Çok Basamaklı (Mekanizmalı) Tepkimelerde Hız Alıştırma Soruları — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Soru 1Soru →

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

* I. Basamak: $E_{ai1} = 55 \text{ kJ}$
* II. Basamak: $E_{ai2} = 80 \text{ kJ}$
* III. Basamak: $E_{ai3} = 35 \text{ kJ}$

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 \text{ kJ}

) sahip olan III. basamak en hızlı, en yüksek aktifleşme enerjisine (

80 \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 (

E_{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

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:

\text{I. Basamak (Yavaş): } A(k) + B(g) \rightarrow C(g)

\text{II. Basamak (Hızlı): } C(g) + D(s) \rightarrow E(g)

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

r = k \cdot [A][B]

r = k \cdot [B][D]

r = k \cdot [B]

r = k \cdot [A][B][D]

r = k \cdot [C][D]

Cevabı ve açıklamayı göster

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

Cevap

Tepkime hız bağıntısı

r = k \cdot [B]

şeklindedir.

Mekanizmalı tepkimelerde reaksiyon hızı yavaş basamağa göre belirlenir. Yavaş basamak olan I. Basamakta girenlerde katı halde

A(k)

ve gaz halinde

B(g)

bulunmaktadır. Katılar hız bağıntısına yazılmayacağından, hız bağıntısı sadece

B(g)

derişimine bağlı olur ve

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)

katı fazda olduğu için hız bağıntısında yer almaz. Gaz fazındaki

B(g)

ise hız bağıntısına yazılır. Böylece hız bağıntısı

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 →

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

* I. Basamak: Sıcaklık artışının hız sabitine ( $k$ ) 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 ( $E_{ai}$ ) 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 (

E_{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,

E_{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 (

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 (

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 (

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 4Soru →

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

Basamak	İleri Aktifleşme Enerjisi ( $E_{ai}$ )	Tepkime Entalpisi ( $\Delta H$ )
I. Basamak	$75\text{ kJ/mol}$	$-30\text{ kJ/mol}$
II. Basamak	$110\text{ kJ/mol}$	$+40\text{ kJ/mol}$
III. Basamak	$50\text{ kJ/mol}$	$-80\text{ kJ/mol}$

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 (

E_{ag}

) hesaplamamız gerekir.

\Delta H = E_{ai} - E_{ag}

bağıntısından; I. basamak için

E_{ag1} = 105\text{ kJ/mol}

, II. basamak için

E_{ag2} = 70\text{ kJ/mol}

ve III. basamak için

E_{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 (

E_{ag}

) bulmak için

\Delta H = E_{ai} - E_{ag}

formülünü uygulayınız.

I. Basamak için:

-30 = 75 - E_{ag1} \Rightarrow E_{ag1} = 105\text{ kJ/mol}

II. Basamak için:

+40 = 110 - E_{ag2} \Rightarrow E_{ag2} = 70\text{ kJ/mol}

III. Basamak için:

-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 (

E_{ag}

) değerlerini karşılaştırınız.

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 (

E_{ag}

) ile ters orantılıdır. Geri aktifleşme enerjisi

\Delta H = E_{ai} - E_{ag}

ilişkisi kullanılarak hesaplanır.

Tahmini Süre:2m 0s

Soru 5Soru →

Çok basamaklı bir kimyasal reaksiyonun adımları şu şekildedir:

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

Bu reaksiyon ile ilgili yapılan aşağıdaki değerlendirmelerden hangisi doğrudur?

Reaksiyonun hız ifadesi

r = k \cdot [X]^2

şeklindedir.

Reaksiyonun hız ifadesi

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

şeklindedir.

Sisteme katalizör eklenmesi, net reaksiyonun entalpi değişiminin (

\Delta H

) azalmasına neden olur.

Sabit sıcaklıkta reaksiyon kabına bir miktar

Y

katısının eklenmesi reaksiyon hızını artırır.

Reaksiyona katalizör ilave edilmesi reaksiyon hız sabitini (

k

) artırırken reaksiyonun denge sabitini (

K_c

) de büyütür.

Cevabı ve açıklamayı göster

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

Cevap

Reaksiyonun hız ifadesi

r = 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\text{ mol } X(g)

ile

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)

hız bağıntısına yazılmaz. Gaz halindeki

X(g)

katsayısı üs olacak şekilde yazılır ve hız bağıntısı

r = 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

Çok Basamaklı (Mekanizmalı) 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