KIMIA TAHAP PERSIAPAN BERSAMA Departemen Kimia, Fakultas MIPA Institut Teknologi Bandung E-mail: first-year@chem.itb.ac.id UJIAN I - KIMIA DASAR I A (KI1111) http://courses.chem.itb.ac.id/ki1111/ 22 Oktober 2003 110 Menit Nama : Tanda Tangan N I M : Departemen : Kelas: T-... Penilaian: Benar :... x 2,5 =... Nilai Pilihan Ganda Salah :... x -0,5 =... (Jumlah Bagian A) Bagian B No. 1... Bagian B No. 2... Nilai Esai Bagian B No. 3... (Jumlah Bagian B) Bagian B No. 4... Jumlah Total... 1) Ujian terdiri dari: Bagian A : 25 Soal pilihan berganda. NILAI = Benar x 2,5 - Salah x 0,5 Pilihlah satu jawaban yang paling tepat. Tulis jawaban pada bagian kanan dari soalnya, pada tempat yang disediakan. Jawaban yang ada coretan atau bekas diberi cairan penghapus, dianggap salah. Untuk tempat coretan, gunakan bagian lain dari lembaran soal - kecuali tempat jawaban. Bagian B : 4 Soal Uraian. Nilai = 37,5 (maks.) Kerjakan soal-soal pada tempat yang sudah disediakan (tidak menggunakan pensil). 2) Untuk keperluan ujian, peserta hanya diperbolehkan membawa alat tulis dan alat hitung. Jika peserta membawa barang lain, maka semua barang tsb. (seperti tas beserta alat komunikasi, buku, dll.), harus ditempatkan di bagian depan ruang ujian, yang baru boleh diambil setelah ujian berakhir. 3) Selama ujian berlangsung dilarang berbicara dengan teman, pinjam meminjam alat tulis menulis dan alat hitung, serta melihat pekerjaan teman. 4) Dilarang menggunakan kertas lain, selain dari yang diberikan (berkas soal). 5) Pada waktu pengawas ujian mengatakan "Waktu Habis", semua peserta ujian berhenti bekerja. 6) Mereka yang melanggar ketentuan 2, 3, 4 dan 5 di atas, dianggap melakukan kecurangan dalam ujian. 7) Dilarang meninggalkan ruang ujian sebelum disuruh oleh Pengawas Ujian. 8) Untuk mencegah kekeliruan jika berkas soal ini terlepas, Anda diminta untuk menulis lagi NIM dan kelas anda di bagian bawah berkas soal. 9) Data yang diperlukan, dapat anda lihat pada halaman 1 (satu) dan 2 (dua). 10) Berkas soal ini terdiri dari 6 halaman. data-data yang mungkin diperlukan Tetapan gas R = 0,082 L atm mol -1 K -1 = 1,987 kal mol -1 K -1 = 8,314 J mol -1 K -1 Tetapan Planck, h = 6,626 x 10-34 Js Tetapan Avogadro = 6,023 x 10 23 1 ev = 1,6 10-19 joule E n = -2,18x10-18 Z 2 /n 2 J = -13,6 Z 2 /n 2 ev c = 3 x 10 8 m/s r n = 0,529 n 2 /Z Å c x Ar = 26,8 kal/g o C Mr = 2 x R H Massa atom relatif, A r dari : H = 1 Na = 23 Cl = 35,5 P = 31 Fe = 56 Pb = 207 Ca = 40 O = 16 K = 39 Ba = 137 S = 32 Cu = 63,5 Zn = 65,4 I = 127 C = 12 Mg = 24 Si = 28,09 N = 14 Cr = 52 Al = 27 Mn = 54,9 2 2 nh r = 4π mze n 2 2 2π mz e E n = - 2 2 nh 2 2 4 H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sa Sb Te I Xe Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt At Hg Tl Pb Bi Po At Rn
Bagian A : 25 Soal Pilihan Berganda (nilai max.= 62,5) Senyawa alkaloid banyak digunakan untuk Sebanyak 10 g sampel bijih alumunium obat-obatan. Suatu senyawa alkaloid direaksikan dengan larutan asam klorida mengandung atom C, H, O dan N. Jika berlebih membentuk AlCl 3 dan gas H 2. massa molekul senyawa tersebut 195 dan Jika dalam reaksi ini dihasilkan 0,15 g gas mengandung 30% nitrogen, maka jumlah H 2, maka kadar Al dalam bijih adalah atom N dalam senyawa tersebut adalah (A) 1,35 % (A) 1 (B) 2,70 % (B) 2 (C) 13,5 % (C) 3 (D) 4 (E) 5 Perhatikan reaksi pembakaran oktana di bawah ini 2C 8 H 18 + 25 O 2 16CO 2 + 18H 2 O Jika udara mengandung 72% N dan 28% O, volume udara yang diperlukan untuk mengoksidasi 2 mol oktana secara sempurna (pada 0 o C, 1 atm) adalah (A) 25 L (B) 59 L (C) 75 L (D) 89 L (E) 100 L Jika metabolisme gula di dalam tubuh mengubah seluruh glukosa (C 6 H 12 O 6 ) menjadi CO 2, maka massa CO 2 yang dihasilkan dari 216 g glukosa adalah (A) 4,4 g (B) 8,8 g (C) 44 g (D) 158,4 g (E) 316,8 g Suatu campuran bahan bakar roket tersusun dari dua zat cair yaitu hidrazin (N 2 H 4 ) dan dinitrogen tetraoksida (N 2 O 4 ). Apabila terjadi kontak akan terbakar dan membentuk gas nitrogen dan uap air. Massa gas nitrogen yang terbentuk ketika 100 g N 2 H 4 dan 200 g N 2 O 4 dicampurkan adalah (A) 21,7 g (B) 31,2 g (C) 46,8 g (D) 65,1 g (E) 131 g Sampel K 2 CO 3 sebanyak 18,6 g diolah sedemikian rupa sehingga semua karbonnya berubah menjadi senyawa K 2 Zn 3 [Fe(CN) 6 ] 2. Massa senyawa K 2 Zn 3 [Fe(CN) 6 ] 2 yang terbentuk adalah (A) 0,31 g (B) 0,62 g (C) 3,67 g (D) 7,84 g (E) 94,08 g (D) 27,0 % (E) 40,5 % Silikon karbida (SiC) adalah material keramik penting yang dibuat dengan mereaksikan pasir (silikon dioksida, SiO 2 ) dengan serbuk karbon pada suhu tinggi. Dalam reaksi ini terbentuk juga gas CO. Ketika 100 kg pasir diproses dengan karbon berlebih, diperoleh 51,4 g SiC. Persen hasil SiC dalam proses ini adalah (A) 13 % (B) 30 % (C) 46 % (D) 70 % (E) 77 % Jumlah elektronvalensi yang terdapat dalam 2,7 gram aluminium adalah (A) 0,1 mol elektron (B) 0,3 mol elektron (C) 0,5 mol elektron (D) 1,3 mol elektron (E) 1,5 mol elektron Jumlah elektron maksimum dalam suatu atom yang dapat memiliki bilangan kuantum n = 3 dan m = -1 adalah (A) 2 (B) 4 (C) 6 (D) 8 (E) 10 Suatu kation M n+ memiliki hanya satu elektron. Garis dengan energi tertinggi pada spektrum absorpsi ion tersebut terjadi pada frekuensi 2,961 x 10 16 Hz. Kation tersebut adalah (A) Na 10+ (B) O 7+ (C) He + (D) Li 2+ (E) B 4+ Halaman 2
Diketahui energi ionisasi pertama untuk unsur-unsur berikut dalam satuan kj/mol: Mg (738), Al (577), Si (786), S (999) dan Cl (1256). Perkiraan energi ionisasi pertama untuk unsur P adalah (A) 579 (B) 761 (C) 947 (D) 1012 (E) 800 Suatu unsur X mempunyai energi ionisasi pertama, kedua, ketiga dan keempat berturut-turut: 738, 1450, 7732, 10550 kj/mol. Jika X membentuk oksida, maka rumus molekulnya adalah (A) X 3 O 4 (B) XO (C) X 2 O 3 (D) XO 2 (E) X 2 O 5 Logam Na disinari dengan panjang gelombang 250 nm. Jika panjang gelombang ambang logam Na = 400 nm, maka energi kinetik elektron yang dilepaskan adalah (A) 2,97 x 10-21 J (B) 5,94 x 10-21 J (C) 2,97 x 10-14 J (D) 5,94 x 10-14 J (E) 8,91 x 10-21 J Perbandingan jari-jari ion Li 2+ terhadap jari-jari ion O 7+ pada tingkat dasar adalah (A) 3 : 8 (B) 1 : 1 (C) 2 : 7 (D) 8 : 3 (E) 7 : 2 Jumlah elektron yang berpasangan dengan bilangan kuantum utama = 3 untuk ion Fe 2+ adalah (A) 2 (B) 4 (C) 6 (D) 8 (E) 10 Walaupun menyerap kalor sekitar 18 kj/mol, pelarutan NaCl(s) pada 25 o C dan 1 atm berlangsung secara spontan. Hal ini terjadi karena pada pelarutan NaCl (B) q = 18 kj (C) S > 61 J/K (D) U = 0 (E) w = 0 Suatu gas ideal dalam silinder tertutup mengalami ekspansi pada suhu tetap secara reversibel. Pernyataan berikut yang Halaman 3 benar adalah (A) H < 0 (B) w > 0 (C) U < 0 (D) q > 0 (E) U > 0 Reaksi manakah di bawah ini yang disertai dengan peningkatan entropi (A) 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(l) (B) N 2 (g) + 2O 2 (g) 2 NO 2 (g) (C) N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) (D) C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) (E) CaCO 3 (s) CaO(s) + CO 2 (g) Pada tekanan 1 atm dan 25 o C diketahui kalor pembentukan CO 2 (g) = -394 kj/mol; kalor pembentukan H 2 O(l) = -283 kj/mol; kalor pembakaran CH 4 (g) = -892 kj/mol. Kalor pembentukan CH 4 (g) adalah (A) - 210, 8 kj (B) - 76,7 kj (C) - 68,0 kj (D) - 62,0 kj (E) - 30,8 kj Pemampatan gas ideal secara reversibel pada suhu tetap disertai dengan: 1) penurunan energi bebas 2) kalor berpindah dari lingkungan ke sistem 3) peningkatan entropi lingkungan Pernyataan di atas yang benar adalah: (A) 1, 2 dan 3 (B) 1 dan 2 (C) 2 dan 3 (D) 1 saja (E) 3 saja Dua mol air diuapkan pada titik didih normalnya, yaitu 100 o C dan 1 atm. Jika diketahui kalor penguapannya 40,7 kj/mol, maka untuk proses tersebut 1) q = 81,4 kj 2) S uap S cair = 0,22 kj/k 3) G < 0 Pernyataan yang benar adalah (A) 1, 2, dan 3 (B) 1 dan 2 (C) 2 dan 3 (D) 1 saja (E) 3 saja Untuk proses isobar dan isoterm, pernyataan G > 0 setara dengan (B) H < 0 (C) S sistem + S lingkungan > 0 (D) S sistem + S lingkungan < 0 (E) U > 0
Diketahui: H o f H 2 O 2 (l) = -187,6 kj/mol dan H o f H 2 O(l) = - 285,8 kj/mol. Pernyataan yang paling benar untuk reaksi H 2 O 2 (l) H 2 O(l) + ½O 2 (g) adalah (B) S < 0 (C) Reaksi spontan hanya pada suhu tinggi (D) Reaksi spontan hanya pada suhu rendah (E) Reaksi selalu spontan untuk semua suhu Deret Balmer dimulai dari panjang gelombang serapan terbesar pada daerah sinar tampak untuk spektrum serapan atom hidrogen. Garis ketiga pada deret Balmer merupakan panjang gelombang yang diserap untuk (A) Eksitasi elektron dari n = 1 ke n = 3 (B) Eksitasi elektron dari n = 1 ke n = 4 (C) Eksitasi elektron dari n = 2 ke n = 4 (D) Eksitasi elektron dari n = 2 ke n = 5 (E) Eksitasi elektron dari n = 3 ke n = 4 Dari data penentuan massa atom relatif (A r ) dengan metode Cannizaro, diperoleh data rapat uap relatif terhadap hidrogen dan kandungan atom Y dalam senyawa sebagai berikut: Senyawa Rapat uap % Y A 39 48,7 B 52 73,1 C 34 84,1 Dari data tersebut dapat disimpulkan bahwa massa atom relatif Y adalah (A) 76 (B) 57 (C) 38 (D) 19 (E) 9 Bagian B : Soal Uraian (Max. = 37,5) 1. 3 mol gas hidrogen bereaksi dengan 3 mol gas klor menghasilkan asam klorida pada 25 o C dan 1 atm. Jika diketahuai H 2 (g) + Cl 2 (g) 2HCl(g) H = -184,6 kj (a) Hitung jumlah kalor yang dihasilkan pada reaksi tersebut (3) (b) Hitung kerja yang menyertai reaksi tersebut (3) (c) Hitung perubahan energi dalam pada reaksi tersebut (3) 2. Sebanyak 250 ml larutan S 2 O 2-3 0,1 M bereaksi dengan Cr 2 O 2-7 sesuai reaksi: 2- Cr 2 O 7 + I - Cr 3+ + I 2 (suasana asam) 2- I 2 + S 2 O 3 I - 2- + S 4 O 6 (a) Setarakan reaksi di atas! (2,5) Halaman 4
(b) Berapa jumlah ekivalen S 2 O 3 2-! (2,5) (c) Hitung jumlah ekivalen Cr 2 O 7 2- yang diperlukan! (2,5) (d) Berapa gram K 2 Cr 2 O 7 yang bereaksi dengan S 2 O 3 2- di atas! (2,5) 3. Suatu unsur X mempunyai kalor jenis 0,0442 kal/g.k. Senyawa sulfat unsur ini diketahui mengandung 42,2% unsur X. (a) Hitung Ar X kira-kira! (2,5) (b) Jika rumus senyawa sulfat tersebut adalah X 2 (SO 4 ) y, hitunglah harga y! (2,5) (c) Hitung Ar X yang sebenarnya! (2) (d) Tentukan rumus molekul senyawa sulfat tersebut! (2) 4. Atom dan ion berikut memiliki struktur elektron yang sama (isoelektronik): Ne, O 2-, Na +. (a) Tuliskan konfigurasi elektron ketiga partikel tersebut! (3) (b) Urutkan energi ionisasi pertama dari ketiga partikel tersebut, jelaskan! (2,5) (c) Urutkan ukuran jari-jari ketiga partikel tersebut, jelaskan! (2) (d) Unsur Ne memiliki 3 isotop: 20 Ne(massa atom: 19,9924356 sma), 21 Ne (massa atom: 20,9938428 sma) dan 22 Ne (massa atom: 21,9913851 sma), dengan kelimpahan secara berturut-turut: 90,48%; 0,27%; 9,25%. Tentukan massa atom relatif Ne! (2) Halaman 5