Penelitian ini dilakukan untuk menerapkan model pembelajaran Problem Posing terintegrasi representasi kimia untuk menganalisis peningkatan model mental dan hasil belajar peserta didik pada materi hukum dasar kimia. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui (1) bagaimana model mental mental peserta didik setelah diterapkan model pembelajaran Problem Posing terintegrasi kimia representasi pada materi hukum dasar kimia (2) bagaimana peningkatan hasil belajar kognitif peserta didik melalui model Problem Posing. Metode dalam penelitian ini menggunakan penelitian tindakan kelas (PTK) dilaksanakan secara bersiklus. Subjek penelitian yaitu peserta didik kelas X IPA 1 SMA Negeri 1 Sungai Tabuk yang berjumlah sebanyak 26 peserta didik. Instrumen penelitian yang digunakan berupa tes dan non tes. Teknik pengumpulan data menggunakan tes yaitu hasil belajar kognitif peserta didik menggunakan instrumen berupa pre-test dan post-test, sedangkan teknik pengumpulan data non tes yaitu lembar observasi aktivitas guru dan aktivitas peserta didik. Adapun teknik analisis data model mental yang digunakan yaitu teknink analisis deskriptif kualitatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) Melalui model pembelajaran Problem Posing, peserta didik mengalami perubahan model mental, artinya penerapan pembelajaran Problem Posing dapat melatih daya nalar peserta didik dalam memahami materi sehingga peserta didik tidak mengalami miskonsepsi yang berkelanjutan, (2) terdapat peningkatan hasil belajar kognitif peserta didik kelas X IPA 1 dengan nilai rata-rata pre-test 28,83% dan nilai rata-rata post-test 79,75 % setelah diterapkan model pembelajaran Problem Posing.