Persiapkan diri Anda menghadapi Kompetisi Sains Nasional (KSN) Kimia dengan kumpulan soal kimia KSN terlengkap ini! Artikel ini dirancang khusus untuk membantu siswa SMA menguasai berbagai konsep kimia yang sering diujikan dalam KSN. Kami menyajikan 32 soal latihan yang komprehensif, mencakup Pilihan Ganda, Isian Singkat, Uraian, dan Mencocokkan, disertai kunci jawaban dan pembahasan mendalam. Mulai dari stoikiometri, termokimia, kinetika reaksi, kesetimbangan kimia, elektrokimia, hingga kimia organik dan anorganik, setiap aspek penting akan Anda temukan di sini. Dengan berlatih menggunakan soal kimia KSN ini secara rutin, Anda tidak hanya akan menguji pemahaman teori yang telah dipelajari, tetapi juga meningkatkan kemampuan analisis, penalaran, dan pemecahan masalah Anda dalam waktu yang terbatas. Artikel ini adalah sumber daya esensial untuk mengidentifikasi area kekuatan dan kelemahan Anda, memungkinkan Anda fokus pada materi yang membutuhkan perhatian lebih. Jadikan kumpulan soal kimia KSN ini panduan utama Anda untuk meraih prestasi terbaik di KSN Kimia dan melangkah maju ke tingkat nasional!
A. Soal Pilihan Ganda (20 Soal)
- Senyawa berikut yang memiliki ikatan hidrogen adalah…
A) CH₄
B) H₂S
C) NH₃
D) CH₃Cl
E) CO₂ - Berapakah bilangan oksidasi Mn dalam senyawa KMnO₄?
A) +2
B) +4
C) +5
D) +6
E) +7 - Unsur dengan konfigurasi elektron [Ar] 3d⁵ 4s² terletak pada golongan dan periode…
A) Golongan VIIB, Periode 4
B) Golongan VB, Periode 4
C) Golongan VIIA, Periode 3
D) Golongan IIA, Periode 4
E) Golongan VA, Periode 3 - Jika 2,4 gram magnesium (Ar Mg = 24) direaksikan dengan asam klorida berlebih, maka volume gas hidrogen yang dihasilkan pada STP adalah…
A) 1,12 L
B) 2,24 L
C) 4,48 L
D) 0,56 L
E) 3,36 L - Reaksi berikut yang merupakan reaksi redoks adalah…
A) H₂SO₄ + 2NaOH → Na₂SO₄ + 2H₂O
B) Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl
C) CuO + H₂ → Cu + H₂O
D) CaCO₃ → CaO + CO₂
E) HCl + NH₃ → NH₄Cl - Larutan penyangga dibuat dengan mencampurkan 100 mL CH₃COOH 0,1 M (Ka = 10⁻⁵) dengan 100 mL CH₃COONa 0,1 M. pH larutan penyangga tersebut adalah…
A) 3
B) 4
C) 5
D) 6
E) 7 - Pernyataan yang benar mengenai energi ionisasi adalah…
A) Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan elektron dari atom dalam fase padat.
B) Energi yang dilepaskan ketika atom menarik elektron.
C) Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron dari atom netral dalam fase gas.
D) Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan semua elektron dari atom.
E) Energi yang dibutuhkan untuk membentuk ikatan kimia. - Pada reaksi kesetimbangan 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) dengan ΔH = -198 kJ, jika suhu dinaikkan, maka…
A) Kesetimbangan bergeser ke kanan, hasil SO₃ bertambah.
B) Kesetimbangan bergeser ke kiri, hasil SO₃ berkurang.
C) Kesetimbangan tidak bergeser.
D) Harga Kp bertambah.
E) Kecepatan reaksi ke kiri berkurang. - Manakah dari senyawa berikut yang bersifat polar?
A) CCl₄
B) CO₂
C) H₂O
D) CH₄
E) BF₃ - Berapakah massa glukosa (C₆H₁₂O₆, Mr = 180) yang harus dilarutkan dalam 500 gram air agar larutan membeku pada -0,93 °C? (Kf air = 1,86 °C/molal)
A) 22,5 gram
B) 45 gram
C) 90 gram
D) 180 gram
E) 11,25 gram - Sebuah sel Volta tersusun dari elektrode Cu (E° = +0,34 V) dan Zn (E° = -0,76 V). Potensial sel standar (E°sel) yang dihasilkan adalah…
A) +0,42 V
B) -0,42 V
C) +1,10 V
D) -1,10 V
E) +0,76 V - Laju reaksi 2A + B → C + D dapat dinyatakan sebagai…
A) Penurunan konsentrasi C per satuan waktu.
B) Peningkatan konsentrasi A per satuan waktu.
C) Dua kali penurunan konsentrasi B per satuan waktu.
D) Penurunan konsentrasi A per satuan waktu.
E) Setengah penurunan konsentrasi A per satuan waktu. - Senyawa karbon dengan rumus molekul C₃H₆O dapat berupa…
A) Alkohol dan eter
B) Aldehida dan keton
C) Asam karboksilat dan ester
D) Alkena dan alkuna
E) Alkohol dan aldehida - Jika suatu reaksi orde satu memiliki konstanta laju 0,05 s⁻¹, berapa waktu paruh reaksi tersebut?
A) 13,86 s
B) 6,93 s
C) 3,46 s
D) 20 s
E) 10 s - Ion berikut yang memiliki konfigurasi elektron gas mulia adalah…
A) Fe²⁺
B) Cr³⁺
C) S²⁻
D) Cu⁺
E) Ag⁺ - Dalam proses Haber-Bosch, N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g), untuk meningkatkan hasil NH₃, tindakan yang tepat adalah…
A) Menurunkan tekanan.
B) Menaikkan suhu.
C) Menambahkan katalis.
D) Menambah konsentrasi NH₃.
E) Mengurangi volume wadah. - Senyawa dengan nama 2,2,4-trimetilpentana memiliki rumus molekul…
A) C₈H₁₈
B) C₇H₁₆
C) C₆H₁₄
D) C₅H₁₂
E) C₉H₂₀ - Pernyataan yang paling tepat mengenai katalis adalah…
A) Mengubah posisi kesetimbangan.
B) Meningkatkan energi aktivasi.
C) Ikut bereaksi dan habis setelah reaksi.
D) Mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi.
E) Mengubah ΔH reaksi. - Sebanyak 100 mL larutan HCl 0,1 M dicampur dengan 100 mL larutan NaOH 0,1 M. pH campuran yang terbentuk adalah…
A) 1
B) 2
C) 7
D) 12
E) 13 - Sifat koligatif larutan yang TIDAK bergantung pada jenis zat terlarut tetapi hanya pada konsentrasi partikel zat terlarut adalah…
A) Tekanan uap jenuh
B) Tekanan osmotik
C) Kenaikan titik didih
D) Penurunan titik beku
E) Semua pilihan di atas
B. Soal Isian Singkat (5 Soal)
- Tuliskan nama IUPAC untuk senyawa CH₃CH(CH₃)CH₂CH₃.
- Berapakah jumlah proton, neutron, dan elektron dalam atom ₃₅⁸⁰Br⁻?
- Larutan 25 mL KOH 0,2 M dinetralkan dengan H₂SO₄ 0,1 M. Berapa volume H₂SO₄ yang dibutuhkan?
- Zat yang dapat mempercepat tercapainya kesetimbangan tetapi tidak menggeser posisi kesetimbangan disebut apa?
- Jika 1 mol gas ideal berekspansi secara isotermal dan reversibel pada suhu 27 °C dari volume 10 L menjadi 100 L, berapakah perubahan entropi (ΔS) sistem? (R = 8,314 J/mol·K atau 0,082 L·atm/mol·K)
C. Soal Uraian (5 Soal)
- Jelaskan perbedaan antara ikatan ion dan ikatan kovalen, serta berikan masing-masing dua contoh senyawa.
- Sebanyak 10 gram CaCO₃ (Mr = 100) dipanaskan dalam wadah tertutup bervolume 10 L pada suhu 800 °C hingga tercapai kesetimbangan: CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g). Jika pada kesetimbangan tekanan parsial CO₂ adalah 0,5 atm, hitunglah nilai Kp dan Kc untuk reaksi tersebut. (R = 0,082 L·atm/mol·K)
- Gambarkan struktur Lewis untuk molekul SO₂ dan tentukan bentuk molekulnya berdasarkan teori VSEPR. Apakah molekul SO₂ bersifat polar atau nonpolar? Jelaskan.
- Seorang siswa melakukan elektrolisis larutan CuSO₄ menggunakan elektrode inert (grafit). Jika arus listrik sebesar 2 A dialirkan selama 9650 detik, hitunglah massa tembaga yang mengendap di katode. (Ar Cu = 63,5; 1 Faraday = 96500 C/mol elektron)
- Jelaskan prinsip kerja baterai litium-ion dan mengapa baterai ini sangat populer digunakan pada perangkat elektronik modern.
D. Soal Mencocokkan (2 Soal)
- Cocokkan istilah dengan definisinya:
a. Entalpi ( ) 1. Ukuran ketidakteraturan sistem
b. Entropi ( ) 2. Energi panas yang diserap atau dilepas pada tekanan konstan
c. Energi Bebas Gibbs ( ) 3. Kriteria spontanitas reaksi pada suhu dan tekanan konstan - Cocokkan nama senyawa dengan jenis ikatannya:
a. NaCl ( ) 1. Ikatan kovalen polar
b. O₂ ( ) 2. Ikatan ion
c. H₂O ( ) 3. Ikatan kovalen nonpolar
Kunci Jawaban dan Pembahasan
A. Soal Pilihan Ganda
- 1. C) NH₃
Pembahasan: Ikatan hidrogen terbentuk antara atom hidrogen yang terikat pada atom sangat elektronegatif (N, O, F) dengan pasangan elektron bebas pada atom sangat elektronegatif lainnya. NH₃ memiliki atom H terikat pada N. - 2. E) +7
Pembahasan: Dalam KMnO₄, K memiliki biloks +1, dan O memiliki biloks -2. Jika biloks Mn adalah x, maka +1 + x + 4(-2) = 0 → 1 + x – 8 = 0 → x = +7. - 3. A) Golongan VIIB, Periode 4
Pembahasan: Konfigurasi 3d⁵ 4s² menunjukkan bahwa elektron valensi berada pada subkulit 3d dan 4s. Jumlah elektron valensi adalah 5+2 = 7, sehingga golongan VIIB. Kulit terluar adalah 4, sehingga periode 4. - 4. B) 2,24 L
Pembahasan: Reaksi: Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. Mol Mg = 2,4 g / 24 g/mol = 0,1 mol. Dari stoikiometri, 0,1 mol Mg akan menghasilkan 0,1 mol H₂. Volume H₂ pada STP = 0,1 mol × 22,4 L/mol = 2,24 L. - 5. C) CuO + H₂ → Cu + H₂O
Pembahasan: Dalam reaksi ini, Cu mengalami penurunan biloks dari +2 (di CuO) menjadi 0 (di Cu), dan H mengalami kenaikan biloks dari 0 (di H₂) menjadi +1 (di H₂O). - 6. C) 5
Pembahasan: Ini adalah larutan penyangga asam karena mol asam lemah (CH₃COOH) = 0,1 M × 0,1 L = 0,01 mol, dan mol basa konjugasi (CH₃COONa) = 0,1 M × 0,1 L = 0,01 mol. Karena mol asam dan basa konjugasi sama, pH = pKa = -log(10⁻⁵) = 5. - 7. C) Energi yang dibutuhkan untuk melepaskan satu elektron dari atom netral dalam fase gas.
Pembahasan: Definisi energi ionisasi adalah energi minimum yang diperlukan untuk melepaskan satu elektron dari atom netral dalam keadaan gas. - 8. B) Kesetimbangan bergeser ke kiri, hasil SO₃ berkurang.
Pembahasan: Reaksi ini bersifat eksoterm (ΔH negatif). Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah endoterm (arah reaktan) untuk menyerap panas, sehingga SO₃ akan berkurang. - 9. C) H₂O
Pembahasan: H₂O memiliki bentuk molekul bengkok (bent) dengan pasangan elektron bebas di atom O, menyebabkan distribusi muatan tidak simetris sehingga bersifat polar. CCl₄, CO₂, CH₄, dan BF₃ bersifat nonpolar karena simetri molekul atau momen dipol yang saling meniadakan. - 10. A) 22,5 gram
Pembahasan: ΔTf = Kf × m. ΔTf = 0 – (-0,93) = 0,93 °C. Molalitas (m) = 0,93 / 1,86 = 0,5 molal. Massa pelarut = 500 g = 0,5 kg. Mol zat terlarut = m × massa pelarut (kg) = 0,5 molal × 0,5 kg = 0,25 mol. Massa glukosa = 0,25 mol × 180 g/mol = 45 gram. (Maaf, ada kesalahan perhitungan di kepala, harusnya 0,25 x 180 = 45, jadi opsi A seharusnya 45 gram. Mari kita koreksi. Jika 22.5 gram adalah jawabannya, maka molalitasnya 0.25, dan delta Tf menjadi 0.465.) OK, saya akan memilih 22,5 gram dan sesuaikan pembahasannya. Massa glukosa = 0,25 mol × 180 g/mol = 45 gram. Jika 22,5 gram, maka mol = 22,5/180 = 0,125 mol. m = 0,125/0,5 = 0,25 molal. ΔTf = 1,86 × 0,25 = 0,465 °C. Jadi, opsi A) 22,5 gram tidak tepat. Seharusnya 45 gram. Untuk soal KSN, angka harus akurat. Mari kita pilih yang paling mendekati atau saya buat opsi yang benar. Saya akan mengoreksi opsi yang benar. Opsi B) 45 gram. - 10. B) 45 gram
Pembahasan: ΔTf = Kf × m. ΔTf = 0 – (-0,93) = 0,93 °C. Molalitas (m) = ΔTf / Kf = 0,93 / 1,86 = 0,5 molal. Mol zat terlarut = m × massa pelarut (kg) = 0,5 molal × 0,5 kg = 0,25 mol. Massa glukosa = mol × Mr = 0,25 mol × 180 g/mol = 45 gram. - 11. C) +1,10 V
Pembahasan: E°sel = E°katode – E°anode. Zn memiliki E° lebih rendah, sehingga akan teroksidasi (anode). Cu memiliki E° lebih tinggi, sehingga tereduksi (katode). E°sel = E°Cu – E°Zn = +0,34 V – (-0,76 V) = +1,10 V. - 12. E) Setengah penurunan konsentrasi A per satuan waktu.
Pembahasan: Laju reaksi didefinisikan sebagai perubahan konsentrasi reaktan atau produk per satuan waktu, dibagi dengan koefisien stoikiometrinya. Untuk reaktan A, laju = -1/2 (d[A]/dt). - 13. B) Aldehida dan keton
Pembahasan: C₃H₆O dapat berupa propanal (aldehida) atau propanon (keton), keduanya memiliki rumus molekul C₃H₆O. - 14. A) 13,86 s
Pembahasan: Untuk reaksi orde satu, waktu paruh (t½) = ln(2) / k = 0,693 / 0,05 s⁻¹ = 13,86 s. - 15. C) S²⁻
Pembahasan: Atom S memiliki 16 elektron. Ion S²⁻ memiliki 16 + 2 = 18 elektron, sama dengan konfigurasi gas mulia Argon ([Ar]). - 16. E) Mengurangi volume wadah.
Pembahasan: Mengurangi volume wadah berarti menaikkan tekanan. Pada reaksi N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g), jumlah mol gas di reaktan adalah 4 dan di produk adalah 2. Peningkatan tekanan akan menggeser kesetimbangan ke arah jumlah mol gas yang lebih kecil (produk), sehingga meningkatkan hasil NH₃. - 17. A) C₈H₁₈
Pembahasan: Pentana adalah rantai utama 5 karbon. Trimetil berarti ada 3 gugus metil (CH₃). 2,2,4-trimetilpentana memiliki rumus struktur CH₃-C(CH₃)₂-CH₂-CH(CH₃)-CH₃. Total karbon = 5 (rantai utama) + 3 (cabang) = 8 karbon. Alkana memiliki rumus umum CnH₂n+₂. Untuk C₈, H = 2(8)+2 = 18. Jadi C₈H₁₈. - 18. D) Mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi.
Pembahasan: Katalis berfungsi menurunkan energi aktivasi reaksi, sehingga mempercepat laju reaksi tanpa ikut bereaksi secara permanen atau mengubah posisi kesetimbangan. - 19. C) 7
Pembahasan: Mol HCl = 0,1 M × 0,1 L = 0,01 mol. Mol NaOH = 0,1 M × 0,1 L = 0,01 mol. Karena mol asam kuat dan basa kuat sama, mereka akan saling menetralkan sempurna, menghasilkan larutan garam netral (NaCl) dengan pH = 7. - 20. E) Semua pilihan di atas
Pembahasan: Sifat koligatif larutan (penurunan tekanan uap, kenaikan titik didih, penurunan titik beku, tekanan osmotik) hanya bergantung pada jumlah partikel zat terlarut, bukan jenisnya.
B. Soal Isian Singkat
- 21. 2-metilbutana
- 22. Proton = 35, Neutron = 45, Elektron = 36
Pembahasan: Nomor atom (Z) = jumlah proton = 35. Nomor massa (A) = proton + neutron = 80. Neutron = A – Z = 80 – 35 = 45. Karena ion Br⁻, jumlah elektron = proton + 1 = 35 + 1 = 36. - 23. 25 mL
Pembahasan: Reaksi netralisasi: 2KOH + H₂SO₄ → K₂SO₄ + 2H₂O. Gunakan rumus N₁V₁ = N₂V₂ (normalitas). Untuk KOH, N = M = 0,2 N. Untuk H₂SO₄, N = 2 × M = 2 × 0,1 = 0,2 N. Jadi, 0,2 N × 25 mL = 0,2 N × V₂ → V₂ = 25 mL. - 24. Katalis
- 25. +19,14 J/mol·K
Pembahasan: Untuk ekspansi isotermal reversibel gas ideal, ΔS = nR ln(V₂/V₁). ΔS = 1 mol × 8,314 J/mol·K × ln(100 L / 10 L) = 8,314 × ln(10) = 8,314 × 2,303 = 19,14 J/mol·K.
C. Soal Uraian
- 26. Perbedaan Ikatan Ion dan Kovalen:
– Ikatan Ion: Terjadi serah terima elektron antara atom-atom, umumnya antara logam (melepas elektron) dan nonlogam (menerima elektron). Ikatan ini terbentuk karena adanya gaya tarik elektrostatik antar ion yang bermuatan berlawanan. Contoh: NaCl, KBr.
– Ikatan Kovalen: Terjadi penggunaan pasangan elektron secara bersama-sama oleh dua atom, umumnya antara nonlogam dengan nonlogam. Elektron valensi digunakan bersama untuk mencapai konfigurasi oktet atau duplet. Contoh: H₂O, CO₂. - 27. Perhitungan Kp dan Kc:
Reaksi: CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g)
Pada kesetimbangan, tekanan parsial CO₂ (Pco₂) = 0,5 atm.
Untuk reaksi yang melibatkan padatan murni, Kp hanya bergantung pada tekanan parsial gas. Jadi, Kp = Pco₂ = 0,5.
Untuk mencari Kc, gunakan hubungan Kp = Kc(RT)Δn.
Δn = jumlah mol gas produk – jumlah mol gas reaktan = 1 – 0 = 1.
T = 800 °C = 800 + 273 = 1073 K.
Kp = Kc(RT)¹ → Kc = Kp / (RT)
Kc = 0,5 / (0,082 L·atm/mol·K × 1073 K)
Kc = 0,5 / 87,986 ≈ 0,00568 mol/L atau M. - 28. Struktur Lewis, Bentuk Molekul, dan Polaritas SO₂:
– Struktur Lewis: Atom pusat S (golongan VIA, 6 elektron valensi). Atom O (golongan VIA, 6 elektron valensi). Total elektron valensi = 6 (S) + 2×6 (O) = 18 elektron.
O=S=O (dengan 2 PEB pada setiap O dan 1 PEB pada S) adalah salah satu resonansi. Bentuk yang lebih tepat adalah S memiliki ikatan rangkap dua dengan satu O dan ikatan tunggal dengan O yang lain, dengan muatan formal pada S (+1) dan O (-1) serta 1 PEB pada S.
Struktur resonansi utamanya adalah: O=S-O⁻ dan O⁻-S=O, dengan S memiliki 1 pasangan elektron bebas (PEB).
– Bentuk Molekul: Atom pusat S memiliki 2 domain ikatan (1 ikatan rangkap dua, 1 ikatan tunggal yang beresonansi, secara efektif 2 area ikatan) dan 1 pasangan elektron bebas. Ini menghasilkan total 3 domain elektron. Berdasarkan teori VSEPR (AX₂E₁), bentuk molekulnya adalah bengkok (bent) atau V-shape.
– Polaritas: Molekul SO₂ bersifat polar. Meskipun ikatan S-O itu sendiri polar, bentuk molekulnya yang bengkok (tidak simetris) menyebabkan momen dipol ikatan tidak saling meniadakan. Adanya pasangan elektron bebas pada atom S juga berkontribusi pada ketidaksimetrisan distribusi muatan. - 29. Massa Tembaga yang Mengendap:
Diketahui: I = 2 A, t = 9650 s, Ar Cu = 63,5, 1 F = 96500 C/mol elektron.
Reaksi di katode (reduksi Cu²⁺): Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s)
Muatan listrik (Q) = I × t = 2 A × 9650 s = 19300 Coulomb.
Mol elektron = Q / F = 19300 C / 96500 C/mol elektron = 0,2 mol elektron.
Dari reaksi, 2 mol elektron menghasilkan 1 mol Cu. Jadi, 0,2 mol elektron akan menghasilkan (0,2/2) mol Cu = 0,1 mol Cu.
Massa Cu = mol Cu × Ar Cu = 0,1 mol × 63,5 g/mol = 6,35 gram. - 30. Prinsip Kerja Baterai Litium-ion:
Baterai litium-ion bekerja berdasarkan pergerakan ion litium (Li⁺) antara dua elektrode, yaitu anoda (biasanya grafit) dan katoda (biasanya oksida logam litium seperti LiCoO₂).
– Saat Pengosongan (Discharge): Ion litium bergerak dari anoda grafit, melalui elektrolit, menuju katoda. Pada anoda, litium melepaskan elektron (oksidasi) dan elektron mengalir melalui sirkuit eksternal, menghasilkan listrik. Pada katoda, ion litium bergabung kembali dengan oksida logam dan elektron (reduksi).
– Saat Pengisian (Charge): Prosesnya dibalik. Sumber listrik eksternal memaksa ion litium bergerak dari katoda kembali ke anoda melalui elektrolit, dan elektron mengalir kembali ke anoda melalui sirkuit eksternal.
Mengapa populer:
1. Kepadatan Energi Tinggi: Dapat menyimpan energi listrik yang besar dalam volume dan massa yang relatif kecil.
2. Umur Siklus Panjang: Dapat diisi ulang berkali-kali tanpa penurunan kapasitas yang signifikan.
3. Self-discharge Rendah: Kehilangan daya saat tidak digunakan relatif kecil.
4. Tidak Ada Efek Memori: Tidak perlu dikosongkan sepenuhnya sebelum diisi ulang.
5. Tegangan Tinggi: Memberikan tegangan per sel yang tinggi (sekitar 3,7 V), memungkinkan desain perangkat yang lebih ringkas.
D. Soal Mencocokkan
- 31.
a. Entalpi ( 2 ) 1. Ukuran ketidakteraturan sistem
b. Entropi ( 1 ) 2. Energi panas yang diserap atau dilepas pada tekanan konstan
c. Energi Bebas Gibbs ( 3 ) 3. Kriteria spontanitas reaksi pada suhu dan tekanan konstan - 32.
a. NaCl ( 2 ) 1. Ikatan kovalen polar
b. O₂ ( 3 ) 2. Ikatan ion
c. H₂O ( 1 ) 3. Ikatan kovalen nonpolar