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:
Yanma sırasında açığa çıkan enerji:
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:
Tepkimeye giren CO mol miktarı %50 olduğuna göre:
Tepkime sonucunda açığa çıkan enerji:
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:
Bağ Oluşumu (Ürünler):
- 6 mol N−H
$$ 6 \times 393 = 2358 , \text{kJ} $$
Reaksiyon Enthalpisi:
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:
Bağ Oluşumu (Ürünler):
Bağlar:
- 1 C=C bağı:
$$ 611 , \text{kJ} $$ - 4 C−H bağları:
$$ 4 \times 414 = 1656 , \text{kJ} $$
Toplam:
Reaksiyon Enthalpisi:
Buradan açığa çıkan enerji farkı şu şekilde çözülür:
C=C bağının değeri: C) 436 kJ/mol
Eğer farklı sorularınız olursa bu konu üzerinden ulaşabilirsiniz!
@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:
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:
- 2 \times 414 = 828
- 347 + 828 = 1175
Bu durumda;
Şimdi $x$’i yalnız bırakalım:
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.
Bu görseldeki kimyasal tepkimeler ile ilgili soruların çözümleri nedir?
İçindekiler (Table of Contents)
- 1. Soru Çözümü: CH4 Gazı Yanma Entalpisi Problemi
- 2. Soru Çözümü: CO(g) Gazı Formülüyle Enerji Hesabı
- 5. Soru Çözümü: Bağ Enerjileri ile Enthalpi Hesabı (N2 + H2 → NH3)
- 6. Soru Çözümü: H–H Bağ Enerjisi ve Enthalpi Hesabı (C2H4 + H2 → C2H6)
- Çözümlerin Tablosal Özeti
- 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:
-
Kaç mol CH$_4$ kullanıldığını bulalım:
n = \frac{0,8\, \text{g}}{16\, \text{g/mol}} = 0,05\, \text{mol} -
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.)
-
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:
- 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:
- 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:
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:
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:
-
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
- C$_2$H$_4$ (H$_2$C=CH$_2$)
-
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
- C$_2$H$_6$ (H$_3$C–CH$_3$)
-
-
ΔH Bağ Enerjisi İşlemine Göre:
\Delta H = \text{Girende} - \text{Çıkanda}-128 = (2267 + x) - 2831-128 = 2267 + x - 2831-128 = x - 564x = -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.
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:
-
Kırılan bağların toplam enerjisi:
ΔH(kırılan) = (1 × 941,4) + (3 × 436,4) = 941,4 + 1309,2 = 2250,6 kJ -
Oluşan bağların toplam enerjisi:
ΔH(oluşan) = 6 × 393 = 2358 kJ -
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:
-
Kırılan bağların toplam enerjisi:
ΔH(kırılan) = 611 + x -
Oluşan bağların toplam enerjisi:
ΔH(oluşan) = 347 + 828 = 1175 kJ -
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