Contoh Soal SBMPTN Kimia: Laju Reaksi dan Mekanisme Reaksi Lengkap dengan Pembahasan

Pengantar

Selamat datang di kumpulan contoh soal Kimia SBMPTN untuk topik Laju Reaksi dan Mekanisme Reaksi. Materi ini merupakan salah satu konsep fundamental dalam kimia fisik yang sering diujikan dalam berbagai seleksi masuk perguruan tinggi, termasuk SBMPTN (sekarang SNBT). Memahami laju reaksi dan mekanisme reaksi sangat penting untuk memprediksi kecepatan suatu reaksi berlangsung, faktor-faktor yang memengaruhinya, serta tahapan-tahapan reaksi elementer yang terlibat. Kumpulan soal ini dirancang untuk membantu Anda menguji pemahaman, melatih kemampuan analitis, dan meningkatkan kesiapan Anda menghadapi ujian.

Deskripsi SEO

Materi laju reaksi dan mekanisme reaksi merupakan pilar penting dalam kimia yang sering menjadi momok bagi para calon mahasiswa. Kumpulan soal SBMPTN ini hadir sebagai solusi komprehensif untuk menguasai topik tersebut. Anda akan menemukan 20 soal pilihan ganda, 5 soal isian singkat, 5 soal uraian, dan 2 pasang soal mencocokkan yang mencakup berbagai aspek, mulai dari konsep dasar laju reaksi, orde reaksi, konstanta laju, pengaruh suhu dan katalis, hingga penentuan mekanisme reaksi dan tahapan penentu laju. Setiap soal pilihan ganda dilengkapi dengan pembahasan singkat yang jelas, membantu Anda memahami alasan di balik setiap jawaban yang benar. Dengan berlatih menggunakan soal-soal ini, Anda akan terbiasa dengan format ujian, meningkatkan kecepatan dan akurasi dalam menjawab, serta memperdalam pemahaman mengenai energi aktivasi, kompleks teraktivasi, dan peran zat antara. Persiapkan diri Anda secara optimal untuk menghadapi SBMPTN dengan menguasai materi laju reaksi dan mekanisme reaksi melalui latihan soal yang terstruktur ini. Semoga sukses!

Contoh Soal Laju Reaksi dan Mekanisme Reaksi

Soal Pilihan Ganda (20 Soal)

Untuk reaksi A + B → C, diperoleh data percobaan sebagai berikut:

| Percobaan | [A] (M) | [B] (M) | Laju Reaksi (M/s) |

|—|—|—|—|

| 1 | 0,1 | 0,1 | 2 × 10⁻³ |

| 2 | 0,2 | 0,1 | 4 × 10⁻³ |

| 3 | 0,1 | 0,2 | 8 × 10⁻³ |

Orde reaksi total adalah…

A. 1

B. 2

C. 3

D. 4

E. 5
Unit konstanta laju (k) untuk reaksi orde dua adalah…

A. s⁻¹

B. M⁻¹s⁻¹

C. M⁻²s⁻¹

D. Ms⁻¹

E. M⁻¹
Faktor-faktor yang dapat meningkatkan laju reaksi adalah, kecuali…

A. Peningkatan konsentrasi reaktan

B. Peningkatan suhu

C. Penambahan katalis

D. Peningkatan luas permukaan

E. Penurunan tekanan (untuk reaksi gas)
Reaksi 2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g) memiliki mekanisme reaksi sebagai berikut:

Tahap 1 (cepat): NO(g) + NO(g) ⇌ N₂O₂(g)

Tahap 2 (lambat): N₂O₂(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)

Persamaan laju reaksi yang sesuai dengan mekanisme tersebut adalah…

A. Laju = k[NO]²

B. Laju = k[NO][O₂]

C. Laju = k[NO]²[O₂]

D. Laju = k[N₂O₂][O₂]

E. Laju = k[NO]²[O₂]²
Energi minimum yang harus dimiliki oleh molekul-molekul reaktan agar dapat bereaksi membentuk produk disebut…

A. Energi kinetik

B. Energi potensial

C. Energi aktivasi

D. Energi ikatan

E. Energi bebas Gibbs
Pernyataan yang benar mengenai katalis adalah…

A. Katalis meningkatkan energi aktivasi reaksi.

B. Katalis mengubah posisi kesetimbangan reaksi.

C. Katalis mempercepat laju reaksi dengan menyediakan jalur reaksi alternatif.

D. Katalis dikonsumsi selama reaksi.

E. Katalis hanya efektif pada suhu tinggi.
Reaksi orde nol memiliki laju reaksi yang…

A. Berbanding lurus dengan konsentrasi reaktan.

B. Berbanding terbalik dengan konsentrasi reaktan.

C. Tidak bergantung pada konsentrasi reaktan.

D. Berbanding lurus dengan kuadrat konsentrasi reaktan.

E. Berbanding terbalik dengan kuadrat konsentrasi reaktan.
Pada suatu reaksi, jika suhu dinaikkan 10 °C, laju reaksi menjadi dua kali lebih cepat. Jika reaksi berlangsung pada suhu 20 °C dengan laju X, maka pada suhu 50 °C laju reaksinya adalah…

A. 2X

B. 4X

C. 8X

D. 16X

E. 32X
Senyawa yang terbentuk pada tahap awal reaksi dan kemudian bereaksi kembali pada tahap selanjutnya, sehingga tidak muncul dalam persamaan reaksi keseluruhan, disebut…

A. Katalis

B. Produk

C. Reaktan

D. Zat antara (intermediate)

E. Inhibitor
Grafik konsentrasi reaktan terhadap waktu untuk reaksi orde satu akan menunjukkan bentuk…

A. Garis lurus dengan gradien positif.

B. Garis lurus dengan gradien negatif.

C. Kurva eksponensial menurun.

D. Kurva eksponensial meningkat.

E. Kurva parabola.
Waktu paruh (t½) suatu reaksi orde satu…

A. Berbanding lurus dengan konsentrasi awal reaktan.

B. Berbanding terbalik dengan konsentrasi awal reaktan.

C. Tidak bergantung pada konsentrasi awal reaktan.

D. Berbanding lurus dengan kuadrat konsentrasi awal reaktan.

E. Berbanding terbalik dengan kuadrat konsentrasi awal reaktan.
Untuk reaksi A → Produk, jika laju reaksi adalah k[A]², maka orde reaksi terhadap A adalah…

A. 0

B. 1

C. 2

D. 3

E. Tidak dapat ditentukan
Manakah dari pernyataan berikut yang paling tepat menggambarkan teori tumbukan?

A. Semua tumbukan antarmolekul menghasilkan reaksi.

B. Molekul harus bertumbukan dengan energi yang cukup dan orientasi yang tepat untuk bereaksi.

C. Laju reaksi hanya bergantung pada jumlah tumbukan.

D. Peningkatan suhu selalu mengurangi jumlah tumbukan.

E. Katalis bekerja dengan meningkatkan energi kinetik molekul.
Jika mekanisme reaksi terdiri dari beberapa tahap, maka laju reaksi keseluruhan ditentukan oleh…

A. Tahap tercepat

B. Tahap dengan energi aktivasi terendah

C. Tahap dengan energi aktivasi tertinggi

D. Tahap paling lambat (rate-determining step)

E. Rata-rata laju semua tahap
Persamaan Arrhenius menyatakan hubungan antara konstanta laju (k) dengan…

A. Konsentrasi reaktan

B. Waktu

C. Suhu

D. Tekanan

E. Volume
Reaksi heterogen adalah reaksi yang melibatkan reaktan dalam fase yang berbeda. Untuk meningkatkan laju reaksi heterogen, salah satu cara yang paling efektif adalah…

A. Menurunkan suhu

B. Menurunkan konsentrasi reaktan

C. Menurunkan luas permukaan kontak

D. Meningkatkan luas permukaan kontak

E. Menambahkan inhibitor
Pada reaksi 2A(g) + B(g) → C(g), jika laju pembentukan C adalah 0,05 M/s, maka laju pengurangan A adalah…

A. 0,025 M/s

B. 0,05 M/s

C. 0,10 M/s

D. 0,15 M/s

E. 0,20 M/s
Manakah dari berikut ini yang BUKAN merupakan fungsi katalis?

A. Menurunkan energi aktivasi.

B. Mempercepat tercapainya kesetimbangan.

C. Mengubah entalpi reaksi (ΔH).

D. Menyediakan jalur reaksi alternatif.

E. Meningkatkan frekuensi tumbukan efektif.
Dalam mekanisme reaksi, tahap elementer adalah…

A. Tahap yang melibatkan lebih dari dua molekul.

B. Tahap yang lajunya dapat diamati secara langsung.

C. Tahap yang berlangsung dalam satu langkah tunggal.

D. Tahap yang selalu merupakan tahap penentu laju.

E. Tahap yang melibatkan zat antara sebagai produk akhir.
Untuk reaksi 2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g), laju dekomposisi N₂O₅ adalah 4,0 × 10⁻⁵ M/s. Berapa laju pembentukan NO₂?

A. 2,0 × 10⁻⁵ M/s

B. 4,0 × 10⁻⁵ M/s

C. 8,0 × 10⁻⁵ M/s

D. 1,6 × 10⁻⁴ M/s

E. 3,2 × 10⁻⁴ M/s

Soal Isian Singkat (5 Soal)

Konstanta laju reaksi (k) adalah parameter yang menunjukkan seberapa cepat suatu reaksi berlangsung pada suhu tertentu dan _________ pada perubahan suhu.
Dalam mekanisme reaksi, molekularitas suatu tahap elementer mengacu pada _________ molekul reaktan yang terlibat dalam tahap tersebut.
Jika laju reaksi bergantung pada konsentrasi satu reaktan yang dipangkatkan satu, maka orde reaksi terhadap reaktan tersebut adalah _________.
Hubungan antara energi aktivasi, konstanta laju, dan suhu dijelaskan oleh persamaan _________.
Zat yang ditambahkan untuk memperlambat laju reaksi disebut _________.

Soal Uraian (5 Soal)

Jelaskan perbedaan antara orde reaksi dan molekularitas. Mengapa keduanya tidak selalu sama?
Bagaimana pengaruh suhu terhadap laju reaksi? Jelaskan berdasarkan teori tumbukan.
Reaksi 2A + B → C memiliki persamaan laju = k[A][B]². Jelaskan bagaimana Anda dapat menentukan orde reaksi terhadap A, B, dan orde reaksi total dari data percobaan.
Gambarkan diagram energi potensial untuk reaksi eksotermik yang dikatalisis dan tidak dikatalisis. Tunjukkan letak energi aktivasi (Ea) dan perubahan entalpi (ΔH).
Reaksi A + B → C + D terjadi melalui mekanisme dua tahap:
Tahap 1 (lambat): A + X → P
Tahap 2 (cepat): P + B → C + D
Tuliskan persamaan laju reaksi yang sesuai dengan mekanisme ini dan identifikasi zat antara (intermediate) serta tahap penentu laju (rate-determining step).

Soal Mencocokkan (2 Pasang)

Cocokkan pernyataan di kolom A dengan istilah di kolom B.

1. Kolom A: Reaksi yang lajunya tidak bergantung pada konsentrasi reaktan.
Kolom B: Orde reaksi nol
2. Kolom A: Tahap paling lambat dalam mekanisme reaksi yang menentukan laju keseluruhan.
Kolom B: Tahap penentu laju

Kunci Jawaban dan Pembahasan

Kunci Jawaban Pilihan Ganda

Jawaban: C. 3
Pembahasan: Untuk menentukan orde reaksi terhadap A, bandingkan percobaan 1 dan 2 (saat [B] konstan): (0,2/0,1)ˣ = (4×10⁻³/2×10⁻³), maka 2ˣ = 2, sehingga x = 1. Orde terhadap A adalah 1. Untuk menentukan orde reaksi terhadap B, bandingkan percobaan 1 dan 3 (saat [A] konstan): (0,2/0,1)ʸ = (8×10⁻³/2×10⁻³), maka 2ʸ = 4, sehingga y = 2. Orde terhadap B adalah 2. Orde reaksi total = 1 + 2 = 3.
Jawaban: B. M⁻¹s⁻¹
Pembahasan: Untuk reaksi orde n, satuan k adalah M¹⁻ⁿs⁻¹. Untuk orde dua (n=2), satuan k = M¹⁻²s⁻¹ = M⁻¹s⁻¹.
Jawaban: E. Penurunan tekanan (untuk reaksi gas)
Pembahasan: Penurunan tekanan pada reaksi gas akan menurunkan konsentrasi molekul gas, sehingga frekuensi tumbukan efektif berkurang dan laju reaksi menurun. Pilihan A, B, C, D semuanya meningkatkan laju reaksi.
Jawaban: C. Laju = k[NO]²[O₂]
Pembahasan: Laju reaksi ditentukan oleh tahap paling lambat (tahap 2). Laju = k₂[N₂O₂][O₂]. Karena N₂O₂ adalah zat antara, kita harus menggantinya. Dari tahap 1 (kesetimbangan cepat): K = [N₂O₂]/[NO]², sehingga [N₂O₂] = K[NO]². Substitusikan ke persamaan laju: Laju = k₂K[NO]²[O₂]. Gabungkan konstanta: Laju = k[NO]²[O₂].
Jawaban: C. Energi aktivasi
Pembahasan: Energi aktivasi (Ea) adalah energi minimum yang diperlukan agar reaktan dapat mencapai keadaan transisi (kompleks teraktivasi) dan berubah menjadi produk.
Jawaban: C. Katalis mempercepat laju reaksi dengan menyediakan jalur reaksi alternatif.
Pembahasan: Katalis bekerja dengan menurunkan energi aktivasi melalui penyediaan mekanisme reaksi alternatif, sehingga lebih banyak molekul memiliki energi yang cukup untuk bereaksi. Katalis tidak mengubah posisi kesetimbangan dan tidak dikonsumsi secara permanen.
Jawaban: C. Tidak bergantung pada konsentrasi reaktan.
Pembahasan: Untuk reaksi orde nol, laju = k[Reaktan]⁰ = k. Artinya, laju reaksi konstan dan tidak dipengaruhi oleh konsentrasi reaktan.
Jawaban: C. 8X
Pembahasan: Kenaikan suhu 10 °C melipatgandakan laju reaksi dua kali. Dari 20 °C ke 50 °C ada kenaikan 30 °C (yaitu 3 interval 10 °C). Jadi, laju akan menjadi 2³ kali lipat = 8 kali lipat. Laju = 8X.
Jawaban: D. Zat antara (intermediate)
Pembahasan: Zat antara adalah spesies yang terbentuk dalam satu tahap mekanisme reaksi dan dikonsumsi pada tahap selanjutnya, sehingga tidak muncul dalam persamaan reaksi bersih.
Jawaban: C. Kurva eksponensial menurun.
Pembahasan: Untuk reaksi orde satu, konsentrasi reaktan berkurang secara eksponensial seiring waktu. Jika diplot ln[A] vs waktu, akan menjadi garis lurus dengan gradien negatif.
Jawaban: C. Tidak bergantung pada konsentrasi awal reaktan.
Pembahasan: Waktu paruh untuk reaksi orde satu adalah t½ = ln(2)/k, yang hanya bergantung pada konstanta laju (k) dan bukan pada konsentrasi awal reaktan.
Jawaban: C. 2
Pembahasan: Orde reaksi terhadap suatu reaktan adalah eksponen konsentrasi reaktan tersebut dalam persamaan laju. Di sini, [A] dipangkatkan 2.
Jawaban: B. Molekul harus bertumbukan dengan energi yang cukup dan orientasi yang tepat untuk bereaksi.
Pembahasan: Teori tumbukan menyatakan bahwa agar reaksi terjadi, molekul-molekul harus bertumbukan dengan energi kinetik yang cukup (melebihi energi aktivasi) dan orientasi yang benar.
Jawaban: D. Tahap paling lambat (rate-determining step)
Pembahasan: Dalam mekanisme reaksi multitahap, tahap paling lambat (tahap penentu laju) adalah yang membatasi laju keseluruhan reaksi.
Jawaban: C. Suhu
Pembahasan: Persamaan Arrhenius, k = A e⁻ᴱᵃ/ᴿᵀ, secara eksplisit menunjukkan hubungan antara konstanta laju (k) dan suhu (T).
Jawaban: D. Meningkatkan luas permukaan kontak
Pembahasan: Untuk reaksi heterogen, reaktan berada pada fase yang berbeda. Meningkatkan luas permukaan kontak antara reaktan (misalnya menghaluskan padatan) akan memperbanyak area tempat tumbukan efektif dapat terjadi, sehingga mempercepat laju reaksi.
Jawaban: C. 0,10 M/s
Pembahasan: Laju reaksi berbanding lurus dengan koefisien stoikiometri. Laju pembentukan C = 0,05 M/s. Karena koefisien A adalah 2 dan C adalah 1, maka laju pengurangan A adalah 2 kali laju pembentukan C. Laju A = 2 × 0,05 M/s = 0,10 M/s.
Jawaban: C. Mengubah entalpi reaksi (ΔH).
Pembahasan: Katalis hanya memengaruhi jalur reaksi dan energi aktivasi, tetapi tidak mengubah energi awal reaktan atau energi akhir produk, sehingga tidak mengubah ΔH reaksi. Katalis hanya mempercepat pencapaian kesetimbangan, bukan mengubah posisinya.
Jawaban: C. Tahap yang berlangsung dalam satu langkah tunggal.
Pembahasan: Tahap elementer adalah langkah-langkah individu dalam mekanisme reaksi yang terjadi persis seperti yang dituliskan, tanpa adanya zat antara yang terdeteksi. Molekularitas tahap elementer dapat ditentukan langsung dari koefisien stoikiometri reaktan dalam tahap tersebut.
Jawaban: C. 8,0 × 10⁻⁵ M/s
Pembahasan: Dari persamaan reaksi 2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g), perbandingan stoikiometri N₂O₅ : NO₂ adalah 2 : 4 atau 1 : 2. Jika laju dekomposisi N₂O₅ adalah 4,0 × 10⁻⁵ M/s, maka laju pembentukan NO₂ adalah 2 kali lipatnya. Laju NO₂ = 2 × (4,0 × 10⁻⁵ M/s) = 8,0 × 10⁻⁵ M/s.

Kunci Jawaban Isian Singkat

meningkat
jumlah
satu (atau 1)
Arrhenius
inhibitor

Kunci Jawaban Uraian

Perbedaan Orde Reaksi dan Molekularitas:
- Orde Reaksi: Eksponen konsentrasi reaktan dalam persamaan laju yang ditentukan secara eksperimen. Orde reaksi menunjukkan bagaimana laju reaksi bergantung pada konsentrasi reaktan. Orde reaksi total adalah jumlah orde reaksi terhadap setiap reaktan.
- Molekularitas: Jumlah molekul reaktan yang terlibat dalam satu tahap elementer dalam mekanisme reaksi. Molekularitas hanya berlaku untuk tahap elementer dan selalu berupa bilangan bulat positif (unimolekuler, bimolekuler, termolekuler).
Mengapa tidak selalu sama: Orde reaksi ditentukan dari eksperimen dan mencerminkan laju reaksi keseluruhan, yang mungkin merupakan hasil dari mekanisme multitahap. Molekularitas hanya berlaku untuk tahap elementer tunggal. Jika reaksi berlangsung dalam satu tahap elementer, orde reaksi seringkali sama dengan molekularitas tahap tersebut. Namun, jika reaksi melibatkan mekanisme multitahap, orde reaksi total tidak selalu sama dengan molekularitas tahap penentu laju karena adanya zat antara atau kesetimbangan cepat.
Pengaruh Suhu terhadap Laju Reaksi berdasarkan Teori Tumbukan:

Peningkatan suhu akan meningkatkan laju reaksi karena:
- Peningkatan Energi Kinetik: Molekul-molekul reaktan memiliki energi kinetik rata-rata yang lebih tinggi pada suhu yang lebih tinggi. Ini berarti lebih banyak molekul akan memiliki energi yang cukup (melebihi energi aktivasi) untuk menghasilkan tumbukan efektif.
- Peningkatan Frekuensi Tumbukan: Molekul bergerak lebih cepat pada suhu tinggi, sehingga frekuensi tumbukan antarmolekul juga meningkat. Meskipun peningkatan frekuensi tumbukan ini berkontribusi, efek dominan adalah peningkatan fraksi molekul yang memiliki energi aktivasi yang cukup.
Secara keseluruhan, peningkatan suhu secara signifikan meningkatkan jumlah tumbukan efektif, yang pada gilirannya mempercepat laju reaksi.
Untuk reaksi 2A + B → C dengan persamaan laju = k[A][B]², penentuan orde reaksi dari data percobaan dilakukan sebagai berikut:
- Orde reaksi terhadap A: Cari dua percobaan di mana konsentrasi B dijaga konstan, sedangkan konsentrasi A divariasikan. Bandingkan perubahan laju reaksi dengan perubahan konsentrasi A. Jika laju reaksi berbanding lurus dengan [A]¹ (seperti dalam persamaan ini), maka orde terhadap A adalah 1.
- Orde reaksi terhadap B: Cari dua percobaan di mana konsentrasi A dijaga konstan, sedangkan konsentrasi B divariasikan. Bandingkan perubahan laju reaksi dengan perubahan konsentrasi B. Jika laju reaksi berbanding lurus dengan [B]² (seperti dalam persamaan ini), maka orde terhadap B adalah 2.
- Orde reaksi total: Jumlahkan orde reaksi terhadap setiap reaktan. Dalam kasus ini, orde total = 1 (untuk A) + 2 (untuk B) = 3.
Diagram Energi Potensial untuk Reaksi Eksotermik (Dikatalisis dan Tidak Dikatalisis):

(Karena tidak bisa menggambar, deskripsi visual akan diberikan)

Diagram akan memiliki sumbu Y sebagai Energi Potensial dan sumbu X sebagai Koordinat Reaksi.
- Kurva Tanpa Katalis: Mulai dari tingkat energi reaktan (lebih tinggi), naik ke puncak yang tinggi (kompleks teraktivasi), lalu turun ke tingkat energi produk (lebih rendah dari reaktan, menandakan eksotermik). Ketinggian dari energi reaktan ke puncak adalah Energi Aktivasi (Ea) tanpa katalis.
- Kurva Dengan Katalis: Dimulai dari tingkat energi reaktan yang sama, naik ke puncak yang lebih rendah (kompleks teraktivasi yang berbeda/lebih stabil), lalu turun ke tingkat energi produk yang sama. Ketinggian dari energi reaktan ke puncak yang lebih rendah adalah Energi Aktivasi (Ea) dengan katalis.
- Perubahan Entalpi (ΔH): Jarak vertikal dari tingkat energi reaktan ke tingkat energi produk. ΔH akan sama untuk kedua kurva (dengan/tanpa katalis) dan bernilai negatif (karena produk lebih rendah energinya dari reaktan). Katalis tidak mengubah ΔH.
Mekanisme reaksi:
Tahap 1 (lambat): A + X → P
Tahap 2 (cepat): P + B → C + D
- Tahap Penentu Laju (Rate-Determining Step): Tahap 1 (A + X → P) karena ini adalah tahap yang paling lambat.
- Zat Antara (Intermediate): P. Zat P terbentuk pada tahap 1 dan dikonsumsi pada tahap 2.
- Persamaan Laju Reaksi: Karena tahap 1 adalah tahap penentu laju, persamaan laju reaksi ditentukan oleh stoikiometri tahap tersebut. Jadi, Laju = k[A][X].

Kunci Jawaban Mencocokkan

1. Kolom A: Reaksi yang lajunya tidak bergantung pada konsentrasi reaktan. → Kolom B: Orde reaksi nol
2. Kolom A: Tahap paling lambat dalam mekanisme reaksi yang menentukan laju keseluruhan. → Kolom B: Tahap penentu laju