Kimyasal Tepkimelerde Hız

40 soru

Soru 1Soru

Gaz fazında gerçekleşen mekanizmalı bir tepkimenin basamaklarına ait ileri aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}) değerleri aşağıda verilmiştir:

* I. Basamak: Eai1=55 kJE_{ai1} = 55 \text{ kJ}
* II. Basamak: Eai2=80 kJE_{ai2} = 80 \text{ kJ}
* III. Basamak: Eai3=35 kJE_{ai3} = 35 \text{ kJ}

Buna göre, bu basamakları en hızlı olandan en yavaş olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Tepkime basamaklarının en hızlıdan en yavaşa doğru sıralaması III. Basamak, I. Basamak ve II. Basamak şeklindedir.
Aktifleşme enerjisi ile tepkime hızı ters orantılı olduğundan, en düşük aktifleşme enerjisine (35 kJ35 \text{ kJ}) sahip olan III. basamak en hızlı, en yüksek aktifleşme enerjisine (80 kJ80 \text{ kJ}) sahip olan II. basamak ise en yavaştır. Bu durumda doğru sıralama III, I, II şeklinde olmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Aktifleşme enerjisi ile tepkime hızı arasındaki ilişkiyi belirleme
Bir kimyasal tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}) ne kadar küçükse, eşik enerjisini aşabilecek tanecik sayısı o kadar fazla olur ve tepkime o kadar hızlı gerçekleşir.
Hız ile aktifleşme enerjisi arasındaki ters orantı ilişkisini kurmak için bu adım gereklidir.
2
Verilen basamakların aktifleşme enerjilerini karşılaştırma
Aktifleşme enerjileri Eai3(35 kJ)<Eai1(55 kJ)<Eai2(80 kJ)E_{ai3} (35 \text{ kJ}) < E_{ai1} (55 \text{ kJ}) < E_{ai2} (80 \text{ kJ}) şeklinde sıralanır.
Hız sıralamasına temel oluşturacak sayısal karşılaştırmayı yapmak için bu adım gereklidir.
3
Basamakların hızlarını sıralama
Aktifleşme enerjisi en küçük olan III. basamak en hızlı, en büyük olan II. basamak ise en yavaştır. Hız sıralaması III > I > II olur.
Soru kökündeki en hızlıdan en yavaşa doğru sıralama talebini yanıtlamak için bu adım gereklidir.

Anahtar Kavram

Kimyasal tepkimelerde aktifleşme enerjisi ile tepkime hızı ters orantılıdır.
Soru 2Soru

İki basamakta gerçekleşen bir tepkimenin basamakları aşağıda verilmiştir:

I. Basamak (Yavas¸): A(k)+B(g)C(g)\text{I. Basamak (Yavaş): } A(k) + B(g) \rightarrow C(g)
II. Basamak (Hızlı): C(g)+D(s)E(g)\text{II. Basamak (Hızlı): } C(g) + D(s) \rightarrow E(g)

Buna göre, bu tepkimenin h��z bağıntısı aşağıdakilerden hangisidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: r=k[B]r = k \cdot [B]

Cevap

Tepkime hız bağıntısı r=k[B]r = k \cdot [B] şeklindedir.
Mekanizmalı tepkimelerde reaksiyon hızı yavaş basamağa göre belirlenir. Yavaş basamak olan I. Basamakta girenlerde katı halde A(k)A(k) ve gaz halinde B(g)B(g) bulunmaktadır. Katılar hız bağıntısına yazılmayacağından, hız bağıntısı sadece B(g)B(g) derişimine bağlı olur ve r=k[B]r = k \cdot [B] şeklinde yazılır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime hızını belirleyen basamağın belirlenmesi.
Çok basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı en yavaş gerçekleşen basamağa (I. Basamak) göre yazılır.
Tepkimenin hızı, en yavaş olan basamağın hızı ile sınırlıdır.
2
Yavaş basamaktaki maddelerin fiziksel hallerinin kontrol edilmesi ve hız bağıntısının yazılması.
Yavaş basamakta yer alan A(k)A(k) katı fazda olduğu için hız bağıntısında yer almaz. Gaz fazındaki B(g)B(g) ise hız bağıntısına yazılır. Böylece hız bağıntısı r=k[B]r = k \cdot [B] olarak elde edilir.
Hız bağıntısına sadece gazlar ve suda çözünmüş (suda) maddeler yazılır; katı ve saf sıvılar yazılmaz.

Anahtar Kavram

Çok basamaklı tepkimelerde hız bağıntısının yavaş basamağa göre ve fiziksel hallere dikkat edilerek yazılması.
Soru 3Soru

Kimyasal bir tepkimenin sıcaklığı artırıldığında, tepkimenin hız sabiti (kk) ve aktifleşme enerjisi (EaE_a) değerlerinin değişimi aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hız sabiti (kk) artar, aktifleşme enerjisi (EaE_a) değişmez.

Cevap

Sıcaklık artışı hız sabitini (kk) artırırken, aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez.
Sıcaklık artışı, tepkimeye giren taneciklerin ortalama kinetik enerjisini ve ortalama hızını artırır. Bu durum, etkin çarpışma sayısını ve birim zamanda eşik enerjisini aşan tanecik sayısını artırarak hız sabitinin (kk) büyümesini sağlar. Aktifleşme enerjisi (EaE_a) ise tepkimenin gerçekleşmesi için aşılması gereken minimum enerji engelidir ve sadece katalizör ile değişir; sıcaklık değişiminden etkilenmez. Dolayısıyla hız sabitinin artıp aktifleşme enerjisinin değişmediğini belirten seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının hız sabitine (kk) etkisini belirleme
Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi ve hızı artar. Bu durum etkin çarpışma frekansını artırarak hız sabiti kk'yi büyütür.
Sıcaklık ile hız sabiti doğru orantılıdır.
2
Sıcaklık artışının aktifleşme enerjisine (EaE_a) etkisini belirleme
Aktifleşme enerjisi (EaE_a) sadece katalizörle değişir. Sıcaklık artışı eşik enerjisini değiştiremez, sadece bu enerjiyi aşan tanecik sayısını artırır.
Eşik enerjisi tepkimeye giren maddelerin türüne ve katalizöre bağlıdır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışı ortalama kinetik enerjiyi ve hız sabitini (kk) artırır ancak aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez.
Soru 4Soru

Çok basamaklı (mekanizmalı) bir kimyasal tepkimenin basamaklarına ait bazı deneysel gözlemler şu şekildedir:

* I. Basamak: Sıcaklık artışının hız sabitine (kk) olan etkisi diğer basamaklara göre en düşüktür.
* II. Basamak: Aynı sıcaklıkta aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek molekül sayısı, I. basamaktakinden az, III. basamaktakinden fazladır.
* III. Basamak: Tepkimenin hız bağıntısı bu basamağın reaktiflerine göre yazılmaktadır.

Buna göre, bu tepkimenin basamaklarının ileri aktifleşme enerjilerinin (EaiE_{ai}) büyükten küçüğe doğru sıralaması aşağıdakilerden hangisidir?

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

İleri aktifleşme enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralaması III, II, I şeklindedir.
Aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}) tepkimenin yavaşlığı ve sıcaklığa duyarlılığı ile doğrudan ilişkilidir. Sıcaklığın hız sabitine etkisi en az olan I. basamak en küçük aktifleşme enerjisine sahiptir. Hız bağıntısını belirleyen III. basamak (yavaş basamak) en yüksek aktifleşme enerjisine sahiptir. II. basamak ise aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek molekül sayısı bakımından bu ikisinin arasında kaldığından, EaiE_{ai} değeri de bu iki basamağın arasında yer alır. Bu bilgiler ışığında ileri aktifleşme enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralaması III, II, I şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
I. basamağın aktifleşme enerjisini yorumlama
I. basamağın ileri aktifleşme enerjisi (Eai(I)E_{ai}(\text{I})) en küçüktür.
Arrhenius bağıntısına göre, aktifleşme enerjisi küçük olan tepkimelerin hız sabitleri sıcaklık değişiminden daha az etkilenir.
2
III. basamağın aktifleşme enerjisini yorumlama
III. basamağın ileri aktifleşme enerjisi (Eai(III)E_{ai}(\text{III})) en büyüktür.
Mekanizmalı tepkimelerde hızı belirleyen yavaş basamaktır. Yavaş basamağın engeli (aktifleşme enerjisi) en yüksektir.
3
II. basamağın aktifleşme enerjisini konumlandırma
II. basamağın aktifleşme enerjisi diğer iki basamağın arasındadır (Eai(III)>Eai(II)>Eai(I)E_{ai}(\text{III}) > E_{ai}(\text{II}) > E_{ai}(\text{I})).
Eşik enerjisini aşarak aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek tanecik sayısı aktifleşme enerjisi ile ters orantılıdır.

Anahtar Kavram

Çok basamaklı tepkimelerde hız bağıntısının yavaş basamağa göre yazılması ve basamakların aktifleşme enerjisi ile hız/sıcaklık ilişkisi.
Soru 5Soru

Bir gaz tepkimesinin sıcaklığı artırıldığında, birim zamandaki etkin çarpışma sayısı ve eşik enerjisini (EaE_a) aşan tanecik yüzdesi artar; ancak aynı sıcaklık artışı uygulandığında hız sabitindeki (kk) bağıl (yüzdesel) artış, aktifleşme enerjisi küçük olan tepkimelerde, aktifleşme enerjisi büyük olan tepkimelere göre daha fazladır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

İfade yanlıştır. Sıcaklık artışı etkin çarpışma sayısını ve eşik enerjisini aşan tanecik oranını artırırken, hız sabitindeki bağıl artış oranı aktifleşme enerjisi daha büyük olan tepkimelerde daha yüksektir.
Doğru yanıt ifadenin yanlış olduğudur. Sıcaklık artışı etkin çarpışma sıklığını ve eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesini artırsa da, Arrhenius denklemine göre hız sabitindeki (kk) bağıl (yüzdesel) artış, aktifleşme enerjisi büyük olan tepkimelerde her zaman daha fazladır.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının taneciklerin kinetik enerjisi ve çarpışma teorisi üzerindeki etkilerini belirlemek.
Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. Bu durum, eşik enerjisini (EaE_a) geçen tanecik sayısını ve birim zamandaki etkin çarpışma sayısını artırır.
Sıcaklık ile taneciklerin kinetik enerji dağılımı doğrudan ilişkilidir.
2
Hız sabitinin (kk) sıcaklığa bağlılığını Arrhenius denklemi üzerinden analiz etmek.
Arrhenius denklemine göre ln(k2/k1)=EaR(1T11T2)\ln(k_2/k_1) = \frac{E_a}{R}(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}) bağıntısı geçerlidir. Sıcaklık T1T_1'den T2T_2'ye yükseltildiğinde (burada T2>T1T_2 > T_1), (1T11T2)(\frac{1}{T_1} - \frac{1}{T_2}) değeri pozitif bir sabit olur.
Hız sabitinin sıcaklıkla değişimini matematiksel olarak ifade etmek için Arrhenius bağıntısı kullanılır.
3
Aktifleşme enerjisinin (EaE_a) hız sabitinin sıcaklığa duyarlılığı üzerindeki rolünü belirlemek.
Formüldeki EaE_a terimi arttıkça, sıcaklık artışıyla meydana gelen ln(k2/k1)\ln(k_2/k_1) değeri ve dolayısıyla k2/k1k_2/k_1 oranı büyür. Bu durum, aktifleşme enerjisi büyük olan tepkimelerin sıcaklık değişimlerine karşı daha duyarlı olduğunu ve bağıl artışın bu tepkimelerde daha yüksek olduğunu gösterir.
Aktifleşme enerjisinin büyüklüğü, tepkimenin sıcaklık değişimlerine verdiği yanıtın derecesini belirler.

Anahtar Kavram

Sıcaklığın ve aktifleşme enerjisinin tepkime hızı ile hız sabiti (kk) üzerindeki matematiksel ve teorik etkisi.
Soru 6Soru

Gaz fazında gerçekleşen üç basamaklı mekanizmalı bir tepkimenin basamaklarına ait ileri aktifleşme enerjisi (EaiE_{ai}) ve tepkime entalpisi (ΔH\Delta H) değerleri tabloda verilmiştir:

Basamakİleri Aktifleşme Enerjisi (EaiE_{ai})Tepkime Entalpisi (ΔH\Delta H)
I. Basamak75 kJ/mol75\text{ kJ/mol}30 kJ/mol-30\text{ kJ/mol}
II. Basamak110 kJ/mol110\text{ kJ/mol}+40 kJ/mol+40\text{ kJ/mol}
III. Basamak50 kJ/mol50\text{ kJ/mol}80 kJ/mol-80\text{ kJ/mol}

Buna göre, bu tepkime basamaklarının geri tepkime hızlarını aynı koşullarda yavaştan hızlıya doğru s��ralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Geri tepkime hızlarının yavaştan hızlıya doğru sıralanışı III. Basamak, I. Basamak, II. Basamak şeklindedir.
Geri tepkime hızlarını karşılaştırmak için her bir basamağın geri aktifleşme enerjisini (EagE_{ag}) hesaplamamız gerekir. ΔH=EaiEag\Delta H = E_{ai} - E_{ag} bağıntısından; I. basamak için Eag1=105 kJ/molE_{ag1} = 105\text{ kJ/mol}, II. basamak için Eag2=70 kJ/molE_{ag2} = 70\text{ kJ/mol} ve III. basamak için Eag3=130 kJ/molE_{ag3} = 130\text{ kJ/mol} bulunur. Aktifleşme enerjisi en büyük olan III. basamağın geri hızı en yavaş, aktifleşme enerjisi en küçük olan II. basamağın geri hızı en hızlıdır. Bu nedenle yavaştan hızlıya doğru sıralama III, I, II şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
Her bir basamağın geri aktifleşme enerjisini (EagE_{ag}) bulmak için ΔH=EaiEag\Delta H = E_{ai} - E_{ag} formülünü uygulayınız.
I. Basamak için: 30=75Eag1Eag1=105 kJ/mol-30 = 75 - E_{ag1} \Rightarrow E_{ag1} = 105\text{ kJ/mol}
II. Basamak için: +40=110Eag2Eag2=70 kJ/mol+40 = 110 - E_{ag2} \Rightarrow E_{ag2} = 70\text{ kJ/mol}
III. Basamak için: 80=50Eag3Eag3=130 kJ/mol-80 = 50 - E_{ag3} \Rightarrow E_{ag3} = 130\text{ kJ/mol}
Bir tepkimenin geri aktifleşme enerjisi, o tepkimenin geri hızını belirleyen temel faktördür.
2
Bulunan geri aktifleşme enerjisi (EagE_{ag}) değerlerini karşılaştırınız.
Eag3(130 kJ/mol)>Eag1(105 kJ/mol)>Eag2(70 kJ/mol)E_{ag3} (130\text{ kJ/mol}) > E_{ag1} (105\text{ kJ/mol}) > E_{ag2} (70\text{ kJ/mol})
Aktifleşme enerjisi ile tepkime hızı ters orantılıdır.
3
Geri aktifleşme enerjileri ile geri tepkime hızları arasındaki ters orantı ilişkisini kurarak yavaştan hızlıya doğru sıralayınız.
Geri aktifleşme enerjisi en büyük olan III. basamağın geri hızı en yavaş, en küçük olan II. basamağın ise en hızlıdır. Sıralama: III < I < II olur.
Aktivasyon enerjisi engeli ne kadar büyükse, birim zamanda bu engeli aşabilen tanecik sayısı o kadar az olacağından tepkime o kadar yavaş gerçekleşir.

Anahtar Kavram

Çok basamaklı tepkimelerde basamakların hızları, ilgili basamağın aktifleşme enerjisine bağlıdır. Geri tepkime hızı ise geri aktifleşme enerjisi (EagE_{ag}) ile ters orantılıdır. Geri aktifleşme enerjisi ΔH=EaiEag\Delta H = E_{ai} - E_{ag} ilişkisi kullanılarak hesaplanır.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 7Soru

Çok basamaklı bir kimyasal reaksiyonun adımları şu şekildedir:

1. Adım (Yavaş): 2X(g)+Y(k)Z(g)+W(g)2X(g) + Y(k) \rightarrow Z(g) + W(g)
2. Adım (Hızlı): Z(g)+T(g)Q(g)Z(g) + T(g) \rightarrow Q(g)

Bu reaksiyon ile ilgili yapılan aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Reaksiyonun hız ifadesi r=k[X]2r = k \cdot [X]^2 şeklindedir.

Cevap

Reaksiyonun hız ifadesi r=k[X]2r = k \cdot [X]^2 şeklindedir.
Mekanizmalı tepkimelerde reaksiyon hızı yavaş basamağa göre belirlenir. Yavaş basamak olan 1. adımın girenler kısmında gaz fazında reaktif olarak X maddesi bulunmaktadır ve katsayısı 2'dir. Katı fazdaki Y maddesi hız bağıntısına yazılmayacağı için reaksiyonun hız ifadesi doğru bir şekilde reaktiflerin gaz derişimlerine bağlı olarak yazılmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Yavaş adımın reaktiflerini belirleme
Mekanizmalı tepkimenin yavaş adımı 1. adımdır ve reaktifleri 2 mol X(g)2\text{ mol } X(g) ile 1 mol Y(k)1\text{ mol } Y(k) şeklindedir.
Çok basamaklı tepkimelerde reaksiyon hızını en yavaş olan basamak belirler.
2
Fiziksel halleri kontrol ederek hız bağıntısını yazma
Katı haldeki Y(k)Y(k) hız bağıntısına yazılmaz. Gaz halindeki X(g)X(g) katsayısı üs olacak şekilde yazılır ve hız bağıntısı r=k[X]2r = k \cdot [X]^2 olarak bulunur.
Katıların derişimleri sabit kabul edildiğinden reaksiyon hız bağıntısında yer almazlar.
3
Diğer seçeneklerin bilimsel doğruluğunu kontrol etme
Katalizör entalpiyi ve denge sabitini değiştirmez. Katı eklenmesi hızı etkilemez. Bu nedenle hız ifadesini doğru belirten seçenek dışındakiler yanlıştır.
Katalizörün entalpiye ve denge sabitine etkisi ile katıların hıza etkisi kurallarını test ederek doğru cevabı doğrulamak gerekir.

Anahtar Kavram

Mekanizmalı tepkimelerde hız bağıntısı yavaş basamağın reaktiflerine göre yazılır ve katı fazdaki maddeler hız bağıntısına dahil edilmez.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 8Soru

Heterojen bir kimyasal tepkimede katı reaktifin temas yüzeyinin artırılması, tepkimenin aktifleşme enerjisini (EaE_a) düşürerek tepkime hız sabitinin (kk) değerini artırır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

Verilen ifade yanlıştır. Temas yüzeyinin artırılması hız sabitini (kk) artırırken aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez.
İfade yanlıştır çünkü katı reaktifin temas yüzeyinin artırılması tepkime hızını ve hız sabitini (kk) artırsa da aktifleşme enerjisi (EaE_a) üzerinde bir değişikliğe yol açmaz. Aktifleşme enerjisi yalnızca uygun bir katalizör kullanılarak düşürülebilir.

Adım Adım Çözüm

1
Katı reaktifin temas yüzeyinin hız sabitine (kk) etkisini belirleyin.
Katının temas yüzeyi arttıkça birim zamandaki etkin çarpışma sayısı ve dolayısıyla hız sabiti (kk) artar.
Hız sabiti (kk), katıların temas yüzeyi ile doğru orantılı olarak değişen bir parametredir.
2
Temas yüzeyinin aktifleşme enerjisine (EaE_a) etkisini inceleyin.
Temas yüzeyinin artırılması aktifleşme enerjisini (EaE_a) etkilemez.
Aktifleşme enerjisi (EaE_a) tepkimenin izlediği yola (mekanizmaya) bağlıdır ve yalnızca katalizör ile değiştirilebilir.
3
Önermeyi bir bütün olarak değerlendirip doğru/yanlış kararını verin.
Önermede temas yüzeyinin aktifleşme enerjisini düşürdüğü iddia edildiği için bu ifade yanlıştır.
Bilimsel olarak hatalı bir gerekçelendirme içerdiğinden ifade yanlış (false) olarak değerlendirilir.

Anahtar Kavram

Temas yüzeyinin tepkime hızı, hız sabiti (kk) ve aktifleşme enerjisi (EaE_a) ile ilişkisi.
Soru 9Soru

Gaz fazında gerçekleşen ve frekans faktörleri (çarpışma parametreleri) aynı kabul edilen üç farklı kimyasal tepkimenin aktifleşme enerjisi (EaE_a) ve sıcakl��k (TT) değerleri tabloda verilmiştir:

TepkimeAktifleşme Enerjisi (EaE_a, kJ/mol\text{kJ/mol})Sıcaklık (TT, K\text{K})
I5050300300
II8080300300
III5050400400

Buna göre, bu tepkimelerin hız sabitlerini (kk) en küçük olandan en büyük olana doğru sıralayınız.

Öğeleri doğru sıraya koymak için sürükleyin

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Hız sabitlerinin en küçükten en büyüğe doğru sıralanışı kII<kI<kIIIk_{\text{II}} < k_{\text{I}} < k_{\text{III}} şeklindedir.
Hız sabitleri karşılaştırılırken Arrhenius bağıntısı temel alınır. Sıcaklık arttıkça hız sabiti artarken, aktifleşme enerjisi arttıkça hız sabiti azalır. I. ve II. tepkime aynı sıcaklıkta olup, I. tepkimenin aktifleşme enerjisi daha küçük olduğundan kI>kIIk_{\text{I}} > k_{\text{II}} olur. I. ve III. tepkimenin aktifleşme enerjisi aynı olup, III. tepkimenin sıcaklığı daha yüksek olduğundan kIII>kIk_{\text{III}} > k_{\text{I}} olur. Bu durumda doğru sıralama kII<kI<kIIIk_{\text{II}} < k_{\text{I}} < k_{\text{III}} şeklindedir.

Adım Adım Çözüm

1
I. ve II. tepkimelerin hız sabitlerini karşılaştırmak.
kI>kIIk_{\text{I}} > k_{\text{II}}
Aynı sıcaklıkta (300 K300 \text{ K}) gerçekleşen tepkimelerden aktifleşme enerjisi daha düşük olan I. tepkimenin (50 kJ/mol50 \text{ kJ/mol}) hız sabiti, aktifleşme enerjisi yüksek olan II. tepkimeden (80 kJ/mol80 \text{ kJ/mol}) daha büyüktür.
2
I. ve III. tepkimelerin h��z sabitlerini karşılaştırmak.
kIII>kIk_{\text{III}} > k_{\text{I}}
Aktifleşme enerjileri aynı (50 kJ/mol50 \text{ kJ/mol}) olan tepkimelerden sıcaklığı daha yüksek olan III. tepkimenin (400 K400 \text{ K}) hız sabiti, sıcaklığı düşük olan I. tepkimeden (300 K300 \text{ K}) daha büyüktür. Sıcaklık artışı ortalama kinetik enerjiyi ve EaE_a'yı aşan tanecik sayısını artırır, ancak aktifleşme enerjisi (EaE_a) değerini değiştirmez.
3
Karşılaştırma sonuçlarını birleştirerek küçükten büyüğe sıralama oluşturmak.
kII<kI<kIIIk_{\text{II}} < k_{\text{I}} < k_{\text{III}}
kII<kIk_{\text{II}} < k_{\text{I}} ve kI<kIIIk_{\text{I}} < k_{\text{III}} bağıntıları birleştirildiğinde doğru sıralamanın kII<kI<kIIIk_{\text{II}} < k_{\text{I}} < k_{\text{III}} olduğu görülür.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışı tepkimenin aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez, fakat ortalama kinetik enerjiyi ve hız sabitini (kk) artırır. Aktifleşme enerjisi (EaE_a) küçüldükçe hız sabiti (kk) büyür.
Soru 10Soru

Kimyasal bir tepkimenin sıcakl��ğı artırıldığında tepkime hızının ve hız sabitinin (kk) artmasının temel nedeni, sıcaklık artışının tepkimenin aktifleşme enerjisini (EaE_a) düşürmesidir ifadesi doğru mudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

Verilen ifade yanlıştır. Sıcaklık artışı tepkimenin aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez, yalnızca eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesini ve etkin çarpışma sayısını artırır.
Sıcaklık artışı aktifleşme enerjisini değiştirmeyip sadece bu engeli aşabilen tanecik sayısını ve etkin çarpışma sayısını artırdığı için ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının taneciklerin kinetik enerjisine etkisini incelemek.
Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi ve ortalama hızları artar.
Sıcaklık, ortalama kinetik enerjinin doğrudan bir ölçüsüdür.
2
Aktifleşme enerjisinin (EaE_a) neye bağlı olduğunu belirlemek.
Aktifleşme enerjisi (EaE_a) sıcaklık değişiminden etkilenmez, yaln��zca katalizör ile değişebilir.
Eşik enerjisi, tepkimeye giren maddelerin kimyasal türüne ve bağ yapılarına bağlı olan karakteristik bir engeldir.
3
Sıcaklığın hız sabiti (kk) ve tepkime hızına etkisini birleştirmek.
Sıcaklık artışı, aktifleşme enerjisini aşan tanecik yüzdesini ve etkin çarpışma sayısını artırarak hız sabitini (kk) büyütür ve tepkimeyi hızlandırır.
Tepkime hızı birim zamandaki etkin çarpışma sayısıyla doğru orantılıdır.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışı tepkime hız sabitini (kk) ve etkin çarpışma sayısını artırırken, aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 11Soru

Sabit hacimli kapalı bir kapta gaz fazında gerçekleşen tek basamaklı bir kimyasal tepkimenin farklı sıcaklıklardaki davranışı incelenmektedir. Tepkimenin T1T_1 sıcaklığındaki hız sabiti k1k_1, eşik enerjisini aşan tanecik sayısı N1N_1; T2T_2 sıcaklığındaki hız sabiti k2k_2, eşik enerjisini aşan tanecik sayısı ise N2N_2 olarak belirlenmiştir.

T2>T1T_2 > T_1 olduğuna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki karşılaştırmalardan hangisi doğrudur?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: k2>k1k_2 > k_1 ve N2>N1N_2 > N_1 dir; tepkimenin eşik enerjisi (EaE_a) her iki sıcaklıkta da aynıdır.

Cevap

Sıcaklık artışı ile hız sabiti ve eşik enerjisini aşan tanecik sayısı artarken, aktifleşme enerjisi değişmez.
Sıcaklık artışı, tepkimeye giren taneciklerin ortalama kinetik enerjilerini ve dolayısıyla birim zamandaki etkin çarpışma sayılarını artırarak tepkime hızını ve hız sabitini (kk) büyütür. Bu durum, eşik enerjisini (EaE_a) aşan tanecik sayısının (NN) da artmasına yol açar. Aktifleşme (eşik) enerjisi ise tepkimenin türüne ve katalizör kullanımına bağlı olup sıcaklık değişiminden etkilenmez. Bu nedenle yüksek sıcaklıkta (T2T_2) hız sabiti ve eşik enerjisini aşan tanecik sayısı daha büyük olurken, eşik enerjisi değeri sabit kalır.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık (T2>T1T_2 > T_1) değişiminin taneciklerin kinetik enerjisi üzerindeki etkisini belirlemek.
Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar.
Ortalama kinetik enerji mutlak sıcaklıkla doğrudan orantılıdır.
2
Kinetik enerjinin artmasının tepkime hızı, hız sabiti (kk) ve eşik enerjisini aşan tanecik sayısı (NN) üzerindeki etkisini incelemek.
Kinetik enerjisi yüksek olan taneciklerin sayısı artacağı için eşik enerjisini aşan tanecik sayısı (N2>N1N_2 > N_1) ve hız sabiti (k2>k1k_2 > k_1) artar.
Sıcaklık artışı birim zamandaki etkin çarpışma sayısını ve hız sabitini artırır.
3
Sıcaklık değişiminin aktifleşme enerjisi (EaE_a) üzerindeki etkisini değerlendirmek.
Aktifleşme enerjisi her iki sıcaklıkta da aynı kalır.
Eşik enerjisi (aktifleşme enerjisi) sadece katalizör ile değişir; sıcaklık değişiminden etkilenmez.

Anahtar Kavram

Sıcaklık artışının kimyasal tepkime hızı, hız sabiti ve aktifleşme enerjisi üzerindeki etkileri.
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 12Soru

Bir kimyasal tepkimenin sıcaklığı artırıldığında tepkime hızının arttığı bilinmektedir.

Tepkime sıcaklığındaki bu artışın tepkime hızın�� artırmasında;

I. etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artması,
II. tepkimenin aktifleşme enerjisinin (EaE_a) düşmesi,
III. hız sabitinin (kk) değerinin büyümesi

durumlarından hangileri etkilidir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I ve III

Cevap

Etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artması ve hız sabitinin (kk) değerinin büyümesi etkilidir.
Sıcaklık artışı, tepkimeye giren taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırarak eşik enerjisini aşan tanecik sayısını (etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısını) artırır. Ayrıca sıcaklık artışı hız sabitinin (kk) değerini büyüterek tepkimenin daha hızlı gerçekleşmesini sağlar. Bu nedenle etkin çarpışma yapabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artması ile hız sabitinin değerinin büyümesini belirten seçenek doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının taneciklerin kinetik enerjisine etkisini incelemek.
Sıcaklık arttıkça taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. Bu durum, eşik enerjisini (aktifleşme enerjisini) aşabilecek enerjiye sahip tanecik sayısının artmasını sağlar.
Sıcaklık, taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin doğrudan bir ölçüsüdür.
2
Sıcaklığın aktifleşme enerjisine (EaE_a) etkisini değerlendirmek.
Sıcaklık değişimi aktifleşme enerjisini (EaE_a) değiştirmez. Aktifleşme enerjisi sadece tepkimeye giren maddelerin türüne ve katalizöre bağlıdır.
Sıcaklık artışı moleküllerin enerjilerini artırır ancak tepkimenin gerçekleşmesi için gereken minimum enerji bariyerinin yüksekliğini etkilemez.
3
Sıcaklığın hız sabitine (kk) etkisini incelemek.
Sıcaklık artışı, birim zamandaki etkin çarpışma sayısını ve çarpışma frekansını artırdığı için hız sabitini (kk) büyütür.
Hız sabiti (kk) sıcaklıkla doğru orantılıdır.
4
Elde edilen sonuçları birleştirerek doğru ifadeleri belirlemek.
I ve III numaralı durumlar sıcaklık artışıyla hızı artıran etkenlerdir; II numaralı durum ise gerçekleşmez.
Tepkime hız bağıntısında (r=k[Girenler]r = k \cdot [Girenler]) hızın artması, doğrudan hız sabitinin (kk) büyümesi ve etkin çarpışma olasılığının artması ile açıklanır.

Anahtar Kavram

Sıcaklığın Tepkime Hızına ve Hız Sabitine Etkisi
Tahmini Süre:2m 0s
Soru 13Soru

Bir kimyasal tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi (EagE_{a_g}) 115 kJ115\text{ kJ} ve geri aktifleşme enerjisi (EaiE_{a_i}) 45 kJ45\text{ kJ} olarak ölçülmüştür. Buna göre, bu tepkimenin entalpi değişimi (ΔH\Delta H) kaç  kJ\text{ kJ}'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 70

Cevap

Tepkimenin entalpi değişimi 70 kJ70\text{ kJ}'dir.
Tepkime entalpisi (ΔH\Delta H) formülü ΔH=EagEai\Delta H = E_{a_g} - E_{a_i} şeklindedir. Verilen ileri aktifleşme enerjisi (115 kJ115\text{ kJ}) değerinden geri aktifleşme enerjisi (45 kJ45\text{ kJ}) değeri çıkarıldığında ΔH=11545=70 kJ\Delta H = 115 - 45 = 70\text{ kJ} sonucu elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime entalpisi ile aktifleşme enerjileri arasındaki ilişkiyi kurmak
ΔH=EagEai\Delta H = E_{a_g} - E_{a_i}
Bir kimyasal tepkimenin entalpi değişimi, ileri aktifleşme enerjisi ile geri aktifleşme enerjisi arasındaki farka eşittir.
2
Verilen sayısal değerleri yerine yazarak çıkarma işlemini tamamlamak
ΔH=11545=70 kJ\Delta H = 115 - 45 = 70\text{ kJ}
Tepkimenin net entalpi değişim değerini elde etmek.

Anahtar Kavram

Tepkime entalpisi (ΔH\Delta H), ileri aktifleşme enerjisi ile geri aktifleşme enerjisinin farkı alınarak hesaplan��r.
Tahmini Süre:1m 0s
Soru 14Soru

Belirli bir sıcaklıkta ideal pistonlu bir kapta gerçekleştirilen;

2A(g)+B(k)+2C(g)3D(g)+E(g)2A(g) + B(k) + 2C(g) \rightarrow 3D(g) + E(g)

tepkimesiyle ilgili şu bilgiler veriliyor:

* Tepkime kabının hacmi sabit sıcaklıkta yarıya indirildiğinde başlangıç tepkime hızı 1616 katına çıkmaktadır.
* Sabit hacim ve sıcaklıkta AA gazının derişimi yarıya indirilip CC gazının derişimi 22 katına çıkarıldığında tepkimenin başlangıç hızı değişmemektedir.
* Sabit hacim ve sıcaklıkta BB katısının kütlesi 22 katına çıkarıldığında tepkime hızı değişmemektedir.

Aynı sıcaklıkta, ideal pistonlu bu kapta başlangıçta 04 mol A0{}4\text{ mol } A gazı, 06 mol B0{}6\text{ mol } B katısı ve 04 mol C0{}4\text{ mol } C gazı bulunmaktadır. Bu durumda tepkimenin başlangıç hızı 16×103 M/s1{}6 \times 10^{-3}\text{ M/s} olarak ölçülmüştür.

Sıcaklık değiştirilmeden kaba nn mol helyum (HeHe) gazı eklendiğinde tepkimenin başlangıç hızı 104 M/s10^{-4}\text{ M/s} olmaktadır.

Buna göre, kaba eklenen helyum gazının mol sayısı (nn) kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.8

Cevap

Kaba eklenen helyum gazının mol sayısı 0,8'dir.
Tepkimenin hız bağıntısı r=k[A]2[C]2r = k [A]^2 [C]^2 olarak bulunur. Hızın 1616 kat azalması için hacmin 22 katına çıkması gerekir. İdeal pistonlu kapta hacmin 22 katına çıkması için toplam gaz mol sayısının 22 katına çıkması gerekir. Başlangıçta 08 mol0{}8\text{ mol} gaz bulunduğundan, 08 mol He0{}8\text{ mol } He eklenmelidir.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimenin hız bağıntısının belirlenmesi
r=k[A]2[C]2r = k [A]^2 [C]^2
Katı haldeki BB maddesi hız bağıntısında yer almaz. Kabın hacmi yarıya indirildiğinde gaz derişimleri 22 katına çıkar. Hız 1616 (242^4) katına çıktığına göre tepkimenin toplam derecesi 44'tür. AA gazının derişimi yarıya indirilip (1/21/2 oranında), CC gazının derişimi 22 katına çıkarıldığında hız değişmediğine göre AA ve CC'nin hız bağıntısındaki dereceleri eşit olmalıdır (x=y=2x = y = 2).
2
Hız değişimi ve hacim ilişkisinin kurulması
V2=2V1V_2 = 2V_1
Tepkimenin başlangıç hızı 16×103 M/s1{}6 \times 10^{-3}\text{ M/s}'den 104 M/s10^{-4}\text{ M/s}'ye düşmüştür, yani hız 1616 kat azalmıştır. Hız bağıntısı derecesi toplam 44 olduğundan hız, hacmin dördüncü kuvveti ile ters orantılıdır (rV4r \propto V^{-4}). Hızın 1616 kat azalması için hacmin 22 katına çıkması gerekir.
3
Hacim ve toplam mol sayısı ilişkisinden eklenen helyum mol sayısının bulunması
n=08 moln = 0{}8\text{ mol}
İdeal pistonlu kapta sabit sıcaklık ve basınçta hacim, gazların toplam mol sayısı ile doğru orantılıdır. Başlangıçta kapta 04 mol A0{}4\text{ mol } A ve 04 mol C0{}4\text{ mol } C olmak üzere toplam 08 mol0{}8\text{ mol} gaz vardır (katı BB hacme etki etmez). Hacmin 22 katına çıkması için toplam gaz mol sayısının da 22 katına çıkması, yani 16 mol1{}6\text{ mol} olması gerekir. Bu durumda kaba 1608=08 mol He1{}6 - 0{}8 = 0{}8\text{ mol } He eklenmelidir.

Anahtar Kavram

İdeal pistonlu kaplarda derişim değişimi ve bunun reaksiyon hızına etkisi
Soru 15Soru
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)\text{N}_2\text{(g)} + 3\text{H}_2\text{(g)} \rightarrow 2\text{NH}_3\text{(g)}

Tepkimesi 2 L2\text{ L}'lik sabit hacimli kapalı bir kapta gerçekleştirilmektedir. Tepkimede 2 dakika2\text{ dakika} içerisinde 072 mol0{}72\text{ mol} H2\text{H}_2 gazı harcanmaktadır.

Buna göre, N2\text{N}_2 gazının ortalama harcanma hızı kaç mol/(Ls)\text{mol}/(\text{L}\cdot\text{s})'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 1×1031 \times 10^{-3}

Cevap

Ortalama harcanma hızı 1×103 mol/(Ls)1 \times 10^{-3}\text{ mol}/(\text{L}\cdot\text{s})'dir.
Tepkime katsayılarına göre harcanan N2\text{N}_2 gazı miktarı 024 mol0{}24\text{ mol}'dür. 2 L2\text{ L} hacmindeki kapta derişim değişimi 012 M0{}12\text{ M} olur. Geçen süre saniyeye çevrilerek 120 s120\text{ s} bulunduğunda ortalama hız 1×103 mol/(Ls)1 \times 10^{-3}\text{ mol}/(\text{L}\cdot\text{s}) olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkime katsayıları kullanılarak harcanan N2\text{N}_2 gazının mol sayısı belirlenir.
024 mol0{}24\text{ mol} N2\text{N}_2 harcanmıştır.
1 mol1\text{ mol} N2\text{N}_2 harcandığında 3 mol3\text{ mol} H2\text{H}_2 harcandığından, 072 mol0{}72\text{ mol} H2\text{H}_2 harcanması durumunda 0723=024 mol\frac{0{}72}{3} = 0{}24\text{ mol} N2\text{N}_2 harcanır.
2
Harcanan N2\text{N}_2 gazının molar derişimi hesaplanır.
Δ[N2]=012 M\Delta[\text{N}_2] = 0{}12\text{ M}
Molarite formülü M=nVM = \frac{n}{V} uyarınca, 2 L2\text{ L} hacim için 024 mol2 L=012 M\frac{0{}24\text{ mol}}{2\text{ L}} = 0{}12\text{ M} derişim azalması gerçekleşir.
3
Zaman saniye cinsine dönüştürülür.
Δt=120 s\Delta t = 120\text{ s}
Hız birimi mol/(Ls)\text{mol}/(\text{L}\cdot\text{s}) istendiği için 2 dakika2\text{ dakika} lık süre 2×60=120 saniye2 \times 60 = 120\text{ saniye} olarak alınmalıdır.
4
Derişimdeki değişim süreye bölünerek ortalama hız hesaplanır.
rN2=1×103 mol/(Ls)r_{\text{N}_2} = 1 \times 10^{-3}\text{ mol}/(\text{L}\cdot\text{s})
Ortalama hız formülü r=ΔCΔtr = \frac{\Delta C}{\Delta t} kullanılarak 012 M120 s=1×103 mol/(Ls)\frac{0{}12\text{ M}}{120\text{ s}} = 1 \times 10^{-3}\text{ mol}/(\text{L}\cdot\text{s}) değeri elde edilir.

Anahtar Kavram

Ortalama Harcanma Hızı Hesaplama
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 16Soru

Katı bir reaktifin ufalanarak temas yüzeyinin genişletilmesi, tepkimenin birim zamandaki etkin çarpışma sayısını ve hız sabitini (kk) artırırken, aktifleşme enerjisi (EaE_a) ve entalpi değişimi (ΔH\Delta H) değerlerinin azalmasına neden olur.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

İfade yanlıştır. Temas yüzeyinin artırılması tepkime hızını ve hız sabitini (kk) artırırken; aktifleşme enerjisi (EaE_a) ve tepkime entalpisi (ΔH\Delta H) değerlerini etkilemez.
Verilen ifade yanlıştır çünkü temas yüzeyinin artırılması hız sabitini (kk) artırırken, aktifleşme enerjisi (EaE_a) ve entalpi değişimi (ΔH\Delta H) değerlerini değiştirmez.

Adım Adım Çözüm

1
Temas yüzeyi artışının birim zamandaki etkin çarpışma sayısına ve tepkime hız sabitine (kk) etkisini inceleyin.
Katı reaktifin ufalanması veya toz hâline getirilmesi temas yüzeyini artırır. Bu durum, birim zamandaki etkin çarpışma sayısının ve tepkime hız sabitinin (kk) artmasını sağlar.
Tanecik boyutu küçüldükçe reaksiyona giren maddelerin temas olasılığı ve çarpışma sıklığı artar, bu da hız sabitini büyüterek tepkimeyi hızlandırır.
2
Temas yüzeyi artışının aktifleşme enerjisine (EaE_a) etkisini değerlendirin.
Temas yüzeyinin artırılması aktifleşme enerjisini (EaE_a) etkilemez.
Aktifleşme enerjisi (EaE_a), tepkimenin gerçekleşmesi için aşılması gereken minimum enerji bariyeridir ve bu değer fiziksel boyut değişimlerinden bağımsızdır; yalnızca katalizör ilavesiyle değiştirilebilir.
3
Temas yüzeyi artışının entalpi değişimine (ΔH\Delta H) etkisini değerlendirin.
Temas yüzeyinin artırılması tepkime entalpisini (ΔH\Delta H) değiştirmez.
Tepkime entalpisi (ΔH\Delta H), ürünlerin standart oluşum entalpileri ile reaktiflerin standart oluşum entalpileri arasındaki farktır ve katının fiziksel boyutuyla değişmez.

Anahtar Kavram

Temas yüzeyinin artırılması tepkime hızını ve hız sabitini (kk) artırır; fakat aktifleşme enerjisini (EaE_a) ve tepkime entalpisini (ΔH\Delta H) etkilemez.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 17Soru

Tek basamakta gerçekleşen,

2X(g)+Y(k)Z(g)2X(g) + Y(k) \rightarrow Z(g)

tepkimesinin gerçekleştirildiği sabit hacimli olmayan kapalı bir kabın hacmi, sabit sıcaklıkta yarıya indiriliyor. Buna göre, tepkimenin başlangıç hızı başlangıçtaki hızının kaç katına çıkar?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4

Cevap

Tepkime hızı başlangıç hızının 4 katına çıkar.
Tepkime tek basamakta gerçekleştiği için hız bağıntısı giren gazların katsayılarına göre yazılır. Katı haldeki Y maddesi bağıntıda yer almaz. Hız bağıntısı r=k[X]2r = k \cdot [X]^2 olur. Hacim yarıya indirildiğinde gaz fazındaki X maddesinin derişimi 2 katına çıkar. Tepkime X'e göre 2. dereceden olduğundan hız 22=42^2 = 4 katına çıkacaktır.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimenin hız bağıntısının belirlenmesi
r1=k[X]2r_1 = k \cdot [X]^2
Tek basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı reaktiflerin katsayılarına göre yazılır ancak katı ve saf sıvı fazdaki maddeler hız bağıntısına dahil edilmez. Y maddesi katı olduğu için bağıntıda yer almaz.
2
Hacim değişimine bağlı olarak derişim değişiminin hesaplanması
[X]2=2[X]1[X]_2 = 2 \cdot [X]_1
Sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirildiğinde gaz fazındaki maddelerin derişimi ters orantılı olarak 2 katına çıkar.
3
Yeni hızın hesaplanarak başlangıç hızı ile oranlanması
r2=4r1r_2 = 4 \cdot r_1
Yeni derişim değeri hız bağıntısında yerine yazıldığında, r2=k(2[X]1)2=4k[X]12r_2 = k \cdot (2[X]_1)^2 = 4 \cdot k \cdot [X]_1^2 elde edilir. Bu da hızın 4 katına çıktığını gösterir.

Anahtar Kavram

Hız bağıntısı yazılırken katıların derişimleri sabit kabul edildiğinden bağıntıya yazılmaz. Gaz fazındaki maddelerin derişimindeki değişimler ise hız bağıntısındaki dereceleri oranında hıza etki eder.
Soru 18Soru

Belirli bir sıcaklıkta tek adımlı (elementer) olarak gerçekleşen,

Zn(k)+2HCl(suda)ZnCl2(suda)+H2(g)Zn(k) + 2HCl(suda) \rightarrow ZnCl_2(suda) + H_2(g)

kimyasal tepkimesinin hız bağıntısı (hız denklemi) aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: r=k[HCl]2r = k \cdot [HCl]^2

Cevap

Reaksiyonun doğru hız bağıntısı r=k[HCl]2r = k \cdot [HCl]^2 ifadesidir.
Tepkime tek basamakta gerçekleştiği için hız bağıntısı reaktiflerin derişimlerine göre yazılır. Çinko katı halde olduğundan hız bağıntısına yazılmaz. Suda çözünmüş hidroklorik asidin katsayısı 2 olduğundan hız bağıntısındaki derişiminin üssü 2 olur. Dolayısıyla doğru hız bağıntısı r=k[HCl]2r = k \cdot [HCl]^2 olur.

Adım Adım Çözüm

1
Tepkimeye giren maddelerin fiziksel hallerini belirlemek.
Çinko (ZnZn) katı (kk) haldedir. Hidroklorik asit (HClHCl) ise sulu çözelti (sudasuda) halindedir.
Hız bağıntısına sadece gazlar ve suda çözünmüş (sulu çözelti) maddeler yazılır, katılar ve saf sıvılar yazılmaz.
2
Tepkimenin tek basamaklı (elementer) olma bilgisini kullanarak reaktiflerin katsayılarını üs olarak belirlemek.
HCl(suda)HCl(suda) reaktifinin katsayısı 22 olduğu için derişiminin karesi ([HCl]2[HCl]^2) alınır.
Tek basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı, girenlerin katsayıları derişimlere üs olarak yazılarak doğrudan oluşturulur.
3
Hız sabitini (kk) ekleyerek bağıntıyı yazmak.
Tepkimenin hız bağıntısı r=k[HCl]2r = k \cdot [HCl]^2 olarak elde edilir.
Reaksiyon hızı, hız sabiti ile reaktiflerin derişimlerinin çarpımına eşittir.

Anahtar Kavram

Tek basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı girenlerin fiziksel hallerine göre yazılır; katılar ve saf sıvılar bağıntıda yer almaz.
Soru 19Soru

Bir kimyasal tepkimenin deney verilerinden yararlanarak reaktiflerin hız bağıntısındaki derecelerini belirlemek isteyen bir öğrenci, derişim değişimlerinin hız üzerindeki etkisini incelemektedir. Sol sütundaki gözlemler ile sağ sütundaki tepkime derecelerini eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

Diğer reaktiflerin derişimi sabitken, bir reaktifin derişimi 2 katına çıkarıldığında tepkime hızının 2 katına çıkması
Diğer reaktiflerin derişimi sabitken, bir reaktifin derişimi 3 katına çıkarıldığında tepkime hızının 9 katına çıkması
Diğer reaktiflerin derişimi sabitken, bir reaktifin derişimi 2 katına çıkarıldığında tepkime hızının değişmemesi

Eşleşmeler

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Derişimin 2 katına çıkıp hızın da 2 katına çıktığı gözlem 1. dereceyle; derişimin 3 katına çıkıp hızın 9 katına çıktığı gözlem 2. dereceyle; derişimin değişmesine rağmen hızın değişmediği gözlem ise 0. dereceyle eşleşir.
Derişimin 2 katına çıkıp hızın da 2 katına çıktığı gözlem 1. dereceyle; derişimin 3 katına çıkıp hızın 9 katına çıktığı gözlem 2. dereceyle; derişimin değişmesine rağmen hızın değişmediği gözlem ise 0. dereceyle eşleşmelidir.

Adım Adım Çözüm

1
İlk gözlemdeki hız ve derişim ilişkisini matematiksel olarak ifade etme.
Derişim 2 katına çıkınca hız da 2 katına çıktığından 2a=2a=12^a = 2 \Rightarrow a = 1 bulunur.
Reaktifin hız bağıntısındaki üssünü (derecesini) bulmak için hızdaki değişimin derişimdeki değişime oranı üslü sayı olarak yazılır.
2
İkinci gözlemdeki hız ve derişim ilişkisini analiz etme.
Derişim 3 katına çıkınca hız 9 katına çıktığından 3b=9b=23^b = 9 \Rightarrow b = 2 bulunur.
Hızdaki 9 katlık artış reaktifin derişiminin karesiyle orantılı olduğunu gösterir.
3
Üçüncü gözlemdeki hız ve derişim ilişkisini değerlendirme.
Derişim 2 katına çıktığında hız değişmediğinden (11 katına çıktığından) 2c=1c=02^c = 1 \Rightarrow c = 0 bulunur.
Reaktif derişiminin değişmesi hızı etkilemiyorsa, o reaktif hız bağıntısında yer almaz ve derecesi sıfırdır.

Anahtar Kavram

Reaktiflerin derişimlerindeki değişimlerin hız üzerindeki etkisini inceleyerek her bir reaktifin hız bağıntısındaki derecesini belirleme.
Tahmini Süre:1m 30s
Soru 20Soru

Kimyasal bir tepkimenin sıcakl��ğı artırıldığında tepkimenin aktifleşme enerjisi (EaE_a) değişmez; ancak sıcaklık artışı, hem eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesini artırarak hem de taneciklerin uygun geometride çarpışma olasılığını (yönelim faktörünü) yükselterek etkin çarpışma sayısının ve dolayısıyla tepkime hızının artmasını sağlar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

Verilen ifade yanlıştır. Sıcaklık artışı etkin çarpışma sayısını ve tepkime hızını artırır; fakat bu artışta taneciklerin uygun geometride çarpışma olasılığının (yönelim faktörünün) bir rolü yoktur, çünkü bu olasıl��k sıcaklıkla değişmez.
Verilen ifade yanlıştır. Sıcaklık artışı etkin çarpışma sayısını ve tepkime hızını artırır; ancak bu artış yönelim faktörünün (uygun geometride çarpışma olasılığının) artmasından değil, birim zamandaki toplam çarpışma sayısının ve eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesinin artmasından kaynaklanır. Yönelim faktörü moleküllerin geometrik yapısına bağlı bir özelliktir ve sıcaklıkla değişmez.

Adım Adım Çözüm

1
Sıcaklık artışının aktifleşme enerjisi (EaE_a) üzerindeki etkisini değerlendirin.
Aktifleşme enerjisi (EaE_a) yalnızca katalizör ile değişir. Sıcaklık artışı aktifleşme enerjisini değiştirmez. Bu kısım doğrudur.
Tepkimenin gerçekleşmesi için aşılması gereken minimum enerji engelinin (EaE_a) moleküllerin kinetik enerjilerindeki değişimden etkilenmediğini teyit etmek.
2
Sıcaklık artışının eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesi üzerindeki etkisini analiz edin.
Sıcaklık arttığında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. Bu durum, eşik enerjisini aşan (aktifleşme enerjisine sahip veya ondan daha yüksek enerjili) tanecik yüzdesini artırır. Bu kısım da doğrudur.
Sıcaklığın kinetik enerji dağılım eğrisi üzerindeki etkisini inceleyerek hız artışının temel nedenlerinden birini belirlemek.
3
Sıcaklık artışının yönelim faktörü (taneciklerin uygun geometride çarpışma olasılığı) üzerindeki etkisini sorgulayın.
Çarpışma teorisine göre, taneciklerin uygun doğrultu ve yönelimde (geometride) çarpışma olasılığı tamamen moleküler geometriye ve kimyasal bağların uzaydaki yönelimine bağlıdır. Sıcaklık artışı moleküllerin geometrik yapısını veya yönelim olasılığını değiştirmez.
Çarpışma teorisindeki yönelim faktörünün sıcaklıktan bağımsız geometrik bir özellik olduğunu belirleyerek ifadedeki hatayı saptamak.

Anahtar Kavram

Çarpışma teorisinde etkin çarpışma koşulları ve sıcaklığın bu koşullara etkisi.
Sayfa 1 / 2Sonraki
Kimyasal Tepkimelerde Hız Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi) | Examkin