Examkin

Question

Difficulty: HardBağ Enerjileri ile Tepkime Entalpisi Hesabı

Roket yakıtı olarak da kullanılan hidrazin (N2H4N_2H_4) ve hidrojen peroksit (H2O2H_2O_2) gazları arasındaki tepkimenin denklemi ve bu tepkimenin standart entalpi değişimi aşağıda verilmiştir:

N2H4(g)+2H2O2(g)→N2(g)+4H2O(g)ΔH∘=−784 kJN_2H_4(g) + 2H_2O_2(g) \rightarrow N_2(g) + 4H_2O(g) \quad \Delta H^\circ = -784\text{ kJ}

Tepkimede yer alan bazı bağların ortalama bağ enerjileri tablodaki gibidir:

Bağ TürüOrtalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
N−HN-H391
O−OO-O143
O−HO-H463
N≡NN\equiv N941

Buna göre, N2H4N_2H_4 molekülündeki azot-azot tekli bağının (N−NN-N) ortalama bağ enerjisi kaç kJ/mol\text{kJ/mol}'dür?

  1. 159Answer
  2. B
    302
  3. C
    1228
  4. D
    1727
  5. E
    2011

Answer

Azot-azot tekli bağının (N−NN-N) ortalama bağ enerjisi 159 kJ/mol'dür.
Doğru yanıt, bağ enerjileri formülü doğru uygulanarak azot-azot tekli bağının enerjisinin 159 kJ/mol olarak hesaplandığı seçenektir. Formül ΔH∘=Ekırılan−Eolus¸an\Delta H^\circ = E_{\text{kırılan}} - E_{\text{oluşan}} şeklindedir ve bu bağıntıdan bilinmeyen azot-azot tekli bağ enerjisi çekildiğinde 159 kJ/mol değeri elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimeye giren ve çıkan moleküllerin açık yapıları incelenerek kırılan ve oluşan bağların say��ları belirlenir.
Girenlerde (kırılan bağlar): 4 mol N−HN-H, 1 mol N−NN-N, 2 mol O−OO-O, 4 mol O−HO-H bağı. Ürünlerde (oluşan bağlar): 1 mol N≡NN\equiv N, 8 mol O−HO-H bağı.
Bağ enerjileriyle entalpi hesabı yapabilmek için tüm moleküllerdeki bağ türleri ve sayıları eksiksiz belirlenmelidir.
2
Hem girenlerde hem de ürünlerde ortak olan O−HO-H bağları sadeleştirilerek matematiksel işlem kolaylaştırılır.
Girenlerdeki 4 mol O−HO-H bağı ile ürünlerdeki 8 mol O−HO-H bağı sadeleştirildiğinde; girenlerde net O−HO-H bağı kalmaz, ürünlerde ise net 4 mol O−HO-H bağı kalır.
Ortak bağların sadeleştirilmesi, işlem basamaklarını azaltarak hata yapma olasılığını düşürür.
3
Kırılan bağların (girenlerin) net enerjisi, bilinmeyen N−NN-N bağ enerjisine xx denilerek ifade edilir.
Ekırılan=4×E(N−H)+E(N−N)+2×E(O−O)=4(391)+x+2(143)=1850+x kJE_{\text{kırılan}} = 4 \times E(N-H) + E(N-N) + 2 \times E(O-O) = 4(391) + x + 2(143) = 1850 + x\text{ kJ}
Bağ kırılması endotermik bir olaydır ve girenlerin bağ enerjilerinin toplamına eşittir.
4
Oluşan bağların (ürünlerin) net enerjisi hesaplanır.
Eolus¸an=E(N≡N)+4×E(O−H)=941+4(463)=2793 kJE_{\text{oluşan}} = E(N\equiv N) + 4 \times E(O-H) = 941 + 4(463) = 2793\text{ kJ}
Bağ oluşumu ekzotermiktir ve ürünlerin net bağ enerjileri toplamı açığa çıkan enerjiyi gösterir.
5
Tepkime entalpisi formülü (ΔH∘=Ekırılan−Eolus¸an\Delta H^\circ = E_{\text{kırılan}} - E_{\text{oluşan}}) kullanılarak bilinmeyen xx değeri bulunur.
−784=(1850+x)−2793-784 = (1850 + x) - 2793 −784=x−943-784 = x - 943 x=943−784=159 kJ/molx = 943 - 784 = 159\text{ kJ/mol}
Tepkimenin entalpi değişimi, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak hesaplanır.

Key Concept

Bağ Enerjileri ile Tepkime Entalpisi Hesabı
Rate this question

Topics

Bağ Enerjileri ile Tepkime Entalpisi Hesabı

More questions from this topic