Examkin

Ekzotermik Tepkimeler ve Özellikleri

2 soru

Tüm türler2Çoktan seçmeli1Sayısal1
Soru 1Soru →

Sabit sıcaklık ve basınçta gerçekleşen;

2X(g)→3Y(g)+Z(g)2X(g) \rightarrow 3Y(g) + Z(g)

tepkimesinin geri aktifleşme enerjisi (EagE_{ag}) 170 kJ170\text{ kJ} ve aktifleşmiş kompleksinin potansiyel enerjisi 210 kJ210\text{ kJ}'dir.

Tepkimenin girenlerinin toplam potansiyel enerjisi 120 kJ120\text{ kJ} olduğuna göre, tepkimede 0,6 mol0,6\text{ mol} YY gazı oluştuğunda meydana gelen entalpi değişimi (ΔH\Delta H) kaç kJ\text{kJ}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -16

Cevap

Tepkimede 0,6 mol0,6\text{ mol} YY gazı oluştuğunda meydana gelen entalpi değişimi (ΔH\Delta H) −16 kJ-16\text{ kJ}'dir.
Aktifleşmiş kompleksin enerjisi 210 kJ210\text{ kJ} ve geri aktifleşme enerjisi (EagE_{ag}) 170 kJ170\text{ kJ} olduğundan, ürünlerin potansiyel enerjisi Hu¨ru¨nler=210−170=40 kJH_{\text{ürünler}} = 210 - 170 = 40\text{ kJ}'dir. Girenlerin potansiyel enerjisi Hgirenler=120 kJH_{\text{girenler}} = 120\text{ kJ} olarak verildiğine göre tepkime entalpisi ΔH=Hu¨ru¨nler−Hgirenler=40−120=−80 kJ\Delta H = H_{\text{ürünler}} - H_{\text{girenler}} = 40 - 120 = -80\text{ kJ} olarak bulunur. Tepkimede 3 mol3\text{ mol} YY gazı oluştuğunda entalpi değişimi −80 kJ-80\text{ kJ} olduğuna göre, 0,6 mol0,6\text{ mol} YY gazı oluştuğunda entalpi değişimi ΔH=0,63×(−80)=−16 kJ\Delta H = \frac{0,6}{3} \times (-80) = -16\text{ kJ} olur.

Adım Adım Çözüm

1
Girenlerin potansiyel enerjisi ve aktifleşmiş kompleksin enerjisi kullanılarak ileri aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}) hesaplanır.
Eai=210−120=90 kJE_{ai} = 210 - 120 = 90\text{ kJ}
İleri aktifleşme enerjisi, aktifleşmiş kompleks enerjisi ile girenlerin potansiyel enerjisi arasındaki farka e��ittir.
2
İleri ve geri aktifleşme enerjisi değerleri kullanılarak tepkimenin entalpi değişimi (ΔH\Delta H) hesaplanır.
ΔH∘=Eai−Eag=90−170=−80 kJ\Delta H^{\circ} = E_{ai} - E_{ag} = 90 - 170 = -80\text{ kJ}
Bir tepkimenin entalpi değişimi, ileri aktifleşme enerjisinden geri aktifleşme enerjisi çıkarılarak bulunur.
3
Tepkime denklemindeki YY katsayısına bağlı olarak 0,6 mol0,6\text{ mol} YY oluşumu için entalpi değişimi hesaplanır.
ΔH=0,6 mol3 mol×(−80 kJ)=−16 kJ\Delta H = \frac{0,6\text{ mol}}{3\text{ mol}} \times (-80\text{ kJ}) = -16\text{ kJ}
Entalpi değişimi, tepkimede oluşan veya harcanan maddelerin mol sayılarıyla doğru orantılıdır.

Anahtar Kavram

Ekzotermik tepkimelerde aktifleşme enerjileri ve entalpi değişimi arasındaki ilişki.
Soru 2Soru →

Standart koşullarda gerçekleşen,

N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)ΔH=−92 kJN_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) \quad \Delta H = -92\text{ kJ}

tepkimesiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Düşük sıcaklıkta ürünler girenlerden daha kararlıdır.

Cevap

Düşük sıcaklıkta ürünler girenlerden daha kararlıdır.
Ekzotermik tepkimelerde ürünlerin potansiyel enerjisi girenlerin potansiyel enerjisinden daha düşüktür. Düşük sıcaklıkta maddeler daha düşük enerjili hâlleri tercih ettiğinden, düşük enerjili ürünler yüksek enerjili girenlerden daha kararlıdır. Bu durum, düşük sıcaklıkta ürünlerin daha kararlı olduğunu belirten ifadeyi doğru kılar.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime entalpisinin işareti üzerinden tepkimenin ekzotermik olduğunu belirlemek.
Tepkimenin entalpi değişimi ΔH=−92 kJ\Delta H = -92\text{ kJ} yani sıfırdan küçük (negatif) olduğundan, bu tepkime ekzotermik (ısı veren) bir tepkimedir.
Tepkimenin enerji karakterini doğru belirlemek, sıcaklıkla kararlılık ilişkisini kurmanın ilk adımıdır.
2
Sıcaklığın kararlılık üzerindeki etkisini potansiyel enerji düzeyleri üzerinden analiz etmek.
Ekzotermik tepkimelerde ürünlerin potansiyel enerjisi girenlerinkinden düşüktür (Hu¨ru¨nler<HgirenlerH_{\text{ürünler}} < H_{\text{girenler}}). Düşük sıcaklıklarda maddeler minimum enerjili olma eğiliminde olduklarından, düşük enerjili olan ürünler girenlerden daha kararlıdır. Yüksek sıcaklıklarda ise yüksek enerjili olan girenler daha kararlıdır.
Sıcaklık ve kararlılık arasındaki ilişkiyi açıklayan minimum enerji ilkesini uygulamak.
3
Yanlış seçeneklerdeki kavramsal hataları doğrulamak.
Oluşan NH3NH_3 miktarı 2 mol olduğundan molar oluşum entalpisi −46 kJ/mol-46\text{ kJ/mol}'dür. ΔH<0\Delta H < 0 olduğundan Eag>EaiE_{\text{ag}} > E_{\text{ai}} olmalıdır. Katalizör entalpimi değiştirmez. Minimum enerji eğilimi ürünler lehinedir.
Çeldiricilerin bilimsel gerekçelerle elendiğini kesinleştirmek.

Anahtar Kavram

Ekzotermik tepkimelerde enerji düzeyleri, sıcaklığın kararlılığa etkisi, minimum enerji eğilimi ve entalpi özellikleri.
Tahmini Süre:1m 30s
Ekzotermik Tepkimeler ve Özellikleri Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin