Question

Difficulty: MediumBağ Enerjileri ile Tepkime Entalpisi Hesabı

Metil alkol (CH3OHCH_3OH), endüstride karbon monoksit (COCO) ve hidrojen (H2H_2) gazlarının tepkimesinden elde edilir. Bu tepkimenin denklemi aşağıda verilmiştir:

CO(g)+2H2(g)→CH3OH(g)CO(g) + 2H_2(g) \rightarrow CH_3OH(g)

Aşağıdaki tabloda bazı bağ türleri ve bu bağların standart koşullardaki ortalama bağ enerjileri yer almaktadır:

Bağ TürüOrtalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
C−HC-H414
C−OC-O358
C≡OC \equiv O1072
O−HO-H464
H−HH-H436

Buna göre, verilen tepkimenin standart şartlardaki entalpi değişimi (ΔH\Delta H) kaç kJ\text{kJ}'dür?

  1. A
    -556
  2. -120Answer
  3. C
    +120
  4. D
    +238
  5. E
    +556

Answer

Tepkimenin standart şartlardaki entalpi değişimi -120 kJ'dür.
Tepkimede girenler kısmındaki COCO molekülünde bir adet C≡OC \equiv O üçlü bağı, H2H_2 moleküllerinde ise iki adet H−HH-H tekli bağı kırılır. Ürünler kısmındaki CH3OHCH_3OH molekülünde ise üç adet C−HC-H tekli bağı, bir adet C−OC-O tekli bağı ve bir adet O−HO-H tekli bağı oluşur. Tepkime entalpisi, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak ΔH=1944−2064=−120 kJ\Delta H = 1944 - 2064 = -120 \text{ kJ} olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimeye giren maddelerin (kırılan bağların) toplam bağ enerjisini hesaplamak.
1 mol C≡O1 \text{ mol } C \equiv O bağı ve 2 mol H−H2 \text{ mol } H-H bağı kırılır. Toplam kırılan bağ enerjisi: 1×1072+2×436=1944 kJ1 \times 1072 + 2 \times 436 = 1944 \text{ kJ}.
Kimyasal tepkimenin gerçekleşebilmesi için öncelikle girenlerdeki bağların kopması gerekir ve bu süreç endotermiktir.
2
Tepkime sonucu oluşan maddelerin (oluşan bağların) toplam bağ enerjisini hesaplamak.
3 mol C−H3 \text{ mol } C-H bağı, 1 mol C−O1 \text{ mol } C-O bağı ve 1 mol O−H1 \text{ mol } O-H bağı oluşur. Toplam oluşan bağ enerjisi: 3×414+1×358+1×464=2064 kJ3 \times 414 + 1 \times 358 + 1 \times 464 = 2064 \text{ kJ}.
Tepkime sonucunda yeni bağların oluşması dışarıya ısı veren ekzotermik bir süreçtir.
3
Tepkime entalpisini (ΔH\Delta H) kırılan ve oluşan bağ enerjileri farkından hesaplamak.
ΔH=1944−2064=−120 kJ\Delta H = 1944 - 2064 = -120 \text{ kJ}.
Bağ enerjileri cinsinden tepkime entalpisi, girenlerin (kırılan) bağ enerjileri toplamından ürünlerin (oluşan) bağ enerjileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur.

Key Concept

Bağ enerjileri yardımıyla tepkime entalpisi hesabı yapılırken, kırılan bağların (girenlerin) toplam enerjisinden oluşan bağların (ürünlerin) toplam enerjisi çıkarılır: ΔH=∑BEkırılan−∑BEolus¸an\Delta H = \sum BE_{\text{kırılan}} - \sum BE_{\text{oluşan}}.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question