Kimyasal Tepkimelerde Denge

117 questions

Question 41Question

Sıcaklığı sabit tutulan kapalı bir kapta,

C(k)+CO2(g)2CO(g)C(k) + CO_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g)

tepkimesi dengededir. Sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirildiğinde sistemin yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, yeni denge kurulduğunda başlangıç dengesine göre meydana gelen değişimlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: CO2CO_2 gazının mol sayısı artar.

Answer

Yeni denge kurulduğunda karbondioksit gazının mol sayısı artar.
Hacmin azaltılması (sıkıştırma) sonucunda sistemdeki toplam basınç artar. Le Chatelier ilkesine göre sistem, bu basınç artışını hafifletmek için gaz mol sayısının daha az olduğu girenler (sol) yönüne kayar. Denge sola kaydığı için girenlerdeki karbondioksit gazının mol sayısı artış gösterir.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimeye giren ve çıkan gazların katsayıları belirlenir.
Girenlerde 1 mol CO2(g)CO_2(g), ürünlerde ise 2 mol CO(g)CO(g) bulunmaktadır. Karbon katı halde olduğu için gaz katsayıları hesabına katılmaz.
Hacim ve basınç değişimlerinde Le Chatelier ilkesi uygulanırken yalnızca gaz fazındaki maddelerin mol sayıları dikkate alınmalıdır.
2
Kabın hacminin yarıya indirilmesinin sisteme etkisi incelenir.
Kabın hacmi yarıya indirildiğinde sistemin toplam basıncı artar ve gaz fazındaki tüm maddelerin molar derişimleri başlangıçta iki katına çıkar.
Molarite formülü M=n/VM = n/V uyarınca, hacmin azalması derişimi ters orantılı olarak artırır. Basınç da hacimle ters orantılı olarak artar.
3
Le Chatelier ilkesine göre dengenin kayma yönü belirlenir.
Sistem, artan basıncı azaltmak için gaz mol sayısının daha az olduğu tarafa, yani girenler (sol) yönüne doğru kayar.
Le Chatelier ilkesi uyarınca, sisteme yapılan dış etkiyi azaltacak yönde reaksiyon hızı artar.
4
Dengenin sola kaymasının maddelerin mol sayılarına etkisi belirlenir.
Dengenin sola kaymasıyla CO(g)CO(g) tüketilirken C(k)C(k) ve CO2(g)CO_2(g) oluşur. Bu nedenle CO2CO_2 gazının mol sayısı başlangıca göre artar.
Denge sola kaydığında girenler yönündeki maddelerin miktarı artarken ürünler yönündeki maddelerin miktarı azalır.

Key Concept

Le Chatelier ilkesine göre heterojen denge tepkimelerinde hacim ve basınç değişimlerinin denge yönüne ve madde miktarlarına etkisi.
Estimated Time:2m 0s
Question 42Question

Sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta,

2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)2\text{SO}_3(g) \rightleftharpoons 2\text{SO}_2(g) + \text{O}_2(g)

tepkimesi dengedeyken yapılan bir etki sonucu sistemde yer alan maddelerin derişim-zaman grafiği verilmiştir.

Buna göre, bu sistem ve grafikle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Yapılan etki sonucunda kaptaki toplam gaz molekülü sayısı artmıştır.

Answer

Yapılan etki sonucunda kaptaki toplam gaz molekülü sayısı artmıştır.
Yapılan etki kabın hacminin artırılmasıdır. Hacim arttığında derişimler aniden azalır ve sistem toplam gaz basıncını artırmak amacıyla ürünler yönüne kayar. Ürünlerdeki gaz katsayıları toplamı (3) girenlerden (2) fazla olduğu için denge sağa kaydıkça kaptaki toplam gaz molekülü sayısı artış gösterir.

Step-by-Step Solution

1
Grafikte t1t_1 anında meydana gelen ani derişim değişimini yorumlayın.
t1t_1 anında tüm gazların derişimleri aynı anda dikey bir şekilde düşmüştür. Derişimlerin (M=n/VM = n/V) bu şekilde ani azalması, sabit sıcaklıkta kabın hacminin artırıldığını (VV artışı) gösterir.
Hacim artışı, kaptaki tüm gazların birim hacimdeki tanecik sayısını (derişimini) ve dolayısıyla kısmi basınçlarını anında azaltır.
2
Le Chatelier ilkesine göre dengenin kayma yönünü belirleyin.
Kabın hacmi artırıldığında toplam basınç azalır. Sistem, bu basınç azalışını telafi etmek (basıncı tekrar artırmak) için gaz mol sayısının daha çok olduğu tarafa kayar. Tepkimede girenlerin gaz katsayısı 22, ürünlerin gaz katsayısı 2+1=32+1=3 olduğundan denge ürünler (sağ) yönüne kayar.
Sistem, azalan basıncı dengelemek amacıyla daha fazla gaz taneciği üretmek ister.
3
Dengenin ürünler yönüne kaymasının toplam molekül sayısına ve yeni dengedeki derişimlere etkisini analiz edin.
Tepkime sağa kaydığında her 2 mol SO3(g)2\text{ mol } \text{SO}_3(g) harcandığında 2 mol SO2(g)2\text{ mol } \text{SO}_2(g) ve 1 mol O2(g)1\text{ mol } \text{O}_2(g) oluşur. Neticede toplam gaz molekülü sayısı artar. Ancak hacim genişlemesi daha baskın olduğundan yeni dengede tüm gazların derişimleri başlangıca göre daha düşüktür.
Kaptaki net gaz mol sayısı artsa da, hacim artış oranı bu mol sayısındaki artış oranından daha büyüktür.

Key Concept

Sabit sıcaklıkta hacim artırıldığında, gaz fazındaki denge sistemleri gaz mol sayısının çok olduğu yöne kayar; ancak tüm gazların yeni dengedeki derişimleri başlangıç dengesindeki değerlerinden daha küçük olur.
Question 43Question

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (KpK_p) ile derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) arasındaki ilişki Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} bağıntısıyla ifade edilir.

0C0^\circ\text{C} sıcaklıkta sabit hacimli kapalı bir kapta dengede olan;

N2O4(g)2NO2(g)N_2O_4(g) \rightleftharpoons 2NO_2(g)

tepkimesinin derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) 122.4\frac{1}{22.4} olarak ölçülmüştür.

**Buna göre, bu tepkimenin aynı sıcaklıktaki kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (KpK_p) kaçtır?**

Show answer & explanation

Answer: 11

Answer

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti olan KpK_p değeri 11 olarak bulunur.
Verilen tepkimenin Δn\Delta n değeri ürün gaz katsayısı (22) eksi giren gaz katsayısı (11) farkından 11 olarak bulunur. Sıcaklık 0C0^\circ\text{C} olduğundan mutlak sıcaklık 273 K273\text{ K}'dir. Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} formülünde değerler yerine yazıldığında Kp=122.4×(22.4273×273)1=1K_p = \frac{1}{22.4} \times \left(\frac{22.4}{273} \times 273\right)^1 = 1 elde edilir. Bu nedenle doğru cevap değeri 11 olan seçenektir.

Step-by-Step Solution

1
Sıcaklık birimini Kelvin'e dönüştürme
T=0+273=273 KT = 0 + 273 = 273\text{ K}
Gaz yasaları ve denge bağıntılarında sıcaklık birimi olarak mutlak sıcaklık (Kelvin) kullanılmalıdır.
2
Δn\Delta n değerini hesaplama
Δn=21=1\Delta n = 2 - 1 = 1
Δn\Delta n değeri, ürünlerdeki gaz fazındaki maddelerin katsayıları toplamından girenlerdeki gaz fazındaki maddelerin katsayıları toplamı çıkarılarak bulunur.
3
Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} formülünü uygulama
Kp=122.4×(22.4273×273)1=1K_p = \frac{1}{22.4} \times \left(\frac{22.4}{273} \times 273\right)^1 = 1
R=22.4273 L\cdotatm/(mol\cdotK)R = \frac{22.4}{273}\text{ L\cdot atm/(mol\cdot K)} ideal gaz sabiti kullanılarak kısmi basınçlar denge sabiti hesaplanır.

Key Concept

Kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti (KpK_p) ile derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) arasındaki ilişkinin formül kullanılarak hesaplanması.
Question 44Question

Sabit sıcaklıkta (TT) kapalı kaplarda gaz fazında gerçekleşen ve denklemi,

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0CO(g) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO_2(g) + H_2(g) \quad \Delta H < 0

olan denge tepkimesinin bulunduğu iki farklı kaba aşağıdaki işlemler ayrı ayrı uygulanıyor:

* 1. Kap (Sabit hacimli kap): Aynı sıcaklıkta sisteme bir miktar inert Helyum (HeHe) gazı ekleniyor.
* 2. Kap (İdeal pistonlu kap): Ayn�� sıcaklıkta sisteme uygun bir pozitif katalizör ekleniyor.

Buna göre, kaplarda gerçekleşen değişimler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Her iki kapta da dengedeki maddelerin mol sayıları ve derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) değişmez.

Answer

Her iki kapta da dengedeki maddelerin mol sayıları ve derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) değişmez.
Doğru olan ifade, her iki kapta da dengedeki maddelerin mol sayılarının ve denge sabiti (KcK_c) değerinin değişmeyeceğini belirten seçenektir. Sabit hacimli kapta inert helyum gazı ilavesi reaktiflerin kısmi basınçlarını değiştirmeyerek dengeyi korur. İkinci kapta katalizör kullanımı ise ileri ve geri tepkime hızlarını eşit oranda artırarak dengenin yönünü veya dengedeki madde miktarlarını etkilemez. Ayrıca sıcaklık sabit tutulduğundan denge sabitinin değeri değişmez.

Step-by-Step Solution

1
1. kapta gerçekleşen inert gaz ilavesinin etkisini analiz etmek
Sabit hacimli kaba inert Helyum (HeHe) gazı eklendiğinde kabın hacmi değişmez. Bu durum, tepkimeye giren ve çıkan gazların (COCO, H2OH_2O, CO2CO_2 ve H2H_2) kısmi basınçlarının ve derişimlerinin sabit kalmasını sağlar. Dolayısıyla denge bozulmaz ve maddelerin mol sayıları değişmez.
Sabit hacimli kaplarda inert gaz eklenmesi dengedeki bileşenlerin kısmi basınçlarını veya derişimlerini etkilemez.
2
2. kapta gerçekleşen katalizör ilavesinin etkisini analiz etmek
Sisteme katalizör eklenmesi ileri ve geri tepkime hızlarını aynı oranda artırır, aktifleşme enerjilerini düşürür. Katalizör denge konumunu değiştirmez, sadece sistemin daha kısa sürede dengeye ulaşmasını sağlar. Tepkime zaten dengede olduğundan dengedeki maddelerin mol sayıları değişmeden kalır.
Katalizörler dengedeki maddelerin mol sayılarını ve denge derişimlerini değiştirmez.
3
Sıcaklığın denge sabitlerine etkisini değerlendirmek
Denge sabiti (KcK_c ve KpK_p) yalnızca sıcaklık değişimi ile değişir. Her iki kapta da sıcaklık sabit (TT) tutulduğu için denge sabitlerinin sayısal değeri değişmez.
Denge sabiti sadece sıcaklığın bir fonksiyonudur.

Key Concept

İnert gazların sabit hacimde dengeye etki etmemesi ve katalizörlerin denge konumunu ve denge sabitini değiştirmemesi.
Question 45Question

Bismut(III) klorür (BiCl3BiCl_3) bileşiğinin asidik sulu çözeltide gerçekleşen hidroliz tepkimesi ve bu tepkimenin denklemi aşağıda verilmiştir:

BiCl3(suda)+H2O(s)BiOCl(k)+2H+(suda)+2Cl(suda)BiCl_3(\text{suda}) + H_2O(\text{s}) \rightleftharpoons BiOCl(k) + 2H^+(\text{suda}) + 2Cl^-(\text{suda})

Belirli bir sıcaklıkta, 1 L1\text{ L} hacimli kapalı bir kapta gerçekleştirilen bu tepkime dengeye ulaştığında kapta 02 mol BiCl30{}2\text{ mol } BiCl_3 çözünmüş halde, 04 mol BiOCl0{}4\text{ mol } BiOCl katısı ve 01 mol H+0{}1\text{ mol } H^+ iyonu bulunmaktadır.

Tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) 2×1032 \times 10^{-3} olduğuna göre, dengedeki ClCl^- iyonlarının derişimi kaç mol/L\text{mol/L}'dir?

Show answer & explanation

Answer: 0,2

Answer

Dengedeki klorür iyonlarının derişimi 0,2 mol/L'dir.
Derişimler cinsinden denge bağıntısı (KcK_c) yazılırken saf katılar (BiOCl(k)BiOCl(k)) ve saf sıvılar (H2O(s)H_2O(\text{s})) bağıntıya dahil edilmez, sadece suda çözünmüş tanecikler bağıntıda yer alır. Tepkime denklemindeki katsayılar derişimlere üs olarak yazılır. Bu kurallara göre denge bağıntısı Kc=[H+]2[Cl]2[BiCl3]K_c = \frac{[H^+]^2 [Cl^-]^2}{[BiCl_3]} olur. Hacim 1 L1\text{ L} olduğundan mol sayıları doğrudan molariteye eşittir. Değerler yerine yazıldığında 2×103=(01)2×[Cl]2022 \times 10^{-3} = \frac{(0{}1)^2 \times [Cl^-]^2}{0{}2} eşitliği kurulur. Buradan [Cl]2=004[Cl^-]^2 = 0{}04 ve [Cl]=02 M[Cl^-] = 0{}2\text{ M} olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
Denge bağıntısının (KcK_c) doğru şekilde yazılması
Kc=[H+]2[Cl]2[BiCl3]K_c = \frac{[H^+]^2 [Cl^-]^2}{[BiCl_3]}
Heterojen tepkime dengesinde saf katılar (BiOCl(k)BiOCl(k)) ve saf sıvılar (H2O(s)H_2O(\text{s})) denge bağıntısına yazılmaz. Suda çözünmüş taneciklerin (suda) derişimleri yazılır ve katsayıları üs olarak alınır.
2
Dengedeki maddelerin molar derişimlerinin bulunması
[BiCl3]=02 M[BiCl_3] = 0{}2\text{ M} ve [H+]=01 M[H^+] = 0{}1\text{ M}
M=n/VM = n/V formülü kullanılarak, 1 L1\text{ L} hacimli kapta dengedeki mol sayıları hacme bölünerek derişimler elde edilir.
3
KcK_c bağıntısında değerlerin yerine yazılarak [Cl][Cl^-] derişiminin hesaplanması
[Cl]=02 M[Cl^-] = 0{}2\text{ M}
2×103=(01)2×[Cl]2022 \times 10^{-3} = \frac{(0{}1)^2 \times [Cl^-]^2}{0{}2} denkleminden [Cl]2=004[Cl^-]^2 = 0{}04 bulunur ve karekökü alınarak sonuç 02 M0{}2\text{ M} elde edilir.

Key Concept

Heterojen denge tepkimelerinde derişimler cinsinden denge bağıntısının (KcK_c) yazılma kuralları: saf katı ve sıvıların bağıntıya alınmaması, suda çözünmüş türlerin derişimlerinin katsayıları üs olacak şekilde yazılması.
Question 46Question
Belirli bir sıcaklıkta,
H2(g)+I2(g)2HI(g)H_{2(g)} + I_{2(g)} \rightleftharpoons 2HI_{(g)}
tepkimesinin denge sabiti Kc=4K_c = 4'tür. Aynı sıcaklıkta 1 litrelik1\text{ litrelik} sabit hacimli bir kaba 1 mol H2(g)1\text{ mol } H_{2(g)}, 1 mol I2(g)1\text{ mol } I_{2(g)} ve 4 mol HI(g)4\text{ mol } HI_{(g)} gazları konuluyor.

Buna göre, sistemle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Sistem dengede değildir ve dengeye ulaşmak için tepkime girenler yönüne ilerler.

Answer

Sistem dengede değildir ve dengeye ulaşmak için tepkime girenler yönüne ilerler.
Sistemde verilen derişimlerle hesaplanan denge kesri (Qc=16Q_c = 16), tepkimenin denge sabitinden (Kc=4K_c = 4) büyüktür. Bu durumda sistem dengede değildir. Sistemin dengeye ulaşması için QcQ_c değerinin küçülerek KcK_c'ye eşit olması gerekir. Pay kısmındaki ürünlerin derişimi azalırken, payda kısmındaki reaktiflerin derişimi artmalıdır. Dolayısıyla tepkime girenler yönüne doğru net hızla ilerler.

Step-by-Step Solution

1
Derişimler cinsinden denge kesri (QcQ_c) hesaplanır.
Qc=[HI]2[H2][I2]=(4/1)2(1/1)×(1/1)=16Q_c = \frac{[HI]^2}{[H_2][I_2]} = \frac{(4/1)^2}{(1/1) \times (1/1)} = 16 olarak bulunur.
Sistemin anlık durumunu belirlemek amacıyla ürünlerin derişimlerinin girenlerin derişimlerine oranı bulunur.
2
Hesaplanan denge kesri (QcQ_c) ile denge sabiti (KcK_c) karşılaştırılır.
Qc=16Q_c = 16 ve Kc=4K_c = 4 olduğundan Qc>KcQ_c > K_c ilişkisi tespit edilir.
Sistemin dengede olup olmadığını anlamak için denge kesrinin denge sabitine eşitliği kontrol edilir.
3
Karşılaştırma sonucuna göre sistemin dengeye ulaşma yönü belirlenir.
Qc>KcQ_c > K_c olduğu için sistem dengede değildir. Sistemin dengeye ulaşabilmesi için QcQ_c değerinin küçülerek KcK_c değerine eşitlenmesi gerekir. Bu durum, ürün derişiminin azalması ve giren derişiminin artmasıyla yani dengenin girenler (sola) yönüne ilerlemesiyle gerçekleşir.
Denge kesrinin sayısal değerini küçültmek için payın küçülmesi, paydanın ise büyümesi gerekir.

Key Concept

Bir kimyasal tepkimede herhangi bir andaki derişimler kullanılarak hesaplanan denge kesri (QcQ_c), denge sabiti (KcK_c) ile karşılaştırılarak sistemin dengede olup olmadığı ve dengeye ulaşmak için hangi yöne ilerleyeceği belirlenir. Qc>KcQ_c > K_c ise sistem girenler yönüne, Qc<KcQ_c < K_c ise ürünler yönüne ilerler; Qc=KcQ_c = K_c ise sistem dengededir.
Estimated Time:2m 0s
Question 47Question

Sabit sıcaklıkta, pistonlu kapalı bir kapta gerçekleştirilen ve dengede olan;

N2(g)+O2(g)2NO(g)N_2(g) + O_2(g) \rightleftharpoons 2NO(g)

tepkimesinin bulunduğu kabın hacmi sabit sıcaklıkta yarıya indiriliyor.

Buna göre, yeniden dengeye ulaşan sistemle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: İleri ve geri tepkime hızları artar, NONO gazının derişimi iki katına çıkar.

Answer

İleri ve geri tepkime hızları artar, NONO gazının derişimi iki katına çıkar.
Tepkimenin giren ve ürün tarafındaki gaz katsayıları toplamı eşit (2 = 2) olduğundan, sabit sıcaklıkta hacmin azaltılması dengeyi bozmaz (kaydırmaz). Bu nedenle gazların mol sayıları sabit kalır. Ancak hacim yarıya indiği için M=n/VM = n/V uyarınca her bir gazın derişimi başlangıca göre iki katına çıkar. Ayrıca derişimler arttığı için hem ileri hem de geri yöndeki tepkime hızları artar.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimenin gaz fazındaki giren ve ürün molekül katsayılarını karşılaştırın.
Girenler kısmında 1 mol N2N_2 ve 1 mol O2O_2 (toplam 2 mol gaz), ürünler kısmında ise 2 mol NONO gazı bulunmaktadır. Bu durumda gaz katsayıları farkı Δn=22=0\Delta n = 2 - 2 = 0 olur.
Hacim değişiminin denge yönüne etkisini belirlemek için giren ve ürünlerdeki gaz katsayıları farkına bakılmalıdır.
2
Hacim değişiminin denge yönüne etkisini yorumlayın.
Δn=0\Delta n = 0 olduğu için kabın hacminin azaltılması dengeyi sağa ya da sola kaydırmaz. Maddelerin mol sayıları başlangıçtaki değerlerinde kalır.
Le Chatelier ilkesine göre, gaz katsayıları eşit olan tepkimelerde basınç veya hacim değişimi denge konumunu etkilemez.
3
Maddelerin derişimlerindeki değişimi hesaplayın.
M=n/VM = n/V formülüne göre hacim yarıya indirildiğinde (V/2V/2), mol sayıları değişmeyen tüm gazların derişimleri başlangıç değerlerinin tam 2 katına çıkar.
Hacim azalması birim hacimdeki madde miktarını doğrudan artırır.
4
Tepkime hızlarındaki değişimi yorumlayın.
Hacmin azalmasıyla gaz taneciklerinin derişimi ve dolayısıyla birim zamandaki etkin çarpışma sayısı artar. Bu durum hem ileri hem de geri tepkime hızını artırır.
Tepkime hızı, reaktiflerin derişimleriyle doğru orantılıdır.

Key Concept

Gaz fazındaki katsayıları eşit olan denge tepkimelerinde hacim değişimi denge yönünü etkilemez; ancak tüm bileşenlerin derişimlerini ve tepkime hızlarını değiştirir.
Estimated Time:2m 0s
Question 48Question

Gaz fazında gerçekleşen iki basamaklı bir denge tepkimesinin basamakları aşağıda verilmiştir:

I. Basamak (Yavaş): 2NO(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)2NO(g) + H_2(g) \rightarrow N_2O(g) + H_2O(g)

II. Basamak (Hızlı): N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)N_2O(g) + H_2(g) \rightarrow N_2(g) + H_2O(g)

Buna göre, bu tepkimenin derişimler cinsinden denge bağıntısı yavaş basamağa göre yazılarak Kc=[N2O][H2O][NO]2[H2]K_c = \frac{[N_2O][H_2O]}{[NO]^2[H_2]} şeklinde ifade edilir yargısı doğru mudur?

Show answer & explanation

Answer: False

Answer

Verilen yargı yanlıştır. Mekanizmalı denge tepkimelerinde denge bağıntısı yavaş basamağa göre değil, net tepkime denklemine göre yazılır.
Mekanizmalı tepkimelerde denge bağıntısının yavaş basamağa göre değil, net tepkime denklemine göre yazılması gerektiğinden verilen yargı yanlıştır.

Step-by-Step Solution

1
Mekanizmayı oluşturan basamakları taraf tarafa toplayarak net tepkime denklemini elde ediniz.
I. ve II. basamaklar toplandığında ara ürün olan N2O(g)N_2O(g) tanecikleri birbirini sadeleştirir. Net tepkime denklemi: 2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)2NO(g) + 2H_2(g) \rightleftharpoons N_2(g) + 2H_2O(g) olarak bulunur.
Denge bağıntısının doğru yazılabilmesi için öncelikle sistemin genel net denkleminin bilinmesi gerekir.
2
Elde edilen net tepkime denklemine göre derişimler cinsinden denge bağıntısını (KcK_c) yazınız.
Denge bağıntısı, gaz fazındaki ürünlerin derişimlerinin katsayıları üs alınarak çarpımının, reaktiflerin derişimlerinin katsayıları üs alınarak çarpımına oranlanmasıyla Kc=[N2][H2O]2[NO]2[H2]2K_c = \frac{[N_2][H_2O]^2}{[NO]^2[H_2]^2} şeklinde yazılır.
Denge bağıntısında her zaman net tepkimenin ürünleri paya, reaktifleri ise paydaya yazılır.
3
Soruda verilen bağıntı ile doğru denge bağıntısını karşılaştırıp yargının doğruluğunu analiz ediniz.
Soruda verilen bağıntı yavaş basamağın ürün ve reaktiflerine göre yazılmıştır. Ancak hız bağıntısı yavaş basamağa göre yazılırken denge bağıntısı net tepkimeye göre yazıldığından verilen yargı yanlıştır.
Kinetik (hız bağıntısı) ve termodinamik (denge bağıntısı) kuralları arasındaki temel kavramsal farkı netleştirmek.

Key Concept

Mekanizmalı denge tepkimelerinde denge bağıntısının yavaş basamağa göre değil, net tepkime denklemine göre yazılması.
Question 49Question

Pistonlu bir kapta 25C25^\circ\text{C} sıcaklıkta;

2ICl(g)I2(g)+Cl2(g)2\text{ICl}(g) \rightleftharpoons \text{I}_2(g) + \text{Cl}_2(g)

tepkimesi dengededir. Sıcaklık değiştirilmeden piston yukarı doğru çekilerek kabın hacmi iki katına çıkarılıyor ve sistemin yeniden dengeye ulaşması bekleniyor.

Buna göre, bu işlem sonucunda ilk denge durumuna göre sistemde meydana gelen değişimlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Tüm gazların derişimleri azalır ancak denge sabiti (KcK_c) değeri değişmez.

Answer

Tüm gazların derişimleri azalır ancak denge sabiti (KcK_c) değeri değişmez.
Girenler ve ürünler tarafındaki gazların katsayıları toplamı eşit (Δn=0\Delta n = 0) olduğundan, sabit sıcaklıkta hacim artırıldığında Le Chatelier ilkesine göre denge bozulmaz (sağa ya da sola kaymaz). Ancak hacim iki katına çıktığı için her bir gazın derişimi (M=n/VM = n/V) azalır. Denge sabiti (KcK_c) yalnızca sıcaklıkla değiştiğinden, sabit sıcaklıktaki bu işlemde KcK_c değeri sabit kalır. Bu nedenle tüm gazların derişimlerinin azalması ve KcK_c'nin değişmemesi ifadesi doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Tepkime denklemindeki gaz fazındaki maddelerin katsayıları toplamını karşılaştırma
Girenlerin gaz katsayısı toplamı 22, ürünlerin gaz katsayısı toplamı da 1+1=21 + 1 = 2'dir. Yani Δn=22=0\Delta n = 2 - 2 = 0'dır.
Hacim değişiminin denge yönüne etkisini belirlemek için girenler ve ürünlerin gaz katsayıları arasındaki ilişkiyi bulmak gerekir.
2
Hacim artışının derişimlere etkisini belirleme
M=n/VM = n/V bağıntısına göre kabın hacmi artırıldığında ortamdaki tüm gazların (ICl\text{ICl}, I2\text{I}_2 ve Cl2\text{Cl}_2) derişimleri anlık olarak azalır.
Kaptaki toplam hacmin artması, gaz taneciklerinin birim hacimdeki miktarlarını düşürür.
3
Le Chatelier ilkesine göre dengenin kayma yönünü ve denge sabitini analiz etme
Δn=0\Delta n = 0 olduğundan, hacim artışı dengeyi herhangi bir yöne kaydırmaz. Sıcaklık sabit tutulduğu için denge sabiti (KcK_c) değeri değişmez.
Hacim veya basınç değişimi Δn=0\Delta n = 0 olan tepkimelerde denge yönünü etkilemez ve denge sabiti yalnızca sıcaklıkla değişir.

Key Concept

Gaz fazındaki katsayıları eşit olan tepkimelerde (Δn=0\Delta n = 0), sıcaklık sabit tutularak yapılan hacim değişimleri dengeyi sağa veya sola kaydırmaz. Ancak hacim arttığı için tüm gazların derişimleri azalır.
Question 50Question

Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen bazı gaz tepkimeleri ve bu tepkimelerin denge sabitleri aşağıda verilmiştir:

I. 2A(g)+B(g)2C(g)2A(g) + B(g) \rightleftharpoons 2C(g)
Bu tepkimenin 0 C0^\circ\text{ C}'deki kısmi basınçlar cinsinden denge sabiti Kp=57K_p = \frac{5}{7}'dir.

II. E(g)A(g)+D(g)E(g) \rightleftharpoons A(g) + D(g)
Bu tepkimenin aynı sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti Kc=0,125K_c = 0,125'dir.

Buna göre, aynı sıcaklıkta gerçekleşen;
D(g)+C(g)E(g)+12B(g)D(g) + C(g) \rightleftharpoons E(g) + \frac{1}{2}B(g)
tepkimesinin derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) kaçtır?
Show answer & explanation

Answer: 22

Answer

Derişimler cinsinden denge sabiti 2'dir.
Denge sabiti hesaplamalarında, ara basamaklar toplandığında denge sabitleri çarpılır. Bir tepkime ters çevrildiğinde denge sabitinin çarpmaya göre tersi alınır; katsayılar bir sayı ile çarpıldığında ise o sayı denge sabitine üs olarak gelir. Birinci basamaktan Kc1=16K_{c1} = 16 bulunur. İkinci basamak ters çevrilerek 88 elde edilir. Birinci basamak ters çevrilip katsayıları yarıya indirilerek 14\frac{1}{4} elde edilir. Bu iki değer çarpıldığında hedef tepkimenin denge sabiti 22 olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
Birinci tepkimenin derişimler cinsinden denge sabitini (Kc1K_{c1}) hesaplamak.
Kc1=16K_{c1} = 16
Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} bağıntısı kullanılır. Tepkimede Δn=2(2+1)=1\Delta n = 2 - (2 + 1) = -1 ve T=273 KT = 273\text{ K}'dir. R=22,4273R = \frac{22,4}{273} olduğundan RT=22,4RT = 22,4 olur. Buradan 57=Kc1(22,4)1    Kc1=16\frac{5}{7} = K_{c1} \cdot (22,4)^{-1} \implies K_{c1} = 16 bulunur.
2
İkinci tepkimeyi ters çevirerek hedef tepkimeye uygun hale getirmek.
Kc=8K_c' = 8
Hedef tepkimede D(g)D(g) girenlerde, E(g)E(g) ürünlerdedir. İkinci tepkimede ise tam tersidir. Bu yüzden tepkime ters çevrilir ve denge sabitinin çarpmaya göre tersi alınır: 1/0,125=81 / 0,125 = 8.
3
Birinci tepkimeyi ters çevirip katsayılarını 12\frac{1}{2} ile çarpmak.
Kc=0,25K_c'' = 0,25
Hedef tepkimede C(g)C(g) girenlerde 1 katsayısı ile, B(g)B(g) ise ürünlerde 12\frac{1}{2} katsayısı ile yer almaktadır. Birinci tepkime ters çevrilip 12\frac{1}{2} ile çarpıldığında denge sabiti Kc=1Kc1=116=0,25K_c'' = \sqrt{\frac{1}{K_{c1}}} = \sqrt{\frac{1}{16}} = 0,25 olur.
4
Elde edilen ara basamakları toplayarak net tepkimenin denge sabitini bulmak.
Kc,net=2K_{c,\text{net}} = 2
Tepkimeler toplandığında net tepkimenin denge sabiti, toplanan tepkimelerin denge sabitlerinin çarpımına eşittir: Kc,net=Kc×Kc=8×0,25=2K_{c,\text{net}} = K_c' \times K_c'' = 8 \times 0,25 = 2.

Key Concept

Hess Yasası'nın denge tepkimelerine uygulanması ve Kp-Kc ilişkisi.
Question 51Question

Bir fiziksel veya kimyasal değişimde minimum enerji eğilimi ile maksimum düzensizlik eğilimi birbirine zıt yönlü olduğunda sistem genellikle dengeye ulaşabilir. Eğilimlerin her ikisinin de aynı yönde olduğu tepkimeler ise genellikle tek yönlü (tam verimle) gerçekleşme eğilimindedir.

Buna göre;

I. CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)ΔH<0CO(g) + Cl_2(g) \rightleftharpoons COCl_2(g) \quad \Delta H < 0
II. H2O(s)H2O(g)ΔH>0H_2O(s) \rightleftharpoons H_2O(g) \quad \Delta H > 0
III. 2H2O2(suda)2H2O(s)+O2(g)ΔH<02H_2O_2(suda) \rightarrow 2H_2O(s) + O_2(g) \quad \Delta H < 0

tepkimelerinden hangilerinde minimum enerji ve maksimum düzensizlik eğilimleri zıt yönlü olup sistemin dengeye ulaşması beklenir?

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II
Birinci öncüldeki tepkime ekzotermik (ΔH<0\Delta H < 0) olduğu için minimum enerji eğilimi ürünler yönündedir; girenlerdeki gaz mol sayısı ürünlerden fazla olduğu için maksimum düzensizlik eğilimi girenler yönündedir. Eğilimler zıt yönlü olduğu için denge kurulabilir. İkinci öncüldeki değişim endotermik (ΔH>0\Delta H > 0) olduğu için minimum enerji girenler yönündedir; sıvıdan gaza geçiş düzensizliği artırdığı için maksimum düzensizlik ürünler yönündedir. Eğilimler zıt yönlü olduğu için denge kurulabilir. Dolayısıyla bu iki değişimde denge kurulması beklenir.

Step-by-Step Solution

1
Birinci öncüldeki tepkimenin minimum enerji ve maksimum düzensizlik eğilimlerini belirlemek.
Tepkime ekzotermik (ΔH<0\Delta H < 0) olduğundan minimum enerji eğilimi ürünler lehinedir. Girenlerde 2 mol2\text{ mol} gaz, ürünlerde 1 mol1\text{ mol} gaz bulunduğundan maksimum düzensizlik eğilimi girenler lehinedir. Eğilimler zıt yönlü olduğundan denge kurulabilir.
Birinci tepkimenin denge şartını sağlayıp sağlamadığını kontrol etmek.
2
İkinci öncüldeki fiziksel değişimin minimum enerji ve maksimum düzensizlik eğilimlerini belirlemek.
Değişim endotermik (ΔH>0\Delta H > 0) olduğundan minimum enerji eğilimi girenler (sıvı faz) lehinedir. Sıvıdan gaza geçiş d��zensizliği artırdığından maksimum düzensizlik eğilimi ürünler (gaz fazı) lehinedir. Eğilimler zıt yönlü olduğundan fiziksel denge kurulabilir.
İkinci sürecin fiziksel denge şartını sağlayıp sağlamadığını kontrol etmek.
3
Üçüncü öncüldeki tepkimenin minimum enerji ve maksimum düzensizlik eğilimlerini belirlemek.
Tepkime ekzotermik (ΔH<0\Delta H < 0) olduğundan minimum enerji eğilimi ürünler lehinedir. Suda çözünmüş halden gaz fazına geçiş olduğu (O2(g)O_2(g)) ve ürünlerde sıvı molekülleri oluştuğu için maksimum düzensizlik eğilimi de ürünler lehinedir. Her iki eğilim aynı yönlü olduğundan tepkimenin tek yönlü gerçekleşmesi beklenir ve denge kurulamaz.
Üçüncü tepkimenin denge oluşturup oluşturamayacağını analiz etmek.

Key Concept

Bir sistemin dengeye ulaşabilmesi için minimum enerjiye eğilim ile maksimum düzensizliğe eğilim yönlerinin birbirine zıt olması gerekir.
Estimated Time:2m 0s
Question 52Question

Belirli bir sıcaklıkta, 2 L2\text{ L}'lik sabit hacimli boş bir kaba 1,0 mol NH2COONH4(k)1,0\text{ mol } NH_2COONH_4(k) konuluyor. Katı madde,

NH2COONH4(k)2NH3(g)+CO2(g)NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g)

denklemine göre ayrışarak dengeye ulaştığında kapta toplam 1,5 mol1,5\text{ mol} gaz karışımı bulunduğu tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin gerçekleştiği sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) aşağıdakilerden hangisidir?

Show answer & explanation

Answer: 0,0625

Answer

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) 0,06250,0625 olarak bulunur.
Tepkimenin denge bağıntısı heterojen denge kuralı gereği sadece ürünlerdeki gazlara göre yazılır: Kc=[NH3]2[CO2]K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2]. Denge anındaki gazların mol sayıları toplamı 1,5 mol1,5\text{ mol} olup, katsayıları oranında paylaştırıldığında 1,0 mol NH31,0\text{ mol } NH_3 ve 0,5 mol CO20,5\text{ mol } CO_2 bulunur. Kabın hacmi 2 L2\text{ L} olduğundan derişimler sırasıyla 0,5 M0,5\text{ M} ve 0,25 M0,25\text{ M} olur. Buradan Kc=(0,5)20,25=0,0625K_c = (0,5)^2 \cdot 0,25 = 0,0625 elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol sayılarını belirlemek için denge tablosu oluşturulur.
NH2COONH4(k)2NH3(g)+CO2(g)NH_2COONH_4(k) \rightleftharpoons 2NH_3(g) + CO_2(g) tepkimesinde başlangıçta 1,0 mol1,0\text{ mol} katı vardır. Katının x molx\text{ mol} kadarı ayrışırsa, dengede 2x mol NH3(g)2x\text{ mol } NH_3(g) ve x mol CO2(g)x\text{ mol } CO_2(g) oluşur.
Dengede kapta bulunan gazların mol sayılarını ayrışma miktarı cinsinden ifade etmek gerekir.
2
Dengedeki toplam gaz mol sayısından yararlanılarak ayrışan katı miktarı (xx) bulunur.
Dengedeki toplam gaz mol sayısı 2x+x=3x=1,5 mol2x + x = 3x = 1,5\text{ mol} olarak verildiyse, buradan x=0,5 molx = 0,5\text{ mol} bulunur.
Gazların denge anındaki kısmi mol sayılarına ulaşmak için bilinmeyen xx değeri hesaplanmalıdır.
3
Denge anındaki gazların derişimleri (molariteleri) kabın hacmi (V=2 LV = 2\text{ L}) kullanılarak hesaplanır.
[NH3]=2xV=2×0,52=0,5 M[NH_3] = \frac{2x}{V} = \frac{2 \times 0,5}{2} = 0,5\text{ M} ve [CO2]=xV=0,52=0,25 M[CO_2] = \frac{x}{V} = \frac{0,5}{2} = 0,25\text{ M} olarak hesaplanır. Katı haldeki NH2COONH4NH_2COONH_4 maddesinin derişimi sabit olduğundan denge bağıntısına yazılmaz.
KcK_c ifadesinde derişim birimi (mol/L) kullanılması gerektiğinden mol sayıları hacme bölünmelidir.
4
Denge derişimleri KcK_c bağıntısında yerine yazılarak denge sabiti hesaplanır.
Kc=[NH3]2[CO2]=(0,5)20,25=0,250,25=0,0625K_c = [NH_3]^2 \cdot [CO_2] = (0,5)^2 \cdot 0,25 = 0,25 \cdot 0,25 = 0,0625 bulunur.
Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabitini bulmak için tanımlı denge bağıntısı uygulanır.

Key Concept

Heterojen kimyasal dengelerde denge sabiti (KcK_c) hesaplanırken saf katı ve sıvıların derişimleri bağıntıya yazılmaz, sadece gazlar ve sulu çözeltiler yazılır. Denge sabiti hesaplanırken mol sayıları yerine mutlaka derişimler (mol/L) kullanılmalıdır.
Question 53Question

Sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta, katısı ile dengede olan;

C(k)+CO2(g)2CO(g)ΔH>0C(k) + CO_2(g) \rightleftharpoons 2CO(g) \quad \Delta H > 0

tepkimesinin gerçekleştiği kaba sabit sıcaklıkta bir miktar CO2(g)CO_2(g) gazı ekleniyor.

Buna göre, yeniden denge kurulduğunda gerçekleşen değişimlerle ilgili;

I. Denge ürünler (sağ) yönüne kayar.
II. C(k)C(k) katısının kütlesi azalır.
III. Derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) değeri artar.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II
Denge sistemine dışarıdan CO2(g)CO_2(g) eklenmesi girenler tarafındaki derişimi artırır. Sistem bu etkiyi azaltmak için ürünler yönüne kayar (I. öncül doğru). Denge ürünler yönüne kayarken girenlerdeki C(k)C(k) katısı harcanır ve kütlesi azalır (II. öncül doğru). Sıcaklık sabit kaldığı için denge sabiti (KcK_c) değişmez (III. öncül yanlış). Bu nedenle 'I ve II' ifadelerini içeren seçenek doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Sisteme yapılan etkiyi ve Le Chatelier ilkesine göre dengenin yöneldiği tarafı belirlemek.
Kaba CO2(g)CO_2(g) gazı eklenmesi girenler yönündeki derişimi artırır. Le Chatelier ilkesine göre sistem bu etkiyi azaltmak için ürünler (sağ) yönüne kayar. Bu nedenle I. öncül doğrudur.
Dengede yapılan etkiye karşı sistemin vereceği tepkiyi belirlemek için Le Chatelier ilkesi uygulanır.
2
Dengenin kaydığı yöne göre katı kütlesindeki değişimi incelemek.
Denge ürünler yönüne kaydığından, girenler tarafındaki C(k)C(k) katısı harcanır. Dolayısıyla C(k)C(k) katısının kütlesi azalır. Bu nedenle II. öncül doğrudur.
Dengenin kaydığı yöndeki maddeler oluşurken, diğer yöndeki maddeler harcanır.
3
Denge sabitinin (KcK_c) bu etkiden nasıl etkileneceğini belirlemek.
Derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) sadece sıcaklık değişimi ile değişir. Sıcaklık sabit kaldığı için KcK_c değeri değişmez, dolayısıyla III. öncül yanlıştır.
Denge sabitinin sadece sıcaklığa bağlı olduğu bilgisini uygulamak.

Key Concept

Le Chatelier İlkesine göre sisteme eklenen maddenin denge konumuna ve denge sabitine etkisi.
Estimated Time:1m 30s
Question 54Question

Belirli bir sıcaklıkta, sürtünmesiz hareketli pistonlu bir kapta;

$CaCO3(k)+2HF(g)CaF2(k)+H2O(g)+CO2(g)\text{CaCO}_3(\text{k}) + 2\text{HF}(\text{g}) \rightleftharpoons \text{CaF}_2(\text{k}) + \text{H}_2\text{O}(\text{g}) + \text{CO}_2(\text{g})

tepkimesi dengededir. Sıcaklık sabit tutularak kaba bir miktar HF(g)\text{HF}(\text{g}) eklenip sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor.

Buna göre, yeni dengede başlangıç durumuna göre meydana gelen değişimlerle ilgili;

I. HF(g)\text{HF}(\text{g}) gazının derişimi değişmez.
II. Kaptaki toplam katı kütlesi azalır.
III. Tepkimenin denge sabiti (KcK_c) değeri artar.

ifadelerinden hangileri doğrudur?
(CaCO3=100 g/mol, CaF2=78 g/mol)(\text{CaCO}_3 = 100\text{ g/mol},\ \text{CaF}_2 = 78\text{ g/mol})

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

Sürtünmesiz hareketli pistonlu kapta gerçekleşen bu tepkimede, sıcaklık sabit tutulduğundan denge sabiti (KcK_c) değişmez. Gaz fazındaki maddelerin katsayıları girenler ve ürünler tarafında eşit olduğundan ve toplam basınç sabit kaldığından, yeni dengede gaz derişimleri başlangıçtaki değerlerine geri döner. Tepkime ürünler yönüne kaydığı için kalsiyum karbonat katısı harcanıp kalsiyum florür katısı oluşur; mol kütleleri farkından dolayı toplam katı kütlesi azalır. Bu nedenle doğru olan ifadeler hidrojen florür derişiminin değişmemesi ve katı kütlesinin azalmasıdır.
Doğru seçenekte belirtildiği gibi, sürtünmesiz pistonlu kapta toplam gaz derişimi sabit kalmak zorundadır. Tepkimenin gaz fazındaki giren ve ürün katsayıları eşit olduğundan, denge sabiti ifadesi çözüldüğünde tüm gazların denge derişimlerinin ilk duruma eşit çıktığı görülür. Aynı zamanda denge sağa kaydığı için mol kütlesi büyük olan kalsiyum karbonat katısı harcanıp mol kütlesi küçük olan kalsiyum florür katısı oluştuğundan toplam katı kütlesi azalır.

Step-by-Step Solution

1
Sürtünmesiz hareketli pistonlu kapta basınç-deri��im ilişkisini kurmak.
Sürtünmesiz hareketli pistonlu kaplarda toplam basınç (PTP_T) sabittir. Sıcaklık (TT) da sabit olduğundan, gaz fazındaki maddelerin toplam molar derişimi [Gas]toplam=PTRT[\text{Gas}]_{\text{toplam}} = \frac{P_T}{RT} sabit kalır.
Sisteme yapılan etki sonucunda gazların toplam derişiminin nasıl etkileneceğini belirlemek.
2
Matematiksel olarak gaz derişimlerinin değişimini incelemek.
Kc=[H2O][CO2][HF]2K_c = \frac{[\text{H}_2\text{O}][\text{CO}_2]}{[\text{HF}]^2} bağıntısında [H2O]=[CO2]=x[\text{H}_2\text{O}] = [\text{CO}_2] = x olsun. Bu durumda [HF]=[Gas]toplam2x[\text{HF}] = [\text{Gas}]_{\text{toplam}} - 2x olur. Bağıntı Kc=x2([Gas]toplam2x)2K_c = \frac{x^2}{([\text{Gas}]_{\text{toplam}} - 2x)^2} haline gelir. Sıcaklık sabit olduğundan KcK_c sabittir, [Gas]toplam[\text{Gas}]_{\text{toplam}} da sabit olduğundan xx değeri ve dolay��sıyla [HF][\text{HF}] derişimi değişmez. I. ifade doğrudur.
Derişim etkisinin Le Chatelier ilkesine göre son durumdaki derişim değerlerini nasıl etkilediğini bulmak.
3
Tepkime yönüne göre katı kütlelerindeki değişimi hesaplamak.
Kaba HF(g)\text{HF}(\text{g}) eklenmesiyle denge ürünler lehine kayar. Neticede 1 mol CaCO3(k)1\text{ mol } \text{CaCO}_3(\text{k}) (100 g100\text{ g}) harcanırken 1 mol CaF2(k)1\text{ mol } \text{CaF}_2(\text{k}) (78 g78\text{ g}) oluşur. Katı kütlesindeki net değişim 78100=22 g/mol78 - 100 = -22\text{ g/mol} olur, yani katı kütlesi azalır. II. ifade doğrudur.
Tepkime yönünün katı fazdaki maddelerin kütlesine olan net etkisini belirlemek.
4
Denge sabitinin sıcaklıkla ilişkisini değerlendirmek.
Denge sabiti (KcK_c) yalnızca sıcaklık değişimi ile değişir. Sıcaklık sabit tutulduğundan KcK_c değişmez. III. ifade yanlıştır.
Denge sabitinin değişip değişmediğini doğrulamak.

Key Concept

Sürtünmesiz hareketli pistonlu kaplarda gerçekleşen Δngaz=0\Delta n_{\text{gaz}} = 0 tepkimelerinde sıcaklık sabitken yapılan derişim etkileri gaz derişimlerini değiştiremez; denge sadece madde miktarlarını (mollerini) değiştirerek yeniden kurulur.
Question 55Question

Sabit sıcaklıkta, sürtünmesiz hareketli pistonlu kapalı bir kapta,

H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)H_2(g) + CO_2(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2O(g)

tepkimesi dengededir. Aynı sıcaklıkta piston aşağı itilerek kabın hacmi yarıya indiriliyor ve sistemin yeniden dengeye gelmesi sağlanıyor.

Buna göre, yeni kurulan dengede başlangıç durumuna göre gerçekleşen değişimler ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

Show answer & explanation

Answer: Denge girenler yönüne kayar.

Answer

Denge girenler yönüne kayar ifadesi yanlıştır.
Tepkimede girenlerin ve ürünlerin gaz fazındaki katsayıları toplamı eşit olduğundan (1+1=21 + 1 = 2 ve 1+1=21 + 1 = 2), sabit sıcaklıkta hacmin azaltılması dengenin yönünü değiştirmez. Bu nedenle dengenin girenler yönüne kayacağını belirten ifade yanlıştır.

Step-by-Step Solution

1
Tepkime denklemindeki gaz katsayılarını kontrol ederek hacim değişiminin denge yönüne etkisini belirlemek.
Girenlerin gaz katsayıları toplamı (1+1=21+1=2) ile ürünlerin gaz katsayıları toplamı (1+1=21+1=2) birbirine eşittir (Δn=0\Delta n = 0).
Gaz fazındaki katsayıları eşit olan tepkimelerde, sabit sıcaklıkta yapılan hacim değişimi dengeyi sağa ya da sola kaydırmaz.
2
Hacim azalmasının gaz derişimlerine ve basınca etkisini analiz etmek.
Hacim yarıya indirildiğinde (V/2V/2), derişim formülüne (M=n/VM = n/V) göre tüm gazların derişimi ve kaptaki toplam basınç artar.
Denge kaymasa bile hacmin küçülmesi birim hacimdeki tanecik sayısını artırarak derişimleri ve kısmi basınçları yükseltir.
3
Madde miktarlarını (mol sayılarını) ve denge sabitini (KcK_c) değerlendirmek.
Sistem sağa veya sola kaymadığı için maddelerin mol sayıları değişmez. Sıcaklık değişmediği için KcK_c sabit kalır.
Hacim değişimi dengeyi bozmadığı için net reaksiyon gerçekleşmez ve madde miktarları korunur. KcK_c ise yalnızca sıcaklığa bağlıdır.

Key Concept

Gaz katsayıları toplamı eşit olan tepkimelerde hacim değişiminin denge yönüne etkisi yoktur, ancak derişim ve kısmi basınçlar değişir.
Estimated Time:1m 30s
Question 56Question

Karbondioksit gazının suda çözünerek asidik özellik göstermesi süreci ve bu sürece ait heterojen denge tepkimesi aşağıda verilmiştir:

CO2(g)+H2O(s)H+(suda)+HCO3(suda)CO_2(g) + H_2O(s) \rightleftharpoons H^+(\text{suda}) + HCO_3^-(\text{suda})

Buna göre, bu denge tepkimesiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Tepkimenin derişimler cinsinden denge ba��ıntısı Kc=[H+][HCO3][CO2]K_c = \frac{[H^+][HCO_3^-]}{[CO_2]} şeklindedir.

Answer

Tepkimenin derişimler cinsinden denge bağıntısı Kc=[H+][HCO3][CO2]K_c = \frac{[H^+][HCO_3^-]}{[CO_2]} şeklindedir.
Denge bağıntısı yazılırken saf katı ve sıvılar bağıntıya alınmaz. Tepkimenin girenlerinde bulunan H2O(s)H_2O(s) saf sıvı olduğundan bağıntıda yer almaz. Gaz fazındaki CO2CO_2 ile suda çözünmüş olan H+H^+ ve HCO3HCO_3^- iyonları bağıntıya yazılır. Dolayısıyla doğru denge bağıntısı Kc=[H+][HCO3][CO2]K_c = \frac{[H^+][HCO_3^-]}{[CO_2]} şeklindedir.

Step-by-Step Solution

1
Tepkime denklemindeki maddelerin fiziksel hallerini incelemek.
Girenlerde CO2(g)CO_2(g) ve H2O(s)H_2O(s), ürünlerde ise H+(suda)H^+(\text{suda}) ve HCO3(suda)HCO_3^-(\text{suda}) bulunmaktadır.
Denge bağıntısına hangi maddelerin dahil edileceğini belirlemek için fiziksel haller tespit edilmelidir.
2
Faz kurallarını denge bağıntısına uygulamak.
Saf katılar ve saf sıvılar denge bağıntısına yazılmaz. Dolayısıyla girenlerdeki H2O(s)H_2O(s) bağıntıya alınmaz. Gazlar (gg) ve sulu çözeltideki iyonlar (suda) yazılır. Bu durumda bağıntı Kc=[H+][HCO3][CO2]K_c = \frac{[H^+][HCO_3^-]}{[CO_2]} olarak elde edilir.
Denge bağıntısının matematiksel ifadesini doğru yazmak.
3
Kp=Kc(RT)ΔnK_p = K_c(RT)^{\Delta n} bağıntısındaki Δn\Delta n değerini hesaplamak.
Δn=nu¨ru¨n, gazngiren, gaz\Delta n = n_{\text{ürün, gaz}} - n_{\text{giren, gaz}} formülünden, ürünlerde gaz fazında madde olmadığı için 00, girenlerde ise 1 mol CO2(g)CO_2(g) olduğu için Δn=01=1\Delta n = 0 - 1 = -1 olarak bulunur.
KpK_p ve KcK_c ilişkisindeki gaz katsayıları farkını doğru belirlemek.
4
Denge sabitine etki eden faktörleri analiz etmek.
Denge sabiti (KcK_c) sadece sıcaklıkla değişir. Derişimlerin veya hacmin değişmesi denge konumunu etkilese de KcK_c değerini değiştirmez.
Sıcaklık dışındaki faktörlerin denge sabitine etkisini doğru yorumlamak.

Key Concept

Heterojen kimyasal denge tepkimelerinde derişimler cinsinden denge bağıntısının (KcK_c) yazılması ve KpK_p ile ilişkisi
Question 57Question

Belirli bir sıcaklıkta, 4 L4\text{ L}'lik sabit hacimli kapalı ve boş bir kaba 2,4 mol NO(g)2,4\text{ mol } NO(g) ve yeterli miktarda C(k)C(k) konuluyor. Sistem,

2NO(g)+C(k)N2(g)+CO2(g)2NO(g) + C(k) \rightleftharpoons N_2(g) + CO_2(g)

denklemine göre aynı sıcaklıkta dengeye ulaştığında katı kütlesinin 7,2 g7,2\text{ g} azaldığı tespit ediliyor.

Buna göre, tepkimenin bu sıcaklıktaki derişimler cinsinden denge sabiti (KcK_c) kaçtır?
(C=12 g/molC = 12\text{ g/mol})

Show answer & explanation

Answer: 0.25

Answer

Tepkimenin derişimler cinsinden denge sabiti (Kc) 0,25'tir.
Tepkime dengelendiğinde katı kütlesinin azalması harcanan karbon katısının (C(k)) mol sayısını verir (0,6 mol). Tepkime katsayılarından yararlanılarak denge anındaki gazların mol sayıları bulunur (NO: 1,2 mol, N2: 0,6 mol, CO2: 0,6 mol). Kabın hacmi 4 L olduğu için bu mol sayıları hacme bölünerek denge derişimleri elde edilir ([NO] = 0,3 M, [N2] = 0,15 M, [CO2] = 0,15 M). Katılar bağıntıya yazılmadığından Kc = [N2][CO2] / [NO]^2 ifadesinden Kc = 0,25 olarak hesaplanır.

Step-by-Step Solution

1
Harcanan karbon katısının mol sayısının hesaplanması
n(C) = 0,6 mol
Katı kütlesindeki azalma (7,2 g), tepkimede harcanan C(k) katısının kütlesine eşittir. Mol sayısı n = m / MA formülünden n = 7,2 / 12 = 0,6 mol olarak bulunur.
2
Tepkime katsayıları kullanılarak denge anındaki mol sayılarının bulunması
n(NO) = 1,2 mol, n(N2) = 0,6 mol, n(CO2) = 0,6 mol
Tepkime denklemine göre 1 mol C katısı harcandığında 2 mol NO gazı harcanır, 1 mol N2 ve 1 mol CO2 gazları oluşur. Başlangıçtaki 2,4 mol NO gazından 1,2 mol harcandığında denge anında 1,2 mol NO gazı kalır. Oluşan ürünlerin miktarı ise 0,6'şar moldür.
3
Denge derişimlerinin (molarite) hesaplanması
[NO] = 0,3 M, [N2] = 0,15 M, [CO2] = 0,15 M
Denge sabiti bağıntısında derişimler (molarite) kullanılır. Kabın hacmi 4 L olduğundan her bir gazın mol sayısı 4'e bölünerek denge derişimleri hesaplanır.
4
Denge sabiti (Kc) değerinin hesaplanması
Kc = 0,25
Tepkime heterojen olup karbon katısı (C(k)) denge bağıntısında yer almaz. Kc = [N2][CO2] / [NO]^2 bağıntısı kullanılarak derişimler yerine yerleştirilir ve Kc = (0,15 * 0,15) / (0,3)^2 = 0,25 olarak hesaplanır.

Key Concept

Heterojen tepkimelerde katı ve sıvı fazdaki maddelerin derişimleri sabit kabul edildiğinden denge bağıntısına (Kc) yazılmazlar. Denge hesaplamalarında mol sayıları yerine molar derişimlerin kullanılmasına ve hacim etkisine dikkat edilmelidir.
Question 58Question

Bir kimyasal veya fiziksel değişimde sistemin daha kararlı hâle geçme isteği (minimum enerji eğilimi) ile daha düzensiz olma isteği (maksimum düzensizlik eğilimi) dengenin kurulmasında belirleyici rol oynar.

Kimya öğretmeni Onur Bey, bu eğilimlerin yönlerini öğrencilerine açıklamak amacıyla tahtaya aşağıdaki üç farklı değişimi yazmıştır:

I. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=92 kJN_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g) \quad \Delta H = -92\text{ kJ}
II. H2O(s)H2O(g)ΔH=+44 kJH_2O(s) \rightleftharpoons H_2O(g) \quad \Delta H = +44\text{ kJ}
III. F2(g)2F(g)ΔH=+158 kJF_2(g) \rightleftharpoons 2F(g) \quad \Delta H = +158\text{ kJ}

Buna göre, Onur Öğretmen'in tahtaya yazdığı bu değişimlerden hangilerinde minimum enerjiye eğilim girenler yönündeyken, maksimum düzensizlik eğilimi ürünler yönündedir?

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

İkinci ve üçüncü değişimlerde minimum enerjiye eğilim girenler yönündeyken, maksimum düzensizlik eğilimi ürünler yönündedir.
İkinci ve üçüncü değişimlerde tepkimeler endotermik (ısı alan) olduğundan minimum enerji eğilimi girenler (düşük enerjili) yönündedir. Aynı zamanda, ikinci değişimde sıvı fazdan gaz fazına geçiş olduğu için, üçüncü değişimde ise 1 mol gazdan 2 mol gaza geçilerek tanecik sayısı arttığı için maksimum düzensizlik eğilimi ürünler yönündedir. Bu durum soruda istenen koşullarla tam olarak uyuşmaktadır.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimelerin entalpi değişimlerini (\Delta H) inceleyerek minimum enerji eğilimlerinin yönünü belirlemek.
I. tepkime ekzotermik (\Delta H < 0) olduğundan minimum enerji eğilimi ürünler yönündedir. II. (\Delta H = +44\text{ kJ}) ve III. (\Delta H = +158\text{ kJ}) tepkimeler endotermik (\Delta H > 0) olduğundan minimum enerji eğilimleri girenler yönündedir.
Minimum enerji eğilimi her zaman ısı teriminin olduğu tarafa (yani enerjisi daha düşük olan tarafa) doğrudur.
2
Maddelerin fiziksel hallerini ve gaz molekül sayılarını karşılaştırarak maksimum düzensizlik eğilimlerinin yönünü belirlemek.
I. tepkimede girenlerdeki gaz mol sayısı (4 mol) ürünlerdekinden (2 mol) fazla olduğundan düzensizlik girenler yönündedir. II. tepkimede sıvıdan gaza geçildiği için düzensizlik ürünler yönündedir. III. tepkimede ürünlerdeki gaz mol sayısı (2 mol) girenlerdekinden (1 mol) fazla olduğundan düzensizlik ürünler yönündedir.
Maddelerin gaz hali sıvı halinden daha düzensizdir ve gaz fazındaki molekül sayısının fazla olduğu taraf daha yüksek düzensizliğe sahiptir.
3
Her iki eğilimin de soruda istenen yönlerde (minimum enerji girenler, maksimum düzensizlik ürünler) olduğu öncülleri tespit etmek.
Yalnızca II ve III nolu öncüller bu koşulu sağlar.
İstenen kriterleri sağlayan değişimlerin belirlenmesi amacıyla iki adımda bulunan yönler birleştirilir.

Key Concept

Bir kimyasal veya fiziksel değişimde minimum enerji eğilimi (düşük entalpili tarafa yönelme) ile maksimum düzensizlik eğilimi (daha düzensiz faz veya tanecik sayısının fazla olduğu tarafa yönelme) dengenin kurulmasında zıt yönlü olarak çalışır.
Question 59Question

Sabit sıcaklıkta, hacmi değiştirilebilen kapalı bir kapta,

C(k)+O2(g)CO2(g)C(k) + O_2(g) \rightleftharpoons CO_2(g)

tepkimesi belirli miktarlarda C(k)C(k), O2(g)O_2(g) ve CO2(g)CO_2(g) maddeleri ile dengededir. Aynı sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirilip sistemin yeniden dengeye ulaşması sağlanıyor.

Buna göre, bu işlem sonucunda gerçekleşen değişimler ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: Gaz fazındaki tüm maddelerin derişimleri başlangıç durumuna göre iki katına çıkar ve dengedeki maddelerin mol sayıları değişmez.

Answer

Gaz fazındaki tüm maddelerin derişimleri başlangıç durumuna göre iki katına çıkar ve dengedeki maddelerin mol sayıları değişmez.
Tepkimenin gaz fazındaki giren ve ürün katsayıları eşit olduğundan (\Delta n_{gaz} = 0), sabit sıcaklıkta hacmin azaltılması dengeyi bozmaz. Hacim yarıya indirildiğinde, [M] = n / V bağıntısı uyarınca gaz fazındaki maddelerin derişimleri iki katına çıkar. Denge kaymadığı için maddelerin mol sayıları değişmez.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimenin gaz fazındaki maddelerinin katsayıları farkını (\Delta n_{gaz}) hesaplayın.
\Delta n_{gaz} = 1 (ürün) - 1 (giren) = 0
Katı haldeki karbon (C) maddesi basınca ve hacme bağlı derişim değişimlerinde dengeyi etkilemediği için hesaba katılmaz; yalnızca gaz fazındaki O2 ve CO2 dikkate alınır.
2
Hacim değişiminin denge yönüne olan etkisini yorumlayın.
Denge herhangi bir yöne kaymaz (sağa ya da sola hareket etmez).
Gaz katsayıları toplamı girenler ve ürünler için eşit (\Delta n_{gaz} = 0) olduğundan, hacmin küçülmesi (basıncın artması) dengeyi bozmaz.
3
Hacim değişimi sonrasında gazların son derişimlerini ve mol sayılarını belirleyin.
Gazların derişimleri 2 katına çıkar, mol sayıları sabit kalır.
Denge kaymadığı için maddelerin mol sayıları (n) değişmez. Hacim (V) yarıya indiği için [M] = n / V formülü gereği derişimler iki katına çıkar.

Key Concept

Gaz katsayıları eşit olan heterojen tepkimelerde hacim değişiminin dengeye etkisi
Estimated Time:2m 0s
Question 60Question

Sabit sıcaklıkta sabit hacimli kapalı bir kapta,

C(k)+H2O(g)CO(g)+H2(g)C(k) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2(g)

tepkimesi dengededir. Aynı sıcaklıkta sisteme bir miktar C(k)C(k) katısı ekleniyor.

Buna göre, yeniden kurulan dengede başlangıç durumuna göre aşağıdakilerden hangisi gerçekleşir?

Show answer & explanation

Answer: Denge konumu ve gazların derişimleri değişmez.

Answer

Denge konumu ve gazların derişimleri değişmez.
Sisteme sabit sıcaklıkta katı eklenmesi, bu katının derişimini değiştirmez. Kimyasal denge bağıntısında katılar yer almadığı için denge konumu bozulmaz ve gazların derişimleri sabit kalır. Denge sabiti de sıcaklık sabit olduğundan değişmez. Bu nedenle denge konumu ve gazların derişimleri değişmez seçeneği doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Tepkimenin denge bağıntısını yazarak katıların bağıntıdaki durumunu belirleyin.
Tepkimenin derişimler cinsinden denge bağıntısı Kc=[CO][H2][H2O]K_c = \frac{[CO][H_2]}{[H_2O]} şeklindedir. Katı haldeki karbon (C(k)C(k)) bağıntıda yer almaz.
Katı ve sıvıların birim hacimdeki madde miktarları (derişimleri) sabit olduğu için denge bağıntısına yazılmazlar.
2
Eklenen katının dengeye etkisini inceleyin.
Kaba C(k)C(k) katısı eklenmesi, denge bağıntısında yer alan maddelerin derişimlerini değiştirmez, dolayısıyla Le Chatelier ilkesine göre denge sağa ya da sola kaymaz.
Dengenin bozulması için denge bağıntısındaki maddelerin derişimlerinin veya kısmi basınçlarının değişmesi gerekir.
3
Sıcaklık ve denge sabiti ilişkisini kurun.
Sıcaklık değişmediği için denge sabiti (KcK_c) değişmeden kalır.
Denge sabiti yalnızca sıcaklıkla değişir.

Key Concept

Denge sistemine sabit sıcaklıkta saf katı veya sıvı eklenmesi, derişimleri sabit olduğundan denge konumunu etkilemez ve dengeyi bozmaz. Denge sabiti (KcK_c) yalnızca sıcaklıkla değişir.
Estimated Time:1m 0s
PreviousPage 3 / 6Next