Contoh Soal Kesetimbangan Kimia

Kesetimbangan kimia adalah kondisi dinamis dalam suatu reaksi reversibel di mana laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik, sehingga konsentrasi reaktan dan produk tidak lagi berubah seiring waktu. Ini bukan berarti reaksi berhenti, melainkan komponen-komponennya terus-menerus saling mengubah dalam laju yang setara. Konsep ini sangat fundamental dalam kimia, menjelaskan mengapa beberapa reaksi tidak berjalan sampai selesai dan bagaimana faktor-faktor seperti suhu, tekanan, dan konsentrasi dapat memengaruhi hasil reaksi. Prinsip Le Chatelier adalah alat penting untuk memprediksi pergeseran kesetimbangan ketika kondisi sistem berubah. Memahami kesetimbangan kimia sangat penting dalam berbagai aplikasi industri, mulai dari produksi amonia (proses Haber-Bosch) hingga sintesis obat-obatan. Artikel ini menyajikan berbagai contoh soal kesetimbangan kimia, mencakup konsep dasar, perhitungan konstanta kesetimbangan (Kc dan Kp), serta penerapan Prinsip Le Chatelier. Soal-soal ini dirancang untuk menguji pemahaman Anda tentang konsep-konsep kunci dan membantu Anda mempersiapkan diri untuk ujian.

Kumpulan Contoh Soal contoh soal kesetimbangan kimia

Soal 1 (Pilihan Ganda)

Yang dimaksud dengan kesetimbangan dinamis adalah kondisi di mana…

Reaksi berhenti setelah produk terbentuk.
Konsentrasi reaktan dan produk selalu sama.
Laju reaksi maju dan balik sama besar, dan reaksi terus berlangsung.
Semua reaktan telah habis bereaksi.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Kesetimbangan dinamis berarti reaksi maju dan reaksi balik berlangsung terus-menerus dengan laju yang sama, sehingga konsentrasi zat-zat tidak berubah secara makroskopis.

Soal 2 (Pilihan Ganda)

Salah satu ciri dari sistem yang mencapai kesetimbangan kimia adalah…

Konsentrasi reaktan dan produk tetap.
Reaksi telah berhenti.
Hanya reaktan yang tersisa.
Hanya produk yang tersisa.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Pada keadaan setimbang, konsentrasi reaktan dan produk tidak lagi berubah seiring waktu karena laju reaksi maju dan balik sama.

Soal 3 (Pilihan Ganda)

Untuk reaksi kesetimbangan A(g) + 2B(g) ⇌ C(g), rumus tetapan kesetimbangan konsentrasi (Kc) adalah…

Kc = [A][B]² / [C]
Kc = [C] / ([A][B]²)
Kc = [C] / ([A][B])
Kc = [C]² / ([A][B])

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Untuk reaksi A(g) + 2B(g) ⇌ C(g), Kc adalah rasio konsentrasi produk dipangkatkan koefisiennya dibagi konsentrasi reaktan dipangkatkan koefisiennya. Kc = [C] / ([A][B]²).

Soal 4 (Pilihan Ganda)

Tetapan kesetimbangan (Kc) untuk reaksi CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g) adalah…

Kc = [CaCO₃] / ([CaO][CO₂])
Kc = [CaO][CO₂] / [CaCO₃]
Kc = [CO₂] / [CaCO₃]
Kc = [CO₂]

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Zat padat dan cair murni tidak dimasukkan dalam ekspresi Kc karena konsentrasinya dianggap tetap (aktivitasnya = 1). Jadi, Kc = [CO₂].

Soal 5 (Pilihan Ganda)

Pada sistem kesetimbangan, jika konsentrasi salah satu reaktan diperbesar, maka kesetimbangan akan…

Bergeser ke kanan (arah produk).
Bergeser ke kiri (arah reaktan).
Tidak terjadi pergeseran.
Laju reaksi maju melambat.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Menurut Prinsip Le Chatelier, jika konsentrasi reaktan ditingkatkan, kesetimbangan akan bergeser ke arah produk untuk mengurangi kelebihan reaktan tersebut.

Soal 6 (Pilihan Ganda)

Pada reaksi 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g), jika gas SO₃ dikurangi dari sistem, maka kesetimbangan akan…

Bergeser ke kanan (arah produk).
Bergeser ke kiri (arah reaktan).
Tidak terjadi pergeseran.
Konstanta kesetimbangan berubah.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Jika produk dikurangi, sistem akan berusaha menggantinya dengan bergeser ke arah produk (kanan) untuk membentuk lebih banyak produk.

Soal 7 (Pilihan Ganda)

Pada reaksi kesetimbangan N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g), jika tekanan sistem diperbesar, maka kesetimbangan akan…

Bergeser ke kiri.
Tidak terjadi pergeseran.
Bergeser ke kanan.
Konstanta kesetimbangan meningkat.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Ketika tekanan ditingkatkan (atau volume diperkecil), kesetimbangan akan bergeser ke arah sisi dengan jumlah mol gas yang lebih kecil. Pada reaksi ini, sisi kiri memiliki (1+3)=4 mol gas, sisi kanan memiliki 2 mol gas. Jadi, bergeser ke kanan.

Soal 8 (Pilihan Ganda)

Apa yang terjadi pada kesetimbangan 2NO(g) + O₂(g) ⇌ 2NO₂(g) jika volume wadah diperkecil?

Bergeser ke kiri.
Tidak terjadi pergeseran.
Konstanta kesetimbangan berkurang.
Bergeser ke kanan.

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Penurunan volume sama dengan peningkatan tekanan. Kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah mol gas yang lebih kecil. Pada reaksi 2NO(g) + O₂(g) ⇌ 2NO₂(g), sisi kiri memiliki (2+1)=3 mol gas, sisi kanan memiliki 2 mol gas. Jadi, bergeser ke kanan.

Soal 9 (Pilihan Ganda)

Pada reaksi A + B ⇌ C + D, jika ΔH reaksi positif (endoterm), dan suhu sistem dinaikkan, maka kesetimbangan akan…

Bergeser ke kanan (arah produk).
Bergeser ke kiri (arah reaktan).
Tidak terjadi pergeseran.
Konstanta kesetimbangan berkurang.

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Jika suhu dinaikkan pada reaksi endoterm (ΔH positif), kesetimbangan akan bergeser ke arah produk untuk menyerap panas yang ditambahkan.

Soal 10 (Pilihan Ganda)

Reaksi 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) memiliki ΔH = -198 kJ/mol (eksoterm). Jika suhu diturunkan, kesetimbangan akan…

Bergeser ke kiri (arah reaktan).
Bergeser ke kanan (arah produk).
Tidak terjadi pergeseran.
Konstanta kesetimbangan meningkat.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Jika suhu diturunkan pada reaksi eksoterm (ΔH negatif), kesetimbangan akan bergeser ke arah produk untuk melepaskan panas dan mengkompensasi penurunan suhu.

Soal 11 (Pilihan Ganda)

Fungsi penambahan katalis pada suatu reaksi kesetimbangan adalah…

Menggeser kesetimbangan ke arah produk.
Menggeser kesetimbangan ke arah reaktan.
Mengubah nilai konstanta kesetimbangan.
Mempercepat tercapainya kesetimbangan.

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Katalis mempercepat laju reaksi maju dan balik secara proporsional, sehingga membantu sistem mencapai kesetimbangan lebih cepat tanpa menggeser posisi kesetimbangan atau mengubah nilai konstanta kesetimbangan.

Soal 12 (Pilihan Ganda)

Rumus yang benar untuk hubungan antara Kp dan Kc adalah…

Kp = Kc(RT)^Δn
Kc = Kp(RT)^Δn
Kp = Kc + RT
Kc = Kp – RT

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Hubungan antara Kp dan Kc adalah Kp = Kc(RT)^Δn, di mana Δn adalah selisih jumlah mol gas produk dan reaktan.

Soal 13 (Pilihan Ganda)

Untuk reaksi 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g) pada suhu tertentu, bagaimana hubungan antara Kp dan Kc?

Kp > Kc
Kp < Kc
Kp = Kc
Hubungan tidak dapat ditentukan.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Untuk reaksi 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g), Δn = (3) – (2+1) = 0. Jika Δn = 0, maka Kp = Kc.

Soal 14 (Pilihan Ganda)

Untuk reaksi C(s) + O₂(g) ⇌ CO₂(g), bagaimana hubungan antara Kp dan Kc?

Kp > Kc
Kp < Kc
Kp = Kc
Hubungan tidak dapat ditentukan.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Pada reaksi heterogen C(s) + O₂(g) ⇌ CO₂(g), Δn = 1 – 1 = 0. Jika Δn = 0, maka Kp = Kc.

Soal 15 (Pilihan Ganda)

Manakah reaksi kesetimbangan berikut yang akan bergeser ke arah produk jika tekanan sistem diperbesar?

2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)
H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2NO(g)
CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g)

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Pada 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g), jumlah mol gas kiri (3) lebih besar dari kanan (2). Peningkatan tekanan menggeser ke arah mol gas lebih kecil (kanan).

Soal 16 (Pilihan Ganda)

Manakah reaksi kesetimbangan berikut yang akan bergeser ke arah reaktan (kiri) jika suhu sistem dinaikkan?

N₂(g) + O₂(g) ⇌ 2NO(g) ΔH = +180 kJ/mol
2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) ΔH = -198 kJ/mol
C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g) ΔH = +131 kJ/mol
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) ΔH = -92 kJ/mol

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Pada reaksi endoterm (ΔH positif), peningkatan suhu menggeser ke kanan. Pada reaksi eksoterm (ΔH negatif), peningkatan suhu menggeser ke kiri.

Soal 17 (Pilihan Ganda)

Untuk reaksi pembentukan amonia N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g), hubungan antara Kp dan Kc pada suhu 25°C adalah…

Kp > Kc
Kp < Kc
Kp = Kc
Tidak dapat ditentukan.

Kunci Jawaban:
C

Penjelasan: Pada reaksi N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g), Δn = 2 – (1+3) = -2. Jadi Kp = Kc(RT)⁻² = Kc / (RT)². Kp < Kc.

Soal 18 (Pilihan Ganda)

Jika nilai kuosien reaksi (Qc) lebih kecil dari nilai konstanta kesetimbangan (Kc), maka…

Sistem berada dalam kesetimbangan.
Sistem akan bergeser ke arah reaktan.
Suhu sistem akan meningkat.
Sistem akan bergeser ke arah produk.

Kunci Jawaban:
D

Penjelasan: Jika Qc < Kc, rasio produk terhadap reaktan lebih kecil dari yang seharusnya pada kesetimbangan. Sistem akan bergeser ke arah produk untuk meningkatkan rasio tersebut sampai Qc = Kc.

Soal 19 (Pilihan Ganda)

Jika nilai kuosien reaksi (Qc) lebih besar dari nilai konstanta kesetimbangan (Kc), maka…

Sistem akan bergeser ke arah produk.
Sistem akan bergeser ke arah reaktan.
Sistem berada dalam kesetimbangan.
Konsentrasi produk akan meningkat.

Kunci Jawaban:
B

Penjelasan: Jika Qc > Kc, rasio produk terhadap reaktan lebih besar dari yang seharusnya pada kesetimbangan. Sistem akan bergeser ke arah reaktan untuk menurunkan rasio tersebut sampai Qc = Kc.

Soal 20 (Pilihan Ganda)

Manakah di antara reaksi berikut yang merupakan contoh reaksi reversibel?

H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
2Na(s) + Cl₂(g) → 2NaCl(s)
CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)
Pembakaran kertas

Kunci Jawaban:
A

Penjelasan: Reaksi reversibel adalah reaksi yang dapat berlangsung dua arah, yaitu pembentukan produk dari reaktan dan sebaliknya.

Soal 21 (Isian Singkat)

Kondisi di mana laju reaksi maju sama dengan laju reaksi balik, sehingga konsentrasi reaktan dan produk tidak berubah secara makroskopis disebut…

Kunci Jawaban:
Kesetimbangan Kimia

Soal 22 (Isian Singkat)

Pergeseran kesetimbangan yang disebabkan oleh perubahan kondisi seperti suhu, tekanan, atau konsentrasi dapat diprediksi menggunakan teori yang dikenal sebagai…

Kunci Jawaban:
Prinsip Le Chatelier

Soal 23 (Isian Singkat)

Satu-satunya faktor yang dapat mengubah nilai __________ adalah perubahan suhu.

Kunci Jawaban:
Konstanta Kesetimbangan (Kc atau Kp)

Soal 24 (Isian Singkat)

Jika ΔH reaksi bernilai positif, maka reaksi tersebut adalah reaksi __________.

Kunci Jawaban:
Endoterm

Soal 25 (Isian Singkat)

Jika volume sistem kesetimbangan gas diperkecil (tekanan diperbesar), maka kesetimbangan akan bergeser ke arah jumlah mol gas yang __________.

Kunci Jawaban:
lebih kecil

Soal 26 (Uraian)

Jelaskan perbedaan antara kesetimbangan homogen dan heterogen, berikan contoh masing-masing!

Kunci Jawaban:
Kesetimbangan homogen adalah kesetimbangan di mana semua reaktan dan produk berada dalam fasa yang sama, misalnya semua berfasa gas atau semua berfasa larutan. Contoh: N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g). Kesetimbangan heterogen adalah kesetimbangan di mana reaktan dan produk berada dalam fasa yang berbeda. Contoh: CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g).

Soal 27 (Uraian)

Tuliskan ekspresi Kc dan Kp untuk reaksi 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) dan jelaskan hubungan antara Kc dan Kp untuk reaksi ini!

Kunci Jawaban:
Untuk reaksi 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g):
Ekspresi Kc = [SO₃]² / ([SO₂]²[O₂])
Ekspresi Kp = P(SO₃)² / (P(SO₂)²P(O₂))
Hubungan antara Kc dan Kp adalah Kp = Kc(RT)^Δn. Untuk reaksi ini, Δn = (jumlah mol gas produk) – (jumlah mol gas reaktan) = 2 – (2+1) = 2 – 3 = -1. Jadi, Kp = Kc(RT)⁻¹ atau Kp = Kc / RT.

Soal 28 (Uraian)

Pada reaksi N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) dengan ΔH = -92 kJ/mol, jelaskan pengaruh penambahan gas N₂, peningkatan suhu, dan penambahan katalis terhadap jumlah NH₃ yang dihasilkan!

Kunci Jawaban:
Pada reaksi N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) dengan ΔH = -92 kJ/mol:
1. Penambahan gas N₂: Konsentrasi N₂ (reaktan) meningkat, kesetimbangan akan bergeser ke kanan (arah produk) untuk mengurangi N₂, sehingga jumlah NH₃ yang dihasilkan akan bertambah.
2. Peningkatan suhu: Reaksi ini eksoterm (ΔH negatif). Jika suhu dinaikkan, kesetimbangan akan bergeser ke kiri (arah reaktan) untuk menyerap panas, sehingga jumlah NH₃ yang dihasilkan akan berkurang.
3. Penambahan katalis: Katalis mempercepat laju reaksi maju dan balik secara seimbang, sehingga kesetimbangan tercapai lebih cepat. Namun, katalis tidak menggeser posisi kesetimbangan atau mengubah jumlah NH₃ yang dihasilkan pada kondisi setimbang akhir.

Soal 29 (Uraian)

Dalam wadah 1 L, terdapat 2 mol HI yang terurai menjadi H₂ dan I₂ pada suhu tertentu. Jika pada saat setimbang terdapat 0,5 mol I₂, hitung nilai Kc untuk reaksi 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)!

Kunci Jawaban:
Reaksi: 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)
Awal: HI = 2 mol, H₂ = 0, I₂ = 0
Setimbang: I₂ = 0,5 mol
Dari reaksi, jika 0,5 mol I₂ terbentuk, maka 0,5 mol H₂ juga terbentuk, dan 2 × 0,5 = 1 mol HI bereaksi.
Bereaksi: HI = 1 mol, H₂ = 0,5 mol, I₂ = 0,5 mol
Setimbang: HI = 2 – 1 = 1 mol, H₂ = 0,5 mol, I₂ = 0,5 mol
Volume wadah = 1 L, jadi konsentrasi setimbang:
[HI] = 1 mol/L = 1 M
[H₂] = 0,5 mol/L = 0,5 M
[I₂] = 0,5 mol/L = 0,5 M
Kc = ([H₂][I₂]) / [HI]² = (0,5 × 0,5) / (1)² = 0,25 / 1 = 0,25
Jadi, nilai Kc adalah 0,25.

Soal 30 (Uraian)

Jelaskan mengapa penambahan gas inert pada volume tetap tidak menggeser kesetimbangan, tetapi jika ditambahkan pada tekanan tetap akan menggeser kesetimbangan!

Kunci Jawaban:
Penambahan gas inert pada volume tetap tidak akan menggeser kesetimbangan karena konsentrasi (atau tekanan parsial) masing-masing gas reaktan dan produk tidak berubah. Gas inert hanya meningkatkan tekanan total sistem, tetapi tidak mengubah tekanan parsial komponen yang terlibat dalam kesetimbangan. Oleh karena itu, rasio Qc atau Qp tidak berubah.
Namun, jika gas inert ditambahkan pada tekanan tetap, volume sistem harus membesar untuk menjaga tekanan total tetap. Peningkatan volume ini akan menurunkan konsentrasi (dan tekanan parsial) semua gas yang terlibat dalam kesetimbangan. Akibatnya, kesetimbangan akan bergeser ke arah yang memiliki jumlah mol gas yang lebih besar untuk mengatasi penurunan konsentrasi/tekanan parsial.

Soal 31 (Menjodohkan)

Jodohkan istilah berikut dengan definisinya yang tepat!

Pasangkan pernyataan berikut:

Reaksi Endoterm — [ … ]
Reaksi Eksoterm — [ … ]
Reaksi Reversibel — [ … ]
Konstanta Kesetimbangan — [ … ]

Kunci Jawaban:

Reaksi Endoterm = Reaksi yang menyerap panas dari lingkungan (ΔH positif)
Reaksi Eksoterm = Reaksi yang melepaskan panas ke lingkungan (ΔH negatif)
Reaksi Reversibel = Reaksi yang dapat berlangsung dua arah
Konstanta Kesetimbangan = Nilai yang menunjukkan perbandingan konsentrasi produk dan reaktan pada kesetimbangan

Soal 32 (Menjodohkan)

Jodohkan faktor perubahan kondisi berikut dengan pengaruhnya terhadap kesetimbangan!