Pembahasan Soal Kimia Olimpiade Nasional USA 2018 (Bagian-2 dari 5)

Kamis, 12 Maret 2020 edit

Berikut ini adalah pembahasan soal kimia pada olimpiade nasional 2018 di Amerika khusus soal pilihan ganda ala urip.info. Bentuk soal berupa model pilihan ganda dengan 4 opsi jawaban sebanyak 60 butir soal. Tulisan ini adalah bagian kedua dari 5 bagian,  bagian lain akan diterbitkan dalam tulisan terpisah. Pembahasan ini dibuat untuk memperkaya variasi soal-soal olimpiade/kompetisi kimia di Indonesia.


urip.info
Soal #13
Zat memiliki kerapatan 2,38 g mL–1 dan tidak dapat dikompres (tekan) secara signifikan. Zat yang paling mirip dengan keadaan fisik zat yang disebut?
(A) padat
(B) cair urip.info
(C) gas
(D) Padat atau cair; ada tidak cukup informasi yang diberikan untuk membedakan antara dua
urip.info
Pembahasan Soal #13
Tidak dapat ditekan dapat diartikan suatu padatan atau cairan.
Tentang keratan ini yang kurang cukup informasi sebab zat cair seperti air kerapatannya sekitar 1 g/mL, sementara untuk Hg lebih tinggi dari 2,38 g/mL atau suatu padatan.
Jawaban yang tepat D

urip.info

Soal #14
Karbon tetraklorida, CCl4, memiliki titik didih normal lebih tinggi daripada kloroform, CHCl3 (77 ºC vs 61 ºC) . Perbedaan interaksi yang berkontribusi terhadap perbedaan titik didih ini adalah?
(A) ikatan hidrogen
(B) interaksi dipol-dipol
(C) gaya dispersi London
(D) ikatan kovalen urip.info

Pembahasan Soal #14
Baik CCl4 maupun CHCl3 tidak mempunyai ikatan hidrogen. CCl4  bersifat non polar dan CHCl3 sedikit-sedikit polar (boleh dikatakan nonpolar). Terkait dengan titik didih ini murni interaksi antarpartikel, bukan karena ikatan kovalen internal molekul. Karena keduanya boleh dikatakan sebagai molekul nonpolar maka interaksi yang paling mungkin ada adalah gaya dispersi London. urip.info

Gaya dispersi London memang mempengaruhi titik didih molekul-molekul, pembedanya adalah massa molar keduanya, semakin besar massa molar maka titik didih semakin tinggi. Massa molar CCl4 > massa molar CHCl3. Oleh karena itu titik didih CCl4 > CHCl3. Mengenai ini silakan simak lebih lanjut di sini.
Jawaban yang tepat C

urip.info

Soal #15
Diagram berikut mewakili pandangan molekul dari sampel metanol cair, CH3OH. Huruf pada ikatan diagram menunjukkan ikatan hidrogen?

(A) hanya A
(B) hanya B
(C) hanya C urip.info
(D) A dan C

Pembahasan Soal #15
Ikatan hidrogen adalah ikatan yang terjadi antara atom H yang berikatan dengan F atau O atau N dari suatu molekul dengan atom F atau O atau N dari molekul lain.
Jawaban yang tepat B

urip.info

Soal #16
Triple point amonia adalah 195,40 K di 0,006 bar, sementara titik lelehnya adalah 195,42 K pada tekanan 1 bar. Manakah pernyataan yang benar tentang amonia tersebut? urip.info
(A) Amonia padat lebih rapat daripada amonia cair pada195,4 K.
(B) Uap amonia tidak dapat ada berdampingan dengan ammonia cair saat keseimbangan pada 195,5 K.
(C) Uap amonia tidak dapat ada berdampingan dengan ammonia padat saat keseimbangan pada 195,3 K.
(D) Amonia padat dan amonia cair tidak bisa ada dalam kesetimbangan pada 195,5 K.
urip.info
Pembahasan Soal #16
Umumnya kerapatan relatif: padat > cair > gas.
Slop untuk padat/cair berupa slop positif, berarti fase padat memiliki kerapatan lebih tinggi fase cair. P meningkat berarti kerapatan meningkat maka pada T = 195,40 fase cair berubah menjadi fase padat).
Jawaban yang tepat A

urip.info

Soal #17
Aseton, C3H6O, memiliki tekanan uap 0,307 bar pada 25 ºC. Sebuah sampel 0,100 mol aseton ditambahkan ke wadah yang berisi 1,00 L gas argon pada tekanan 1.00 bar dan 25 ºC. Volume wadah kemudian meningkat menjadi 4,00 L sambil mempertahankan suhu yang sama. Berapakah tekanan dalam wadah setelah ekspansi? urip.info
(A) 0,250 bar
(B) 0,307 bar
(C) 0,557 bar
(D) 0,870 bar
urip.info
Pembahasan Soal #17
Dimisalkan semua cairan aseton menjadi uap, maka berlaku:
P = (nRT)/V
P = (0,2 mol × 0,08314 bar.L. mol–1 K–1 × 298 K)/4 L
P = 0,619 bar
urip.info
Karena tekanan uap aseton 0,307 bar maka P hasil hitung, 0,619 bar > 0,307 bar, maka tidak semua cairan aseton berubah menjadi bentuk uap sehingga tekanan aseton sesuai dengan tekanan uapnya 0,307 bar.
Ptotal = Pargon + Paseton
Ptotal = 1 bar/4 + 0,307 bar
Ptotal = 0,25 bar + 0,307 bar
Ptotal = 0,557 bar
Jawaban yang tepat C

urip.info

Soal #18
Apa rumus dari oksida yang sel satuan ditampilkan?

(A) Ce7O4
(B) CeO urip.info
(C) Ce2O3
(D) CeO2

Pembahasan Soal #18
Atom O sebagai ion O2 tampak ada dalam unit sel sebanyak 8 ion.
urip.info
Ion Ce ada di posisi pusat muka sebanyak 6 ion, setiap ion di pusat muka setara dengan ½ bagian, jadi jumlah atom/ion Ce sebanyak ½ × 6 = 3 ion
urip.info
Ion Ce ada di posisi sudut unit sel sebanyak 8 ion, setiap ion di sudut setara dengan 1/8 bagian, jadi jumlah atom/ion Ce di sudut sebanyak 1/8 × 8 = 1 ion

Total perbandingan ion Ce : ion O2 = 4 : 8 = 1 : 2 → CeO2
Jawaban yang tepat D

urip.info

Soal #19
Sebuah endotermik reaksi kimia spontan berlangsung pada tekanan dan volume konstan dalam wadah-terisolasi. Ketika reaksi berlangsung, apa yang terjadi pada suhu sistem dan energi dalam reaktan karena berubah menjadi produk?
(A) suhu dan energi dalam reaktan meningkat.
(B) suhu meningkat, sementara energi dalam reaktan menurun.
(C) suhu menurun sedangkan energi dalam reaktan meningkat.
(D) suhu dan energi dalam reaktan menurun.

Pembahasan Soal #19
Perubahan energi dalam ∆E = q + w.
Ketik reaksi berlangsung secara endotermis maka nilai q > 0. Pada volume tetap (∆V = 0) maka w = –p.∆V = 0. urip.info
Dengan demikian ∆E = q + 0 → ∆E = q → ∆E > 0.
Energi berpindah dari wadah ke reaktan sebagai panas/kalor.
Jawaban yang tepat C

urip.info

Soal #20
Berapa panas pembentukan standar (ΔHºf) gas etilen, C2H4(g)?
H2(g) + ½ O2(g) →  H2O(g)  ΔHº = –242 kJ mol–1
2 C(s, grafit) + 3 H2 (g) + ½ O2(g) → C2H5OH(l)   ΔHº = –278 kJ mol–1
C2H4(g) + H2O(g) → C2H5OH(l)   ΔHº = –88 kJ mol–1
(A) 16 kJ mol–1
(B) 52 kJ mol–1
(C) 83 kJ mol–1
(D) 285 kJ mol–1

Pembahasan Soal #20
Reaksi pembentukan 1 mol C2H4 dari unsur-unsur penyusunnya:
2 C(s, grafit) + 2 H2 (g) →  C2H4
urip.info
2 C(s, grafit) + 3 H2 (g) + ½ O2(g) C2H5OH(l)   ΔHº1 = –278 kJ mol–1
C2H5OH(l)  C2H4(g) + H2O(g)     ΔHº2 = +88 kJ mol–1
H2O(g)    H2(g) + ½ O2(g)     ΔHº3 = +242 kJ mol–1
ΔHºf = ΔHº1 + ΔHº2 + ΔHº3
ΔHºf = (–278 + 88 + 242) kJ mol–1
ΔHºf = 52 kJ mol–1
Jawaban yang tepat B

urip.info

Soal #21
Ksp AgBr adalah 5×10–13 pada suhu 25,0 ºC dan 6,5×10–12 pada suhu 50,0 ºC. Berapa ΔHºreaksi untuk pengendapan AgBr seperti reaksi yang ditampilkan?
Ag+(aq) + Br(aq) → AgBr(s) ; ΔHºreaksi = ???
(A) –82 kJ mol–1
(B) –1,1 kJ mol–1
(C) 1,1 kJ mol–1
(D) 82 kJ mol–1
urip.info
Pembahasan Soal #21
ln (k2/k1) = ΔHºreaksi/R × {(T2 – T1)/(T2.T1)}
ln (6,5×10–12 / 5×10–13) = ΔHºreaksi/8,315 × {(323 – 298)/(323×298)}
ln 13 = ΔHºreaksi/8,315 × (2.60×10–4)
2.565 = ΔHºreaksi × 3.124×10–5
ΔHºreaksi = 82106 J mol–1
ΔHºreaksi = 82,106 kJ mol–1

Jawaban yang mendekati A

urip.info

Soal #22
Untuk benzena, C6H6, panas peleburan adalah 9,9 kJ mol–1 pada titik leleh dari 5 ºC, panas penguapannya adalah 30,8 kJ mol–1 pada titik didih normal dari 80 ºC, dan kapasitas panas molar cairan adalah 135 J mol–1 K–1. Untuk sistem yang terdiri dari 1,00 mol C6H6 padat murni pada 5 ºC ditambahkan 20,0 kJ panas sambil mempertahankan tekanan pada 1 atm. Dalam fase apa benzena ditemukan untuk keadaan tersebut? urip.info
(A) Campuran padat dan cair
(B) Hanya cair
(C) Campuran cairan dan gas
(D) Hanya gas

Pembahasan Soal #22
C6H6 (s, 5 °C) → C6H6 (l, 5 °C);  ∆H peleburan
C6H6 (l, 5 °C) → C6H6 (l, 80 °C)  ;  q

∆H peleburan = 9,9 kJ mol–1 × 1 mol
∆H peleburan = 9,9 kJ
urip.info
q = m.c.∆T
q = 1 mol × 135 J mol–1 K–1 × (80–5) K
q = 10.125 kJ

Total ∆H peleburan + q = 9,9 kJ + 10.125 kJ
Total ∆H peleburan + q = 10.134,9 kJ
10.134,9 kJ >> 20 kJ
urip.info
Karena yang ditambahkan hanya 20 kJ berarti benzena masih dalam fase cair. Andai yang ditambahkan lebih dari 10.234,9 kJ maka benzena dalam fase gas.

Jawaban yang tepat B

urip.info

Soal #23
Logaritma natural dari Ka  NH4+ diplot di bawah ini sebagai fungsi kebalikan dari temperatur absolut.
Manakah pernyataan yang benar?
  1. pH larutan 0,100 M dari NH4NO3 meningkat dengan naiknya suhu.
  2. ΔSº untuk disosiasi asam ion amonium adalah positif.
urip.info
(A) hanya I
(B) hanya II
(C) kedua I dan II
(D) bukan I maupun II

Pembahasan Soal #23
ΔG° = –RT ln K; urip.info
ΔG° = ∆H° – ∆S°.T
–RT ln K = ∆H° – ∆S°.T
ln K = –(∆H°/RT) + ∆S°/R
ln K = –(∆H°/R).(1/T) + ∆S°/R

slop = –6283 (bernilai negatif)
→ ∆H° > 0 atau ∆H° = positif

intersep = –0,215 (bernilai negatif)
→ ∆S° < 0 atau ∆S° = negatif
urip.info
Karena ∆H° > 0 maka reaksi tersebut berlangsung secara endotermis.
urip.info
NH4+ ⇌ H+ + NH3 ; ∆H° > 0
Reaksi berlangsung secara endotermis, maka peningkatan suhu T akan menggeser kesetimbangan ke arah produk, artinya jumlah H+ meningkat dengan kata lain pH semakin kecil.

Dari dua pernyataan keduanya tidak ada yang benar.
Jawaban yang tepat D

urip.info

Soal #24
Kapasitas panas molar es adalah 37 J mol–1 K–1 dan kapasitas panas molar air cair 76 J mol–1 K–1. Apa yang dapat disimpulkan tentang besaran relatif dari panas peleburan es pada 263 K (ΔH263) dibandingkan dengan panas peleburan es pada 273 K (ΔH273)?
(A) ΔH263 < ΔH273
(B) ΔH263 = ΔH273
(C) ΔH263 > ΔH273
(D) Tidak ada kesimpulan tentang besaran relatif dari panas fusi yang dapat ditarik berdasarkan informasi yang diberikan.
urip.info
Pembahasan Soal #24
Jawaban yang tepat A

urip.info

Bila ada pembahasan yang kurang tepat mohon memberikan koreksi pada kolom komentar pada bagian akhir postingan ini. Terima kasih.
Bagikan di

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

 
Copyright © 2015-2020 Urip dot Info | Disain Template oleh Herdiansyah Dimodivikasi Urip.Info