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

Belirli bir sıcaklıkta sabit hacimli kapalı bir kapta gerçekleşen,

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

tepkimesi için yapılan deneylerin sonuçları aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Deney	$[X]$ (M)	$[Z]$ (M)	Başlangıç Hızı (M/s)
1	0,1	0,1	$2 \times 10^{-4}$
2	0,2	0,1	$8 \times 10^{-4}$
3	0,1	0,2	$4 \times 10^{-4}$

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili;

I. Tepkime tek basamakta gerçekleşmiştir.

II. Hız sabitinin ( $k$ ) sayısal değeri $0{}2$ 'dir.

III. Sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirilirse tepkime hızı 8 katına çıkar.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Yalnız I

I ve II

I ve III

II ve III

I, II ve III

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: I, II ve III

Cevap

Verilen öncüllerin tamamı doğrudur. Deneysel veriler incelendiğinde hız bağıntısı

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]

olarak belirlenir. Bu bağıntı, net reaksiyondaki katı madde (Y) hariç tutulduğunda elde edilen bağıntı ile aynıdır, bu nedenle tepkime tek basamaklıdır. Deney 1 verileri yerine yazıldığında hız sabiti

k = 0{}2

olarak hesaplanır. Hacim yarıya düşürüldüğünde gazların derişimleri iki katına çıkacağı için hız 8 katına çıkar.

Deney verilerinden yararlanarak hız bağıntısı

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]

olarak belirlenir. Net tepkimede Y maddesi katı olduğu için hız bağıntısında yer almaz. Yazılan deneysel hız bağıntısı, net tepkimenin tek basamaklı olduğu varsayıldığında elde edilen teorik hız bağıntısıyla aynıdır. Bu sebeple tepkime tek basamaklıdır (I. öncül doğru). Herhangi bir deneyin verileri hız bağıntısına uygulandığında hız sabiti

k = 0{}2

olarak bulunur (II. öncül doğru). Hacim yarıya indirildiğinde gazların derişimleri 2 katına çıkar ve bağıntı gereği hız

2^2 \cdot 2 = 8

katına çıkar (III. öncül doğru). Bu nedenle üç öncül de doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Deneysel verilerden hız bağıntısının belirlenmesi.

Hız bağıntısı

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]

olarak bulunur.

Z derişimi sabitken X derişimi 2 katına çıktığında hız 4 katına çıkmaktadır (

r \propto [X]^2

). X derişimi sabitken Z derişimi 2 katına çıktığında hız 2 katına çıkmaktadır (

r \propto [Z]

).

2

Tepkimenin tek basamaklı olup olmadığının kontrol edilmesi.

Tepkime tek basamakta gerçekleşmiştir.

Net tepkime denkleminde Y katı haldedir. Tek basamaklı bir tepkimede katılar hız bağıntısına yazılmaz. Dolayısıyla teorik hız bağıntısı da

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]

olur. Deneysel ve teorik bağıntılar uyuşmaktadır.

3

Hız sabiti k'nin sayısal değerinin hesaplanması.

k = 0{}2

1. deney verileri hız bağıntısında yerine yazılır:

2 \times 10^{-4} = k \cdot (0{}1)^2 \cdot (0{}1) \Rightarrow 2 \times 10^{-4} = k \cdot 10^{-3} \Rightarrow k = 0{}2

.

4

Hacim değişiminin tepkime hızına etkisinin bulunması.

Tepkime hızı 8 katına çıkar.

Sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirildiğinde gaz fazındaki X ve Z maddelerinin derişimleri 2 katına çıkar. Hız bağıntısında

X

'in derişiminin karesi ve

Z

'nin derişiminin kendisi yer aldığından yeni hız:

2^2 \times 2 = 8

katına çıkar.

Anahtar Kavram

Deney verilerinden hız bağıntısı bulma, heterojen tepkimelerde katıların hız bağıntısına yazılmaması ve derişim/hacim değişiminin reaksiyon hızına etkisi.

Tahmini Süre:2m 30s

Soru 22Soru →

Tek basamakta (elementer) gerçekleştiği bilinen,

2X(g) + Y(k) + 3Z(g) \rightarrow T(g) + Q(g)

tepkimesi sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta gerçekleştirilmektedir. Bu tepkimenin gerçekleştiği sisteme sabit sıcaklıkta bazı işlemler uygulanıyor.

Buna göre, sol sütunda verilen i��lemler ile bu işlemler sonucu tepkime hızında meydana gelen değişimleri gösteren sağ sütundaki ifadeleri doğru şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sıcaklık sabit tutularak kap hacminin yarıya indirilmesi işlemi tepkime hızının 32 katına çıkmasıyla; sabit sıcaklık ve hacimde kaba sadece

Y(k)

katısı eklenerek kütlesinin 3 katına çıkarılması işlemi tepkime hızının değişmemesiyle; sabit sıcaklıkta kap hacmi 2 katına çıkarılırken aynı anda

X(g)

mol sayısının 4 katına çıkarılması işlemi tepkime hızının yarıya inmesiyle; sabit sıcakl��k ve hacimde

X(g)

derişiminin yarıya indirilip

Z(g)

derişiminin 2 katına çıkarılması işlemi ise tepkime hızının 2 katına çıkmasıyla eşleşir.

Tepkime tek basamaklı olduğundan hız bağıntısı reaktiflerin gaz fazındaki katsayıları esas alınarak

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]^3

şeklinde belirlenir. Katı olan

Y

maddesi hız bağıntısında yer almaz. Birinci işlemde hacim yarıya inince gaz derişimleri 2 katına çıkar ve hız 32 kat artar. İkinci işlemde katı eklenmesi hızı değiştirmez. Üçüncü işlemde hacim 2 katına çıkıp

X

molü 4 katına çıkınca

[X]

2 katına çıkar,

[Z]

yarıya iner; hız yarıya düşer. Dördüncü işlemde

[X]

yarıya inip

[Z]

2 katına çıkınca hız 2 katına çıkar.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin hız bağıntısının yazılması

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]^3

Tepkime tek basamakta gerçekleştiği için hız bağınt��sı reaktiflerin katsayılarına göre yazılır. Saf katı olan

Y(k)

hız bağıntısında yer almaz.

2

Birinci işlem için hız değişiminin hesaplanması

Hız 32 katına çıkar.

Hacim yarıya düşürüldüğünde gazların derişimleri 2 katına çıkar:

[X] \rightarrow 2[X]_0

ve

[Z] \rightarrow 2[Z]_0

. Bağıntıda yerine konulduğunda hız

2^2 \cdot 2^3 = 32

kat artar.

3

İkinci işlem için hız değişiminin değerlendirilmesi

Hız değişmez.

Y

maddesi katı fazında olduğundan miktarı hız bağıntısını etkilemez ve tepkime hızını değiştirmez.

4

Üçüncü işlem için derişimlerin ve hız değişiminin hesaplanması

Hız yarıya iner.

Hacim 2 katına çıkarılırsa

Z

gazının derişimi yarıya iner (

[Z] \rightarrow \frac{1}{2}[Z]_0

).

X

gazının mol sayısı 4 katına çıkarken hacim de 2 katına çıktığından derişimi 2 katına çıkar (

[X] \rightarrow 2[X]_0

). Hız

2^2 \cdot (1/2)^3 = 4 \cdot \frac{1}{8} = \frac{1}{2}

katına iner.

5

Dördüncü işlem için hız değişiminin hesaplanması

Hız 2 katına çıkar.

X

derişimi yarıya inip

[Z]

iki katına çıktığında hız bağıntısı gereği hız

(1/2)^2 \cdot 2^3 = \frac{1}{4} \cdot 8 = 2

katına çıkar.

Anahtar Kavram

Tepkime hız bağıntısında yalnızca gazlar ve suda çözünmüş maddeler yer alır; saf katı ve sıvıların derişimi sabit olduğundan hız bağıntısına yazılmazlar. Derişim ve hacim değişimlerinin hız üzerindeki etkisi, maddelerin hız bağıntısındaki üsleri dikkate alınarak hesaplanır.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 23Soru →

Tek basamakta gerçekleştiği bilinen;

\text{C}(k) + \text{CO}_2(g) + 2\text{Cl}_2(g) \rightarrow 2\text{COCl}_2(g)

tepkimesi için sabit sıcaklıkta

2\text{ L}

'lik boş bir kaba

0,4\text{ mol}

\text{C}

katısı,

0,8\text{ mol}

\text{CO}_2

gazı ve

1,2\text{ mol}

\text{Cl}_2

gazı konuluyor. Tepkimenin başlangıç hızı

1,44 \times 10^{-3}\text{ M/s}

olarak ölçülüyor.

Buna göre, aynı sıcaklıkta tepkimenin hız sabiti ( $k$ )'nin sayısal değeri kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.01

Cevap

Tepkimenin hız sabiti (k)'nin sayısal değeri 0,01'dir.

Tepkimenin tek basamakta gerçekleştiği bilgisi verildiğinden, hız bağıntısı girenlerin gaz ve sulu çözelti fazındaki maddelerine göre yazılır. C(k) katı olduğu için bağıntıya yazılmaz. Hız bağıntısı r = k * [CO2] * [Cl2]^2 şeklindedir. Gazların derişimleri [CO2] = 0,4 M ve [Cl2] = 0,6 M olarak hesaplanıp yerine yazıldığında k = 0,01 bulunur.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime hız bağıntısını yazın.

r = k * [CO2] * [Cl2]^2

Tek basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı, girenlerin fiziksel halleri dikkate alınarak yazılır. Katılar hız bağıntısına yazılmaz.

2

Tepkimeye giren gazların molar derişimlerini hesaplayın.

[CO2] = 0,4 M ve [Cl2] = 0,6 M

Derişim formülü M = n / V olup, mol sayıları toplam hacim olan 2 L'ye bölünür.

3

Derişimleri ve başlangıç hızını hız bağıntısında yerine yazarak k değerini bulun.

k = 0,01

Hız bağıntısındaki matematiksel eşitlik çözülerek hız sabiti hesaplanır.

Anahtar Kavram

Tek basamaklı reaksiyonlarda reaktiflerin derişiminin reaksiyon hızına etkisi ve hız bağıntısının yazılması (katıların hariç tutulması).

Soru 24Soru →

Gaz fazında gerçekleşen,

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

tepki̇mesi̇ni̇n başlangıç hızını beli̇rlemek amacıyla sabı̇t sıcaklıkta yapılan deney veri̇leri̇ aşağıdaki tabloda veri̇lmi̇şti̇r:

Deney	$[X]$ (mol/L)	$[Y]$ (mol/L)	$[Z]$ (mol/L)	Başlangıç Hızı (mol/(L·s))
1	$0{}1$	$0{}1$	$0{}1$	$4 \times 10^{-5}$
2	$0{}2$	$0{}1$	$0{}1$	$8 \times 10^{-5}$
3	$0{}1$	$0{}3$	$0{}1$	$1{}2 \times 10^{-4}$
4	$0{}2$	$0{}1$	$0{}2$	$3{}2 \times 10^{-4}$

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Tepkime tek basamakta gerçekleşmiş olup hız bağıntısı

\text{Hız} = k \cdot [X]^2 \cdot [Y] \cdot [Z]^2

şeklindedir.

Tepkime ortamına uygun bir pozitif katalizör eklenirse, tepkimenin aktifleşme enerjisi düşerken entalpi değişimi (

\Delta H

) değeri de azalır.

Tepkimenin hız sabitinin (

k

) sayısal değeri

0{}4

ve birimi

\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}

'dir.

Sabit sıcaklıkta tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse tepkime hızı 8 katına çıkar ve hız sabiti

k

'nın sayısal değeri artar.

Tepkimenin toplam derecesi 5 olup hız sabitinin (

k

) birimi

\text{L}^4 \cdot \text{mol}^{-4} \cdot \text{s}^{-1}

'dir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimenin hız sabitinin ( $k$ ) sayısal değeri $0{}4$ ve birimi $\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}$ 'dir.

Cevap

Tepkimenin hız sabitinin (

k

) sayısal değeri

0{}4

ve birimi

\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}

'dir.

Deneysel veriler incelendiğinde tepkimenin hız bağıntısı

\text{Hız} = k \cdot [X] \cdot [Y] \cdot [Z]^2

olarak bulunur. Deney 1 verileri yerine yazıldığında

4 \times 10^{-5} = k \cdot (0{}1) \cdot (0{}1) \cdot (0{}1)^2 \Rightarrow k = 0{}4

elde edilir. Toplam derece 4 olduğundan hız sabitinin birimi

\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}

olur.

Adım Adım Çözüm

1

Deney 1 ve 2 karşılaştırılarak

X

maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.

[Y]

ve

[Z]

derişimleri sabit tutulduğunda,

[X]

derişimi

2

katına (

0{}1\text{ M}

'dan

0{}2\text{ M}

'a) çıktığında hız da

2

katına (

4 \times 10^{-5}

'ten

8 \times 10^{-5}

'e) çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı

X

derişimi ile doğru orantılıdır (derecesi 1).

Hız bağıntısında yer alan bir maddenin derişimindeki değişimin hıza olan etkisini bulmak için diğer reaktiflerin derişimlerinin sabit olduğu deneyler seçilir.

2

Deney 1 ve 3 karşılaştırılarak

Y

maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.

[X]

ve

[Z]

derişimleri sabit tutulduğunda,

[Y]

derişimi

3

katına (

0{}1\text{ M}

'dan

0{}3\text{ M}

'a) çıktığında hız da

3

katına (

4 \times 10^{-5}

'ten

1{}2 \times 10^{-4}

'e) çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı

Y

derişimi ile doğru orantılıdır (derecesi 1).

Y

derişiminin hıza etkisini belirlemek amacıyla

[X]

ve

[Z]

'nin sabit kaldığı deneyler karşılaştırılır.

3

Deney 2 ve 4 karşıla��tırılarak

Z

maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.

[X]

ve

[Y]

derişimleri sabit tutulduğunda,

[Z]

derişimi

2

katına (

0{}1\text{ M}

'dan

0{}2\text{ M}

'a) çıktığında hız

4

katına (

8 \times 10^{-5}

'ten

3{}2 \times 10^{-4}

'e) çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı

Z

derişiminin karesi ile doğru orantılıdır (derecesi 2).

Z

derişiminin hıza etkisini belirlemek için

[X]

ve

[Y]

'nin derişimlerinin sabit kaldığı deneyler kullanılır.

4

Tepkimenin deneysel hız bağıntısını yazmak ve hız sabitinin (

k

) sayısal değeri ile birimini hesaplamak.

Tepkimenin hız bağıntısı

\text{Hız} = k \cdot [X] \cdot [Y] \cdot [Z]^2

şeklindedir. Herhangi bir deney verisi (örneğin Deney 1) bağıntıda yerine yazıldığında;

4 \times 10^{-5} = k \cdot (0{}1) \cdot (0{}1) \cdot (0{}1)^2 \Rightarrow k = 0{}4

olarak bulunur. Hız sabitinin birimi ise

\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}

'dir.

Hız sabiti

k

'nın sayısal değeri ve birimi, deneysel hız bağıntısında ölçülen değerler yerine konularak elde edilir.

Anahtar Kavram

Deney verilerinden yararlanarak hız bağıntısının elde edilmesi, reaksiyon derecesinin bulunması, hız sabiti (k) sayısal değeri ile biriminin hesaplanması ve tepkime mekanizmasının yorumlanması.

Tahmini Süre:2m 30s

Soru 25Soru →

Aşağıda sabit sıcaklıkta gerçekleştirilen farklı tepkimelere ait deney sonuçları tablolar halinde verilmiştir. Bu tabloları inceleyerek tepkimelerin hız bağıntılarına göre belirlenen tepkime derecelerini ve hız sabiti ( $k$ ) birimlerini içeren doğru ifadelerle eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Öğeler

**I. Tepkime (

A + B \rightarrow \text{Ürünler}

):**

Deney	$[A]$ (M)	$[B]$ (M)	Başlangıç Hızı (M/s)
1	0,1	0,1	$2 \times 10^{-4}$
2	0,2	0,1	$8 \times 10^{-4}$
3	0,2	0,3	$8 \times 10^{-4}$

**II. Tepkime (

X + Y \rightarrow \text{Ürünler}

):**

Deney	$[X]$ (M)	$[Y]$ (M)	Başlangıç Hızı (M/s)
1	0,1	0,1	$1 \times 10^{-3}$
2	0,1	0,2	$2 \times 10^{-3}$
3	0,3	0,2	$1,8 \times 10^{-2}$

**III. Tepkime (

P + Q \rightarrow \text{Ürünler}

):**

Deney	$[P]$ (M)	$[Q]$ (M)	Başlangıç Hızı (M/s)
1	0,1	0,1	$3 \times 10^{-6}$
2	0,2	0,1	$1,2 \times 10^{-5}$
3	0,2	0,2	$4,8 \times 10^{-5}$

**IV. Tepkime (

M + N \rightarrow \text{Ürünler}

):**

Deney	$[M]$ (M)	$[N]$ (M)	Başlangıç Hızı (M/s)
1	0,1	0,1	$5 \times 10^{-3}$
2	0,3	0,1	$5 \times 10^{-3}$
3	0,3	0,2	$1,0 \times 10^{-2}$

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

I. Tepkime -> Derecesi 2 olan ve birimi L/(mol.s) olan ifade; II. Tepkime -> Derecesi 3 olan ve birimi L^2/(mol^2.s) olan ifade; III. Tepkime -> Derecesi 4 olan ve birimi L^3/(mol^3.s) olan ifade; IV. Tepkime -> Derecesi 1 olan ve birimi 1/s olan ifade.

Her bir tepkimenin deney verilerinden yararlanılarak reaktiflerin derişimlerindeki değişimlerin hıza olan etkisi incelenir. Buradan reaktiflerin bireysel dereceleri belirlenir ve toplanarak tepkime derecesi (

n

) bulunur. Hız sabiti

k

'nın birimi

[k] = (\text{L}/\text{mol})^{n-1} \cdot \text{s}^{-1}

formülü kullanılarak hesaplanır. I. Tepkime için

TH = k \cdot [A]^2

(derece 2, birim

\text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}

), II. Tepkime için

TH = k \cdot [X]^2 \cdot [Y]

(derece 3, birim

\text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}

), III. Tepkime için

TH = k \cdot [P]^2 \cdot [Q]^2

(derece 4, birim

\text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}

), IV. Tepkime için

TH = k \cdot [N]

(derece 1, birim

\text{s}^{-1}

) olarak bulunarak doğru eşleştirmeler gerçekleştirilir.

Adım Adım Çözüm

1

I. Tepkime için hız bağıntısını belirlemek.

TH = k \cdot [A]^2

bağıntısı elde edilir.

Deney 1 ve 2 karşılaştırıldığında

[B]

sabitken

[A]

iki katına çıktığında hız 4 katına çıkmaktadır. Deney 2 ve 3 karşılaştırıldığında ise

[A]

sabitken

[B]

derişimi değişse de hız sabit kalmaktadır. Bu durum B'nin sıfırıncı, A'nın ise ikinci dereceden etki ettiğini gösterir.

2

II. Tepkime için hız bağıntısını belirlemek.

TH = k \cdot [X]^2 \cdot [Y]

bağıntısı elde edilir.

Deney 1 ve 2 karşılaştırıldığında

[X]

sabitken

[Y]

iki katına çıktığında hız iki katına çıkmaktadır. Deney 2 ve 3 karşılaşt��rıldığında ise

[Y]

sabitken

[X]

üç katına çıktığında hız 9 katına çıkmaktadır.

3

III. Tepkime için hız bağıntısını belirlemek.

TH = k \cdot [P]^2 \cdot [Q]^2

bağıntısı elde edilir.

Deney 1 ve 2 karşılaştırıldığında

[Q]

sabitken

[P]

iki katına çıktığında hız 4 katına çıkmaktadır. Deney 2 ve 3 karşılaştırıldığında ise

[P]

sabitken

[Q]

iki katına çıktığında hız 4 katına çıkmaktadır.

4

IV. Tepkime için hız bağıntısını belirlemek.

TH = k \cdot [N]

bağıntısı elde edilir.

Deney 1 ve 2 karşılaştırıldığında

[N]

sabitken

[M]

üç katına çıktığında hız değişmemektedir. Deney 2 ve 3 karşılaştırıldığında ise

[M]

sabitken

[N]

iki katına çıktığında hız iki katına çıkmaktadır.

5

Elde edilen tepkime hız bağıntılarından tepkime derecesini (

n

) bulmak ve hız sabitinin (

k

) birimini hesaplamak.

I. tepkime için

n=2

,

[k] = \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{s}^{-1}

; II. tepkime için

n=3

,

[k] = \text{L}^2 \cdot \text{mol}^{-2} \cdot \text{s}^{-1}

; III. tepkime için

n=4

,

[k] = \text{L}^3 \cdot \text{mol}^{-3} \cdot \text{s}^{-1}

; IV. tepkime için

n=1

,

[k] = \text{s}^{-1}

elde edilir.

Tepkime derecesi hız bağıntısındaki derişim üslerinin toplamıdır. Hız sabiti birimi

[k] = (\text{L}/\text{mol})^{n-1} \cdot \text{s}^{-1}

formülü ile hesaplanır.

Anahtar Kavram

Deney Verilerinden Tepkime Hız Bağıntısının, Derecesinin ve Hız Sabiti Biriminin Bulunması

Tahmini Süre:3m 0s

Soru 26Soru →

Sıcaklık artışı, bir kimyasal tepkimenin hızını artırırken taneciklerin aşması gereken aktifleşme enerjisi ( $E_a$ ) değerini düşürür.

Doğru

Yanlış

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: False

Cevap

S��caklık artışı bir kimyasal tepkimenin aktifleşme enerjisini (

E_a

) değiştirmez, bu nedenle ifade yanlıştır.

Aktifleşme enerjisi (

E_a

) tepkimenin türüne ve katalizör varlığına bağlı bir özelliktir. Sıcaklık artışı taneciklerin hızını ve enerjisini artırsa da tepkimenin gerçekleşmesi için aşılması gereken minimum enerji engelini (

E_a

) değiştiremez. Bu nedenle verilen ifade yanlıştır.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime hızına etki eden faktörlerden sıcaklık ve aktifleşme enerjisi ilişkisini analiz edin.

Sıcaklık artışı taneciklerin ortalama kinetik enerjisini ve yayılma hızını artırır.

Sıcaklık, ortalama kinetik enerjinin doğrudan bir ölçüsüdür.

2

Aktifleşme enerjisinin (eşik enerjisi) neye bağlı olduğunu belirleyin.

Aktifleşme enerjisi yalnızca tepkimenin mekanizmasını değiştiren katalizör ile değişebilir.

Aktifleşme enerjisi, tepkimeye giren bağların kopması için gereken minimum enerji bariyeridir ve sıcaklık bu bariyerin yüksekliğini etkilemez.

3

Sıcaklığın eşik enerjisini aşan tanecik sayısına etkisini değerlendirin.

Sıcaklık artışı eşik enerjisini aşan tanecik yüzdesini (etkin çarpışma sayısını) artırarak hızı artırır.

Kinetik enerji dağılım eğrisi sıcaklıkla sağa doğru kayar, böylece eşiğin sağında kalan alan (tanecik sayısı) büyür.

Anahtar Kavram

Sıcaklığın aktifleşme enerjisi (

E_a

) ve tepkime hızı üzerindeki etkisi

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 27Soru →

Tek basamakta gerçekleşen,

A(g) + B(g) \rightarrow C(g)

tepkimesinin potansiyel enerji - tepkime koordinatı grafiği aşağıda verilmiştir.

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Tepkimenin entalpi değişimi (

\Delta H

)

+50\text{ kJ}

'dir.

Geri tepkimenin aktifleşme enerjisi (

E_{a_i}

)

-120\text{ kJ}

'dir.

Tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi (

E_{a_g}

)

70\text{ kJ}

'dir.

Tepkimeye uygun bir katalizör eklendiğinde tepkime entalpisi (

\Delta H

) de azalır.

Sıcaklık artırıldığında tepkimenin aktifleşme enerjisi değeri artar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi ( $E_{a_g}$ ) $70\text{ kJ}$ 'dir.

Cevap

Tepkimenin ileri aktifleşme enerjisi (

E_{a_g}

)

70\text{ kJ}

'dir.

İleri aktifleşme enerjisi (

E_{a_g}

), aktifleşmiş kompleksin potansiyel enerjisi ile girenlerin potansiyel enerjisi arasındaki farktır. Grafik üzerinden yapılan hesaplamada

E_{a_g} = 90\text{ kJ} - 20\text{ kJ} = 70\text{ kJ}

bulunur. Bu değer daima pozitiftir ve doğru bir ifadedir.

Adım Adım Çözüm

1

Grafikten girenlerin, ürünlerin ve aktifleşmiş kompleksin potansiyel enerji değerlerini belirlemek.

H_{\text{girenler}} = 20\text{ kJ}

,

H_{\text{ürünler}} = -30\text{ kJ}

ve

H_{\text{aktifleşmiş kompleks}} = 90\text{ kJ}

'dir.

Hesaplamalarda kullanılacak başlangıç ve bitiş enerjileri ile tepe noktası değerlerini doğru tespit etmek gerekir.

2

İleri tepkimenin aktifleşme enerjisini (

E_{a_g}

) hesaplamak.

E_{a_g} = H_{\text{aktifleşmiş kompleks}} - H_{\text{girenler}} = 90 - 20 = 70\text{ kJ}

.

İleri aktifleşme enerjisi, girenlerin aktifleşmiş kompleks oluşturabilmesi için gereken minimum enerjidir.

3

Diğer enerji değerlerini (entalpi değişimi ve geri aktifleşme enerjisi) doğrulayarak seçenekleri analiz etmek.

\Delta H = -30 - 20 = -50\text{ kJ}

ve

E_{a_i} = 90 - (-30) = 120\text{ kJ}

olarak bulunur.

Seçeneklerdeki yanlış iddiaların neden hatalı olduğunu kanıtlamak için diğer termokimyasal büyüklükler hesaplanır.

Anahtar Kavram

Potansiyel enerji diyagramı yardımıyla tepkimenin entalpi değişimi (

\Delta H

), ileri aktifleşme enerjisi (

E_{a_g}

) ve geri aktifleşme enerjisinin (

E_{a_i}

) bulunması.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 28Soru →

Gaz fazında gerçekleşen bir kimyasal tepkimenin çarpışma teorisi esaslarına göre yürüyüşü ve aktifleşme enerjisi ile ilgili;

I. Çarpışan taneciklerin toplam kinetik enerjisi ileri aktifleşme enerjisine ( $E_{a_i}$ ) eşit veya bu değerden büyük olsa bile, uygun geometride gerçekleşmeyen çarpışmalar ürün oluşturamaz.
II. Reaktiflerin çarpışmasıyla oluşan aktifleşmiş kompleks, potansiyel enerjisi en yüksek olan kararsız tepe noktasıdır ve oluşan her aktifleşmiş kompleks kesinlikle ürün oluşumuyla sonuçlanır.
III. Aktifleşme enerjisinin ( $E_a$ ) değeri daima pozitif olup tepkimeye giren maddelerin türüne bağlıdır; bu değer sıcaklık değişimiyle değişmezken katalizör ilavesiyle düşürülebilir.

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 III

Cevap

Doğru cevap 'I ve III' yargılarını içeren seçenektir.

Çarpışma teorisine göre bir kimyasal tepkimenin gerçekleşebilmesi için taneciklerin uygun geometride çarpışması ve yeterli kinetik enerjiye sahip olması gerekir. Kinetik enerji yeterli olsa bile uygun geometri sağlanamazsa etkin çarpışma gerçekleşmez ve ürün oluşmaz. Aktifleşmiş kompleks kararsız bir ara durum olup reaktiflere geri dönebilir veya ürünlere dönüşebilir; dolayısıyla her aktifleşmiş kompleks oluşumu kesinlikle ürünle sonuçlanmaz. Aktifleşme enerjisi daima pozitif olup tepkenlerin cinsine bağlıdır, sıcaklık ile değişmez ancak katalizör ile düşürülebilir. Bu nedenle doğru yargılar 'I ve III'tür.

Adım Adım Çözüm

1

Birinci öncülün doğruluğunu analiz etme

Doğru

Çarpışma teorisinin en temel şartlarından biri taneciklerin uygun geometride (doğrultu ve yönelimde) çarpışmasıdır. Enerji yeterli olsa bile uygun geometri sağlanamazsa etkin çarpışma gerçekleşmez.

2

İkinci öncülün doğruluğunu analiz etme

Yanlış

Aktifleşmiş kompleks yüksek enerjili ve kararsızdır. Bu yapı reaktiflere geri dönebileceği gibi ürünlere de dönüşebilir. Her aktifleşmiş kompleks kesinlikle ürün oluşturmaz.

3

Üçüncü öncülün doğruluğunu analiz etme

Doğru

Aktifleşme enerjisi (

E_a

) daima pozitif bir değerdir ve tepkimeye giren maddelerin türüne (bağ yapılarına) bağlıdır. Sıcaklık artışı aktifleşme enerjisini değiştirmez (sadece onu aşan tanecik sayısını artırır), eşik enerjisini değiştiren tek faktör katalizördür.

Anahtar Kavram

Çarpışma teorisi kuralları ve aktifleşme enerjisini etkileyen faktörler

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 29Soru →

Bir miktar

\text{Zn}

katısı,

4\text{ L}

hacmindeki

\text{HCl}

sulu çözeltisi ile artansız tepkimeye girmektedir. Tepkime denklemi,

\text{Zn(k)} + 2\text{HCl(suda)} \rightarrow \text{ZnCl}_2\text{(suda)} + \text{H}_2\text{(g)}

şeklindedir. Tepkime başladıktan

20

saniye sonra normal koşullarda (N.Ş.A.)

8,96\text{ L}

\text{H}_2

gazının açığa çıktığı belirlenmiştir.
Buna göre, tepkimede

\text{HCl}

maddesinin harcanma ortalama hızı kaç

\text{M/s}

'dir?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 0.01

Cevap

Tepkimede HCl maddesinin harcanma ortalama hızı 0,01 M/s'dir.

Tepkime denklemine göre, 0,4 mol H2 gazı oluşurken 0,8 mol HCl harcanır. 4 L çözeltideki HCl derişimi 0,2 M azalır. 20 saniyede gerçekleşen bu değişim sonucunda ortalama hız 0,2 / 20 = 0,01 M/s olur.

Adım Adım Çözüm

1

Açığa çıkan H2 gazının mol sayısını hesaplama

0,4 mol H2

Normal koşullarda 1 mol gaz 22,4 L hacim kapladığından, n = V / 22,4 formülü kullanılır.

2

Harcanan HCl maddesinin mol sayısını bulma

0,8 mol HCl

Tepkime denklemindeki katsayılara göre, 1 mol H2 olu��umu için 2 mol HCl harcanması gerekir.

3

HCl çözeltisindeki derişim değişimini hesaplama

0,2 M

Molarite formülü (M = n / V) kullanılarak mol sayısı çözelti hacmine bölünür.

4

HCl maddesinin ortalama harcanma hızını hesaplama

0,01 M/s

Ortalama hız formülü (r = delta[C] / delta[t]) kullanılarak derişim değişimi geçen süreye bölünür.

Anahtar Kavram

Tepkime hızlarının stokiyometrik katsayılar ve derişim zaman ilişkisiyle hesaplanması

Soru 30Soru →

Kimyasal tepkimelerde hız kavramları ile bu kavramların matematiksel veya fiziksel tanımlarını doğru şekilde eşle��tiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Eşleşen çiftler sırasıyla: Hız bağıntısı için

2 \cdot r_{H_2} = 3 \cdot r_{NH_3}

ilişkisi; teğet doğrusunun eğimi için anlık hız; derişim değişiminin zamana oranı için ortalama hız; ve hızın zamanla değişimi için zamanla azalarak sıfıra yaklaşması şeklindedir.

Kimyasal tepkimelerde ortalama hız belirli bir zaman aralığındaki derişim değişimini ifade ederken, anlık hız belirli bir andaki teğetin eğimiyle bulunur. Tepkime hızı reaktiflerin derişimi azaldıkça zamanla azalır. Hız bağıntısı katsayıları dikkate alınarak doğru eşleştirilmiştir.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime hızlarının katsayılarla ilişkisini belirlemek

2 \cdot r_{H_2} = 3 \cdot r_{NH_3}

bağıntısına ulaşılır.

N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)

tepkimesindeki stokiyometrik oranları karşılaştırmak için hızlar katsayılarına bölünür.

2

Grafikten anlık hız bulma yöntemini tanımlamak

Belirli bir

t

anındaki anlık hızın teğet eğimiyle bulunacağı belirlenir.

Grafikteki eğri üzerindeki tek bir noktadan geçen teğetin eğimi o andaki değişim hızını (anlık hızı) gösterir.

3

Ortalama hızın tanımını ve hesaplama yöntemini açıklamak

Derişimdeki net değişimin toplam zamana oranı olarak ortalama hız seçilir.

Ortalama hız, belirli bir zaman aralığındaki toplam değişimi yansıtır.

4

Tepkime hızının zamanla değişim karakterini analiz etmek

Reaktif derişimleri azaldıkça anlık hızın azalarak sıfıra yaklaşacağı sonucuna varılır.

Tepkime hızı reaktiflerin çarpışma sıklığına ve dolayısıyla derişimlerine bağlıdır.

Anahtar Kavram

Ortalama ve Anlık Tepkime Hızı

Tahmini Süre:1m 30s

Soru 31Soru →

Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen tek adımlı bir kimyasal tepkimenin denklemi şu şekildedir:

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

Bu tepkimenin gerçekleştiği koşullar ve hızına etki eden etmenler incelenmektedir.

Buna göre, tepkimenin hız bağıntısı ve hız sabitinin ( $k$ ) özellikleri ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Tepkimenin hız bağıntısı

r = k \cdot [A]^2 \cdot [B] \cdot [C]^3

şeklindedir.

Tepkimenin derecesi (mertebesi) 6'dır.

Tepkime kabının hacmi aynı sıcaklıkta yarıya indirildiğinde tepkime hızı 32 katına çıkar.

Tepkime kabının hacmi aynı sıcaklıkta yarıya indirildiğinde tepkime hızı 64 katına çıkar.

Hız sabitinin (

k

) birimi

\text{L}^5/(\text{mol}^5\cdot\text{s})

'dir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkime kabının hacmi aynı sıcaklıkta yarıya indirildiğinde tepkime hızı 32 katına çıkar.

Cevap

Tepkime kabının hacmi aynı sıcaklıkta yarıya indirildiğinde tepkime hızı 32 katına çıkar.

Tepkime tek basamakta gerçekleştiğinden, hız bağıntısı girenlerin fiziksel hallerine göre yazılır. Gaz halindeki

A

ve suda çözünmüş

C

hız bağıntısında yer alırken, saf sıvı halindeki

B

hız bağıntısına dahil edilmez. Bu durumda hız bağıntısı

r = k \cdot [A]^2 \cdot [C]^3

olur. Sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirildiğinde, gaz ve çözelti fazındaki maddelerin derişimleri 2 katına çıkar. Hız bağıntısındaki üsler dikkate alındığında (

2^2 \cdot 2^3 = 32

), tepkime hızı 32 katına çıkar.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin hız bağıntısının belirlenmesi

Tepkimenin hız bağıntısı

r = k \cdot [A]^2 \cdot [C]^3

olarak bulunur.

Tek basamaklı tepkimelerde hız bağıntısı girenlerin derişimlerine göre yazılır. Saf katı ve saf sıvılar hız bağıntısında yer almazken, gazlar ve suda çözünmüş maddeler (iyonlar/moleküller) yazılır.

2

Hacim değişiminin derişimlere etkisinin belirlenmesi

Kap hacmi yarıya indirildiğinde gaz fazındaki

A

ve suda çözünmüş olan

C

maddelerinin derişimleri 2 katına çıkar.

Molarite formülü (

M = n/V

) uyarınca, sıcaklık ve mol sayısı sabitken hacim yarıya inerse derişimler 2 katına çıkar.

3

Tepkime hızındaki değişimin hesaplanması

Yeni tepkime hızı ilk hızın 32 katı olur.

Hız bağıntısında derişimler yerine yazıldığında;

r' = k \cdot (2[A])^2 \cdot (2[C])^3 = 32 \cdot k \cdot [A]^2 \cdot [C]^3 = 32r

elde edilir.

Anahtar Kavram

Kimyasal tepkimelerde hız bağıntısının yazılması ve derişim/hacim değişimlerinin hıza etkisi.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 32Soru →

Tek basamakta gerçekleştiği bilinen,

\text{C}(k) + 2\text{N}_2\text{O}(g) \rightarrow \text{CO}_2(g) + 2\text{N}_2(g)

tepkimesinin gerçekleştiği kabın hacmi, sabit sıcaklıkta başlangıç hacminin

\frac{1}{3}

'ine indiriliyor.

Buna göre, son durumdaki tepkime hızı başlangıçtaki tepkime hızının kaç katına çıkar?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 9

Cevap

Tepkime hızı başlangıçtaki tepkime hızının 9 katına çıkar.

Tepkimenin hız bağıntısı

r = k \cdot [\text{N}_2\text{O}]^2

şeklindedir çünkü katı haldeki karbon (C) hız bağıntısında yer almaz. Kabın hacmi

\frac{1}{3}

'ine düşürüldüğünde, gaz halindeki

\text{N}_2\text{O}

derişimi 3 katına çıkar. Bu derişim artışı hız bağıntısında yerine konulduğunda hız

3^2 = 9

katına çıkar.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin hız bağıntısını yazmak.

r = k \cdot [\text{N}_2\text{O}]^2

Tek basamakta gerçekleşen tepkimelerde hız bağıntısı girenlerin derişimlerine göre yazılır. Katı ve saf sıvılar derişimleri sabit olduğu için hız bağıntısında yer almaz.

2

Kabın hacminin azaltılmasının derişime etkisini hesaplamak.

[\text{N}_2\text{O}]' = 3[\text{N}_2\text{O}]

Sabit sıcaklık ve madde miktarında, gazların derişimi kabın hacmi ile ters orantılıdır. Hacim

\frac{1}{3}

'ine indiğinde derişim 3 katına çıkar.

3

Derişim değişimini hız bağıntısına uygulayarak hızdaki artışı bulmak.

r' = 9r

Hız bağıntısında derişimlerin karesi alındığı için derişimdeki 3 katlık artış hızı

3^2 = 9

katına çıkarır.

Anahtar Kavram

Tek basamaklı tepkimelerde katıların hız bağıntısına yazılmaması ve hacim değişiminin gaz derişimi üzerindeki etkisiyle tepkime hızının değişimi.

Soru 33Soru →

Tek basamakta (elementer) gerçekleştiği bilinen,

\text{Mg}(k) + 2\text{HBr}(suda) \rightarrow \text{MgBr}_2(suda) + \text{H}_2(g)

tepkimesinin bulunduğu kaba, aynı sıcaklıkta çözelti hacmini 2 katına çıkaracak kadar saf su ilave ediliyor.

Buna göre, tepkime hızı başlangıç hızına göre nasıl değişir?

4 katına çıkar.

Yarıya iner.

4'te 1'ine iner.

8'de 1'ine iner.

Değişmez.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4'te 1'ine iner.

Cevap

Tepkime hızı 4'te 1'ine iner.

Tepkime tek basamaklı olduğundan hız bağıntısı girenlerin katsayıları üs alınarak yazılır. Katı haldeki maddeler hız bağıntısına dahil edilmediği için hız bağıntısı

r = k \cdot [\text{HBr}]^2

olur. Hacim 2 katına çıkarıldığında HBr çözeltisinin derişimi yarıya iner. Hız, derişimin karesi ile doğru orantılı değiştiğinden başlangıç hızının 4'te 1'ine iner.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin hız bağıntısı belirlenir.

Tepkime tek basamakta gerçekleştiği için hız bağıntısı girenlerin derişimlerine göre yazılır. Katı haldeki

\text{Mg}

hız bağıntısına yazılmaz. Hız bağıntısı:

r = k \cdot [\text{HBr}]^2

şeklindedir.

Saf katı ve sıvıların derişimleri sabit kabul edildiğinden hız bağıntısında yer almazlar.

2

Hacim değişimi sonrasındaki yeni derişim hesaplanır.

��özelti hacmi 2 katına çıkarıldığında,

[\text{HBr}]

derişimi yarıya düşer (

[\text{HBr}] / 2

).

Molarite (

M = n/V

) formülüne göre çözelti hacmi iki katına çıkarsa çözünen maddelerin derişimleri yarıya iner.

3

Yeni derişim hız bağıntısında yerine yazılarak hız değişimi bulunur.

r_{yeni} = k \cdot \left(\frac{[\text{HBr}]}{2}\right)^2 = \frac{1}{4} \cdot k \cdot [\text{HBr}]^2 = \frac{r_{baslangic}}{4}

olarak bulunur. Tepkime hızı 4'te 1'ine iner.

Hız bağıntısında derişimin karesi yer aldığı için derişimdeki yarıya düşüş hızı dörtte birine düşürür.

Anahtar Kavram

Derişimin Tepkime Hızına Etkisi ve Hız Bağıntısının Yazılması

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 34Soru →

Tek basamakta gerçekleşen,

2X(g) + Y(k) + 3Z(suda) \rightarrow T(g) + 2L(suda)

tepkimesi için sabit sıcaklıkta gerçekleştirilen işlemler sol sütunda, bu işlemler sonucunda tepkime hızında meydana gelen değişimler ise sağ sütunda karışık olarak verilmiştir. Buna göre, sol sütundaki işlemler ile sağ sütundaki hız değişimlerini doğru şekilde eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

Sabit hacimli kapta X(g) derişiminin 2 katına çıkarılıp Y(k) miktarının 3 kat��na çıkarılması işlemi, tepkime hızını 4 katına çıkarır. Sulu çözelti hacminin iki katına çıkarılıp X(g) derişiminin sabit tutulması işlemi, tepkime hızını 8'de 1'ine düşürür. Kap hacminin yarıya indirilmesi işlemi ise tepkime hızını 32 katına çıkarır.

Doğru eşleştirmede; katıların hıza etki etmediği bilgisi kullanılarak X derişiminin iki katına çıkarılmasının hızı 4 katına çıkardığı, su eklenerek hacminin iki katına çıkarılmasının Z derişimini yarıya indirdiği ve bunun hızı 8'de 1'ine düşürdüğü, kap hacminin yarıya indirilmesinin ise hem X hem de Z derişimlerini iki katına çıkararak hızı 32 katına çıkardığı görülür.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimenin hız bağıntısının belirlenmesi

Hız bağıntısı:

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]^3

Tek basamakta gerçekleşen tepkimelerde hız bağıntısı, girenlerin katsayıları üs olarak yazılarak oluşturulur. Saf katı haldeki

Y(k)

maddesi hız bağıntısına yazılmaz.

2

İlk işlemin hız üzerindeki etkisinin hesaplanması

Tepkime hızı 4 katına çıkar.

X(g)

derişimi 2 katına çıkarıldığında

[X]^2

ifadesinden dolayı hız 4 katına çıkar. Katı olan

Y

maddesi hız bağıntısında yer almadığı için hıza etki etmez.

3

İkinci işlemin hız üzerindeki etkisinin hesaplanması

Tepkime hızı 8'de 1'ine iner.

Hacim iki katına çıkarıldığında

Z(suda)

derişimi yarıya iner. Hız bağıntısında

[Z]^3

terimi bulunduğundan hız

(1/2)^3 = 1/8

katına düşer.

X(g)

derişimi sabit tutulduğu için hıza ek bir etkisi olmaz.

4

Üçüncü işlemin hız üzerindeki etkisinin hesaplanması

Tepkime hızı 32 katına çıkar.

Kap hacmi yarıya indirildiğinde gaz fazındaki

X

ve sulu çözeltideki

Z

derişimleri 2 katına çıkar. Hız bağıntısı

r = k \cdot [X]^2 \cdot [Z]^3

olduğundan, yeni hız

r_2 = k \cdot (2[X])^2 \cdot (2[Z])^3 = 32r

olur.

Anahtar Kavram

Reaksiyona giren maddelerin fiziksel hallerinin hız bağıntısına etkisi ve derişim değişimlerinin tepkime hızına matematiksel yansıması.

Soru 35Soru →

Tek basamakta (elementer) gerçekleştiği bilinen,

\text{A}(g) + 2\text{B}(k) + \text{C}(g) \rightarrow \text{Ürünler}

tepkimesi sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta gerçekleştirilmektedir.
Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

Tepkimenin hız bağıntısı

r = k \cdot [\text{A}] \cdot [\text{C}]

şeklindedir.

Tepkimenin derecesi (mertebesi) 2'dir.

Sabit sıcaklıkta kaba

\text{B}

katısı eklenmesi tepkime hızını artırır.

Sabit sıcaklıkta kabın hacmi yarıya indirilirse başlangıç tepkime hızı 4 katına çıkar.

Sabit sıcaklıkta tepkime kabına

\text{B}

katısı eklenmesi başlangıç tepkime hızını etkilemez.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Sabit sıcaklıkta kaba $\text{B}$ katısı eklenmesi tepkime hızını artırır.

Cevap

Sabit sıcaklıkta kaba B katısının eklenmesinin tepkime hızını artıracağını belirten ifade yanlıştır.

B katısı eklenmesinin tepkime hızını artıracağını belirten ifade yanlıştır çünkü katıların miktarlarının artırılması onların etkin derişimlerini değiştirmeyeceği için başlangıç tepkime hızına etki etmez.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkimeye giren maddelerin fiziksel hallerine göre hız bağıntısı belirlenir.

Hız bağıntısı

r = k \cdot [\text{A}] \cdot [\text{C}]

olarak bulunur.

Katıların derişimleri sabit olduğundan hız bağıntısına yazılmaz, yalnızca gaz ve sulu çözelti fazındaki maddeler yazılır.

2

Tepkime derecesi hız bağıntısı üzerinden hesaplanır.

Tepkime derecesi

1 + 1 = 2

'dir.

Tepkime derecesi hız bağıntısındaki derişimlerin üsleri toplamıdır.

3

Kaba katı eklenmesinin hıza etkisi incelenir.

B katısı eklemek hızı değiştirmez.

Katı eklenmesi derişimi ve hız sabitini değiştirmediği için tepkime hızını etkilemez.

4

Hacim değişiminin hıza etkisi hesaplanır.

Hacim yarıya inerse hız 4 katına çıkar.

Hacim yarıya indiğinde gazların derişimleri 2 katına çıkar. Hız bağıntısı

r = k \cdot [\text{A}] \cdot [\text{C}]

olduğundan hız

2 \times 2 = 4

katına çıkar.

Anahtar Kavram

Heterojen tepkimelerde katı ve sıvıların hız bağıntısına dahil edilmemesi ve derişim değişimlerinin hıza etkisi.

Soru 36Soru →

İki basamakta gerçekleşen bir tepkimenin adımları aşağıda verilmiştir:

I. $2\text{X}(g) + \text{Y}(k) \rightarrow \text{Z}(g) + \text{T}(g)$ (Yavaş)

II. $\text{Z}(g) + \text{W}(g) \rightarrow \text{P}(g)$ (Hızlı)

Sabit sıcaklıkta bu tepkimenin gerçekleştirildiği kabın hacmi yarıya düşürülüyor.

Buna göre, tepkimenin son durumdaki hızının başlangıçtaki hızına oranı kaçtır?

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: 4

Cevap

Tepkimenin son durumdaki hızının başlangıçtaki hızına oranı 4'tür.

Tepkime hızı en yavaş basamak olan birinci adıma göre belirlenir. Bu adımda reaktiflerden

\text{Y}

katı fazda olduğu için hız bağıntısına yazılmaz. Dolayısıyla hız bağıntısı

r = k \cdot [\text{X}]^2

şeklindedir. Sıcaklık sabitken hacmin yarıya düşürülmesi

\text{X}

gazının derişimini 2 katına çıkarır. Hız,

\text{X}

derişiminin karesiyle orantılı olduğundan son hız ilk hızın

2^2 = 4

katı olur.

Adım Adım Çözüm

1

Yavaş basamağa göre hız bağıntısının belirlenmesi.

Hız bağıntısı

r = k \cdot [\text{X}]^2

olur.

Mekanizmalı tepkimelerde hız yavaş basamağa g��re yazılır ve katı haldeki

\text{Y}

maddesi bağıntıya dahil edilmez.

2

Hacim değişimi ile

\text{X}

gazının derişimindeki değişimin hesaplanması.

\text{X}

gazının derişimi 2 katına çıkar (

[\text{X}]_2 = 2[\text{X}]_1

).

Sabit sıcaklıkta hacim yarıya indirildiğinde gazların derişimleri 2 katına çıkar.

3

Hızlar oranının bulunması.

Son hızın ilk hıza oranı 4'tür.

Hız,

\text{X}

gazının derişiminin karesiyle doğru orantılı olduğundan derişim 2 katına çıkınca hız 4 katına çıkar.

Anahtar Kavram

Mekanizmalı tepkimelerde hız bağıntısının yavaş adımdaki gaz ve sulu çözelti fazındaki reaktiflere göre yazılması ve hacim değişiminin derişimler üzerinden hıza etkisi.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 37Soru →

Belirli bir sıcaklıkta gerçekleşen,

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

tepkimesine ait deney sonuçları aşağıda verilmiştir:

Deney	$[A]$ (mol/L)	$[B]$ (mol/L)	Başlangıç Hızı (mol/L·s)
1	$0,1$	$0,1$	$2 \times 10^{-4}$
2	$0,2$	$0,1$	$4 \times 10^{-4}$
3	$0,2$	$0,3$	$3,6 \times 10^{-3}$

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Tepkimenin derecesi (mertebesi) ile moleküleritesi birbirine eşittir.

Hız bağıntısı

r = k[A]^2[B][D]

şeklindedir.

Tepkimenin hız bağıntısı

r = k[A][B]^2

olup hız sabitinin (

k

) sayısal değeri

0,2

dir.

Sabit sıcaklıkta tepkime kabına

D

katısı eklenirse tepkime hızı artar.

Tepkimeye uygun bir katalizör ilave edilirse etkin çarpışma sayısı artarken tepkime entalpisi (

\Delta H

) azalır.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimenin hız bağıntısı $r = k[A][B]^2$ olup hız sabitinin ( $k$ ) sayısal değeri $0,2$ dir.

Cevap

Tepkimenin hız bağıntısı

r = k[A][B]^2

şeklindedir ve hız sabiti

k

'nın sayısal değeri

0,2

dir.

Tepkime hızı, A derişiminin 1. kuvvetiyle ve B derişiminin 2. kuvvetiyle doğru orantılıdır; katı olan D ise bağıntıda yer almaz. Dolayısıyla hız bağıntısı

r = k[A][B]^2

şeklindedir. Deney 1 verileri yerine yazıldığında hız sabiti

k = 0,2

olarak hesaplanır.

Adım Adım Çözüm

1

A maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirleyin.

Deney 1 ve Deney 2'de B derişimi sabit tutulmuştur (

0,1

mol/L). A derişimi

2

katına (

0,1

mol/L'den

0,2

mol/L'ye) çıkarıldığında, tepkime hızı da

2

katına (

2 \times 10^{-4}

mol/L·s'den

4 \times 10^{-4}

mol/L·s'ye) çıkmıştır. Dolayısıyla tepkime hızı A'nın derişimi ile doğru orantılıdır: derecesi

1

'dir (

[A]^1

).

Bir maddenin derişim değişiminin hıza etkisini bulabilmek için diğer maddelerin derişimlerinin sabit kaldığı deneyler seçilmelidir.

2

B maddesinin hız bağıntısındaki derecesini belirleyin.

Deney 2 ve Deney 3'te A derişimi sabit tutulmuştur (

0,2

mol/L). B derişimi

3

katına (

0,1

mol/L'den

0,3

mol/L'ye) çıkarıldığında, tepkime hızı

9

katına (

4 \times 10^{-4}

mol/L·s'den

3,6 \times 10^{-3}

mol/L·s'ye) çıkmıştır (

9 = 3^2

). Dolayısıyla tepkime hızı B'nin derişiminin karesiyle orantılıdır: derecesi

2

'dir (

[B]^2

).

Hızdaki artış oranının, derişimdeki artış oranının kaçıncı dereceden üssü olduğu incelenerek ilgili maddenin derecesi belirlenir.

3

Katı fazdaki D maddesinin etkisini inceleyin ve hız bağıntısını yazın.

D maddesi katı fazda (

D(k)

) olduğundan derişimi sabittir ve hız bağıntısına dahil edilmez. Bu bilgiler doğrultusunda deneysel hız bağıntısı:

r = k[A][B]^2

olur.

Katı ve saf sıvı fazdaki maddelerin aktif kütleleri (derişimleri) değişmediği için hız bağıntısında gösterilmezler.

4

Deney 1 verilerini kullanarak hız sabiti

k

'nın değerini hesaplayın.

2 \times 10^{-4} = k \cdot (0,1) \cdot (0,1)^2 \Rightarrow 2 \times 10^{-4} = k \cdot 10^{-3} \Rightarrow k = 0,2

elde edilir.

Herhangi bir deney verisi hız bağıntısında yerine yazılarak hız sabiti

k

'nın sayısal değeri ve birimi bulunabilir.

Anahtar Kavram

Deney verileri kullanılarak reaktiflerin derişim değişimlerinin tepkime hızına etkisi belirlenir ve hız bağıntısı ile hız sabiti (k) hesaplanır.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 38Soru →

Sabit sıcaklıkta gerçekleşen,

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

tepkimesine ait deney sonuçları aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Deney	$[X]$ (M)	$[Y]$ (M)	Başlangıç Hızı (M/s)
1	$0,1$	$0,1$	$2 \times 10^{-4}$
2	$0,2$	$0,1$	$8 \times 10^{-4}$
3	$0,1$	$0,3$	$6 \times 10^{-4}$

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Hız sabitinin (

k

) değeri

0,2

ve birimi

\text{L}^2/(\text{mol}^2\cdot\text{s})

'dir.

Tepkimenin deneysel hız bağıntısı

\text{Hız} = k [X]^2 [Y] [Z]

şeklindedir.

Tepkimeye uygun bir katalizör eklendiğinde tepkime hızı artarken tepkime entalpisi (

\Delta H

) azalır.

Aynı sıcaklıkta tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse hız sabiti

k

'nin değeri artar.

Tepkimenin

K_p

ve

K_c

değerleri arasındaki ilişkiyi belirleyen

\Delta n

değeri

1

'dir.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Hız sabitinin ( $k$ ) değeri $0,2$ ve birimi $\text{L}^2/(\text{mol}^2\cdot\text{s})$ 'dir.

Cevap

Hız sabitinin (

k

) değeri

0,2

ve birimi

\text{L}^2/(\text{mol}^2\cdot\text{s})

'dir.

Deney verilerine göre hız bağıntısı

\text{Hız} = k [X]^2 [Y]

şeklindedir. 1. deney verileri bağıntıda yerine yazıldığında

2 \times 10^{-4} = k \times (0,1)^2 \times (0,1)

eşitliğinden

k = 0,2

bulunur. Tepkime derecesi 3 olduğundan

k

'nin birimi

\text{L}^2/(\text{mol}^2\cdot\text{s})

'dir. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.

Adım Adım Çözüm

1

Deney verilerini karşılaştırarak reaktiflerin hız bağıntısındaki derecelerini belirlemek.

X

reaktifine göre derece 2,

Y

reaktifine göre derece 1'dir. Hız bağıntısı:

\text{Hız} = k [X]^2 [Y]

1. ve 2. deneylerde

[Y]

sabitken

[X]

2 katına çıkmış, hız 4 katına çıkmıştır (

2^2 = 4

). 1. ve 3. deneylerde

[X]

sabitken

[Y]

3 katına çıkmış, hız 3 katına çıkmıştır (

3^1 = 3

).

2

1. deney verilerini elde edilen hız bağıntısında yerine yazarak hız sabiti

k

'nin değerini hesaplamak.

k = 0,2

olarak bulunur.

2 \times 10^{-4} = k \times (0,1)^2 \times (0,1) \Rightarrow 2 \times 10^{-4} = k \times 10^{-3} \Rightarrow k = 0,2

3

Tepkimenin toplam derecesini kullanarak hız sabiti

k

'nin birimini belirlemek.

k

'nin birimi

\text{L}^2/(\text{mol}^2\cdot\text{s})

'dir.

Hız sabiti

k

'nin birim formülü

(\text{L}/\text{mol})^{n-1} \cdot \text{s}^{-1}

şeklindedir. Burada tepkime derecesi

n = 2 + 1 = 3

olduğundan birim

\text{L}^2/(\text{mol}^2\cdot\text{s})

olur.

Anahtar Kavram

Deney verilerinden yararlanılarak kimyasal tepkimenin hız bağıntısının, hız sabitinin sayısal değerinin ve biriminin belirlenmesi.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 39Soru →

Sabit sıcaklıkta tek basamakta gerçekleşmediği bilinen,

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

tepkimesine ait deney sonuçları aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Deney	$[A]\text{ (M)}$	$[C]\text{ (M)}$	Başlangıç Hızı $(\text{M/s})$
1	$0,1$	$0,1$	$4 \times 10^{-4}$
2	$0,2$	$0,1$	$8 \times 10^{-4}$
3	$0,1$	$0,3$	$3,6 \times 10^{-3}$

Buna göre, bu tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

Tepkimenin deneysel hız bağıntısı

r = k[A]^2[B][C]^2

şeklindedir.

Tepkimeye aynı sıcaklıkta uygun bir katalizör ilave edilirse tepkime hızı artar ve tepkimenin entalpi değişimi (

\Delta H

) azalır.

Tepkimenin deneysel hız bağıntısı

r = k[A][C]^2

olup aynı sıcaklıktaki hız sabitinin (

k

) değeri

0,4

'tür.

Sabit sıcaklıkta tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse girenlerin ve ürünlerin gaz katsayıları toplamı eşit olduğundan tepkime hızı değişmez.

Sabit sıcaklıkta tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse etkin çarpışma sayısı artacağından hız sabiti

k

'nın değeri de artar.

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap: Tepkimenin deneysel hız bağıntısı $r = k[A][C]^2$ olup aynı sıcaklıktaki hız sabitinin ( $k$ ) değeri $0,4$ 'tür.

Cevap

Deneysel hız bağıntısı

r = k[A][C]^2

olup hız sabiti

k = 0,4

'tür.

Deney verileri incelendiğinde, C'nin derişimi sabit tutulup A'nın derişimi 2 katına çıkarıldığında hızın 2 katına çıktığı görülür. Bu durum hızın A ile 1. dereceden orantılı olduğunu gösterir. A'nın derişimi sabit tutulup C'nin derişimi 3 katına çıkarıldığında hızın 9 katına çıktığı görülür. Bu durum ise hızın C ile 2. dereceden orantılı olduğunu gösterir. Saf sıvı olan B maddesi hız bağıntısına dahil edilmez. Buradan hız bağıntısı

r = k[A][C]^2

olarak bulunur. Deney 1 verileri yerine yazıldığında

k = 0,4

değeri elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1

Deney 1 ve Deney 2 verileri karşılaştırılarak A maddesinin derişimindeki değişimin tepkime hızına etkisi incelenir.

C'nin derişimi sabit tutulup A'nın derişimi 2 katına çıkarıldığında başlangıç hızı da 2 katına çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı, A'nın derişimiyle do��ru orantılıdır (1. dereceden).

A'nın hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.

2

Deney 1 ve Deney 3 verileri karşıla��tırılarak C maddesinin derişimindeki değişimin tepkime hızına etkisi incelenir.

A'nın derişimi sabit tutulup C'nin derişimi 3 katına çıkarıldığında başlangıç hızı 9 katına (

3^2

) çıkmıştır. Bu durumda tepkime hızı, C'nin derişiminin karesiyle orantılıdır (2. dereceden).

C'nin hız bağıntısındaki derecesini belirlemek.

3

Saf sıvı olan B maddesi elenerek deneysel hız bağıntısı yazılır.

Saf sıvılar hız bağıntısında yer almadığından B maddesi bağıntıya yazılmaz. Hız bağıntısı

r = k[A][C]^2

şeklinde olur.

Tepkimenin deneysel hız bağıntısını oluşturmak.

4

Deney 1'deki değerler hız bağıntısında yerine yazılarak hız sabiti

k

'nın değeri hesaplanır.

4 \times 10^{-4} = k \cdot (0,1) \cdot (0,1)^2 \Rightarrow 4 \times 10^{-4} = k \cdot 10^{-3} \Rightarrow k = 0,4

olarak bulunur.

Hız sabiti

k

'nın sayısal değerini bulmak.

Anahtar Kavram

Deneysel verilerden hız bağıntısının yazılması ve hız sabitinin hesaplanması.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 40Soru →

Sabit sıcaklıkta gerçekleştirilen bir kimyasal tepkimenin deneysel hız bağıntısı belirlenirken, reaktiflerin derişimlerindeki kat değişimleri ile bu değişimlerin başlangıç hızında yol açtığı kat artışları incelenmektedir. Sol sütunda reaktiflerin hız dereceleri ve derişimlerindeki değişimler, sağ sütunda ise bu değişimlerin tepkime hızında yol açtığı kat artışları karışık olarak verilmiştir. Buna göre, derişim değişimlerini doğru hız artış faktörleriyle eşleştiriniz.

Soldaki öğeye tıklayın, sonra eşleşen sağdaki öğeye tıklayın

Cevabı ve açıklamayı göster

Cevap

X reaktifinin derişiminin 3 katına çıkarılması tepkime hızını 9 katına çıkarır (right_3), Y reaktifinin derişiminin 2 katına çıkarılması hızı 2 katına çıkarır (right_2), Z reaktifinin derişiminin 5 katına çıkarılması ise hızı değiştirmez (right_1).

Derişim değişiminin hıza etkisi, derişim artış katsayısının tepkime derecesi kadar üssü alınarak bulunur. Buna göre 2. dereceden reaktifin derişiminin 3 katına çıkması hızı 9 katına çıkarırken, 1. dereceden reaktifin derişiminin 2 katına çıkması hızı 2 katına çıkarır. Derecesi 0 olan reaktifin derişim değişimi ise hızı etkilemez.

Adım Adım Çözüm

1

Tepkime derecesi 2 olan X reaktifinin derişim değişiminin hıza etkisini hesaplama

X reaktifinin derecesi 2 olduğu için hız bağıntısında

[X]^2

ifadesi yer alır. Derişim 3 katına çıkarıldığında hızdaki değişim

3^2 = 9

kat olur.

İkinci dereceden bir reaktifin derişimindeki artışın hıza karesel etki yapacağını göstermek.

2

Tepkime derecesi 1 olan Y reaktifinin derişim değişiminin hıza etkisini hesaplama

Y reaktifinin derecesi 1 olduğu için hız bağıntısında

[Y]^1

ifadesi yer alır. Derişim 2 katına çıkarıldığında hızdaki değişim

2^1 = 2

kat olur.

Birinci dereceden bir reaktifin derişimindeki artışın hıza doğrusal etki yapacağını göstermek.

3

Tepkime derecesi 0 olan Z reaktifinin derişim değişiminin hıza etkisini hesaplama

Z reaktifinin derecesi 0 olduğu için hız bağıntısında

[Z]^0 = 1

olur (yani hız bağıntısında yazılmaz). Derişim 5 katına çıkarılsa bile hızdaki değişim

5^0 = 1

kat olur (hız değişmez).

Sıfırıncı dereceden bir reaktifin derişim değişiminin tepkime hızını etkilemeyeceğini göstermek.

Anahtar Kavram

Reaktiflerin derişim değişim katları ile hızdaki artış katları arasındaki üssel ilişkiyi kullanarak tepkime derecelerinin belirlenmesi.

Tahmini Süre:1m 30s

Kimyasal Tepkimelerde Hız

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

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