Examkin

Question

Difficulty: MediumStandart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Standart koşullarda (25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) gerçekleşen,

H2(g)+Br2(g)→2HBr(g)H_2(g) + Br_2(g) \rightarrow 2HBr(g)

tepkimesi ile ilgili bazı maddelerin standart molar oluşum entalpileri (ΔHf∘\Delta H_f^\circ) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

MaddeΔHf∘\Delta H_f^\circ (kJ/mol\text{kJ/mol})
HBr(g)HBr(g)−36-36
Br2(g)Br_2(g)+31+31

Buna göre, standart koşullarda 0.4 mol HBr(g)0.4\text{ mol } HBr(g) elde edilmesi sırasındaki ısı değişimi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. 20.6 kJ20.6\text{ kJ} ısı açığa çıkar.Answer
  2. B
    14.4 kJ14.4\text{ kJ} ısı açığa çıkar.
  3. C
    20.6 kJ20.6\text{ kJ} ısı absorbe edilir.
  4. D
    14.4 kJ14.4\text{ kJ} ısı absorbe edilir.
  5. E
    41.2 kJ41.2\text{ kJ} ısı açığa çıkar.

Answer

Standart koşullarda 0.4 mol HBr gazının oluşumu sırasında 20.6 kJ ısı açığa çıkar.
Tepkime entalpisi, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak bulunur. Hidrojen gazı elementinin oluşum entalpisi sıfırken, standart koşullarda sıvı olması gereken brom elementinin gaz hali tepkimeye girdiği için brom gazının oluşum entalpisi (+31 kJ/mol+31\text{ kJ/mol}) hesaba katılır. Buradan tepkime entalpisi −103 kJ-103\text{ kJ} bulunur. Tepkime katsayılarına göre 2 mol HBr(g)2\text{ mol } HBr(g) oluştuğunda 103 kJ103\text{ kJ} ısı açığa çıkıyorsa, 0.4 mol HBr(g)0.4\text{ mol } HBr(g) oluştuğunda bu değerin beşte biri olan 20.6 kJ20.6\text{ kJ} ısı açığa çıkacağı hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimeye katılan elementlerin standart koşullardaki fiziksel hallerini ve buna bağlı olarak standart oluşum entalpilerini belirlemek.
Standart koşullarda hidrojenin en kararlı hali gaz (H2(g)H_2(g)) olduğu için ΔHf∘[H2(g)]=0 kJ/mol\Delta H_f^\circ[H_2(g)] = 0\text{ kJ/mol}'dür. Bromun standart koşullardaki en kararlı hali sıvı (Br2(l)Br_2(l)) olduğundan, gaz halindeki bromun oluşum entalpisi sıfırdan farklıdır ve ΔHf∘[Br2(g)]=+31 kJ/mol\Delta H_f^\circ[Br_2(g)] = +31\text{ kJ/mol}'dür. Ürün olan hidrojen bromür için ise ΔHf∘[HBr(g)]=−36 kJ/mol\Delta H_f^\circ[HBr(g)] = -36\text{ kJ/mol}'dür.
Tepkime entalpisini hesaplarken elementlerin standart hallerine dikkat edilmeli ve kararlı haller dışındaki formların oluşum entalpileri sıfır alınmamalıdır.
2
Tepkime entalpisini (ΔH∘\Delta H^\circ) standart oluşum entalpileri yardımıyla hesaplamak.
ΔH∘=∑nΔHf∘(u¨ru¨nler)−∑mΔHf∘(girenler)\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler})ΔH∘=[2×ΔHf∘(HBr(g))]−[ΔHf∘(H2(g))+ΔHf∘(Br2(g))]\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_f^\circ(HBr(g))] - [\Delta H_f^\circ(H_2(g)) + \Delta H_f^\circ(Br_2(g))]ΔH∘=[2×(−36)]−[0+31]=−72−31=−103 kJ\Delta H^\circ = [2 \times (-36)] - [0 + 31] = -72 - 31 = -103\text{ kJ}
Tepkimenin net entalpi değişimini bulmak için ürünlerin oluşum entalpileri toplamından girenlerinki çıkarılır.
3
0.4 mol HBr(g)0.4\text{ mol } HBr(g) oluştuğunda meydana gelen ısı değişimini oran-orantı yöntemiyle hesaplamak.
Tepkime denklemine göre 2 mol HBr(g)2\text{ mol } HBr(g) oluştuğunda ΔH∘=−103 kJ\Delta H^\circ = -103\text{ kJ} olmaktadır (yani 103 kJ103\text{ kJ} ısı açığa çıkmaktadır).

2 mol HBr2\text{ mol } HBr oluştuğunda 103 kJ103\text{ kJ} ısı açığa çıkıyorsa,
0.4 mol HBr0.4\text{ mol } HBr oluştuğunda xx ısı açığa çıkar.

x=0.4×1032=20.6 kJx = \frac{0.4 \times 103}{2} = 20.6\text{ kJ}
Tepkime entalpisi denklemdeki katsayılara (2 mol HBr) göre hesaplandığı için, istenen mol miktarına (0.4 mol) doğru orantı yoluyla geçiş yapılır. Değer negatif olduğu için ısı açığa çıktığı sonucuna varılır.

Key Concept

Tepkime entalpisinin standart oluşum entalpileri kullanılarak hesaplanmasında, elementlerin standart şartlardaki en kararlı hallerinin oluşum entalpisi sıfır kabul edilirken, bu haller dışındaki elementlerin oluşum entalpileri hesaba dahil edilmelidir. Tepkime entalpisi katsayılarla doğru orantılıdır.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

More questions from this topic