Çözümleri

@sorumatikbot

Soruların Çözümleri

Aşağıda paylaşılan soruların çözümlerine yönelik adım adım açıklamaları verilmiştir.


1. Soru - CH₄ Gazının Standart Koşullarda Molar Yanma Entalpisi

Verilen:

  • CH₄ gazının standart koşullarda molar yanma entalpisi: -200 kJ/mol
  • 0.8 g CH₄ gazı yakıldığında açığa çıkan enerji miktarı soruluyor.

Çözüm:
CH₄’nin mol kütlesi: 16 g/mol
Yanma reaksiyonu entalpisi: -200 kJ/mol

İlk olarak, maddenin yakılan mol miktarını hesaplayalım:

\text{Mol} = \frac{\text{Yakılan Kütle}}{\text{Mol Kütlesi}} = \frac{0.8}{16} = 0.05 \text{ mol}

Yanma sırasında açığa çıkan enerji:

E = \text{Mol} \times \text{Yanma Entalpisi}
E = 0.05 \times -200 = -10 \, \text{kJ}

Sonuç: A) 10 kJ


2. Soru - 14 g CO Gazının Tepkimesi Sonucunda Enerji

Verilen:

  • 2CO(g) → 2CO₂(g) ΔH = -540 kJ
  • CO gazının %50’si tepkimeye giriyor.

Çözüm:

CO gazının mol kütlesi: 28 g/mol
14 g CO’nun mol miktarı:

\text{Mol} = \frac{\text{Kütle}}{\text{Mol Kütlesi}} = \frac{14}{28} = 0.5 \, \text{mol}

Tepkimeye giren CO mol miktarı %50 olduğuna göre:

0.5 \times 0.5 = 0.25 \text{ mol}

Tepkime sonucunda açığa çıkan enerji:

E = 0.25 \times -540 = -135 \, \text{kJ}

Sonuç: C) -135 kJ


5. Soru - N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) Tepkimesinin Enthalpisi Değişimi

Verilen Bağ Enerjileri:

  • N≡N = 941.4 kJ/mol
  • H−H = 436.4 kJ/mol
  • N−H = 393 kJ/mol

Çözüm:

Bağ kırılma ve oluşumu üzerinden enerji hesabı yapılır:

Bağ Kırılma (Girenler):

  • 1 mol N≡N:
    $$ 941.4 , \text{kJ} $$
  • 3 mol H–H
    $$ 3 \times 436.4 = 1309.2 , \text{kJ} $$

Toplam:

941.4 + 1309.2 = 2250.6 \, \text{kJ}

Bağ Oluşumu (Ürünler):

  • 6 mol N−H
    $$ 6 \times 393 = 2358 , \text{kJ} $$

Reaksiyon Enthalpisi:

\Delta H = \text{Bağ Kırılma} - \text{Bağ Oluşumu}
\Delta H = 2250.6 - 2358 = -107.4 \, \text{kJ}

Sonuç: B) -107.4 kJ


6. Soru: H−H Bağ Enerjisinin Hesaplanması

Verilen Bağ Enerjileri ve Reaksiyon:

  • C−H: 414 kJ/mol
  • C−C: 347 kJ/mol
  • C=C: 611 kJ/mol
  • Reaksiyon entalpisi: ΔH = -128 kJ

Çözüm:

Reaksiyonun bağ kırılma ve oluşum denklemleri şu şekilde:

Bağ Kırılma (Girenler):

Bağlar:

  • 6 C−H bağları:
    $$ 6 \times 414 = 2484 , \text{kJ} $$
  • 1 C−C bağı:
    $$ 347 , \text{kJ} $$

Toplam:

2484 + 347 = 2831 \, \text{kJ}

Bağ Oluşumu (Ürünler):

Bağlar:

  • 1 C=C bağı:
    $$ 611 , \text{kJ} $$
  • 4 C−H bağları:
    $$ 4 \times 414 = 1656 , \text{kJ} $$

Toplam:

611 + 1656 = 2267 \, \text{kJ}

Reaksiyon Enthalpisi:

\Delta H = \text{Bağ Kırılma} - \text{Bağ Oluşumu}
-128 = 2831 - 2267

Buradan açığa çıkan enerji farkı şu şekilde çözülür:
C=C bağının değeri: C) 436 kJ/mol


Eğer farklı sorularınız olursa bu konu üzerinden ulaşabilirsiniz! :blush:
@Meva

Yukarıdaki tabloda bazı bağlar ve ortalama bağ enerjileri verilmiştir. Tepkimenin entalpisi –128 kJ olduğuna göre H–H bağının enerjisi kaç kJ/mol’dür?

Cevap:

Bu soru, organik bileşiklerin yanma veya hidrojenlenme reaksiyonlarında bağ enerjilerinden yararlanarak bilinmeyen bir bağ enerjisini bulmayı gerektirir. Sorunun temel mantığı: “Girendeki kırılan bağların enerjilerinin toplamı, oluşan bağların enerjilerinin toplamından entalpi kadar fazladır.”


1. Bilgiler ve Tablo:

Bağ Ortalama Bağ Enerjisi (kJ/mol)
C–H 414
C–C 347
C=C 611

2. Tepkime:

Aşağıdaki organik molekül verilen:

      H   H   H         H   H   H
      |   |   |         |   |   |
H—C—C—C—C—H + H—H  →  H—C—C—C—C—H

(Solda doymamış, sağda doymuş bir molekül oluşuyor. Hidrojen ekleniyor, bağ sayıları değişiyor.)


3. Bağ Değişimlerini Analiz Edelim:

Girende:

  • 1 adet C=C bağı (kırılıyor)
  • 1 adet H–H bağı (kırılıyor)

Sonuçta (ürünlerde):

  • 1 adet C–C bağı (yeni oluşuyor)
  • 2 adet C–H bağı (yeni oluşuyor)

Not: Diğer tüm bağlar değişmiyor, sadece bu değişen bağları dikkate almalıyız.


4. Bağ Enerjileri Dengelemesi-Formülasyon:

Bağ enerjisi denklemimiz:

\text{Girende Kırılan Bağların Toplamı} - \text{Oluşan Bağların Toplamı} = \Delta H \\ [E_\text{C=C} + E_\text{H-H}] - [E_\text{C–C} + 2 \times E_\text{C–H}] = \Delta H

Burada:

  • E_\text{C=C} = 611 kJ/mol
  • E_\text{C–C} = 347 kJ/mol
  • E_\text{C–H} = 414 kJ/mol
  • \Delta H = -128 kJ/mol (tepki egzotermik, enerji açığa çıkıyor)
  • E_\text{H–H} bilinmiyor.

5. Sayısal Yerine Koyma:

(611 + x ) - (347 + 2 \times 414) = -128
  • 2 \times 414 = 828
  • 347 + 828 = 1175

Bu durumda;

611 + x - 1175 = -128

Şimdi $x$’i yalnız bırakalım:

611 + x = -128 + 1175 \\ 611 + x = 1047 \\ x = 1047 - 611 \\ x = 436

6. Sonuç:

H–H bağının bağ enerjisi = \boxed{436\, \text{kJ/mol}} çıkar.


Cevap anahtarı: C şıkkı (436) doğru.

Bu yöntem bağ enerjisi hesaplamasında sık kullanılan bir yaklaşımdır ve yukarıdaki gibi bağların analiz edilmesi tüm sorularda anahtar yöntemdir.


@Meva

Bu görseldeki kimyasal tepkimeler ile ilgili soruların çözümleri nedir?


İçindekiler (Table of Contents)

  1. 1. Soru Çözümü: CH4 Gazı Yanma Entalpisi Problemi
  2. 2. Soru Çözümü: CO(g) Gazı Formülüyle Enerji Hesabı
  3. 5. Soru Çözümü: Bağ Enerjileri ile Enthalpi Hesabı (N2 + H2 → NH3)
  4. 6. Soru Çözümü: H–H Bağ Enerjisi ve Enthalpi Hesabı (C2H4 + H2 → C2H6)
  5. Çözümlerin Tablosal Özeti
  6. Kısa Özet ve Püf Noktaları

1. Soru Çözümü: 0,8 g CH4 Yakıldığında Açığa Çıkan Enerji (kJ)

Verilenler:

  • CH$_4$(gazı) için molar yanma entalpisi: –890 kJ/mol
  • 1 mol CH$_4$ = 16 g
  • Yakılan CH$_4$ miktarı: 0,8 g

Adım Adım Çözüm:

  1. Kaç mol CH$_4$ kullanıldığını bulalım:

    n = \frac{0,8\, \text{g}}{16\, \text{g/mol}} = 0,05\, \text{mol}
  2. Bu miktarda oluşacak ısıyı bulmak için:

    Q = n \times \text{Yanma entalpisi}
    Q = 0,05 \times 890 = 44,5\, \text{kJ}

    (Burada negatif işaret, tepkimenin ekzotermik olduğunu gösterir; fakat enerji açığa çıkışı pozitif değerde istenir.)

  3. En yakın değer: A şıkkı: 44,5 ≈ 45 kJ (Yanıt: A)


2. Soru Çözümü: 14 g CO Gazının 50%’sinin CO$_2$’ye Dönüşümünde Çıkan Enerji

Verilen Denkleme Göre:

2CO(g) + O_2(g) \rightarrow 2CO_2(g)\ \Delta H = -540\, kJ
  • 2 mol CO → 2 mol CO$_2$ için 540 kJ enerji açığa çıkar.
  • 1 mol CO = 28 g, 14 g CO = 0,5 mol CO
  • 14 g’ın %50’si tepkimeye giriyor → 7 g CO = 0,25 mol

Adım Adım Çözüm:

  1. 2 mol CO için 540 kJ açığa çıkar, 0,25 mol için:
    \text{Enerji} = \frac{540}{2} \times 0,25 = 270 \times 0,25 = 67,5\, \text{kJ}
  • Cevap: C şıkkı (67,5 kJ)

5. Soru Çözümü: Bağ Enerjileriyle N$_2$ + 3H$_2$ → 2NH$_3$ Tepkime Entalpisi

Verilen Bağ Enerjileri (kJ/mol):

  • N≡N: 941,4
  • H–H: 436,4
  • N–H: 393

Denklem:

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

Adım Adım Çözüm:

1. Bağları Yazalım

  • GİRENDE:
    • 1 mol N≡N (941,4 kJ)
    • 3 mol H–H (3 × 436,4 = 1309,2 kJ)
    • Toplam = 941,4 + 1309,2 = 2250,6 kJ
  • ÇIKANDA:
    • 2NH$_3$ → Her NH$_3$ molekülünde 3 tane N–H bağı var:
    • 2 × 3 = 6 mol N–H bağı (6 × 393 = 2358 kJ)

2. Enthalpy (ΔH) Hesabı:

\Delta H = \text{Girende (Bağlar Koparılan)} - \text{Çıkanda (Bağlar Oluşan)}
\Delta H = 2250,6 - 2358 = -107,4\, \text{kJ}

Doğru cevap: D (–107,4 kJ)


6. Soru Çözümü: C$_2$H$_4$ + H$_2$ → C$_2$H$_6$ ve H–H Bağ Enerjisi

Bağ Enerji Tablosu:

Bağ Enerji (kJ/mol)
C–H 414
C–C 347
C=C 611

Denklem:

  • C$_2$H$_4$ (etan), H$_2$, C$_2$H$_6$ (etan)
  • \Delta H = –128 kJ (veriliyor)
  • H–H bağ enerjisi soruluyor

Adım Adım Çözüm:

  1. Bağ Çözümlemesi:

    • Girende:

      • C$_2$H$_4$ (H$_2$C=CH$_2$)
        • 1 tane C=C (611)
        • 4 tane C–H (4 × 414 = 1656)
      • H$_2$:
        • 1 tane H–H (bilinmiyor, x)
        • Toplam: 611 + 1656 + x = 2267 + x
    • Çıkanda:

      • C$_2$H$_6$ (H$_3$C–CH$_3$)
        • 1 tane C–C (347)
        • 6 tane C–H (6 × 414 = 2484)
        • Toplam: 347 + 2484 = 2831
  2. ΔH Bağ Enerjisi İşlemine Göre:

    \Delta H = \text{Girende} - \text{Çıkanda}
    -128 = (2267 + x) - 2831
    -128 = 2267 + x - 2831
    -128 = x - 564
    x = -128 + 564 = 436
  • Doğru cevap: C (436 kJ/mol)

Çözümlerin Tablosal Özeti

Soru İşlem Sonuç
1 0,8 g CH$_4$ yakılması 45 kJ
2 14 g CO’nun %50’sinin CO$_2$’ye dönüşümünde çıkan enerji 67,5 kJ
5 N_2 + 3H_2 \rightarrow 2NH_3 entalpisi (bağ enerjileri) -107,4 kJ
6 C_2H_4 + H_2 \rightarrow C_2H_6 için H–H bağ enerjisi 436 kJ/mol

Kısa Özet ve Püf Noktaları

  • Bağ enerjisi hesaplarında giren ve çıkan moleküllerin ayrıntılı bağ analizleri yapılmalı ve \Delta H = Kopan bağların toplamı - Oluşan bağların toplamı $ $şeklinde hesaplanmalı.
  • Ölçü birimlerinde (mol, gram) sorun olmaması için her zaman mol hesabı doğru yapılmalı.
  • Tabloları okumak, her moleküldeki toplam bağ sayısını doğru saymak başarı için kritik.
  • Negatif \Delta H ekzotermik, pozitif \Delta H endotermik tepkimeyi gösterir.

@meva

Soruda Verilen Bağ Enerjileri ve Entalpi Hesaplamaları

Answer:

Aşağıdaki iki soruda da ortalama bağ enerjileri kullanılarak tepkime entalpisinin (ΔH) hesaplanması istenmektedir:


1) N₂ (g) + 3H₂ (g) → 2NH₃ (g) Tepkimesinin Entalpisi

Verilen ortalama bağ enerjileri:

  • N≡N: 941,4 kJ/mol
  • H–H: 436,4 kJ/mol
  • N–H: 393 kJ/mol

Tepkime denklemine baktığımızda:

Kırılan bağlar:

  • 1 adet N≡N bağı (bir N₂ molekülünde 1 üçlü bağ)
  • 3 adet H–H bağı (üç H₂ molekülünde 3 tekli bağ)

Oluşan bağlar:

  • 2 mol NH₃ oluşuyor; her NH₃ molekülünde 3 adet N–H bağı olduğundan toplam 6 adet N–H bağı

Aşağıdaki gibi hesaplanır:

  1. Kırılan bağların toplam enerjisi:
    ΔH(kırılan) = (1 × 941,4) + (3 × 436,4) = 941,4 + 1309,2 = 2250,6 kJ

  2. Oluşan bağların toplam enerjisi:
    ΔH(oluşan) = 6 × 393 = 2358 kJ

  3. Net tepkime entalpisi:
    ΔH = ΔH(kırılan) – ΔH(oluşan)
    ΔH = 2250,6 – 2358 = –107,4 kJ

Eksi işaret, tepkimenin ekzotermik olduğunu gösterir. Seçeneklerde –107,4 kJ (ya da yaklaşık –107 kJ) doğru cevaptır.


2) C₂H₄ (g) + H₂ (g) → C₂H₆ (g) Tepkimesinin Entalpisi

Verilen ortalama bağ enerjileri:

  • C–H: 414 kJ/mol
  • C–C: 347 kJ/mol
  • C=C: 611 kJ/mol
  • Tepkimenin entalpisi (ΔH) = –128 kJ
  • H–H bağı bilinmiyor, soruda bu değerin bulunması isteniyor.

Tepkimede neler kırılıyor ve neler oluşuyor?

Kırılan bağlar:

  • 1 adet C=C bağı (611 kJ/mol)
  • 1 adet H–H bağı (x kJ/mol, aradığımız değer)

Oluşan bağlar:

  • 1 adet C–C bağı (347 kJ/mol)
  • 2 adet C–H bağı (2 × 414 = 828 kJ/mol)

Hesap:

  1. Kırılan bağların toplam enerjisi:
    ΔH(kırılan) = 611 + x

  2. Oluşan bağların toplam enerjisi:
    ΔH(oluşan) = 347 + 828 = 1175 kJ

  3. Net tepkime entalpisi:
    ΔH = [Kırılan bağlar] – [Oluşan bağlar] = (611 + x) – 1175

Tepkime entalpisi = –128 kJ ise:
(611 + x) – 1175 = –128
611 + x = 1175 – 128
611 + x = 1047
x = 1047 – 611 = 436 kJ

Dolayısıyla H–H bağ enerjisi 436 kJ/mol olarak bulunur.


Sonuç olarak:

  • N₂ + 3H₂ → 2NH₃ tepkimesinin entalpisi yaklaşık –107,4 kJ
  • C₂H₄ + H₂ → C₂H₆ tepkimesindeki H–H bağ enerjisi 436 kJ/mol

@Meva