat atau naik, berarti terjadi reaksi eksoterm.
jawab: B.

$14.$ Pada penguapan 1 mol iodin menjadi uap iodin diperlukan kalor sebesar 38 kJ. Jika pada reaksi:
$I_2(g) + 3Cl_2(g) → 2ICl_3(s)$ $\Delta H = -214\ kJ$
maka $\Delta H^o_f\ ICl_3(s)$ adalah . . . .
$A.\ -88\ kJ\ mol^{-1}$
$B.\ -138\ kJ\ mol^{-1}$
$C.\ -176\ kJ\ mol^{-1}$
$D.\ -214\ kJ\ mol^{-1}$
$E.\ -252\ kJ\ mol^{-1}$
$\begin{align}
I_2(s) → I_2(g)\ \Delta H &= +38\ kJ\\
I_2(g) + 3Cl_2(g) → 2ICl_3(s)\ \Delta H &= -214\ kJ\\
--------------&-----\ +\\
I_2(s) + 3Cl_2(g) → 2ICl_3(s)\ \Delta H &= -176\ kJ\\
\frac12I_2(s) + \frac32Cl_2(g) → ICl_3(s)\ \Delta H &= -88\ kJ\\
\end{align}$
$\Delta H^o_f\ ICl_3(s) = -88\ kJ\ mol^{-1}$
jawab: A.

$15.$ Jika:


Berdasarkan diagram tingkat energi tersebut, untuk menguapkan 1 mol air dibutuhkan energi . . . .
$A.\ 43\ kJ$
$B.\ 86\ kJ$
$C.\ 285\ kJ$
$D.\ 484\ kJ$
$E.\ 570\ kJ$
Reaksi penguapan air:
$H_2O(l) → H_2O(g)$
$\Delta H_f\ H_2O(l) = -570\ kJ$
$\Delta H_f\ H_2O(g) = -484\ kJ$

$2H_2O(l) → 2H_2O(g)$
$\begin{align}
\Delta H &= -484 - (-570)\\
&= +86\ kJ
\end{align}$
Untuk menguapkan 2 mol air dibutuhkan energi sebesar +86 kJ. Dengan demikian, untuk menguapkan 1 mol air dibutuhkan energi sebesar +43 kJ.
jawab: A.

$16.$ Diketahui perubahan entalpi pembentukan $H_2S,\ SO_2,\ dan\ H_2O$ berturut-turut $-20\ kJ/mol,\ -298\ kJ/mol,\ dan -286\ kJ/mol$. Harga perubahan entalpi reaksi:
$H_2S(g) + \frac32O_2 → SO_2(g) + H_2O(g)$
adalah . . . .
$A.\ -446\ kJ$
$B.\ -564\ kJ$
$C.\ -604\ kJ$
$D.\ -645\ kJ$
$E.\ -654\ kJ$
[Soal UNAS 2004]
$\begin{align}
\Delta H &= \Delta H^o_f(SO_2) + \Delta H^o_f (H_2O) - \Delta H^o_f(H_2S)\\
&= -298 + (-286) - (-20)\\
&= -298 - 286 + 20\\
&= -564\ kJ\\
\end{align}$
jawab: B.

$17.$ Diketahui perubahan entalpi reaksi-reaksi berikut ini:
$\begin{align}
C(s) + 2H_2(g) → CH_4(g)\ \ \Delta H &= -74,9\ kJ\\
C(s) + O_2(g) → CO_2(g)\ \ \Delta H &= -393,7\ kJ\\
H_2(g) + \frac12O_2(g) → H_2O(g)\ \ \Delta H &= -285,9\ kJ\\
\end{align}$
Perubahan entalpi untuk reaksi:
$CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H_2O(g)$ adalah . . . .
$A.\ -604,7\ kJ$
$B.\ -1040,3\ kJ$
$C.\ -890,6\ kJ$
$D.\ -1284,3\ kJ$
$E.\ -998,4\ kJ$
[Soal UAS 2005]
$\begin{align}
CH_4(g) → C(s) + 2H_2(g)\ \ \Delta H &= +74,9\ kJ\\
C(s) + O_2(g) → CO_2(g)\ \ \Delta H &= -393,7\ kJ\\
2H_2(g) + O_2(g) → 2H_2O(g)\ \ \Delta H &= -571,8\ kJ\\
---------------&-------\ +\\
\end{align}$
$CH_4(g) + 2O_2(g) → CO_2(g) + 2H_2O$ $\Delta H = -890,6\ kJ$
jawab: C.

$18.$ Reaksi:
$\begin{align}
C_6H_{12}O_6(s) + 6O_2(g) → 6CO_2(g) + 6H_2O(g)\ \Delta H &= -2820\ kJ\\
C_6H_5OH(l) + 3O_2(g) → 2CO_2(g) + 3H_2O(g)\ \Delta H &= -1380\ kJ\\
\end{align}$
Perubahan entalpi fermentasi glukosa
$C_6H_{12}O_6(s) → 2C_2H_5OH(l) + 2CO_2(g)$ adalah . . . .
$A.\ +60\ kJ$
$B.\ -60\ kJ$
$C.\ +1440\ kJ$
$D.\ -1440\ kJ$
$E.\ +2880\ kJ$
[Soal UAS 2006]
$\begin{align}
C_6H_{12}O_6(s) + 6O_2(g) → 6CO_2(g) + 6H_2O(g)\ \Delta H &= -2820\ kJ\\
6H_2O(g) + 4CO_2(g) → 2C_6H_5OH(l) + 6O_2(g)\ \Delta H &= +2760\ kJ\\
-----------------------&-----\ +\\
C_6H_{12}O_6 → 2C_6H_5OH + 2O_2\ \Delta H &= -60\ kJ\\
\end{align}$
jawab: B.

$19.$ Diketahui energi ikatan rata-rata:
$C-H = 413\ kJ/mol$
$C-C = 348\ kJ/mol$
$H-H = 436\ kJ/mol$
$C=C = 614\ kJ/mol$
Besarnya perubahan entalpi reaksi:
$C_2H_4 + H_2 → C_2H_6$ adalah . . . .
$A.\ -826\ kJ/mol$
$B.\ -738\ kJ/mol$
$C.\ -560\ kJ/mol$
$D.\ -124\ kJ/mol$
$E.\ -122\ kJ/mol$
[Soal UAS 2006]

Energi Pemutusan:
$C=C = 614\ kJ$
$4(C-H) = 1652\ kJ$
$H-H = 436\ kJ$
$---------\ +$
$Total = 2702\ kJ$

Energi Pembentukan:
$C-C = 348\ kJ$
$6(C-H) = 2478\ kJ$
$---------\ +$
$Total = 2826\ kJ$

$\begin{align}
\Delta H &= E_{pemutusan} - E_{pembentukan}\\
&= 2702 - 2826\\
&= -124\ kJ/mol\\
\end{align}$
jawab: D.

$20.$ Diketahui energi ikatan rata-rata:
$C=C = 146\ kkal/mol$
$C-C = 83\ kkal/mol$
$C-H = 99\ kkal/mol$
$C-Cl = 79\ kkal/mol$
$H-Cl = 103\ kkal/mol$
Maka perubahan entalpi pada reaksi:
$C_2H_4 + HCl → C_2H_5Cl$ adalah . . . .
$A.\ -510\ kkal$
$B.\ +510\ kkal$
$C.\ +72\ kkal$
$D.\ -42\ kkal$
$E.\ -12\ kkal$
[Soal UAS 2007]

Entalpi Pemutusan:
$C=C = 146\ kkal/mol$
$4(C-H) = 396\ kkal/mol$
$H-Cl = 103\ kkal/mol$
$-----------\ +$
$Total = 645\ kkal/mol$

Entalpi Pembentukan:
$C-C = 83\ kkal/mol$
$5(C-H) = 495\ kkal/mol$
$C-Cl = 79\ kkal/mol$
$------------\ +$
$Total = 657\ kkal/mol$

$\begin{align}
\Delta H &= E_{pemutusan} - E_{pembentukan}\\
&= 645 - 657\\
&= -12\ kkal\\
\end{align}$
jawab: E.

$21.$ Apabila 0,92 gram etanol $C_2H_5OH\ (Mr = 46)$ dibakar sempurna dan dihasilkan kalor yang dapat menaikkan suhu $500\ cm^3$ air dari $25^oC$ menjadi $38^oC$. Perubahan entalpi pembakaran etanol adalah . . . . $(kalor\ jenis\ air = 4,18\ J\ g^{-1}\ K^{-1})$.
$A.\ 27,17\ kJ/mol$
$B.\ 135,9\ kJ/mol$
$C.\ 271,7\ kJ/mol$
$D.\ 1358,5\ kJ/mol$
$E.\ 2717\ kJ/mol$
$Air:$
$\begin{align}
m &= 500\ cm^3\\
&= 500\ gr\\
\Delta T &= 38 - 25\\
&= 13\\
Q &= mc\Delta T\\
&= 500.4,18.13\\
&= 27.170\ J\\
&= 27,17\ kJ\\
Etanol &= 0,92\ gram\\
&= 0,02\ mol\\
\Delta H &= \dfrac{27,17}{0,02}\\
&= 1358,5\ kJ/mol\\
\end{align}$
jawab: D.

$22.$ Persamaan reaksi pembentukan gas asetilena adalah sebagai berikut:
$2C(s) + H_2(g) → C_2H_2(g)$ $\Delta H^o_f = -226,7\ kJ.mol^{-1}$
Grafik di bawah ini yang menunjukkan proses reaksi pembentukan tersebut adalah . . . .

[Soal UN 2008]
$2C(s) + H_2(g) → C_2H_2(g)$ $\Delta H^o_f = -226,7\ kJ.mol^{-1}$ adalah reaksi eksoterm. Reaksi eksoterm berarti anak panah arah ke bawah dan $\Delta H$ bernilai negatif.
jawab: D.

$23.$ Perhatikanlah gambar di bawah ini !


Reaksi tersebut termasuk ke dalam reaksi . . . .
A. eksoterm, karena H pereaksi < H hasil reaksi, $\Delta H = -$
B. endoterm, karena H pereaksi < H hasil reaksi, $\Delta H = +$
C. eksoterm, karena H pereaksi > H hasil reaksi, $\Delta H = +$
D. endoterm, karena H pereaksi > H hasil reaksi, $\Delta H = -$
E. endoterm, karena H pereaksi = H hasil reaksi, $\Delta H = +$
[Soal UN 2009]
Tanda panah arah ke atas, berarti $\Delta H$ bernilai $+$ atau endoterm dimana H pereaksi < H hasil reaksi.
jawab: B.

$24.$ Diketahui:
$\Delta H^o_f\ CH_4 (g) = -74,8\ kJ\ mol^{-1}$
$\Delta H^o_f\ H_2O (g) = -241,8\ kJ\ mol^{-1}$
$\Delta H^o_f CO_2 (g) = -393,5\ kJ\ mol^{-1}$
$kalor\ jenis\ air = 4,2\ J\ g^{-1}\ K^{-1}$
Banyaknya gas $CH_4$ yang harus dibakar agar kalor yang dihasilkan dapat menaikkan suhu 1000 gram air dari $50^oC$ menjadi $100^oC$ adalah . . . .
$A.\ 8,36\ gram$
$B.\ 4,19\ gram$
$C.\ 2,60\ gram$
$D.\ 0,52\ gram$
$E.\ 0,418\ gram$
Reaksi pembakaran $CH_4$:
$CH_4 + 2O_2 → CO_2 + 2H_2O$
Perubahan entalpi pembakaran $CH_4$:
$\begin{align}
\Delta H &= \Delta H^o_f\ CO_2(g) + 2.\Delta H^of\ H_2O - \Delta H^o_f\ CH_4\\
&= -393,5 + 2(-241,8) - (-74,8)\\
&= -877,1 + 74,8\\
&= -802,3\ kJ/mol\\
\end{align}$

Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu $1000$ gram air dari $50^oC$ sampai dengan $100^oC$.
$\begin{align}
\Delta T &= (100 - 50)^oC\\
&= 50^oC\\
Q &= mc\Delta T\\
&= 1000.4,2.50\\
&= 210 kJ
\end{align}$

Banyaknya $CH_4$ yang harus dibakar:
$\begin{align}
n &= \dfrac{Q}{\Delta H}\\
&= \dfrac{210}{802,3}\\
&= 0,262\ mol\\
m &= n.Mr\\
&= 0,262.16\\
&= 4,19\ gram\\
\end{align}$
jawab: B.

$25.$ Di dalam kalorimeter tembaga, karbon dibakar sempurna menjadi $CO_2$. Jika diketahui massa kalorimeter $1.500\ g$, massa air di dalam kalorimeter $2.000\ g$, temperatur mula-mula $25^oC$, dan temperatur akhir $35,93^oC$ maka massa karbon yang terbakar adalah . . . .
$(c_{cu} = 0,4\ J\ g^{-1}\ K^{-1}$, $c_{H_2O} = 4,2\ J\ g^{-1}\ K^{-1}$, $\Delta H^o_f = 98,37\ kJ\ mol^{-1})$
A. 12 g
B. 9 g
C. 6 g
D. 3 g
E. 1 g
Kalor yang diperlukan untuk menaikkan suhu air dan kalorimeter dari $25^oC$ sampai dengan $35,93^oC$:
$\begin{align}
\Delta T &= (35,93 - 25)^oC\\
&= 10,93^oC\\
Q &= m_{H_2O}.c_{H_2O}.\Delta T + m_{Cu}.c_{Cu}.\Delta T\\
&= 2000.4,2.10,93 + 1500.0,4.10,93\\
&= 91812 + 6558\\
&= 98,37\ kJ\\
\end{align}$

Perubahan entalpi pada pembakaran karbon:
$C(s) + O_2(g) → CO_2(g)\ \ \Delta H = 98,37\ kJ\ mol^{-1}$

Mol karbon yang harus dibakar:
$\begin{align}
n &= \dfrac{Q}{\Delta H}\\
&= \dfrac{98,37}{98,37}\\
&= 1\ mol\\
m &= n.Mr\\
&= 1.12\\
&= 12\ gram\\
\end{align}$
jawab: A.

Demikianlah soal dan pembahasan termokimia, semoga bermanfaat. Selamat belajar !

Disusun oleh:
Ruth
Alumni Kimia UI

SHARE THIS POST

www.maretong.com



3 comments for "Soal dan Pembahasan Termokimia"

Jika ada saran dan kritik yang sifatnya membangun atau ada koreksi silahkan tuliskan di kolom komentar.