Kimyasal Tepkimelerde Enerji Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) — Sayfa 2

Soru 21Soru →

Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen iki farklı tepkime ve bu tepkimelerin entalpi değişimleri aşağıda verilmiştir:

2Fe(k) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H^\circ = -824.2\text{ kJ}

2Fe(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H^\circ = -1516.2\text{ kJ}

Buna göre, bu tepkimelerle ilgili;

I. $Fe_2O_3(k)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi $-824.2\text{ kJ/mol}$ 'dür.
II. Demir elementinin standart koşullardaki molar süblimleşme entalpisi $+346.0\text{ kJ/mol}$ 'dür.
III. İkinci tepkime, $Fe_2O_3(k)$ bileşiğinin standart oluşum tepkimesidir.

yargılarından hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

I ve III

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Birinci ve ikinci ifadeler doğru, üçüncü ifade yanlıştır.

Birinci ve ikinci ifadeler kimyasal olarak doğrudur. Birinci ifade standart molar oluşum entalpisi tanımına tam olarak uyar çünkü tepkime en kararlı elementel hallerle başlayıp 1 mol ürün oluşturmuştur. İkinci ifade Hess Yasası kullanılarak yapılan hesaplamaya dayanır ve 1 mol demir katısının gaz haline geçiş enerjisini doğru bir şekilde +346.0 kJ/mol olarak verir.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci öncülün değerlendirilmesi

Doğru

Bir bileşiğin standart molar oluşum entalpisi, bileşiğin 1 molünün standart koşullarda (25 °C, 1 atm) en kararlı elementlerinden oluşması sırasındaki ısı değişimidir.

Fe(k)

ve

O_2(g)

standart koşullardaki en kararlı elementel hallerdir ve tepkimede 1 mol

Fe_2O_3(k)

oluşmuştur. Bu nedenle

\Delta H^\circ = -824.2\text{ kJ}

değeri aynı zamanda

Fe_2O_3(k)

bileşiğinin standart molar oluşum entalpisidir.

2

Demirin molar süblimleşme entalpisinin hesaplanması

\Delta H_{s\ddot{u}blimle\c{s}me}^\circ = +346.0\text{ kJ/mol}

Demir elementinin süblimleşme tepkimesi

Fe(k) \rightarrow Fe(g)

şeklindedir. Verilen tepkimeleri Hess Yasası kullanarak düzenleyelim:

1. tepkime aynen kalır:

2Fe(k) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow Fe_2O_3(k) \quad \Delta H_1^\circ = -824.2\text{ kJ}

2. tepkime ters çevrilir:

Fe_2O_3(k) \rightarrow 2Fe(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \quad \Delta H_2^\circ = +1516.2\text{ kJ}

Tepkimeler taraf tarafa toplanırsa:

2Fe(k) \rightarrow 2Fe(g) \quad \Delta H_{toplam}^\circ = -824.2 + 1516.2 = +692.0\text{ kJ}

Bu tepkime 2 mol demirin süblimleşmesini temsil eder. 1 mol demirin süblimleşmesi için gereken enerji (molar süblimleşme entalpisi):

\Delta H_{s\ddot{u}blimle\c{s}me}^\circ = \frac{+692.0\text{ kJ}}{2\text{ mol}} = +346.0\text{ kJ/mol}

olarak bulunur.

3

Üçüncü öncülün değerlendirilmesi

Yanlış

İkinci tepkimede demir elementi standart koşullardaki en kararlı hali olan katı fiziksel hali yerine gaz (

Fe(g)

) halinde reaksiyona girmiştir. Bu nedenle ikinci tepkime bir standart oluşum tepkimesi değildir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi tanımı ve Hess Yasası yardımıyla fiziksel hal değişim entalpilerinin hesaplanması.

Soru 22Soru →

Standart şartlarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) elementlerin en kararlı allotroplarının standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edilir. Karbon elementinin standart koşullardaki en kararlı allotropu grafik iken, elmas allotropu oda koşullarında kararsızdır ve grafiğe dönüşümü oldukça yavaştır.

Aşağıdaki tabloda bazı maddelerin standart molar oluşum entalpi ( $\Delta H_{\text{f}}^\circ$ ) değerleri verilmiştir:

Madde	$\Delta H_{\text{f}}^\circ$ ( $\text{kJ/mol}$ )
$\text{CO}_2(g)$	$-394$
$\text{CO}(g)$	$-110$
$\text{C}(\text{elmas})$	$+2$

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen,

\text{C}(\text{elmas}) + \text{CO}_2(g) \rightarrow 2\text{CO}(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç $\text{kJ}$ 'dir?

+176

+174

+172

-172

-174

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $+172$

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi +172 kJ'dir.

Tepkimenin standart entalpi değişimi hesaplanırken ürünlerin standart molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılır. Elmas, karbon elementinin oda koşullarında en kararlı allotropu olmadığı için standart oluşum entalpisi sıfırdan farklıdır ve hesaplamada

+2\text{ kJ/mol}

olarak hesaba katılmalıdır. Formül uygulandığında

\Delta H^\circ = [2 \times (-110)] - [(+2) + (-394)] = +172\text{ kJ}

sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye katılan tüm maddelerin standart molar oluşum entalpi değerlerini belirlemek.

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{CO}_2(g)] = -394\text{ kJ/mol}

,

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{CO}(g)] = -110\text{ kJ/mol}

ve

\Delta H_{\text{f}}^\circ[\text{C}(\text{elmas})] = +2\text{ kJ/mol}

olarak belirlenir. Karbonun en kararlı allotropu grafik olduğundan elmasın oluşum entalpisi sıfır değildir.

Entalpi hesaplamasında kullanılacak değerlerin tespiti ve standart allotrop kavramının uygulanması gerekir.

2

Standart tepkime entalpisi formülünü yazmak ve değerleri yerine yerleştirmek.

\Delta H^\circ = \Sigma n\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{ürünler}) - \Sigma m\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{girenler})

\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{CO}(g))] - [\Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{C}(\text{elmas})) + \Delta H_{\text{f}}^\circ(\text{CO}_2(g))]

Molar oluşum entalpilerinden tepkime entalpisi hesabı ürünler ile girenlerin entalpileri farkına dayanır.

3

Matematiksel işlemleri tamamlayarak net entalpi değişimini bulmak.

\Delta H^\circ = [2 \times (-110)] - [(+2) + (-394)]

\Delta H^\circ = -220 - (-392)

\Delta H^\circ = -220 + 392 = +172\text{ kJ}

Toplama ve katsayı işlemlerini dikkatle yürüterek tepkimenin standart entalpi değişimini hesaplamak.

Anahtar Kavram

Standart oluşum entalpisi tanımı ve bu değerler kullanılarak tepkime entalpisinin hesaplanması

Alternatif Yöntem

Alternatif olarak, standart oluşum tepkimeleri yazılarak Hess Yasası uygulanabilir:

1)

\text{C}(\text{grafik}) + \text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) \quad \Delta H^\circ = -394\text{ kJ}

2)

\text{C}(\text{grafik}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(g) \rightarrow \text{CO}(g) \quad \Delta H^\circ = -110\text{ kJ}

3)

\text{C}(\text{grafik}) \rightarrow \text{C}(\text{elmas}) \quad \Delta H^\circ = +2\text{ kJ}

Bu tepkimelerden

\text{C}(\text{elmas}) + \text{CO}_2(g) \rightarrow 2\text{CO}(g)

tepkimesini elde etmek için:
- 1. tepkime ters çevrilir (

\Delta H_a = +394\text{ kJ}

)
- 2. tepkime 2 ile çarpılır (

\Delta H_b = -220\text{ kJ}

)
- 3. tepkime ters çevrilir (

\Delta H_c = -2\text{ kJ}

)

Tepkimeler taraf tarafa toplandığında net tepkime elde edilir ve entalpi değişimleri toplanır:

\Delta H^\circ = +394 + (-220) + (-2) = +172\text{ kJ}

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 23Soru →

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

Tepkime	Entalpi Değişimi ( $\Delta H$ )
$C_6H_6(s) + \frac{15}{2}O_2(g) \rightarrow 6CO_2(g) + 3H_2O(s)$	$\Delta H_1 = -3268\text{ kJ}$
$C_2H_2(g) + \frac{5}{2}O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + H_2O(g)$	$\Delta H_2 = -1256\text{ kJ}$
$H_2O(s) \rightarrow H_2O(g)$	$\Delta H_3 = +44\text{ kJ}$

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

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 126.4

Cevap

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\text{ kJ}

olarak bulunur. Normal koşullarda

13.44\text{ L}

hacim kaplayan

C_2H_2

gazı

0.6\text{ mol}

'e karşılık gelir. Tepkime denklemine göre

3\text{ mol}

C_2H_2

tepkimeye girdiğinde

632\text{ kJ}

ısı açığa çıktığından,

0.6\text{ mol}

gaz tepkimeye girdiğinde bunun

0.2

katı kadar, yani

126.4\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

Adım Adım Çözüm

1

Hess Yasası kullanılarak trimerleşme tepkimesinin entalpi değişiminin bulunması

\Delta H_{\text{tepkime}} = -632\text{ kJ}

Verilen ara basamak tepkimeleri düzenlenerek hedef tepkime olan

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:

\Delta H = 3(-1256) + 3268 - 3(44) = -632\text{ kJ}

.

2

Normal koşullarda tepkimeye giren

C_2H_2(g)

gazının mol sayısının hesaplanması

n(C_2H_2) = 0.6\text{ mol}

Normal koşullar altında (NK) ideal bir gazın 1 molü 22.4 L hacim kaplar.

n = \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\text{ kJ}

Hedef tepkimenin katsayılarına göre

3\text{ mol}

C_2H_2

harcandığında açığa çıkan ısı

632\text{ kJ}

'dür. Doğru orantı kurularak

0.6\text{ mol}

C_2H_2

harcandığında açığa çıkan ısı

Q = \frac{0.6}{3} \times 632 = 126.4\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Anahtar Kavram

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

Soru 24Soru →

Kükürt elementinin oksijen gazı ile oluşturduğu bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

Tepkime	$\Delta H^\circ$ (kJ)
$\text{S}(\text{k}) + \frac{3}{2}\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{SO}_3(\text{g})$	$-396$
$\text{S}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{SO}_2(\text{g})$	$-296$

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen;

\text{SO}_2(\text{g}) + \frac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{SO}_3(\text{g})

tepkimesinin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç kJ'dir?

-692

-100

+100

+692

-50

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $-100$

Cevap

Standart entalpi değişimi

-100

kJ olarak hesaplanır.

Hedef tepkimedeki girenler ve ürünler göz önüne alındığında, ikinci tepkimenin ters çevrilerek (

\Delta H = +296

kJ) birinci tepkimeyle (

\Delta H = -396

kJ) toplanması gerekir. Bu işlemler sonucunda entalpi değişimi

-396 + 296 = -100

kJ olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Hedef tepkimeyi elde etmek için verilen ara basamak tepkimelerini düzenleyin.

İkinci tepkime ters çevrilir, birinci tepkime ise aynen bırakılır.

Hedef tepkimede

\text{SO}_2(\text{g})

maddesi girenler kısmında yer alırken,

\text{SO}_3(\text{g})

maddesi ürünler kısmında yer almaktadır.

2

Düzenlenen tepkimelerin entalpi değerlerini belirleyin.

Birinci tepkimenin entalpisi aynen kalır (

\Delta H_1 = -396

kJ). İkinci tepkime ters çevrildiği için entalpisinin işareti değişir (

\Delta H_2' = +296

kJ).

Hess Yasası'na göre bir tepkime ters çevrildiğinde entalpi değerinin işareti değişir.

3

Tepkimeleri ve entalpi değerlerini toplayarak hedef tepkimenin entalpi değişimini hesaplayın.

\Delta H^\circ = -396 + 296 = -100

kJ bulunur.

Hess Yasası uyarınca, basamak tepkimeleri toplandığında tepkimelerin entalpi değerleri de toplanır.

Anahtar Kavram

Hess Yasası'na göre basamaklı tepkimelerde net tepkimenin entalpi değişimi, basamak tepkimelerinin entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 25Soru →

Sodyum metalinin ( $Na$ ) klor gazı ( $Cl_2$ ) ile tepkimesi sonucu sodyum klorür ( $NaCl$ ) katısı oluşmaktadır. Bu tepkimenin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) ve sodyum metalinin erime entalpisi aşağıda verilmiştir:

2Na(s) + Cl_2(g) \rightarrow 2NaCl(k) \quad \Delta H^\circ = -822\text{ kJ}

Na(k) \rightarrow Na(s) \quad \Delta H^\circ = +3\text{ kJ}

Buna g��re, sodyum klorürün ( $NaCl(k)$ ) standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-822

-816

-414

-411

-408

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -408

Cevap

-408 kJ/mol olan seçenek doğrudur.

Sodyum klorürün standart molar oluşum entalpisi, elementlerin oda koşullarındaki en kararlı fiziksel halleri olan katı sodyum (

Na(k)

) ve gaz haldeki klor (

Cl_2(g)

) üzerinden hesaplanır. Hess Yasası kullanılarak elementlerin standart hallerinden 2 mol sodyum klorür katısı elde edildiğinde entalpi değişimi

-816\text{ kJ}

olur. Molar oluşum entalpisi 1 mol bileşik için tanımlandığından, bu değer ikiye bölünerek

-408\text{ kJ/mol}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Sodyum elementinin standart koşullardaki en kararlı fiziksel halinin belirlenmesi.

25^\circ\text{C}

ve

1\text{ atm}

standart koşullarında sodyum elementinin en kararlı fiziksel hali katıdır:

Na(k)

. Dolayısıyla standart molar oluşum entalpisi hesaplanırken sodyum katı halde alınmalıdır (

H_f^\circ[Na(k)] = 0

).

Bir bileşiğin standart molar oluşum entalpisi, bileşiğin standart koşullarda en kararlı haldeki elementlerinden oluşması sırasındaki entalpi değişimidir.

2

Hess Yasası kullanılarak elementlerin standart hallerinden sodyum klorür katısının elde edilmesine ait net tepkimenin ve entalpisinin yazılması.

Sodyumun erime tepkimesi 2 ile çarpılıp ana tepkimeyle toplanır:

2Na(k) \rightarrow 2Na(s) \quad \Delta H^\circ = +6\text{ kJ}

2Na(s) + Cl_2(g) \rightarrow 2NaCl(k) \quad \Delta H^\circ = -822\text{ kJ}

Taraf tarafa toplandığında elde edilen net tepkime:

2Na(k) + Cl_2(g) \rightarrow 2NaCl(k) \quad \Delta H^\circ = -816\text{ kJ}

olur.

Standart oluşum tepkimesinde girenler kısmında sıvı sodyum yerine katı sodyum yer almalıdır.

3

Elde edilen entalpi değerinin molar (1 mol için) oluşum entalpisine dönüştürülmesi.

Net tepkimeye göre 2 mol

NaCl(k)

oluştuğunda entalpi değişimi

-816\text{ kJ}

'dir. 1 mol

NaCl(k)

için standart molar oluşum entalpisi:

\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] = \frac{-816\text{ kJ}}{2} = -408\text{ kJ/mol}

olarak hesaplanır.

Molar oluşum entalpisi tanım olarak 1 mol bileşiğin oluşumuna karşılık gelir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpisi tanımı ve Hess Yasası yardımıyla tepkime entalpisi hesaplamaları.

Alternatif Yöntem

Sodyumun erime entalpisi doğrudan standart oluşum entalpisi formülü yerine yazılarak da sonuca ulaşılabilir. Sıvı sodyumun molar oluşum entalpisi, katı sodyumun erime entalpisine eşit olduğundan

\Delta H_f^\circ[Na(s)] = +3\text{ kJ/mol}

'dür. Tepkime entalpisi formülünden:

\Delta H^\circ = 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] - (2\Delta H_f^\circ[Na(s)] + \Delta H_f^\circ[Cl_2(g)]) \implies -822 = 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] - (2 \times (+3) + 0) \implies -822 = 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] - 6 \implies 2\Delta H_f^\circ[NaCl(k)] = -816 \implies \Delta H_f^\circ[NaCl(k)] = -408\text{ kJ/mol}

elde edilir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 26Soru →

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

Bileşik	$\Delta H_f^\circ$ (kJ/mol)
$\text{C}_3\text{H}_8(g)$	$-103$
$\text{CO}_2(g)$	$-393$
$\text{H}_2\text{O}(g)$	$-242$

Standart koşullarda $11$ gram $\text{C}_3\text{H}_8(g)$ gazının yeterli miktarda $\text{O}_2(g)$ gazı ile tamamen yakılması sonucu $\text{CO}_2(g)$ ve $\text{H}_2\text{O}(l)$ oluşmakta ve $555\text{ kJ}$ ısı açığa çıkmaktadır.

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

18

-44

44

88

372

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 44

Cevap

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 (

\Delta H^\circ

) -2220 kJ/mol olur. Tepkime entalpisi bağıntısından sıvı suyun standart molar oluşum entalpisi -286 kJ/mol olarak hesaplanır. Suyun buharlaşma tepkimesinin (

\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\text{ kJ/mol}

.

Adım Adım Çözüm

1

Propan (

\text{C}_3\text{H}_8

) gazının yanma tepkimesini yazıp denkleştirmek.

\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 (

\Delta H^\circ

) hesaplamak.

M(\text{C}_3\text{H}_8) = 3 \times 12 + 8 \times 1 = 44\text{ g/mol}

n = \frac{11\text{ g}}{44\text{ g/mol}} = 0,25\text{ mol}

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:

\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.

\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 (

\Delta H_f^\circ(\text{O}_2(g)) = 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 + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l)) + 103

-2220 = -1076 + 4\Delta H_f^\circ(\text{H}_2\text{O}(l))

4\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:

\text{H}_2\text{O}(l) \rightarrow \text{H}_2\text{O}(g)

\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))

\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.

Anahtar Kavram

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.

Alternatif Yöntem

Hess Yasası kullanılarak doğrudan yanma tepkimeleri yazılıp toplanabilir. Propanın sıvı su oluşturacak şekilde yanma entalpisi (

\Delta H_1 = -2220\text{ kJ}

) ile gaz su oluşturacak şekilde yanma entalpisi (

\Delta H_2

) arasındaki fark, doğrudan suyun buharlaşma entalpisinin 4 katına eşittir. Gaz su oluşumu için molar yanma entalpisi hesaplanır:

\Delta H_2 = [3 \times (-393) + 4 \times (-242)] - [-103] = -2044\text{ kJ}

. İki tepkime arasındaki entalpi farkı suyun hal değişimine aittir:

\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\text{ kJ/mol}

bulunur.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 27Soru →

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

4NH_3(g) + 5O_2(g) \rightarrow 4NO(g) + 6H_2O(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimini hesaplamak isteyen bir öğrenci, aşağıdaki tabloda verilen standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) değerlerini kullanmaktadır:

Bileşik	$\Delta H_f^\circ$ (kJ/mol)
$NH_3(g)$	$-46$
$NO(g)$	$+90$
$H_2O(g)$	$-242$
$H_2O(s)$	$-286$

Buna göre, bu tepkimenin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) kaç $\text{kJ}$ 'dür?

-1172

-908

+908

-1092

+1172

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $-908$

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi

-908\text{ kJ}

'dür.

Tepkime entalpisi hesabı için

\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler})

formülü kullanılır. Tepkimede yer alan maddelerin standart koşullardaki fiziksel halleri ve katsayıları dikkate alınmalıdır. Gaz halindeki oksijen (

O_2(g)

) standart koşullarda elementin en kararlı hali olduğu için standart oluşum entalpisi sıfırdır. Tepkimedeki su gaz fazında (

H_2O(g)

) olduğundan, hesaplamada

-242\text{ kJ/mol}

değeri kullanılmalıdır. Buna göre hesaplama yapıldığında

-908\text{ kJ}

değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren ve çıkan maddelerin standart oluşum entalpilerini belirlemek.

NH_3(g)

için

-46\text{ kJ/mol}

,

NO(g)

için

+90\text{ kJ/mol}

ve tepkimede gaz fazında bulunan su için

H_2O(g)

değeri olan

-242\text{ kJ/mol}

seçilir. Standart koşullarda kararlı haldeki elementlerin standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edildiğinden

O_2(g)

için bu değer

0\text{ kJ/mol}

'dür.

Tepkime entalpisi hesaplanırken maddelerin fiziksel hallerine uygun doğru entalpi değerlerinin kullanılması gerekir.

2

Tepkime entalpisi formülünü kurarak değerleri yerine yazmak.

\Delta H^\circ = [4 \times (\Delta H_f^\circ(NO(g))) + 6 \times (\Delta H_f^\circ(H_2O(g)))] - [4 \times (\Delta H_f^\circ(NH_3(g))) + 5 \times (\Delta H_f^\circ(O_2(g)))]

yazılır. Değerler yerine konulduğunda:

\Delta H^\circ = [4 \times (+90) + 6 \times (-242)] - [4 \times (-46) + 0]

elde edilir.

Tepkime entalpisi, ürünlerin toplam oluşum entalpisi ile girenlerin toplam oluşum entalpisi arasındaki farka eşittir.

3

Matematiksel işlemleri tamamlayarak tepkime entalpisini hesaplamak.

\Delta H^\circ = [360 - 1452] - [-184] = -1092 + 184 = -908\text{ kJ}

olarak bulunur.

Toplama ve çıkarma işlemlerinin doğru sırayla yapılmasıyla net tepkime entalpisi elde edilir.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpileri yardımıyla tepkime entalpisinin hesaplanması

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 28Soru →

Roket yakıtı olarak da kullanılan hidrazin ( $N_2H_4$ ) ve hidrojen peroksit ( $H_2O_2$ ) gazları arasındaki tepkimenin denklemi ve bu tepkimenin standart entalpi değişimi aşağıda verilmiştir:

N_2H_4(g) + 2H_2O_2(g) \rightarrow N_2(g) + 4H_2O(g) \quad \Delta H^\circ = -784\text{ kJ}

Tepkimede yer alan bazı bağların ortalama bağ enerjileri tablodaki gibidir:

Bağ Türü	Ortalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
$N-H$	391
$O-O$	143
$O-H$	463
$N\equiv N$	941

Buna göre, $N_2H_4$ molekülündeki azot-azot tekli bağının ( $N-N$ ) ortalama bağ enerjisi kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

159

302

1228

1727

2011

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 159

Cevap

Azot-azot tekli bağının (

N-N

) ortalama bağ enerjisi 159 kJ/mol'dür.

Doğru yanıt, bağ enerjileri formülü doğru uygulanarak azot-azot tekli bağının enerjisinin 159 kJ/mol olarak hesaplandığı seçenektir. Formül

\Delta H^\circ = E_{\text{kırılan}} - E_{\text{oluşan}}

şeklindedir ve bu bağıntıdan bilinmeyen azot-azot tekli bağ enerjisi çekildiğinde 159 kJ/mol değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren ve çıkan moleküllerin açık yapıları incelenerek kırılan ve oluşan bağların say��ları belirlenir.

Girenlerde (kırılan bağlar): 4 mol

N-H

, 1 mol

N-N

, 2 mol

O-O

, 4 mol

O-H

bağı. Ürünlerde (oluşan bağlar): 1 mol

N\equiv N

, 8 mol

O-H

bağı.

Bağ enerjileriyle entalpi hesabı yapabilmek için tüm moleküllerdeki bağ türleri ve sayıları eksiksiz belirlenmelidir.

2

Hem girenlerde hem de ürünlerde ortak olan

O-H

bağları sadeleştirilerek matematiksel işlem kolaylaştırılır.

Girenlerdeki 4 mol

O-H

bağı ile ürünlerdeki 8 mol

O-H

bağı sadeleştirildiğinde; girenlerde net

O-H

bağı kalmaz, ürünlerde ise net 4 mol

O-H

bağı kalır.

Ortak bağların sadeleştirilmesi, işlem basamaklarını azaltarak hata yapma olasılığını düşürür.

3

Kırılan bağların (girenlerin) net enerjisi, bilinmeyen

N-N

bağ enerjisine

x

denilerek ifade edilir.

E_{\text{kırılan}} = 4 \times E(N-H) + E(N-N) + 2 \times E(O-O) = 4(391) + x + 2(143) = 1850 + x\text{ kJ}

Bağ kırılması endotermik bir olaydır ve girenlerin bağ enerjilerinin toplamına eşittir.

4

Oluşan bağların (ürünlerin) net enerjisi hesaplanır.

E_{\text{oluşan}} = E(N\equiv N) + 4 \times E(O-H) = 941 + 4(463) = 2793\text{ kJ}

Bağ oluşumu ekzotermiktir ve ürünlerin net bağ enerjileri toplamı açığa çıkan enerjiyi gösterir.

5

Tepkime entalpisi formülü (

\Delta H^\circ = E_{\text{kırılan}} - E_{\text{oluşan}}

) kullanılarak bilinmeyen

x

değeri bulunur.

-784 = (1850 + x) - 2793

-784 = x - 943

x = 943 - 784 = 159\text{ kJ/mol}

Tepkimenin entalpi değişimi, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak hesaplanır.

Anahtar Kavram

Bağ Enerjileri ile Tepkime Entalpisi Hesabı

Soru 29Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelere ait standart entalpi değişimleri (

\Delta H^\circ

) aşağıda verilmiştir:

*

N_2O(g) + NO_2(g) \rightarrow 3NO(g) \quad \Delta H^\circ = +156{}1\text{ kJ}

*

2N_2O(g) \rightarrow 2N_2(g) + O_2(g) \quad \Delta H^\circ = -163{}2\text{ kJ}

*

2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g) \quad \Delta H^\circ = -114{}2\text{ kJ}

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen;

N_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç \text{kJ}'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 180.6

Cevap

Hedef tepkimenin standart entalpi değişimi +180,6 kJ'dür.

Hess Yasası'na göre, hedef tepkime olan

N_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO(g)

tepkimesini elde etmek için verilen tepkimelerin entalpileri uygun katsayılar ve işaretlerle toplanarak

+180{}6\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Hedef tepkimeyi elde etmek için verilen tepkimelerin yönlerini ve katsayılarını belirlemek.

Hedef tepkime olan

N_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO(g)

tepkimesini oluşturmak için ikinci tepkime ters çevrilip ikiye bölünmeli, üçüncü tepkime ikiye bölünmeli ve birinci tepkime aynen alınmalıdır.

Hess Yasası'na göre ara basamak tepkimeleri toplanarak net tepkime elde edildiğinde, entalpiler de aynı işlemler uygulanarak toplanır.

2

İşlem yapılan tepkimelerin yeni entalpi değerlerini hesaplamak.

Yeni entalpi değerleri sırasıyla

\Delta H_1 = +156{}1\text{ kJ}

,

\Delta H_2' = +81{}6\text{ kJ}

ve

\Delta H_3' = -57{}1\text{ kJ}

olarak bulunur.

Bir tepkime ters çevrilirse entalpisinin işareti değişir, katsayısı bir sayı ile çarpılır veya bölünürse entalpisi de aynı sayı ile çarpılır veya bölünür.

3

Tepkimeleri ve entalpi değerlerini toplayarak hedef tepkimenin net entalpi değişimini hesaplamak.

\Delta H^\circ = 156{}1 + 81{}6 + (-57{}1) = 180{}6\text{ kJ}

elde edilir.

Hess Yasası gereği net tepkimenin entalpi değişimi, ara basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası kullanılarak tepkime entalpilerinin toplanabilirliği ilkesi ile bilinmeyen bir tepkime entalpisinin hesaplanması.

Soru 30Soru →

Kükürt dioksit ( $SO_2$ ) gazının oksijen gazı ( $O_2$ ) ile tepkimeye girerek kükürt trioksit ( $SO_3$ ) gazını oluşturmasına ait tepkime denklemi aşağıda verilmiştir:

2SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2SO_3(g)

Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleştirilen bu tepkimede $0,4\text{ mol } SO_2(g)$ tamamen yakıldığında $39,6\text{ kJ}$ ısı açığa çıkmaktadır.

$SO_2(g)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) $-297\text{ kJ/mol}$ olduğuna göre, $SO_3(g)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-99

-198

-396

-495

-792

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -396

Cevap

Kükürt trioksit gazının standart molar oluşum entalpisi

-396\text{ kJ/mol}

'dür.

Kükürt trioksit gazının standart molar oluşum entalpisi

-396\text{ kJ/mol}

'dür.

0,4\text{ mol } SO_2

gazının yanmasından

39,6\text{ kJ}

ısı açığa çıktığı bilgisiyle, tepkime denklemindeki

2\text{ mol } SO_2

gazı için tepkime entalpisi

-198\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

\Delta H = \sum \Delta H_f^\circ(ürünler) - \sum \Delta H_f^\circ(girenler)

formülünde

O_2(g)

elementinin oluşum entalpisi 0 alınarak işlem yapıldığında doğru sonuca ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime entalpisi (

\Delta H_{tepkime}^\circ

) harcanan madde miktarı ve açığa çıkan ısı ilişkisi kullanılarak hesaplanır.

\Delta H_{tepkime}^\circ = -198\text{ kJ}

Denklemde 2 mol

SO_2

gazı reaksiyona girmektedir.

0,4\text{ mol}

reaksiyona girdiğinde

39,6\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa (ekzotermik, yani

\Delta H = -39,6\text{ kJ}

), 2 mol için bu değer 5 katı olan

-198\text{ kJ}

olur.

2

Standart tepkime entalpisi formülü yazılarak standart şartlardaki en kararlı elementlerin oluşum entalpileri sıfır alınır.

\Delta H_{tepkime}^\circ = 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] - 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_2(g)]

Oksijen gazı (

O_2

) standart koşullarda en kararlı element halindedir, bu nedenle

\Delta H_f^\circ[O_2(g)] = 0

kabul edilir. Ürünler ve girenlerin molar oluşum entalpileri baş katsayıları ile çarpılarak farkı alınır.

3

Bilinen değerler formülde yerine koyularak bilinmeyen standart molar oluşum entalpisi yalnız bırakılır.

\Delta H_f^\circ[SO_3(g)] = -396\text{ kJ/mol}

-198 = 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] - 2 \times (-297)

eşitliğinden

-198 = 2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] + 594

elde edilir. Buradan

2 \times \Delta H_f^\circ[SO_3(g)] = -792

ve

\Delta H_f^\circ[SO_3(g)] = -396\text{ kJ/mol}

bulunur.

Anahtar Kavram

Standart molar oluşum entalpileri kullanılarak bir kimyasal tepkimenin entalpi değişiminin hesaplanması ve standart oluşum entalpisi tanımı gereği elementlerin en kararlı hallerinin entalpisinin sıfır kabul edilmesi.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 31Soru →

Standart koşullarda ( $25^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

\text{I. } H_2(g) + I_2(k) \rightarrow 2HI(g) \quad \Delta H^\circ = +52\text{ kJ}

\text{II. } H_2(g) + I_2(g) \rightarrow 2HI(g) \quad \Delta H^\circ = -10\text{ kJ}

Buna göre, hidrojen iyodür ( $HI(g)$ ) bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-26

-10

-5

+26

+52

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $+26$

Cevap

+26

(Hidrojen iyodür bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi

+26\text{ kJ/mol}

'dür.)

Hidrojen iyodür bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi, standart koşullarda 1 mol

HI(g)

bileşiğinin en kararlı elementleri olan

H_2(g)

ve

I_2(k)

maddelerinden oluştuğu tepkimenin entalpi değişimidir. Verilen tepkimelerden birincisi bu koşulları sağlamakta olup, 2 mol ürün içerdiği için tepkime entalpisi ikiye bölünerek

+26\text{ kJ/mol}

değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Standart molar oluşum entalpisi tanımının ve standart fiziksel hallerin belirlenmesi.

Standart koşullarda (

25^\circ\text{C}

,

1\text{ atm}

) elementlerin en kararlı fiziksel halleri esas alınmalıdır. Hidrojen elementinin standart hali gaz (

H_2(g)

), iyot elementinin standart hali ise katıdır (

I_2(k)

). Dolayısıyla HI(g) bileşiğinin oluşum tepkimesi için I. tepkime baz alınmalıdır.

Oluşum entalpisi, bileşiklerin standart koşullarda en kararlı elementlerinden oluştuğu tepkimeler üzerinden hesaplanır.

2

Molar oluşum entalpisi değerinin hesaplanması.

I. tepkimede 2 mol

HI(g)

oluştuğunda meydana gelen ısı değişimi

\Delta H^\circ = +52\text{ kJ}

'dür. Standart molar oluşum entalpisi 1 mol bileşik için tanımlandığından, bu değer ikiye bölünür:

\Delta H_f^\circ[HI(g)] = \frac{+52\text{ kJ}}{2\text{ mol}} = +26\text{ kJ/mol}

.

Standart molar oluşum entalpisi, standart şartlarda 1 mol bileşiğin elementlerinden oluşumu sırasındaki entalpi değişimidir.

Anahtar Kavram

Standart Molar Oluşum Entalpisi Tanımı ve Hesaplaması

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 32Soru →

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

H_2(g) + Br_2(g) \rightarrow 2HBr(g)

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

Madde	$\Delta H_f^\circ$ ( $\text{kJ/mol}$ )
$HBr(g)$	$-36$
$Br_2(g)$	$+31$

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

20.6\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

14.4\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

20.6\text{ kJ}

ısı absorbe edilir.

14.4\text{ kJ}

ısı absorbe edilir.

41.2\text{ kJ}

ısı açığa çıkar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $20.6\text{ kJ}$ ısı açığa çıkar.

Cevap

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\text{ kJ/mol}

) hesaba katılır. Buradan tepkime entalpisi

-103\text{ kJ}

bulunur. Tepkime katsayılarına göre

2\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda

103\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa,

0.4\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda bu değerin beşte biri olan

20.6\text{ kJ}

ısı açığa çıkacağı hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye katılan elementlerin standart koşullardaki fiziksel hallerini ve buna bağlı olarak standart oluşum entalpilerini belirlemek.

Standart koşullarda hidrojenin en kararlı hali gaz (

H_2(g)

) olduğu için

\Delta H_f^\circ[H_2(g)] = 0\text{ kJ/mol}

'dür. Bromun standart koşullardaki en kararlı hali sıvı (

Br_2(l)

) olduğundan, gaz halindeki bromun oluşum entalpisi sıfırdan farklıdır ve

\Delta H_f^\circ[Br_2(g)] = +31\text{ kJ/mol}

'dür. Ürün olan hidrojen bromür için ise

\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 (

\Delta H^\circ

) standart oluşum entalpileri yardımıyla hesaplamak.

\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler})

\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))]

\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\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda meydana gelen ısı değişimini oran-orantı yöntemiyle hesaplamak.

Tepkime denklemine göre

2\text{ mol } HBr(g)

oluştuğunda

\Delta H^\circ = -103\text{ kJ}

olmaktadır (yani

103\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır).

2\text{ mol } HBr

oluştuğunda

103\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa,

0.4\text{ mol } HBr

oluştuğunda

x

ısı açığa çıkar.

x = \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.

Anahtar Kavram

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.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 33Soru →

Standart koşullarda asetilen ( $C_2H_2$ ) gazının hidrojen ( $H_2$ ) gazı ile doyurularak etan ( $C_2H_6$ ) gazına dönüştürülmesi tepkimesi ve bu tepkimenin entalpi değişimi aşağıda verilmiştir:

C_2H_2(g) + 2H_2(g) \rightarrow C_2H_6(g) \quad \Delta H^\circ = -312 \text{ kJ}

Aynı koşullarda gerçekleşen diğer bazı tepkimeler ve entalpi değişimleri ise tabloda gösterilmiştir:

Tepkime	$\Delta H^\circ$ (kJ)
$C_2H_6(g) + \frac{7}{2}O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + 3H_2O(s)$	$-1560$
$H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(s)$	$-286$

Buna göre, asetilen gazının standart molar yanma entalpisini ( $C_2H_2(g) + \frac{5}{2}O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + H_2O(s)$ ) hesaplamak isteyen bir öğrencinin bulacağı değer kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

-1300

-2444

-1586

-2158

+1820

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -1300

Cevap

-1300

Asetilen gazının standart molar yanma entalpisi, verilen basamak tepkimelerin Hess Yasası uyarınca uygun yön ve katsayılar ile düzenlenip toplanmasıyla -1300 kJ/mol olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci tepkimeyi girenlerdeki asetilen kaynağını sağlamak üzere aynen alın.

C_2H_2(g) + 2H_2(g) \rightarrow C_2H_6(g) \quad \Delta H_1^\circ = -312 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin girenler kısmında 1 mol asetilen gazı bulunmaktadır.

2

İkinci tepkimeyi ürünlerdeki karbondioksit kaynağını sağlamak üzere aynen alın.

C_2H_6(g) + \frac{7}{2}O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g) + 3H_2O(s) \quad \Delta H_2^\circ = -1560 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin ürünler kısmında 2 mol karbondioksit gazı yer almaktadır.

3

Üçüncü tepkimeyi ters çevirip 2 katsayısıyla çarpın.

2H_2O(s) \rightarrow 2H_2(g) + O_2(g) \quad \Delta H_3^\circ = +572 \text{ kJ}

Birinci tepkimeden gelen 2 mol

H_2(g)

gazını sadeleştirmek ve net tepkimedeki su ile oksijen miktarlarını dengelemek gerekir.

4

Elde edilen basamakları toplayarak net tepkime entalpisini hesaplayın.

\Delta H^\circ = -312 + (-1560) + 572 = -1300 \text{ kJ/mol}

Hess Yasası gereği basamak tepkimelerin entalpi değişimlerinin toplamı net tepkimenin entalpi değişimine eşittir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 34Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Tepkime	Standart Entalpi Değişimi ( $\Delta H^\circ$ )
$N_2H_4(\text{g}) + O_2(\text{g}) \rightarrow N_2(\text{g}) + 2H_2O(\text{g})$	$-534 \text{ kJ}$
$H_2(\text{g}) + O_2(\text{g}) \rightarrow H_2O_2(\text{g})$	$-188 \text{ kJ}$
$2H_2(\text{g}) + O_2(\text{g}) \rightarrow 2H_2O(\text{g})$	$-484 \text{ kJ}$

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen;

N_2H_4(\text{g}) + 2H_2O_2(\text{g}) \rightarrow N_2(\text{g}) + 4H_2O(\text{g})

tepkimesinin standart entalpi değişimi kaç

\text{kJ}

'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -642

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi

-642 \text{ kJ}

'dir.

Tepkime entalpisi Hess Yasası kuralları uygulanarak doğru adımlarla hesaplanmıştır. Hedef tepkimeyi elde etmek için I. tepkime aynen alınır, II. tepkime ters çevrilip 2 ile çarpılır, III. tepkime ise aynen alınır. Bu işlemler sırasıyla entalpi değerlerine uygulanıp toplandığında net tepkime entalpisi

-642 \text{ kJ}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Hedef tepkime ile verilen ara basamak tepkimeleri arasındaki ilişkileri belirlemek.

I. tepkimenin aynen alınması, II. tepkimenin ters çevrilip 2 ile çarpılması ve III. tepkimenin aynen alınması gerektiği belirlenir.

Hedef tepkimedeki

N_2H_4(\text{g})

girenler tarafında 1 katsayısıyla yer aldığı için I. tepkime aynen kalmalıdır.

H_2O_2(\text{g})

girenler tarafında 2 katsayısıyla yer aldığı için ürünlerde yer alan II. tepkime ters çevrilmeli ve 2 ile çarpılmalıdır. Ara basamaklardaki

H_2(\text{g})

gazını yok etmek için girenlerde

2\text{ mol } H_2

bulunan III. tepkime aynen eklenmelidir.

2

Belirlenen işlemleri tepkimelerin entalpi değişimlerine (

\Delta H^\circ

) uygulamak.

Yeni entalpi değerleri:

\Delta H_1' = -534 \text{ kJ}

,

\Delta H_2' = +376 \text{ kJ}

,

\Delta H_3' = -484 \text{ kJ}

olur.

Hess Yasası'na göre bir tepkime ters çevrildiğinde

\Delta H

işareti değişir, bir katsayıyla çarpıldığında ise

\Delta H

de aynı katsayıyla çarpılır.

3

Elde edilen entalpi değişimlerini toplayarak net tepkime entalpisini bulmak.

\Delta H^\circ_{\text{net}} = -534 + 376 - 484 = -642 \text{ kJ}

.

Hess Yasası uyarınca, basamak tepkimelerinin toplamı net tepkimeyi veriyorsa, bu basamakların entalpi değişimlerinin toplamı da net tepkimenin entalpi değişimine eşit olur.

Anahtar Kavram

Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

Soru 35Soru →

Standart koşullarda (

25\text{ }^\circ\text{C}

,

1\text{ atm}

) gerçekleşen,

2H_2S(g) + 3O_2(g) \rightarrow 2SO_2(g) + 2H_2O(g)

tepkişmesinde

6{}8\text{ g } H_2S(g)

tamamen yakıldığında

103{}8\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır.

Buna göre, $H_2S(g)$ bileşiğinin standart molar oluşum entalpisi ( $\Delta H_f^\circ$ ) kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?
( $H = 1\text{ g/mol}$ , $S = 32\text{ g/mol}$ , Standart molar oluşum entalpileri: $\Delta H_f^\circ(H_2O(g)) = -242\text{ kJ/mol}$ , $\Delta H_f^\circ(SO_2(g)) = -297\text{ kJ/mol}$ )

-40

-20

+20

-539

-1058

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -20

Cevap

Standart molar oluşum entalpisi -20 kJ/mol'dür.

Tepkimede

6{}8\text{ gram } H_2S(g)

(

0{}2\text{ mol}

) tamamen yandığında

103{}8\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır. Tepkime denkleminde

H_2S

gazının katsayısı

2

olduğundan,

2\text{ mol } H_2S

yandığında

1038\text{ kJ}

ısı açığa çıkar ve tepkime entalpisi

\Delta H^\circ = -1038\text{ kJ}

olur.

\Delta H^\circ = \sum n\Delta H_f^\circ(\text{ürünler}) - \sum m\Delta H_f^\circ(\text{girenler})

eşitliğinde element olan

O_2(g)

gazının oluşum entalpisi sıfır alınarak

-1038 = [2(-297) + 2(-242)] - 2\Delta H_f^\circ(H_2S)

işlemi yapıldığında

H_2S(g)

'nin standart molar oluşum entalpisi

-20\text{ kJ/mol}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

H_2S

gazının mol kütlesini ve harcanan mol sayısını hesaplayalım.

M_A(H_2S) = (2 \times 1) + 32 = 34\text{ g/mol}

ve

n = \frac{6{}8}{34} = 0{}2\text{ mol}

Tepkimedeki stokiyometrik ilişkileri kurabilmek için öncelikle harcanan maddenin mol sayısını bulmalıyız.

2

Tepkime denklemindeki katsayılara göre standart tepkime entalpisini (

\Delta H^\circ

) hesaplayalım.

0{}2\text{ mol } H_2S

yandığında

103{}8\text{ kJ}

ısı açığa çıkıyorsa,

2\text{ mol } H_2S

yandığında

1038\text{ kJ}

ısı açığa çıkar. Tepkime ekzotermik olduğundan

\Delta H^\circ = -1038\text{ kJ}

'dur.

Entalpi hesabı tepkimedeki katsayılara göre standart mol başına yapıldığından,

H_2S

katsayısı olan 2 mole göre entalpi değişimi bulunur.

3

Standart oluşum entalpileri formülünü yazıp bilinen değerleri yerine koyarak

H_2S(g)

'nin oluşum entalpisini çekelim.

\Delta H^\circ = [2\Delta H_f^\circ(SO_2(g)) + 2\Delta H_f^\circ(H_2O(g))] - [2\Delta H_f^\circ(H_2S(g)) + 3\Delta H_f^\circ(O_2(g))]

formülünde,

O_2(g)

standart koşullarda en kararlı elementel halde olduğundan oluşum entalpisi sıfırdır. Buna göre:

-1038 = [2(-297) + 2(-242)] - [2x + 0] \Rightarrow -1038 = -1078 - 2x \Rightarrow 2x = -40 \Rightarrow x = -20\text{ kJ/mol}

Ürünlerin oluşum entalpileri toplamından girenlerin oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak tepkime entalpisi eşitliğinden bilinmeyen madde bulunur.

Anahtar Kavram

Tepkime entalpisi, ürünlerin standart molar oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart molar oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak hesaplanır. Elementlerin standart koşullardaki en kararlı hallerinin standart molar oluşum entalpileri sıfır kabul edilir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 36Soru →

Endüstride demir metalinin eldesi, demir(III) oksit katısının karbon monoksit gazı ile indirgenmesi tepkimesine dayanır. Standart koşullarda gerçekleşen tepkime denklemi aşağıda verilmiştir:

Fe_2O_3(k) + 3CO(g) \rightarrow 2Fe(k) + 3CO_2(g)

Tepkimede yer alan bazı maddelerin standart molar oluşum entalpileri ( $\Delta H_f^\circ$ ) tablodaki gibidir:

Madde	$\Delta H_f^\circ$ ( $\text{kJ/mol}$ )
$Fe_2O_3(k)$	$-824$
$CO(g)$	$-110$
$CO_2(g)$	$-394$

Buna göre;

I. Tepkimenin standart entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) değeri $-28\text{ kJ}$ 'dür.
II. Tepkimede $11,2\text{ g } Fe(k)$ elde edildiğinde $2,8\text{ kJ}$ ısı açığa çıkar.
III. Standart koşullarda ( $25\text{ }^\circ\text{C}$ , $1\text{ atm}$ ) $Fe(s)$ (sıvı) elementinin standart molar oluşum entalpisi sıfırdır.

yargılarından hangileri doğrudur?

( $Fe = 56\text{ g/mol}$ )

Yalnız I

Yalnız III

I ve II

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve II

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi -28 kJ olup, 11,2 g demir katısı elde edildiğinde 2,8 kJ ısı açığa çıkar; ancak oda koşullarında sıv�� demirin standart molar oluşum entalpisi sıfır olmadığından I ve II. yargılar doğrudur.

Tepkimenin entalpi değişimi ürünler ve girenlerin oluşum entalpileri farkından

-28\text{ kJ}

olarak bulunur. Tepkimede

2\text{ mol } Fe

oluştuğunda

28\text{ kJ}

ısı açığa çıktığına göre,

0,2\text{ mol } (11,2\text{ g}) Fe

oluştuğunda

2,8\text{ kJ}

ısı açığa çıkacağı doğrudur. Standart koşullarda sıvı demirin standart molar oluşum entalpisi sıfır olmadığından I ve II. öncüller doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin standart entalpi değişimini (

\Delta H^\circ

) standart oluşum entalpileri formülünü kullanarak hesaplayınız.

\Delta H^\circ = [2 \times \Delta H_f^\circ(Fe(k)) + 3 \times \Delta H_f^\circ(CO_2(g))] - [\Delta H_f^\circ(Fe_2O_3(k)) + 3 \times \Delta H_f^\circ(CO(g))]

Elementlerin en kararlı fiziksel hallerinin standart oluşum entalpisi sıfır olduğundan

\Delta H_f^\circ(Fe(k)) = 0\text{ kJ/mol}

alınır.

\Delta H^\circ = [2(0) + 3(-394)] - [-824 + 3(-110)]

\Delta H^\circ = -1182 - (-1154) = -28\text{ kJ}

Tepkime entalpisi, ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından girenlerin standart oluşum entalpileri toplamı çıkarılarak hesaplanır.

2

Oluşan demir (

Fe

) metalinin mol sayısını ve açığa çıkan ısı miktarını hesaplayınız.

n(Fe) = \frac{m}{M_A} = \frac{11,2\text{ g}}{56\text{ g/mol}} = 0,2\text{ mol}

Tepkime denklemine göre,

2\text{ mol } Fe(k)

oluştuğunda

28\text{ kJ}

ısı açığa çıkmaktadır.

0,2\text{ mol } Fe(k)

oluştuğunda ise:

\text{Açığa çıkan ısı} = \frac{0,2\text{ mol}}{2\text{ mol}} \times 28\text{ kJ} = 2,8\text{ kJ}

Tepkime entalpisi denklemin katsayılarıyla orantılıdır; oluşan ürün miktarı kullanılarak açığa çıkan ısı miktarı doğru oran-orantı ile bulunur.

3

Sıvı demirin (

Fe(s)

) standart oluşum entalpisini değerlendiriniz.

Standart koşullarda (

25\text{ }^\circ\text{C}

ve

1\text{ atm}

) demir elementinin en kararlı fiziksel hali katıdır (

Fe(k)

). Bu nedenle

\Delta H_f^\circ(Fe(k)) = 0\text{ kJ/mol}

iken, sıvı demirin standart oluşum entalpisi sıfırdan büyüktür (

\Delta H_f^\circ(Fe(s)) > 0

).

Elementlerin sadece standart koşullardaki en kararlı fiziksel hallerinin standart oluşum entalpisi sıfır kabul edilir.

Anahtar Kavram

Standart Oluşum Entalpileri ve Tepkime Entalpisi Hesabı

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 37Soru →

Metil alkol ( $CH_3OH$ ), endüstride karbon monoksit ( $CO$ ) ve hidrojen ( $H_2$ ) gazlarının tepkimesinden elde edilir. Bu tepkimenin denklemi aşağıda verilmiştir:

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 Türü	Ortalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
$C-H$	414
$C-O$	358
$C \equiv O$	1072
$O-H$	464
$H-H$	436

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

-556

-120

+120

+238

+556

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -120

Cevap

Tepkimenin standart şartlardaki entalpi değişimi -120 kJ'dür.

Tepkimede girenler kısmındaki

CO

molekülünde bir adet

C \equiv O

üçlü bağı,

H_2

moleküllerinde ise iki adet

H-H

tekli bağı kırılır. Ürünler kısmındaki

CH_3OH

molekülünde ise üç adet

C-H

tekli bağı, bir adet

C-O

tekli bağı ve bir adet

O-H

tekli bağı oluşur. Tepkime entalpisi, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak

\Delta H = 1944 - 2064 = -120 \text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren maddelerin (kırılan bağların) toplam bağ enerjisini hesaplamak.

1 \text{ mol } C \equiv O

bağı ve

2 \text{ mol } H-H

bağı kırılır. Toplam kırılan bağ enerjisi:

1 \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 \text{ mol } C-H

bağı,

1 \text{ mol } C-O

bağı ve

1 \text{ mol } O-H

bağı oluşur. Toplam oluşan bağ enerjisi:

3 \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 (

\Delta H

) kırılan ve oluşan bağ enerjileri farkından hesaplamak.

\Delta H = 1944 - 2064 = -120 \text{ kJ}

.

Bağ enerjileri cinsinden tepkime entalpisi, girenlerin (kırılan) bağ enerjileri toplamından ürünlerin (oluşan) bağ enerjileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur.

Anahtar Kavram

Bağ enerjileri yardımıyla tepkime entalpisi hesabı yapılırken, kırılan bağların (girenlerin) toplam enerjisinden oluşan bağların (ürünlerin) toplam enerjisi çıkarılır:

\Delta H = \sum BE_{\text{kırılan}} - \sum BE_{\text{oluşan}}

.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 38Soru →

Aşağıdaki tabloda bazı bağ türlerinin standart koşullardaki ortalama bağ enerjileri verilmiştir:

Bağ Türü	Ortalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
$C-H$	414
$O-H$	464
$H-H$	436
$C\equiv O$	1072

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen;

CH_4(g) + H_2O(g) \rightarrow CO(g) + 3H_2(g)

tepkimesinin entalpi değişimi ( $\Delta H$ ) kaç $\text{kJ}$ 'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 204

Cevap

Tepkimenin standart koşullardaki entalpi değişimi (

\Delta H

)

204\text{ kJ}

'dir.

Tepkimenin gerçekleşmesi sürecinde kopan bağların enerjileri toplamı (

2584\text{ kJ}

), yeni oluşan bağların enerjileri toplamından (

2380\text{ kJ}

) daha büyüktür. Bu nedenle tepkime endotermiktir ve entalpi değişimi pozitif işaretli olup

204\text{ kJ}

'dir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimedeki moleküllerin açık yapıları yazılarak kırılan ve oluşan bağların türleri ve sayıları tespit edilir.

Kırılan bağlar:

4\text{ mol } C-H

(metandan) ve

2\text{ mol } O-H

(sudan). Oluşan bağlar:

1\text{ mol } C\equiv O

(karbon monoksitten) ve

3\text{ mol } H-H

(hidrojenden).

Hangi kimyasal bağların koptuğunu ve oluştuğunu belirlemek entalpi hesabı için ilk adımdır.

2

Kırılan bağları koparmak için gereken toplam enerji (girenlerin bağ enerjileri toplamı) hesaplanır.

\sum BE_{\text{kırılan}} = [4 \times BE(C-H)] + [2 \times BE(O-H)] = [4 \times 414] + [2 \times 464] = 1656 + 928 = 2584\text{ kJ}

.

Giren maddelerdeki atomlar arasındaki bağların kopması endotermik bir süreçtir ve enerji gerektirir.

3

Oluşan yeni bağlar sonucunda a��ığa çıkan toplam enerji (ürünlerin bağ enerjileri toplamı) hesaplanır.

\sum BE_{\text{oluşan}} = [1 \times BE(C\equiv O)] + [3 \times BE(H-H)] = [1 \times 1072] + [3 \times 436] = 1072 + 1308 = 2380\text{ kJ}

.

Ürünler oluşurken yeni kimyasal bağların kurulması ekzotermik bir süreçtir ve dışarıya enerji verilir.

4

Tepkime entalpisi formülü uygulanarak hesaplama tamamlanır.

\Delta H = \sum BE_{\text{kırılan}} - \sum BE_{\text{oluşan}} = 2584 - 2380 = 204\text{ kJ}

.

Bağ enerjileri kullanılarak yapılan entalpi hesaplarında girenlerin toplam bağ enerjisinden ürünlerin toplam bağ enerjisi çıkarılır.

Anahtar Kavram

Bağ enerjileri kullanılarak tepkime entalpisi hesaplanırken, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılır (

\Delta H = \sum BE_{\text{kırılan}} - \sum BE_{\text{oluşan}}

).

Soru 39Soru →

Gaz fazında gerçekleşen,

CH_3NH_2(g) + H_2(g) \rightarrow CH_4(g) + NH_3(g)

tepkimesinin standart şartlardaki entalpi değişimi ( $\Delta H^\circ$ ) $-76 \text{ kJ}$ 'dur.

Aşağıdaki tabloda bazı bağ türlerinin standart koşullardaki ortalama bağ enerjileri verilmiştir:

Bağ Türü	Ortalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
$C-H$	414
$N-H$	391
$H-H$	436

Buna göre, $C-N$ tekli bağının ortalama bağ enerjisi kaç $\text{kJ/mol}$ 'dür?

217

293

369

445

521

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 293

Cevap

C-N tekli bağının ortalama bağ enerjisi 293 kJ/mol'dür.

Tepkimede kırılan bağların enerjileri toplamından oluşan bağların enerjileri toplamı çıkarıldığında tepkime entalpisi elde edilir. Ortak bağlar sadeleştirildiğinde,

-76 = [\text{B.E.}(C-N) + 436] - [414 + 391]

eşitliğinden

C-N

bağının ortalama enerjisi

293 \text{ kJ/mol}

olarak bulunur. Bu nedenle doğru yanıt

293

değerini içeren seçenektir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye girenlerin ve ürünlerin açık form��llerini yazarak kırılan ve oluşan bağları belirleyin.

Girenlerde 3 adet

C-H

, 1 adet

C-N

, 2 adet

N-H

ve 1 adet

H-H

bağı kırılır. Ürünlerde ise 4 adet

C-H

ve 3 adet

N-H

bağı oluşur.

Bağ enerjileri ile entalpi hesabı yapılırken kırılan ve oluşan bağların sayısını doğru tespit etmek gerekir.

2

Kırılan ve oluşan ortak bağları sadeleştirerek hesabı kolaylaştırın.

Her iki taraftaki 3 adet

C-H

ve 2 adet

N-H

bağı birbirini götürür. Geriye kırılan bağ olarak sadece 1 adet

C-N

ve 1 adet

H-H

bağı; oluşan bağ olarak ise 1 adet

C-H

ve 1 adet

N-H

bağı kalır.

Tepkimenin her iki tarafında da yer alan aynı tür bağların enerjileri birbirini nötrlediği için hesaplamada sadeleştirme yapılabilir.

3

Bağ enerjilerinden yararlanarak tepkime entalpisi formülünü uygulayın.

-76 = [\text{B.E.}(C-N) + 436] - [414 + 391] \Rightarrow -76 = \text{B.E.}(C-N) - 369 \Rightarrow \text{B.E.}(C-N) = 293 \text{ kJ/mol}

olarak hesaplanır.

Tepkime entalpisi, girenlerin bağ enerjileri toplamından ürünlerin bağ enerjileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur.

Anahtar Kavram

Kimyasal tepkimelerin entalpi değişimleri, kırılan bağların toplam enerjisinden oluşan bağların toplam enerjisi çıkarılarak hesaplanır.

\Delta H = \sum \text{B.E.}_{\text{kırılan}} - \sum \text{B.E.}_{\text{oluşan}}

formülü kullanılır.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 40Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen bazı tepkimeler ve bu tepkimelere ait standart entalpi değişimleri ( $\Delta H^\circ$ ) aşağıda verilmiştir:

P_4(k) + 6Cl_2(g) \rightarrow 4PCl_3(s) \quad \Delta H^\circ = -1280 \text{ kJ}

P_4(k) + 10Cl_2(g) \rightarrow 4PCl_5(k) \quad \Delta H^\circ = -1776 \text{ kJ}

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen,

PCl_3(s) + Cl_2(g) \rightarrow PCl_5(k)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç

\text{kJ}

'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -124

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi

-124\text{ kJ}

'dür.

Hess Yasası uygulanarak ara tepkimeler istenen net tepkimeyi verecek şekilde düzenlenir. Birinci tepkime ters çevrilip 4'e bölündüğünde entalpisi

+320\text{ kJ}

olur. İkinci tepkime ters çevrilmeden 4'e bölündüğünde entalpisi

-444\text{ kJ}

olur. Bu iki değer toplandığında hedef tepkimenin entalpisi

-124\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci tepkimeyi ters çevirip 4'e bölmek

PCl_3(s) \rightarrow \frac{1}{4}P_4(k) + \frac{3}{2}Cl_2(g) \quad \Delta H_1' = +320\text{ kJ}

Net tepkimenin girenler tarafında

1\text{ mol } PCl_3(s)

elde etmek için.

2

İkinci tepkimeyi yönünü değiştirmeden 4'e bölmek

\frac{1}{4}P_4(k) + \frac{5}{2}Cl_2(g) \rightarrow PCl_5(k) \quad \Delta H_2' = -444\text{ kJ}

Net tepkimenin ürünler tarafında

1\text{ mol } PCl_5(k)

elde etmek için.

3

Elde edilen ara tepkimeleri toplamak ve entalpi değerlerini toplamak

PCl_3(s) + Cl_2(g) \rightarrow PCl_5(k) \quad \Delta H^\circ = -124\text{ kJ}

Hess Yasası'na göre basamak tepkimeleri toplandığında net tepkimenin entalpisi ara tepkimelerin entalpileri toplamına eşit olur.

Anahtar Kavram

Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

Kimyasal Tepkimelerde Enerji

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Alternatif Yöntem

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar

Cevap

Adım Adım Çözüm

Anahtar Kavram

Sık Yapılan Hatalar