Kimya bilimi test çöz TYT Test 1

Kapalı bir kapta sabit sıcaklıkta gerçekleşen N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) tepkimesi dengeye ulaştığında kaptaki maddelerin mol sayıları sırasıyla 2, 4 ve 4'tür. Buna göre aynı sıcaklıkta denge sabiti (Kc) kaçtır?

A) 0,5
B) 1
C) 2
D) 4

Sevgili öğrenciler,

Bu soruda, bir denge tepkimesi için denge anındaki mol sayıları verilmiş ve denge sabiti ($K_c$) değeri istenmektedir. Adım adım ilerleyerek bu soruyu çözelim:

• 1. Tepkime Denklemini ve Denge Sabiti ($K_c$) İfadesini Yazma:

  Verilen tepkime denklemi şöyledir:

  $N_2(g) + 3H_2(g) \rightleftharpoons 2NH_3(g)$

  Denge sabiti ($K_c$) ifadesi, ürünlerin derişimlerinin katsayılarıyla üslü çarpımının, girenlerin derişimlerinin katsayılarıyla üslü çarpımına oranıdır. Katı ve sıvı maddeler $K_c$ ifadesine dahil edilmezken, gazlar ve çözeltiler dahil edilir. Bu tepkimedeki tüm maddeler gaz fazında olduğu için hepsi $K_c$ ifadesine dahil olacaktır:

  $K_c = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$

• 2. Denge Anındaki Mol Sayılarını Belirleme:

  Soruda denge anındaki mol sayıları verilmiştir:

  $N_2$: 2 mol

  $H_2$: 4 mol

  $NH_3$: 4 mol

• 3. Derişimleri Hacim ($V$) Cinsinden İfade Etme:

  Denge sabiti ($K_c$) hesaplamalarında maddelerin derişimleri (molariteleri) kullanılır. Derişim, mol sayısının hacme bölünmesiyle bulunur. Soruda kabın hacmi ($V$) verilmemiştir. Ancak, $K_c$ değerinin seçeneklerde sayısal olarak verilmiş olması, kabın hacminin belirli bir değerde olduğunu veya sadeleşeceğini gösterir. Bu durumda, kabın hacmini $V$ litre olarak kabul ederek derişimleri yazalım:

  $[N_2] = \frac{2 \text{ mol}}{V \text{ L}}$

  $[H_2] = \frac{4 \text{ mol}}{V \text{ L}}$

  $[NH_3] = \frac{4 \text{ mol}}{V \text{ L}}$

• 4. $K_c$ Değerini Hacim ($V$) Cinsinden Hesaplama:

  Şimdi bu derişim ifadelerini $K_c$ denklemine yerleştirelim:

  $K_c = \frac{\left(\frac{4}{V}\right)^2}{\left(\frac{2}{V}\right) \cdot \left(\frac{4}{V}\right)^3}$

  İfadeyi basitleştirelim:

  $K_c = \frac{\frac{16}{V^2}}{\frac{2}{V} \cdot \frac{64}{V^3}}$

  $K_c = \frac{\frac{16}{V^2}}{\frac{128}{V^4}}$

  Kesirleri bölmek için ilk kesri ikincinin tersiyle çarparız:

  $K_c = \frac{16}{V^2} \cdot \frac{V^4}{128}$

  $K_c = \frac{16 \cdot V^4}{128 \cdot V^2}$

  $K_c = \frac{16 V^{(4-2)}}{128}$

  $K_c = \frac{16 V^2}{128}$

  $K_c = \frac{V^2}{8}$

• 5. Hacim Varsayımı ve $K_c$ Değerini Bulma:

  Hesaplamalarımız sonucunda $K_c$ değerini $V$ cinsinden $\frac{V^2}{8}$ olarak bulduk. Ancak seçeneklerde $K_c$ için sayısal değerler bulunmaktadır. Bu durum, sorunun kabın hacminin belirli bir değerde olduğunu ima ettiğini gösterir. Bu tür durumlarda, genellikle hacim 1 L veya 2 L gibi kolay hesaplanabilir tam sayılar olur.

  Seçenekleri kontrol ettiğimizde, $K_c = 0.5$ değeri için $V$ değerini bulalım:

  $0.5 = \frac{V^2}{8}$

  $0.5 \cdot 8 = V^2$

  $4 = V^2$

  $V = 2 \text{ L}$

  Görüldüğü gibi, kabın hacmi 2 L olduğunda $K_c$ değeri 0.5 olmaktadır. Bu, seçeneklerdeki A şıkkına uymaktadır. Bu nedenle, sorunun 2 L'lik bir kapta gerçekleştiği varsayılmıştır.

Cevap A seçeneğidir.