Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Aşağıda bazı tepkimeler ve bu tepkimelerin standart entalpi değişimleri verilmiştir:

\text{I. } C(\text{k}) + O_2(\text{g}) \rightarrow CO_2(\text{g}) \quad \Delta H^\circ = -393,5 \text{ kJ}

\text{II. } C(\text{k}) + \frac{1}{2}O_2(\text{g}) \rightarrow CO(\text{g}) \quad \Delta H^\circ = -110,5 \text{ kJ}

Buna göre, aynı koşullarda gerçekleşen;

CO(\text{g}) + \frac{1}{2}O_2(\text{g}) \rightarrow CO_2(\text{g})

tepkimesinin standart entalpi değişimini (

\Delta H^\circ

)

\text{kJ}

cinsinden hesaplayın��z.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -283

Cevap

Hedef tepkimenin standart entalpi değişimi -283 kJ'dür.

Hedef tepkime olan CO gazının yanma tepkimesini elde etmek için, ikinci tepkimenin ters çevrilerek birinci tepkime ile toplanması gerekir. İkinci tepkime ters çevrildiğinde entalpi değişimi işaret değiştirerek +110,5 kJ olur. Bu iki tepkime toplandığında karbon katıları sadeleşir, oksijen gazları netleştirilir ve hedef tepkime elde edilir. Entalpilerin toplanmasıyla elde edilen net entalpi değişimi

-393,5 + 110,5 = -283 \text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

İkinci tepkimeyi ters çevirmek

CO(\text{g}) \rightarrow C(\text{k}) + \frac{1}{2}O_2(\text{g}) \quad \Delta H^\circ = +110,5 \text{ kJ}

Hedef tepkimede CO gazı girenler tarafında yer almaktadır. İkinci tepkimede ise ürünler tarafındadır, bu yüzden tepkime ters çevrilmelidir.

2

Birinci tepkime ile ters çevrilen ikinci tepkimeyi toplamak

CO(\text{g}) + \frac{1}{2}O_2(\text{g}) \rightarrow CO_2(\text{g})

Taraf tarafa toplama yapıldığında

C(\text{k})

ve girenlerdeki

O_2(\text{g})

ile ürünlerdeki

\frac{1}{2}O_2(\text{g})

sadeleşerek hedef tepkimeyi oluşturur.

3

Entalpi değerlerini toplamak

\Delta H^\circ = -283 \text{ kJ}

Hess Yasası'na göre basamaklar toplandığında entalpi değişimleri de toplanır.

Anahtar Kavram

Hess Yasası'na göre bir tepkimenin entalpi değişimi, tepkimenin izlediği yoldan bağımsızdır ve basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Soru 2Soru →

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 3Soru →

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 4Soru →

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 5Soru →

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 6Soru →

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 7Soru →

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

Soru 8Soru →

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

* $S(k) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g) \quad \Delta H^\circ = -297 \text{ kJ}$
* $H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(g) \quad \Delta H^\circ = -242 \text{ kJ}$
* $2H_2S(g) + 3O_2(g) \rightarrow 2SO_2(g) + 2H_2O(g) \quad \Delta H^\circ = -1036 \text{ kJ}$

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen;

H_2(g) + S(k) \rightarrow H_2S(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç

\text{kJ}

'dür?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -21

Cevap

Hedef tepkimenin standart entalpi değişimi -21 kJ'dür.

Hedef tepkimeyi elde etmek için birinci ve ikinci tepkimeler aynen alınırken, üçüncü tepkime ters çevrilip katsayıları ikiye bölünmüştür. Hess Yasası gereği yapılan bu işlemlerin entalpi değerlerine uygulanıp toplanmasıyla elde edilen net entalpi değişimi -21 kJ'dür.

Adım Adım Çözüm

1

Kükürt (S) elementinin kaynağı olarak birinci tepkimeyi aynen kullanmak.

S(k) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g) \quad \Delta H^\circ_1 = -297 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin girenler kısmında 1 mol

S(k)

bulunmaktadır.

2

Hidrojen (H2) gazının kaynağı olarak ikinci tepkimeyi aynen kullanmak.

H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(g) \quad \Delta H^\circ_2 = -242 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin girenler kısmında 1 mol

H_2(g)

bulunmaktadır.

3

Hidrojen sülfür (H2S) gazının kaynağı olarak üçüncü tepkimeyi ters çevirip ikiye bölmek.

SO_2(g) + H_2O(g) \rightarrow H_2S(g) + \frac{3}{2}O_2(g) \quad \Delta H^\circ_3 = +518 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin ürünler kısmında 1 mol

H_2S(g)

elde etmek için girenler kısmında 2 mol

H_2S(g)

bulunduran üçüncü tepkime ters çevrilip ikiye bölünmelidir.

4

Modifiye edilen üç tepkimeyi ve entalpi değerlerini toplamak.

H_2(g) + S(k) \rightarrow H_2S(g) \quad \Delta H^\circ = -297 - 242 + 518 = -21 \text{ kJ}

Hess Yasası'na göre net tepkimenin entalpi değişimi, ara basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası'na göre bir tepkimenin entalpi değişimi, tepkimenin izlediği yola bağlı olmayıp tepkimeyi oluşturan ara basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 9Soru →

Propan ( $C_3H_8$ ) gazının standart yanma entalpisini hesaplamak isteyen bir öğrenci, laboratuvar föyünde şu tepkimeleri ve entalpi değerlerini bulmuştur:

* $3C(k) + 4H_2(g) \rightarrow C_3H_8(g) \quad \Delta H^\circ = -104 \text{ kJ}$
* $C(k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \quad \Delta H^\circ = -394 \text{ kJ}$
* $H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(s) \quad \Delta H^\circ = -286 \text{ kJ}$

Buna göre, propan gazının standart yanma tepkimesi olan;

C_3H_8(g) + 5O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) + 4H_2O(s)

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

-2430

-784

-576

-2222

+2222

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -2222

Cevap

-2222

Hedef tepkime olan propanın yanma tepkimesini elde etmek için verilen ara basamaklar Hess Yasası kurallarına göre düzenlenir. Birinci tepkime ters çevrildiğinde entalpisi

+104 \text{ kJ}

olur. İkinci tepkime 3 ile çarpıldığında entalpisi

-1182 \text{ kJ}

olur. Üçüncü tepkime 4 ile çarpıldığında entalpisi

-1144 \text{ kJ}

olur. Bu tepkimeler taraf tarafa toplandığında ara maddeler (

C

ve

H_2

) birbirini götürür ve net tepkime elde edilir. Entalpi değişimlerinin toplamı ise

(+104) + (-1182) + (-1144) = -2222 \text{ kJ}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci tepkimeyi ters çevirmek.

C_3H_8(g) \rightarrow 3C(k) + 4H_2(g) \quad \Delta H_1' = +104 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin girenler kısmında

1 \text{ mol } C_3H_8(g)

bulunması gerektiği için girenler tarafına almak amacıyla tepkime ters çevrilir ve entalpi işaret değiştirir.

2

İkinci tepkimeyi 3 ile çarpmak.

3C(k) + 3O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) \quad \Delta H_2' = 3 \times (-394) = -1182 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin ürünler kısmında

3 \text{ mol } CO_2(g)

bulunması gerektiği için katsayı 3 ile çarpılır, bu sırada entalpi değeri de 3 ile çarpılır.

3

Üçüncü tepkimeyi 4 ile çarpmak.

4H_2(g) + 2O_2(g) \rightarrow 4H_2O(s) \quad \Delta H_3' = 4 \times (-286) = -1144 \text{ kJ}

Hedef tepkimenin ürünler kısmında

4 \text{ mol } H_2O(s)

bulunması gerektiği için katsayı 4 ile çarpılır, bu sırada entalpi değeri de 4 ile çarpılır.

4

Elde edilen ara tepkimeleri ve entalpi değerlerini toplamak.

\Delta H^\circ = (+104) + (-1182) + (-1144) = -2222 \text{ kJ}

Hess Yasası gereğince ara basamakların entalpileri toplandığında net tepkimenin standart entalpi değişimi elde edilir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası'na göre net bir tepkimenin entalpi değişimi, o tepkimeyi oluşturan ara basamakların entalpi değişimlerinin cebirsel toplamına eşittir.

Soru 10Soru →

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

\Delta H^\circ

) aşağıda verilmiştir:

*

CO(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \quad \Delta H^\circ = -283 \text{ kJ}

*

H_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow H_2O(s) \quad \Delta H^\circ = -286 \text{ kJ}

*

CO(g) + 2H_2(g) \rightarrow CH_3OH(s) \quad \Delta H^\circ = -129 \text{ kJ}

Buna göre, standart koşullarda gerçekleşen:

CH_3OH(s) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(s)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç

\text{kJ}

'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: -726

Cevap

Methanol sıvısının standart yanma entalpi değişimi -726 kJ'dir.

Hedef tepkimeyi elde etmek için methanolün yanma tepkimesini basamaklardan oluştururuz. Sıvı methanolün girenlerde olması için üçüncü tepkime ters çevrilerek entalpisi +129 kJ yapılır. Karbondioksit eldesi için birinci tepkime aynen kullanılır (-283 kJ). İki mol sıvı su oluşması için ikinci tepkime 2 ile çarpılarak entalpisi -572 kJ yapılır. Bu tepkimeler toplandığında ara ürünler birbirini yok eder ve hedef tepkime olan methanol yanma tepkimesi elde edilir. Hess Yasası gereği net entalpi bu üç değerin toplamı olan -726 kJ'dir.

Adım Adım Çözüm

1

Hedef tepkimenin girenler kısmında yer alan

CH_3OH(s)

bileşiğini elde etmek için, üçüncü tepkimeyi ters çeviririz.

CH_3OH(s) \rightarrow CO(g) + 2H_2(g)

tepkimesi elde edilir ve entalpi değişimi işareti değişerek

\Delta H^\circ_a = +129 \text{ kJ}

olur.

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

2

Hedef tepkimenin ürünler kısmındaki

CO_2(g)

gazını elde etmek için birinci tepkimeyi aynen alırız. Ürünlerdeki

2H_2O(s)

sıvısını elde etmek için ikinci tepkimeyi 2 ile çarparız.

CO(g) + \frac{1}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \quad \Delta H^\circ_b = -283 \text{ kJ}

ve

2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(s) \quad \Delta H^\circ_c = 2 \times (-286) = -572 \text{ kJ}

elde edilir.

Hess Yasası'na göre bir tepkime bir katsayı ile çarpıldığında entalpisi de aynı katsayı ile çarpılır.

3

Düzenlenen üç tepkimeyi taraf tarafa toplarız.

Ara maddeler olan

CO(g)

ve

2H_2(g)

birbirini yok eder ve hedef tepkime olan

CH_3OH(s) + \frac{3}{2}O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(s)

elde edilir. Net entalpi değişimi

\Delta H^\circ = (+129) + (-283) + (-572) = -726 \text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Hess Yasası gereğince basamakların entalpi değişimlerinin toplamı net tepkimenin entalpi değişimine eşittir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

Soru 11Soru →

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

\Delta H^\circ

) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Tepkime	$\Delta H^\circ \text{ (kJ)}$
$C(\text{grafit}) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$	$-394$
$S(\text{rombik}) + O_2(g) \rightarrow SO_2(g)$	$-297$
$C(\text{grafit}) + 2S(\text{rombik}) \rightarrow CS_2(s)$	$+88$

Buna göre, sıvı karbon disülfürün (

CS_2

) standart koşullardaki yanma tepkimesi olan;

CS_2(s) + 3O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2SO_2(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç kilojulür (

\text{kJ}

)?

-603

-779

-900

-1076

+1076

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $-1076$

Cevap

Sıvı karbon disülfürün standart koşullardaki yanma tepkimesinin entalpi değişimi

-1076 \text{ kJ}

'dür.

Hedef tepkimeyi elde etmek için verilen ara basamak tepkimelerinden üçüncüsü ters çevrilir (

\Delta H = -88 \text{ kJ}

), birincisi aynen alınır (

\Delta H = -394 \text{ kJ}

) ve ikincisi 2 ile çarpılır (

\Delta H = -594 \text{ kJ}

). Bu işlemler sonucu elde edilen entalpi değerleri toplandığında net entalpi değişimi

-1076 \text{ kJ}

olarak bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Karbon disülfürün (

CS_2(s)

) girenler tarafında olmasını sağlamak amacıyla üçüncü tepkime ters çevrilir.

CS_2(s) \rightarrow C(\text{grafit}) + 2S(\text{rombik}) \quad \Delta H_3^\circ = -88 \text{ kJ}

Hedef tepkimede sıvı karbon disülfür girenler kısmında yer almaktadır.

2

Karbondioksit (

CO_2(g)

) gazının ürünler tarafında 1 katsayısıyla kalması için birinci tepkime aynen alınır.

C(\text{grafit}) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g) \quad \Delta H_1^\circ = -394 \text{ kJ}

Hedef tepkimede karbondioksit ürünler kısmında 1 katsayısına sahiptir.

3

Kükürt dioksit (

SO_2(g)

) gazının ürünler tarafında 2 katsayısıyla yer alması için ikinci tepkime 2 ile çarpılır.

2S(\text{rombik}) + 2O_2(g) \rightarrow 2SO_2(g) \quad \Delta H_2^\circ = 2 \times (-297) = -594 \text{ kJ}

Hedef tepkimede kükürt dioksit ürünler kısmında 2 katsayısına sahiptir.

4

Elde edilen üç ara tepkime ve entalpi değerleri taraf tarafa toplanarak hedef tepkime ve net entalpi değişimi hesaplanır.

CS_2(s) + 3O_2(g) \rightarrow CO_2(g) + 2SO_2(g) \quad \Delta H_{\text{net}}^\circ = (-88) + (-394) + (-594) = -1076 \text{ kJ}

Hess Yasası'na göre net bir tepkimenin entalpi değişimi, o tepkimeyi oluşturan ara basamak tepkimelerinin entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası uyarınca bir tepkimenin entalpi değişimi, o tepkimenin elde edildiği ara basamak tepkimelerinin entalpi değişimlerinin cebirsel toplamına eşittir. Bir tepkime ters çevrilirse entalpisinin işareti değişir; bir katsayı ile çarpılırsa entalpisi de aynı katsayı ile çarpılır.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 12Soru →

Laboratuvarda azot oksitlerin birbiriyle olan dönüşüm tepkimelerini inceleyen bir araştırmacı, aşağıdaki termokimyasal verileri elde etmiştir:

Tepkime	Standart Entalpi Değişimi ( $\Delta H^\circ$ )
$N_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO(g)$	$+180\text{ kJ}$
$2NO(g) + O_2(g) \rightarrow 2NO_2(g)$	$-114\text{ kJ}$
$2N_2O(g) \rightarrow 2N_2(g) + O_2(g)$	$-164\text{ kJ}$

Bu veriler yardımıyla;

N_2O(g) + NO_2(g) \rightarrow 3NO(g)

tepkimesinin standart entalpi değişimi (

\Delta H^\circ

) kaç kilojul (kJ) olarak hesaplan��r?

+41

+65

+155

+73

-98

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: $+155$

Cevap

Tepkimenin standart entalpi değişimi

+155\text{ kJ}

'dir.

Doğru cevap olan

+155

değeri, Hess Yasası kurallarının basamaklara doğru bir şekilde uygulanmasıyla elde edilir. Hedef tepkimenin girenlerinde

1\text{ mol } N_2O

elde etmek için üçüncü tepkime ikiye bölünür (

-82\text{ kJ}

); girenlerinde

1\text{ mol } NO_2

elde etmek için ikinci tepkime ters çevrilip ikiye bölünür (

+57\text{ kJ}

); ürünlerde toplam

3\text{ mol } NO

elde etmek için birinci tepkime aynen alınır (

+180\text{ kJ}

). Bu üç ara basamağın entalpileri toplandığında net entalpi değişimi

+155\text{ kJ}

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

Üçüncü tepkimeyi ikiye bölmek.

N_2O(g) \rightarrow N_2(g) + \frac{1}{2}O_2(g)

tepkimesi ve

\Delta H_a^\circ = \frac{-164}{2} = -82\text{ kJ}

elde edilir.

Hedef tepkimenin girenler kısmında

1\text{ mol } N_2O(g)

bulunmasını sağlamak.

2

İkinci tepkimeyi ters çevirip ikiye bölmek.

NO_2(g) \rightarrow NO(g) + \frac{1}{2}O_2(g)

tepkimesi ve

\Delta H_b^\circ = \frac{-(-114)}{2} = +57\text{ kJ}

elde edilir.

Hedef tepkimenin girenler kısmında

1\text{ mol } NO_2(g)

bulunmasını sağlamak.

3

Birinci tepkimeyi aynen almak.

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

tepkimesi ve

\Delta H_c^\circ = +180\text{ kJ}

elde edilir.

Hedef tepkimenin ürünler kısmında toplam

3\text{ mol } NO(g)

elde etmek (

1\text{ mol}

ikinci adımdan,

2\text{ mol}

ise bu adımdan gelir).

4

Elde edilen basamakları ve entalpileri toplamak.

N_2O(g) + NO_2(g) \rightarrow 3NO(g)

net tepkimesi ve

\Delta H^\circ = -82 + 57 + 180 = +155\text{ kJ}

elde edilir.

Hess Yasası'na göre net tepkimenin entalpi değişimi, ara basamakların entalpi değişimlerinin toplamına eşittir.

Anahtar Kavram

Hess Yasası yardımıyla ara basamakların entalpilerini toplayarak hedef tepkimenin entalpisini hesaplama.

Hess Yasası ve Tepkime Entalpilerinin Toplanabilirliği

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