Contoh Soal Termokimia & Pembahasan Part.2

Soal No.1
Persamaan reaksi
2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(g) ΔH = -115,6 kkal
Pada pembakaran 1 mol H₂ besarnya perubahan entalpinya adalah….

1. -115,6 kkal
2. -57,8 kkal
3. -28,9 kkal
4. +57,8 kkal
5. +115,6 kkal

PEMBAHASAN :
Dari persamaan reaksi koefisien H₂ adalah 2 artinya untuk 2 mol perubahan entalpinya -115,6 kkal, yang ditanyakan adalah untuk 1 mol. Maka perubahan entalpi tersebut bisa dibandingkan atau cukup dibagi 2 untuk 1 mol. Sehingga perubahan entalpinya adalah -57,8 kkal
Jawaban B

Soal No.2
Diketahui persamaan reaksi
C₄H₁₀(g) + 13/2 O₂(g) → 4CO₂(g) + 5H₂O(l) ΔH = a kkal
Maka nilai a dapat dikatakan sebagai….

1. kalor pembentukan CO₂
2. kalor pembentukan H₂O
3. kalor pembakaran C₄H₁₀
4. kalor penguraian C₄H₁₀
5. kalo pembentukan CO₂ dan H₂O

PEMBAHASAN :
Kalor pembentukan suatu senyawa adalah pembentukan senyawa dari unsur-unsurnya yang paling stabil di sebelah kiri reaksi. Untuk jawaban A, B dan E kurang tepat karena reaksi tersebut bukan di bentuk dari unsur-unsurnya di sebelah kiri reaksi tetapi dari senyawa C₄H₁₀. Begitu pula jawaban D kurang tepat karena kalor penguraian juga merupakan reaksi penguraian menjadi unsur-unsurnya yang stabil di sebelah kanan reaksi. Sedangkan di sebelah kanan merupaka senyawa. Jawaban yang benar adalah C karena reaksi pembakaran adalah reaksi dengan O₂ dan koefisien C₄H₁₀ harus = 1. Karena sesuai dengan reaksinya maka jawaban yang benar adalah C
Jawaban C

Soal No.3
Diketahui ΔH pembentukan H₂O(l) = -286 kJ/mol. Perubahan entalpi untuk reaksi
2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g) adalah….

1. -286 kJ
2. -143 kJ
3. +572 kJ
4. +143 kJ
5. +286 kJ

PEMBAHASAN :
Reaksi pembentukan H₂O(l) yaitu sebagai berikut:
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) = -286 kJ/mol
untuk reaksi yang ditanyakan
2H₂O(l) → 2H₂(g) + O₂(g)
Maka terjadi perubahan reaksi dibalik dan dikali 2 karena koefisien awal = 1 berubah menjadi 2
Perubahan entalpi yang baru adalah = +572 kJ
Jawaban C

Soal 4
Diketahui reaksi:
N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) ΔH = -92,4 kJ
Berdasarkan data tersebut, persamaan reaksi tersebut termasuk:
A. Endoterm
B. Eksoterm
C. Endogen
D. Eksogen
E. Tidak bisa ditentukan

Pembahasan
Reaksi tersebut memiliki ΔH bertanda negatif (-), artinya energi dilepaskan dari sistem ke lingkungan selama reaksi berlangsung.
Jawaban yang benar adalah B
Jawaban B

Soal 5
Reaksi kimia yang menghasilkan energi dalam bentuk panas, sehingga suhu lingkungan menjadi naik, termasuk kedalam reaksi…
A. Endoterm
B. Eksoterm
C. Isoterm
D. Adiabatik
E. Endogen

Pembahasan
Reaksi yang menghasilkan energi dalam bentuk panas dan menyebabkan peningkatan suhu lingkungan adalah reaksi eksoterm.
Jawaban yang benar adalah B
Jawaban B

Soal 6
Diketahui persamaan termokimia:
C(s) + O₂(g) → CO₂(g) ΔH = -393,5 kJ/mol
Energi yang dilepaskan saat 2 mol karbon dibakar dalam oksigen adalah…
A. -393,5 kJ
B. -787 kJ
C. -196,75 kJ
D. -1574 kJ
E. -2342 kJ

Pembahasan
Energi yang dilepaskan saat 1 mol (koefisiennya = 1) karbon dibakar dalam oksigen adalah -393,5 kJ. Jadi, untuk 2 mol karbon, energi yang dilepaskannya adalah:
2 x -393,5 kJ = -787 kJ
Jawaban B

Soal 7
Diketahui persamaan termokimia:
N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) ΔH = -92.4 kJ
Energi yang diperlukan untuk menguraikan 89,6 L NH₃ menjadi N₂ dan H₂ pada keadaan standar adalah…

A. 92,4 kJ
B. 184,8 kJ
C. -184,8 kJ
D. -92,4 kJ

Pembahasan
Menentukan mol 89,6 NH₃ pada keadaan standar

Diketahui di soal energi untuk membentuk 2 mol (koefisiennya = 2) NH₃ adalah -92.4 kJ. Pertanyaannya adalah untuk menguraikan sehingga reaksi perlu dibalik dan tanda ΔH berubah tanda dari (-) menjadi +. Maka untuk 4 mol NH₃, energi yang diperlukan adalah:

Jawaban B

Soal 8
Sebanyak 50 g air (c = 4.18 J/g°C) dipanaskan dalam sebuah kalorimeter dan mengalami kenaikan suhu dari 25°C menjadi 35°C. Jumlah kalor yang diserap oleh air tersebut adalah….

A. 209 J
B. 418 J
C. 1045 J
D. 2090 J
E. 2935 J

Pembahasan
Diketahui
m = 50 gram (massa zat yang ada di kalorimeter)
c = 4,18 J/g°C
ΔT = T akhir – T awal = 35°C – 25°C = 10°C
Menentukan jumlah kalor yang diserap (q) dapat dihitung dengan persamaan:
q = mcΔT
q = 50 g x 4.18 J/g°C x 10 °C) \] q = 2090 J
Jawaban D

Soal 9
Sebanyak 100 mL larutan HCl 1 M dicampurkan dengan 100 mL larutan NaOH 1 M dalam sebuah kalorimeter. Jika kenaikan suhu larutan adalah 6°C dan kalor jenis air adalah 4,18 J/g°C. Perubahan entalpi netralisasi adalah… (massa jenis = 1 gr/ml)

A. -2,51 kJ/mol
B. -5,02 kJ/mol
C. -50,2 kJ/mol
D. -100,4 kJ/mol
E. -154,2 kJ/mol

Pembahasan
Diketahui:
m = (V_a + V_b)ρ = (100 + 100)ml. 1 gr/ml = 200 gr
c = 4,18 J/g°C
ΔT = 6°C
n HCl = M x V = 1 M x 100 ml = 100 mmol = 0,1 mol
n NaOH = M x V = 1 M x 100 ml = 100 mmol = 0,1 mol
Menentukan jumlah kalor yang dihasilkan
q = mcΔT
q = 200 g x 4.18 J/g°C x 6°C
q = 5016 J = 5,016 kJ
Menentukan mol H₂O yang dihasilkan

Menentukan perubahan entalpi netralisasi (untuk 1 mol H₂O)

Jawaban C

Soal 10
Dalam sebuah percobaan, 0,5 g NaOH (M = 40 g/mol) dilarutkan dalam 100 mL air di dalam kalorimeter dan suhu larutan naik sebesar 2°C. Perubahan entalpi pelarutan NaOH jika kalor jenis air = 4,18 J/g°C adalah….

A. -8,36 kJ/mol
B. -16,72 kJ/mol
C. -33,44 kJ/mol
D. -66,88 kJ/mol
E. -78,65 kJ/mol

Pembahasan
Menentukan kalor yang diserap oleh air
q = m.c.ΔT
q = 100 g x 4,18 J/g°C x 2°C
q = 836 J = 0,836 kJ

Menentukan mol NaOH:

Menentukan perubahan entalpi pelarutan per mol NaOH

Jawaban D

Soal 11
Sebanyak 2 g magnesium (Mg) bereaksi dengan 100 mL larutan HCl 1.0 M dalam kalorimeter. Suhu larutan naik dari 25°C menjadi 45°C. Jika kalor jenis air adalah 4,18 J/g°C, Perubahan entalpi reaksi per mol Mg adalah….(Ar Mg = 24)
Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl₂(aq) + H₂(g)

A. -101,6 kJ/mol
B. -200,2 kJ/mol
C. -306,4 kJ/mol
D. -412,8 kJ/mol
E. -512,6 kJ/mol

Pembahasan
Menentukan alor yang diserap oleh larutan
q = m.c.ΔT
q = 100 g x 4.18 J/g°C x 20°C
q = 8360 J = 8.36 kJ

Menentukan mol mol Mg:

Menentukan perubahan entalpi reaksi per mol Mg

Jawaban A

Soal 12
Jika diketahui reaksi :
1. C(s) + O₂(g) → CO₂(g)            ΔH = -393,5 kJ
2. 2CO(g) + O₂(g) → 2CO₂(g)     ΔH = -566,0 kJ

Entalpi pembentukan CO(g) adalah….

A. -283,0 kJ/mol
B. -110,5 kJ/mol
C. -283,0 kJ
D. 110,5 kJ/mol
E. 283,0 kJ/mol

Pembahasan
Reaksi pembentukan CO(g) adalah
C + ½O₂(g) → CO(g)

Langkah berikutnya adalah menyamakan posisi dan koefisien zat yang munculnya satu kali di reaksi yang diketahui (patokan) yaitu C dan CO. Agar sama maka:

• Reaksi 1 tetap karena posisi C dan koefisiennya sudah sama
• Reaksi 2 dibalik dan dibagi 2 karena posisi CO berbeda dengan yang ditanyakan dan dibagi 2 karena koefisien yang ditanyakan = 1, sedangkan yang diketahui koefisiennya = 2.

Maka perubahannya:

1. C(s) + O₂(g) → CO₂(g)            ΔH = -393,5 kJ
2. CO₂(g) → CO(g) + ½O₂(g)     ΔH = +283 kJ +
C + ½O₂(g) → CO(g)                ΔH = -110,5 kJ

Maka perubahan entalpi pembentukan CO adalah -110,5 kJ/mol. per mol karena koefisien CO = 1 artinya untuk 1 mol.
Jawaban B

Soal 13
Diketahui reaksi:
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l)  ΔH = -285,8 kJ
C(s) + O₂(g) → CO₂(g)      ΔH = -393,5 kJ

Jika reaksi pembakaran glukosa C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g) → 6CO₂(g) + 6H₂O(l) menghasilkan energi sebesar -2808 kJ, hitunglah entalpi pembentukan glukosa.

A. +1267,8 kJ/mol
B. -1267,8 kJ/mol
C. +1267,8 kJ
D. -1267,8 kJ
E. -623.6 kJ/mol

Pembahasan
Diketahui tiga reaksi dari soal:
C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g) → 6CO₂(g) + 6H₂O(l)     ΔH = -2808 kJ
H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l)  ΔH = -285,8 kJ
C(s) + O₂(g) → CO₂(g)      ΔH = -393,5 kJ

Ditanyakan reaksi pembentukan C₆H₁₂O₆(s), reaksinya yaitu:
6C(s) + 6H₂(g) + 3O₂(g) →  C₆H₁₂O₆(s)

Langkah berikutnya adalah menyamakan posisi dan koefisien zat yang munculnya satu kali di reaksi yang diketahui (patokan) yaitu C, H₂ dan C₆H₁₂O₆. Agar sama maka:

• Reaksi 1 dibalik karena posisinya berbeda.
• Reaksi 2 dikali 6 karena koefisien yang ditanyakan = 6, sedangkan yang diketahui koefisiennya = 1.
• Reaksi 3 dikali 6 karena koefisien yang ditanyakan = 6, sedangkan yang diketahui koefisiennya = 1.

Maka perubahannya:

6CO2(g) + 6H2O(l) → C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g)       ΔH = +2808 kJ
6H₂(g) + 3O₂(g) → 6H₂O(l)  ΔH = -1.714,8 kJ
6C(s) + 6O₂(g) → 6CO₂(g)      ΔH = -2.361 kJ +
6C(s) + 6H₂(g) + 3O₂(g) →  C₆H₁₂O₆(s)             ΔH = -1267,8 kJ

Maka perubahan entalpi pembentukan C₆H₁₂O₆ adalah -1267,8 kJ/mol. per mol karena koefisien C₆H₁₂O₆ = 1 artinya untuk 1 mol.
Jawaban B