Examkin

Question

Difficulty: HardStandart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Standart koşullarda (25 ∘C25\text{ }^\circ\text{C}, 1 atm1\text{ atm}) bazı bileşiklerin standart molar oluşum entalpileri (ΔHf∘\Delta H_f^\circ) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

BileşikΔHf∘\Delta H_f^\circ (kJ/mol)
C3H8(g)\text{C}_3\text{H}_8(g)−103-103
CO2(g)\text{CO}_2(g)−393-393
H2O(g)\text{H}_2\text{O}(g)−242-242

Standart koşullarda 1111 gram C3H8(g)\text{C}_3\text{H}_8(g) gazının yeterli miktarda O2(g)\text{O}_2(g) gazı ile tamamen yakılması sonucu CO2(g)\text{CO}_2(g) ve H2O(l)\text{H}_2\text{O}(l) oluşmakta ve 555 kJ555\text{ kJ} ısı açığa çıkmaktadır.

Buna göre, suyun standart molar buharlaşma entalpisi (ΔHbuh∘\Delta H_{\text{buh}}^\circ) kaç kJ/mol\text{kJ/mol}'dür?
(H=1 g/mol\text{H} = 1\text{ g/mol}, C=12 g/mol\text{C} = 12\text{ g/mol})

  1. A
    18
  2. B
    -44
  3. 44Answer
  4. D
    88
  5. E
    372

Answer

Suyun standart molar buharlaşma entalpisi 44 kJ/mol'dür.
Doğru cevap 44 kJ/mol olan seçenektir. Propanın yanma tepkimesi denkleştirildiğinde 1 mol propan yandığında 3 mol karbondioksit ve 4 mol sıvı su oluşur. 11 gram propan 0,25 moldür. 0,25 mol propan yandığında 555 kJ ısı açığa çıkıyorsa, 1 mol propan yandığında 2220 kJ ısı açığa çıkar ve tepkime entalpisi (ΔH∘\Delta H^\circ) -2220 kJ/mol olur. Tepkime entalpisi bağıntısından sıvı suyun standart molar oluşum entalpisi -286 kJ/mol olarak hesaplanır. Suyun buharlaşma tepkimesinin (H2O(l)→H2O(g)\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g)) entalpi değişimi ise gaz halindeki suyun oluşum entalpisi ile sıvı haldeki suyun oluşum entalpisi farkına eşittir: −242−(−286)=+44 kJ/mol-242 - (-286) = +44\text{ kJ/mol}.

Step-by-Step Solution

1
Propan (C3H8\text{C}_3\text{H}_8) gazının yanma tepkimesini yazıp denkleştirmek.
C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(l)\text{C}_3\text{H}_8(g) + 5\text{O}_2(g) \rightarrow 3\text{CO}_2(g) + 4\text{H}_2\text{O}(l)
tepkimesi elde edilir.
Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin mol oranlarını belirlemek amacıyla bu adım gereklidir.
2
Yanan propan gazının mol sayısını ve tepkimenin molar entalpi değişimini (ΔH∘\Delta H^\circ) hesaplamak.
M(C3H8)=3×12+8×1=44 g/molM(\text{C}_3\text{H}_8) = 3 \times 12 + 8 \times 1 = 44\text{ g/mol}
n=11 g44 g/mol=0,25 moln = \frac{11\text{ g}}{44\text{ g/mol}} = 0,25\text{ mol}
0,25 mol propan yandıg˘ında 555 kJ ısı ac¸ıg˘a c¸ıkıyorsa 1 mol yandıg˘ında 2220 kJ ısı ac¸ıg˘a c¸ıkar.0,25\text{ mol propan yandığında } 555\text{ kJ ısı açığa çıkıyorsa } 1\text{ mol yandığında } 2220\text{ kJ ısı açığa çıkar.}
Tepkime ekzotermik olduğundan tepkime entalpisi: ΔHtepkime∘=−2220 kJ/mol\Delta H_{\text{tepkime}}^\circ = -2220\text{ kJ/mol} olur.
Molar oluşum entalpilerini formülde kullanabilmek için tepkimenin 1 mol propan üzerinden gerçekleşen entalpi değişimi hesaplanmalıdır.
3
Tepkime entalpisi formülünü uygulayarak sıvı suyun standart molar oluşum entalpisini bulmak.
ΔHtepkime∘=[3ΔHf∘(CO2(g))+4ΔHf∘(H2O(l))]−[ΔHf∘(C3H8(g))+5ΔHf∘(O2(g))]\Delta H_{\text{tepkime}}^\circ = \left[3\Delta H_f^\circ(\text{CO}_2(g)) + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))\right] - \left[\Delta H_f^\circ(\text{C}_3\text{H}_8(g)) + 5\Delta H_f^\circ(\text{O}_2(g))\right]
Elementlerin standart hallerinin oluşum entalpisi sıfır olduğundan (ΔHf∘(O2(g))=0\Delta H_f^\circ(\text{O}_2(g)) = 0):
−2220=[3×(−393)+4×ΔHf∘(H2O(l))]−[−103+0]-2220 = \left[3 \times (-393) + 4 \times \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))\right] - \left[-103 + 0\right]
−2220=−1179+4ΔHf∘(H2O(l))+103-2220 = -1179 + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l)) + 103
−2220=−1076+4ΔHf∘(H2O(l))-2220 = -1076 + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))
4ΔHf∘(H2O(l))=−1144⇒ΔHf∘(H2O(l))=−286 kJ/mol4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l)) = -1144 \Rightarrow \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l)) = -286\text{ kJ/mol} olarak bulunur.
Buharlaşma entalpisini hesaplamak için sıvı haldeki suyun oluşum entalpisi elde edilmelidir.
4
Suyun standart molar buharlaşma entalpisini hesaplamak.
Buharlaşma tepkimesi: H2O(l)→H2O(g)\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g)
ΔHbuh∘=ΔHf∘(H2O(g))−ΔHf∘(H2O(l))\Delta H_{\text{buh}}^\circ = \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(g)) - \Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))
ΔHbuh∘=−242−(−286)=+44 kJ/mol\Delta H_{\text{buh}}^\circ = -242 - (-286) = +44\text{ kJ/mol} olarak bulunur.
Suyun sıvı halden gaz haline geçiş entalpisi, gaz halinin oluşum entalpisi ile sıvı halinin oluşum entalpisi arasındaki farka eşittir.

Key Concept

Bir tepkimenin standart entalpi değişimi, ürünlerin standart molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak bulunur. Farklı fiziksel hallerdeki maddelerin oluşum entalpileri farklıdır; bu fark hal değişim entalpisini verir.

Alternative Method

Hess Yasası kullanılarak doğrudan yanma tepkimeleri yazılıp toplanabilir. Propanın sıvı su oluşturacak şekilde yanma entalpisi (ΔH1=−2220 kJ\Delta H_1 = -2220\text{ kJ}) ile gaz su oluşturacak şekilde yanma entalpisi (ΔH2\Delta H_2) arasındaki fark, doğrudan suyun buharlaşma entalpisinin 4 katına eşittir. Gaz su oluşumu için molar yanma entalpisi hesaplanır: ΔH2=[3×(−393)+4×(−242)]−[−103]=−2044 kJ\Delta H_2 = [3 \times (-393) + 4 \times (-242)] - [-103] = -2044\text{ kJ}. İki tepkime arasındaki entalpi farkı suyun hal değişimine aittir: ΔH2−ΔH1=−2044−(−2220)=+176 kJ\Delta H_2 - \Delta H_1 = -2044 - (-2220) = +176\text{ kJ}. Bu değer 4 mol suyun buharlaşmasına karşılık geldiğinden, 1 mol su için buharlaşma entalpisi: +176/4=+44 kJ/mol+176 / 4 = +44\text{ kJ/mol} bulunur.
Estimated Time:2m 0s
Rate this question

Topics

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

More questions from this topic