Examkin

Question

Difficulty: HardLe Chatelier İlkesi: Sıcaklık Etkisi

Sabit hacimli kapalı bir kapta,

2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<02\text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightleftharpoons 2\text{SO}_3(g) \quad \Delta H < 0

tepkimesi belirli bir sıcaklıkta dengededir. Sistemin sıcaklığı artırılarak yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, yeni kurulan denge durumu ile ilgili;

I. İleri ve geri tepkime hızları artmıştır.
II. Kaptaki toplam gaz basıncı artmıştır.
III. Denge sabiti (KcK_c) ve SO3(g)\text{SO}_3(g) molekülleri sayısı azalmıştır.

yargılarından hangileri doğrudur?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    I ve II
  3. C
    I ve III
  4. I, II ve IIIAnswer
  5. E
    II ve III

Answer

İleri ve geri tepkime hızlarının artması, kaptaki toplam gaz basıncının artması, denge sabiti (KcK_c) ve kükürt trioksit molekülleri sayısının azalması ifadelerinin tamamı doğrudur.
Sıcaklık artışı tüm kimyasal reaksiyonlarda olduğu gibi hem ileri hem de geri hızları artırır, bu yüzden birinci öncül doğrudur. Tepkime ekzotermik olduğundan sıcaklık artışı dengeyi sola kaydırır; bu durum kükürt trioksit miktarını ve denge sabiti (KcK_c) değerini azaltır, bu yüzden üçüncü öncül doğrudur. Denge sola kayarken iki mol gazdan üç mol gaza geçiş olduğundan kaptaki toplam gaz mol sayısı artar; sabit hacimde hem mol sayısı hem de sıcaklık arttığı için toplam gaz basıncı artar, bu yüzden ikinci öncül doğrudur. Dolayısıyla üç öncül de doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Sıcaklık değişiminin tepkime hızlarına etkisini analiz etmek
İleri (rir_i) ve geri (rgr_g) tepkime hızları artar.
Sıcaklık artışı, endotermik veya ekzotermik fark etmeksizin tüm tepkimelerin hız sabitlerini (kk) ve dolayısıyla tepkime hızlarını artırır. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.
2
Le Chatelier ilkesine göre sıcaklık artışının denge yönüne etkisini belirlemek
Denge girenler (sol) yönüne kayar.
Tepkime ekzotermiktir (ΔH<0\Delta H < 0), yani ısı ürünler tarafındadır. Sıcaklık artırıldığında sistem ısıyı azaltmak için girenler yönüne (sola) kayar.
3
Denge yönünün madde miktarlarına ve denge sabitine (KcK_c) etkisini değerlendirmek
Denge sabiti (KcK_c) değeri küçülür ve SO3(g)\text{SO}_3(g) molekülleri sayısı azalır.
Dengenin sola kaymasıyla ürünlerdeki SO3(g)\text{SO}_3(g) harcanarak miktarı azalırken, girenlerdeki SO2(g)\text{SO}_2(g) ve O2(g)\text{O}_2(g) miktarları artar. Denge sabiti Kc=[SO3]2[SO2]2[O2]K_c = \frac{[\text{SO}_3]^2}{[\text{SO}_2]^2[\text{O}_2]} bağıntısında pay küçülüp payda büyüdüğü için KcK_c değeri azalır. Sıcaklık değişimi KcK_c değerini değiştiren tek faktördür. Bu nedenle üçüncü öncül doğrudur.
4
Sıcaklık artışı ve denge kaymasının toplam gaz basıncına etkisini hesaplamak
Kaptaki toplam gaz basıncı artar.
Denge sola kaydığında, 2 mol SO3(g)2\text{ mol } \text{SO}_3(g) gazı harcanırken 2 mol SO2(g)2\text{ mol } \text{SO}_2(g) ve 1 mol O2(g)1\text{ mol } \text{O}_2(g) gazı oluşur; yani toplam gaz mol sayısı (nn) artar. Sabit hacimli kapta (VV sabit) ideal gaz denklemine (PV=nRTPV = nRT) göre hem sıcaklık (TT) hem de gaz mol sayısı (nn) arttığı için kaptaki toplam gaz basıncı (PP) artar. Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.

Key Concept

Sıcaklık değişiminin Le Chatelier ilkesine göre denge yönüne, denge sabitine (KcK_c), tepkime hızlarına ve gaz basıncına etkilerinin bütüncül analizi.
Rate this question

Topics

Le Chatelier İlkesi: Sıcaklık Etkisi

More questions from this topic