Question

Difficulty: Very hardHess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

Aşağıdaki tabloda bazı standart tepkimeler ve bu tepkimelere ait entalpi değişimleri verilmiştir:

TepkimeEntalpi Değişimi (ΔH\Delta H)
C6H6(s)+152O2(g)6CO2(g)+3H2O(s)C_6H_6(s) + \frac{15}{2}O_2(g) \rightarrow 6CO_2(g) + 3H_2O(s)ΔH1=3268 kJ\Delta H_1 = -3268\text{ kJ}
C2H2(g)+52O2(g)2CO2(g)+H2O(g)C_2H_2(g) + \frac{5}{2}O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + H_2O(g)ΔH2=1256 kJ\Delta H_2 = -1256\text{ kJ}
H2O(s)H2O(g)H_2O(s) \rightarrow H_2O(g)ΔH3=+44 kJ\Delta H_3 = +44\text{ kJ}

Buna göre, standart koşullarda gerçekleştirilen trimerleşme tepkimesinde normal koşullar altında (NK) 13.44 L13.44\text{ L} hacim kaplayan C2H2(g)C_2H_2(g) gazı tamamen C6H6(s)C_6H_6(s) sıvısına dönüştüğünde açığa çıkan ısı kaç kJ\text{kJ}'dür?

Answer: 126.4 kJ

Answer

Standart koşullardaki trimerleşme tepkimesinde normal koşullarda 13.44 L hacim kaplayan asetilen gazının tamamen benzene dönüşmesi sürecinde açığa çıkan toplam ısı 126.4 kJ'dür.
Trimerleşme tepkimesinin entalpisi Hess Yasası kullanılarak ara basamakların uygun katsayılarla çarpılıp toplanması sonucu 632 kJ-632\text{ kJ} olarak bulunur. Normal koşullarda 13.44 L13.44\text{ L} hacim kaplayan C2H2C_2H_2 gazı 0.6 mol0.6\text{ mol}'e karşılık gelir. Tepkime denklemine göre 3 mol3\text{ mol} C2H2C_2H_2 tepkimeye girdiğinde 632 kJ632\text{ kJ} ısı açığa çıktığından, 0.6 mol0.6\text{ mol} gaz tepkimeye girdiğinde bunun 0.20.2 katı kadar, yani 126.4 kJ126.4\text{ kJ} ısı açığa çıkar.

Step-by-Step Solution

1
Hess Yasası kullanılarak trimerleşme tepkimesinin entalpi değişiminin bulunması
ΔHtepkime=632 kJ\Delta H_{\text{tepkime}} = -632\text{ kJ}
Verilen ara basamak tepkimeleri düzenlenerek hedef tepkime olan 3C2H2(g)C6H6(s)3C_2H_2(g) \rightarrow C_6H_6(s) elde edilir. Bunun için ikinci tepkime 3 ile çarpılır, birinci tepkime ters çevrilir, üçüncü tepkime ters çevrilip 3 ile çarpılır ve entalpi değerleri toplanır: ΔH=3(1256)+32683(44)=632 kJ\Delta H = 3(-1256) + 3268 - 3(44) = -632\text{ kJ}.
2
Normal koşullarda tepkimeye giren C2H2(g)C_2H_2(g) gazının mol sayısının hesaplanması
n(C2H2)=0.6 moln(C_2H_2) = 0.6\text{ mol}
Normal koşullar altında (NK) ideal bir gazın 1 molü 22.4 L hacim kaplar. n=V22.4=13.4422.4=0.6 moln = \frac{V}{22.4} = \frac{13.44}{22.4} = 0.6\text{ mol} hesabı ile mol sayısı belirlenir.
3
0.6 mol asetilen gazının tepkimesi sonucu açığa çıkan ısının hesaplanması
Q=126.4 kJQ = 126.4\text{ kJ}
Hedef tepkimenin katsayılarına göre 3 mol3\text{ mol} C2H2C_2H_2 harcandığında açığa çıkan ısı 632 kJ632\text{ kJ}'dür. Doğru orantı kurularak 0.6 mol0.6\text{ mol} C2H2C_2H_2 harcandığında açığa çıkan ısı Q=0.63×632=126.4 kJQ = \frac{0.6}{3} \times 632 = 126.4\text{ kJ} olarak hesaplanır.

Key Concept

Hess Yasası ve entalpi değişimlerinin toplanabilirliği ilkesi ile kimyasal reaksiyonlarda stokiyometrik ısı hesabı.
Rate this question