Simulasi Contoh Soal Olimpiade Kimia OSN SMA : 2025 (9)
Soal 1 (Pilihan Ganda)
Sebanyak 1 mol gas ideal diisotermalkan pada suhu $300\text{ K}$ dari tekanan awal $2\text{ atm}$ menjadi tekanan $1\text{ atm}$. Pernyataan manakah yang benar terkait perubahan entalpi $(\Delta H)$ dan perubahan energi dalam $(\Delta U)$ proses ini?
- $\Delta H = 0$, $\Delta U = 0$
- $\Delta H \neq 0$, $\Delta U = 0$
- $\Delta H = 0$, \(\Delta U \neq 0\)
- $\Delta H \neq 0$, \(\Delta U \neq 0\)
- Semua jawaban salah
Soal 2 (Pilihan Ganda)
Pada reaksi kesetimbangan berikut:
\(\ce{N2O4 (g) <=> 2 NO2 (g)}\)
Jika pada suhu tertentu, tekanan total dalam wadah tertutup sebesar $2\text{ atm}$ dan fraksi mol \(\ce{NO2}\) adalah $0{,}60$, maka tentukan nilai konstanta kesetimbangan $K_p$ pada suhu tersebut.
- $K_p = 0{,}90$
- $K_p = 1{,}20$
- $K_p = 1{,}80$
- $K_p = 2{,}16$
- $K_p = 2{,}40$
Soal 3 (Pilihan Ganda)
Atom $X$ memiliki konfigurasi elektron sebagai berikut: \([\text{Ar}]\,3d^5\,4s^2\). Ion $X^{2+}$ akan memiliki konfigurasi elektron:
- \([\text{Ar}]\,3d^5\)
- \([\text{Ar}]\,3d^3\,4s^2\)
- \([\text{Ar}]\,3d^7\)
- \([\text{Ar}]\,3d^6\)
- \([\text{Ar}]\,3d^4\,4s^1\)
Soal 4 (Pilihan Ganda)
Sebanyak $0{,}2\text{ mol}$ logam magnesium direaksikan sempurna dengan asam klorida berlebih. Gas yang dihasilkan ditampung pada suhu $27\text{ °C}$ dan tekanan $1\text{ atm}$. Jika volume gas yang dihasilkan diukur dengan asumsi gas ideal, berapakah volume gas tersebut?
- $2{,}24\text{ L}$
- $3{,}36\text{ L}$
- $4{,}48\text{ L}$
- $5{,}60\text{ L}$
- $8{,}96\text{ L}$
Soal 5 (Pilihan Ganda)
Di antara senyawa-senyawa berikut, manakah yang memiliki sudut ikatan terbesar?
- \(\ce{H2O}\)
- \(\ce{NH3}\)
- \(\ce{CO2}\)
- \(\ce{BF3}\)
- \(\ce{CH4}\)
Soal 6 (Pilihan Ganda)
Perhatikan diagram orbital molekul di bawah (disederhanakan). Manakah di antara molekul di bawah ini yang paramagnetik?
(Anggap diagram MO seperti pada diatomik periode dua.)
- \(\ce{B2}\)
- \(\ce{C2}\)
- \(\ce{N2}\)
- \(\ce{O2}\)
- \(\ce{F2}\)
Soal 7 (Pilihan Ganda)
Titik didih senyawa eter cenderung lebih rendah dibandingkan alkohol dengan massa molar yang hampir sama. Pernyataan mana yang paling tepat menjelaskan fenomena ini?
- Eter tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antarmolekul
- Alkohol tidak dapat membentuk ikatan hidrogen antarmolekul
- Interaksi dipol-dipol di eter lebih kuat daripada alkohol
- Gaya London pada eter selalu lebih kuat
- Eter memiliki kepolaran yang jauh lebih tinggi
Soal 8 (Pilihan Ganda)
Tentukan pH larutan asam lemah HA 0,1 M (tetapan ionisasi asam $K_a = 1\times10^{-5}$). Asumsikan larutan hanya mengalami disosiasi sederhana.
- pH = 3,0
- pH = 3,4
- pH = 4,0
- pH = 4,5
- pH = 5,0
Soal 9 (Pilihan Ganda)
Suatu reaksi berlangsung menurut kinetika orde kedua dengan laju reaksi: \(\text{Rate} = k [A]^1 [B]^1\). Jika konsentrasi awal $[A]_0 = 0,10\text{ M}$ dan $[B]_0 = 0,20\text{ M}$, manakah pernyataan berikut yang benar?
- Laju mula-mula berbanding lurus dengan $0,02$
- Laju mula-mula akan menjadi 4 kali lebih besar jika $[A]_0$ dan $[B]_0$ masing-masing digandakan
- Laju reaksi tidak bergantung pada konsentrasi
- Reaksi akan berjalan 2 kali lebih cepat jika $[B]_0$ digandakan
- Pilihan (b) dan (d) benar
Soal 10 (Pilihan Ganda)
Manakah pernyataan yang tidak benar mengenai sel Volta (sel galvanik)?
- Reaksi spontan terjadi di dalam sel
- Anoda mengalami oksidasi
- Katoda memiliki potensial lebih positif
- Elektron mengalir dari katoda ke anoda
- Pengurangan terjadi di katoda
Soal 11 (Pilihan Ganda)
Pilih pernyataan yang tepat mengenai unsur golongan transisi periode keempat:
- Konfigurasi elektron umumnya berakhir di subkulit \(n-1\)d dan n s
- Semua memiliki elektron d penuh
- Terjadi penurunan jari-jari atom yang sangat besar dalam satu deret
- Umumnya hanya memiliki satu bilangan oksidasi
- Tidak ada sifat magnetik dalam golongan ini
Soal 12 (Pilihan Ganda)
Ion kompleks \(\ce{[Fe(CN)6]^3-}\) memiliki panjang gelombang serapan yang lebih pendek dibandingkan \(\ce{[Fe(H2O)6]^3+}\). Hal ini terutama disebabkan oleh:
- Efek ligan yang lebih lemah pada \(\ce{CN-}\)
- Pembentukan ikatan kovalen yang lebih buruk antara Fe dan \(\ce{CN-}\)
- Split medan kristal yang lebih besar pada kompleks \(\ce{[Fe(CN)6]^3-}\)
- Energi transisi d–d yang lebih kecil
- Semua pernyataan di atas salah
Soal 13 (Pilihan Ganda)
Salah satu metode penentuan berat molekul polimer adalah Osmometri. Pernyataan manakah yang benar mengenai prinsip osmometri?
- Tekanan osmotik hanya bergantung pada jenis pelarut
- Semakin besar berat molekul, semakin tinggi tekanan osmotiknya
- Tekanan osmotik berbanding lurus dengan konsentrasi molar
- Metode ini tidak valid untuk polimer sama sekali
- Tekanan osmotik tidak dipengaruhi suhu
Soal 14 (Pilihan Ganda)
Mana di antara pernyataan berikut yang benar tentang diagram fase air?
- Titik tripel air adalah titik di mana hanya fasa cair dan padat yang ada
- Titik kritis adalah titik di mana tekanan uap cairan sama dengan tekanan atmosfer
- Pada tekanan di bawah tekanan triple point, es tidak dapat menyublim
- Garis kesetimbangan padat–cair memiliki kemiringan negatif
- Tekanan uap air paling tinggi pada suhu triple point
Soal 15 (Pilihan Ganda)
Reaksi berikut digunakan dalam produksi asam sulfat (Proses Kontak):
\(\ce{2 SO2 (g) + O2 (g) -> 2 SO3 (g)}\)
Mana di antara faktor berikut yang paling memengaruhi pergeseran kesetimbangan ke arah produk?
- Suhu reaksi
- Katalis yang digunakan
- Tekanan total
- Waktu reaksi
- Kehadiran uap air
Soal 16 (Esai)
Diketahui reaksi redoks berikut dalam suasana asam:
\(\ce{MnO4^- + Fe^2+ -> Mn^2+ + Fe^3+}\)
Tuliskan reaksi setengah (half-reaction) oksidasi dan reduksinya, lalu seimbangkan reaksi total tersebut dalam suasana asam.
Lihat PembahasanSoal 17 (Esai)
Senyawa organik berikut dipanaskan dengan tollens reagent (larutan perak amonia). Tuliskan mekanisme reaksi yang terjadi dan prediksikan produk akhirnya:
\(\ce{R-CHO}\) (aldehida alifatik)
Jelaskan alasan mengapa reaksi ini dapat digunakan sebagai uji identifikasi aldehida.
Lihat PembahasanSoal 18 (Esai)
Senyawa karbonat, \(\ce{Na2CO3}\), dilarutkan dalam air membentuk larutan yang bersifat basa. Tuliskan reaksi kesetimbangannya dalam air dan jelaskan mengapa larutan tersebut bersifat basa.
Lihat PembahasanSoal 19 (Esai)
Suatu campuran gas \(\ce{O2}\) dan \(\ce{N2}\) memiliki massa total 10 gram. Jika fraksi mol \(\ce{O2}\) dalam campuran adalah 0,25, tentukan massa masing-masing gas dalam campuran tersebut.
Lihat PembahasanSoal 20 (Esai)
Untuk reaksi hidroborasi-oksidasi pada alkena \(\ce{R-CH=CH2}\), tuliskan mekanisme singkatnya dan berikan alasan mengapa produk memiliki orientasi antia-Markovnikov.
Lihat PembahasanPEMBAHASAN
Pembahasan Soal 1
Untuk gas ideal yang mengalami proses isothermal, $\Delta U = 0$ karena energi dalam gas ideal hanya bergantung pada suhu. Demikian pula entalpi $(\Delta H)$ untuk proses isothermal gas ideal = 0 (dengan asumsi tekanan eksternal cukup mendekati tekanan sistem).
Jadi, jawaban yang benar adalah (A).
Pembahasan Soal 2
Reaksi: \(\ce{N2O4(g) <=> 2 NO2(g)}\)
Misalkan total mol $n_\text{total} = 1$ untuk kemudahan. Jika fraksi mol \(\ce{NO2}\) adalah 0,60, berarti mol \(\ce{NO2}\) = 0,60 dan mol \(\ce{N2O4}\) = 0,40.
Tekanan parsial \(\ce{NO2}\) = $0,60 \times 2\text{ atm} = 1,2\text{ atm}$
Tekanan parsial \(\ce{N2O4}\) = $0,40 \times 2\text{ atm} = 0,8\text{ atm}$
\(\displaystyle K_p = \frac{P_{\ce{NO2}}^2}{P_{\ce{N2O4}}} = \frac{(1{,}2)^2}{0{,}8} = \frac{1{,}44}{0{,}8} = 1{,}80.\)
Jawaban yang benar adalah (C).
Pembahasan Soal 3
Atom $X$ memiliki konfigurasi \([\text{Ar}]3d^5 4s^2\). Ion $X^{2+}$ berarti kehilangan 2 elektron. Elektron akan hilang terlebih dahulu dari orbital 4s, sehingga konfigurasi menjadi \([\text{Ar}] 3d^5\).
Jawaban tepat (A).
Pembahasan Soal 4
Reaksinya: \(\ce{Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2}\).
0,2 mol Mg menghasilkan 0,2 mol \(\ce{H2}\). Untuk gas ideal pada $27\text{ °C} = 300\text{ K}$ dan $1\text{ atm}$, volume 1 mol gas adalah $\approx 24{,}46\text{ L}$ (pendekatan).
Maka volume = $0,2 \times 24{,}46 = 4{,}892\text{ L} \approx 4{,}48\text{ L}$ (dibulatkan).
Jawaban yang benar (C).
Pembahasan Soal 5
Pembanding sudut ikatan tipikal (approx.):
- \(\ce{H2O}\): ~104,5° (bentuk V, ada 2 pasang elektron bebas)
- \(\ce{NH3}\): ~107° (trigonal piramida, 1 pasang elektron bebas)
- \(\ce{CO2}\): 180° (linear)
- \(\ce{BF3}\): 120° (trigonal planar)
- \(\ce{CH4}\): ~109,5° (tetrahedral)
Yang paling besar di antara ini adalah \(\ce{CO2}\) karena linear (180°).
Jawaban: (C) \(\ce{CO2}\).
Pembahasan Soal 6
Konfigurasi MO (sederhana) untuk diatomik periode 2 menunjukkan bahwa \(\ce{B2}\) dan \(\ce{O2}\) adalah contoh molekul yang paramagnetik.
Dalam pilihan: (D) \(\ce{O2}\) terkenal sebagai paramagnetik.
Jadi jawabannya adalah (D).
Pembahasan Soal 7
Alkohol dapat membentuk ikatan hidrogen antarmolekul, sementara eter tidak (atau sangat lemah). Karena ikatan hidrogen lebih kuat, alkohol memiliki titik didih yang lebih tinggi. Jadi penyebab titik didih eter lebih rendah adalah eter tidak memiliki ikatan hidrogen antarmolekul.
Jawaban: (A).
Pembahasan Soal 8
Lakukan pendekatan asam lemah: \(\ce{HA <=> H+ + A-}\).
Jika konsentrasi awal asam $0{,}1\text{ M}$ dan $K_a = 1\times10^{-5}$, maka:
\(\displaystyle [H^+] \approx \sqrt{K_a \cdot [HA]\_{awal}} = \sqrt{(1\times10^{-5}) \times (0{,}1)} = \sqrt{1\times10^{-6}} = 1\times10^{-3} = 0{,}001\text{ M}.\)
pH = 3.
Jawaban: (A) pH = 3,0.
Pembahasan Soal 9
Laju mula-mula: \(\text{Rate}_0 = k [A]_0 [B]_0\).
Jika [A] dan [B] masing-masing digandakan, laju akan menjadi $k (2[A]_0)(2[B]_0) = 4 k [A]_0 [B]_0$, naik 4 kali lipat. Dan jika hanya [B]_0 yang digandakan, laju naik 2 kali.
Jadi pernyataan (b) dan (d) benar. Jawabannya (E).
Pembahasan Soal 10
Pada sel volta, elektron mengalir dari anoda (oksidasi) ke katoda (reduksi). Jika disebut “elektron mengalir dari katoda ke anoda†itu salah.
Jawaban yang tidak benar adalah (D).
Pembahasan Soal 11
Unsur transisi periode keempat umumnya berakhir di subkulit 3d dan 4s, punya variasi bilangan oksidasi, dan biasanya sedikit demi sedikit jari-jari menurun (bukan drastis). Banyak yang bersifat paramagnetik. Jadi pernyataan yang tepat: (A).
Kembali ke Daftar IsiPembahasan Soal 12
\(\ce{CN-}\) merupakan ligan kuat yang menyebabkan perbedaan medan kristal (\(\Delta_{\text{o}}\)) lebih besar dibandingkan \(\ce{H2O}\). Akibatnya energi transisi d–d lebih besar sehingga panjang gelombang serapannya lebih pendek. Jawaban (C).
Kembali ke Daftar IsiPembahasan Soal 13
Tekanan osmotik ($\Pi$) berbanding lurus dengan konsentrasi molar larutan ($c$) dan suhu ($T$), yaitu \(\Pi = i R T c\). Untuk penentuan berat molekul polimer, $i\approx1$ dan $c = \frac{m}{M V}$ (m adalah massa, M adalah Mr, dan V volume). Jadi prinsipnya adalah (C): “Tekanan osmotik berbanding lurus dengan konsentrasi molar.â€
Kembali ke Daftar IsiPembahasan Soal 14
Untuk air, garis kesetimbangan padat–cair memiliki kemiringan negatif (karena es lebih ringan dari air cairnya). Jadi yang benar: (D).
Kembali ke Daftar IsiPembahasan Soal 15
Reaksi \(\ce{2 SO2 (g) + O2 (g) -> 2 SO3 (g)}\) akan bergeser ke kanan pada tekanan tinggi (karena jumlah mol gas berkurang). Katalis memang mempercepat reaksi tapi tidak menggeser kesetimbangan. Jawaban yang paling memengaruhi pergeseran adalah (C), tekanan total.
Kembali ke Daftar IsiPembahasan Soal 16
Setengah reaksi:
Oksidasi: \(\ce{Fe^2+ -> Fe^3+ + e^-}\)
Reduksi: \(\ce{MnO4^- + 8H+ + 5e^- -> Mn^2+ + 4H2O}\)
Untuk menyetarakan elektron, kalikan reaksi oksidasi dengan 5:
\(\ce{5Fe^2+ -> 5Fe^3+ + 5e^-}\)
Lalu jumlahkan:
\(\ce{MnO4^- + 8H+ + 5Fe^2+ -> Mn^2+ + 4H2O + 5Fe^3+}\)
Pembahasan Soal 17
Tollens reagent mengoksidasi aldehida menjadi asam karboksilat (atau garam asam karboksilat dalam suasana basa), dan ion perak direduksi menjadi perak metalik (cermin perak). Mekanismenya melibatkan serangan nukleofilik ion hidroksida pada gugus karbonil, kemudian transfer elektron ke Ag(NH3)2+. Uji ini spesifik untuk aldehida karena aldehida mudah dioksidasi, sedangkan keton umumnya tidak.
Produk akhir: \(\ce{R-COO^-}\) (atau \(\ce{R-COOH}\) jika asam) dan endapan perak.
Pembahasan Soal 18
Kesetimbangan:
\(\ce{CO3^2- + H2O <=> HCO3^- + OH^-}\)
Juga ada kesetimbangan asam-basa lain (\(\ce{HCO3^-}\) bisa membentuk \(\ce{H2CO3}\), dll). Intinya, ion karbonat bertindak sebagai basa Brønsted, menghasilkan \(\ce{OH^-}\) sehingga larutan menjadi basa.
Pembahasan Soal 19
Fraksi mol \(\ce{O2}\) = 0,25 berarti:
\(\ce{n(O2)} / [n(O2) + n(N2)] = 0,25\).
Misal \(\ce{n(O2) = x}\) maka \(\ce{n(N2) = 3x}\).
Massa total = $x \times 32 + 3x \times 28 = 10\text{ gram}$.
$x(32 + 84) = 10 \implies 116x = 10 \implies x = \frac{10}{116} \approx 0{,}0862\text{ mol}$.
Jadi \(\ce{n(O2) = 0,0862}\) mol, massa \(\ce{O2}\) = $0,0862\times32 \approx 2,76\text{ g}$.
\(\ce{n(N2) = 3x = 0,2586}\) mol, massa \(\ce{N2}\) = $0,2586\times28 \approx 7,24\text{ g}$.
Hasil: \(\ce{O2}\) ~2,76 g dan \(\ce{N2}\) ~7,24 g.
Pembahasan Soal 20
Hidroborasi-oksidasi pada alkena \(\ce{R-CH=CH2}\) melibatkan adisi \(\ce{BH3}\) (atau turunan boran) pada alkena (boraasi), lalu oksidasi dengan \(\ce{H2O2}\). Mekanismenya menyiratkan transisi enam anggota di mana boron menempel pada karbon yang kurang tersubstitusi (sterik), dan hidrogen ke karbon yang lebih tersubstitusi. Oksidasi selanjutnya mengganti boron menjadi gugus \(\ce{-OH}\).
Produk akhir: \(\ce{R-CH2-CH2OH}\) (alkohol).
Orientasi anti-Markovnikov karena boron cenderung menyerang karbon paling tidak tersubstitusi (steric control dan mekanisme concerted).
Baca Juga :