Kimyasal tepkimelerde enerji test çöz AYT Test 1

N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) tepkimesinin entalpisi -92 kJ/mol'dür.
Buna göre 34 gram NH₃ gazı oluştuğunda açığa çıkan enerji kaç kJ'dir? (H:1, N:14)

A) 46
B) 92
C) 138
D) 184

Sevgili öğrenciler, bu soruda bir kimyasal tepkimenin entalpi değerini kullanarak belirli bir miktar ürün oluştuğunda ne kadar enerji açığa çıktığını hesaplayacağız. Adım adım ilerleyelim ve her bir noktayı dikkatlice anlayalım.

• 1. Tepkime Entalpisini Anlama:

  Bize verilen tepkime $N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g)$ ve bu tepkimenin entalpisi $\Delta H = -92 \text{ kJ/mol}$ olarak belirtilmiş. Bu ne anlama geliyor?

  Entalpi değişimi ($\Delta H$) negatif olduğunda, tepkime ekzotermiktir, yani enerji açığa çıkar. Buradaki "mol" ifadesi, tepkimenin denkleştirilmiş haline göre ilerlemesi durumunda açığa çıkan enerjiyi ifade eder. Yani, denkleme göre $1 \text{ mol } N_2$ ve $3 \text{ mol } H_2$ tepkimeye girip $2 \text{ mol } NH_3$ oluşturduğunda, $92 \text{ kJ}$ enerji açığa çıkar.

  Özetle, $2 \text{ mol } NH_3$ oluştuğunda $92 \text{ kJ}$ enerji açığa çıkar.

• 2. $NH_3$'ün Mol Kütlesini Hesaplama:

  Öncelikle $NH_3$ gazının mol kütlesini (bir molünün kütlesini) hesaplamamız gerekiyor. Bize atom kütleleri verilmiş: $H:1$ ve $N:14$.

  • $1 \text{ tane } N$ atomu: $1 \times 14 = 14 \text{ g/mol}$
  • $3 \text{ tane } H$ atomu: $3 \times 1 = 3 \text{ g/mol}$
  • Toplam mol kütlesi ($NH_3$ için): $14 + 3 = 17 \text{ g/mol}$

  Yani, $1 \text{ mol } NH_3$ gazı $17 \text{ gram}$dır.

• 3. $34 \text{ gram } NH_3$'ün Mol Sayısını Bulma:

  Şimdi bize verilen $34 \text{ gram } NH_3$ gazının kaç mole karşılık geldiğini hesaplayalım. Mol sayısı ($n$) = Kütle ($m$) / Mol Kütlesi ($M_w$) formülünü kullanacağız.

  • $n_{NH_3} = \frac{34 \text{ g}}{17 \text{ g/mol}}$
  • $n_{NH_3} = 2 \text{ mol}$

  Demek ki, $34 \text{ gram } NH_3$ gazı $2 \text{ mol } NH_3$ gazına eşittir.

• 4. Açığa Çıkan Enerjiyi Hesaplama:

  İlk adımda, denkleştirilmiş tepkimeye göre $2 \text{ mol } NH_3$ oluştuğunda $92 \text{ kJ}$ enerji açığa çıktığını belirlemiştik.

  Üçüncü adımda ise, $34 \text{ gram } NH_3$'ün tam olarak $2 \text{ mol } NH_3$ olduğunu hesapladık.

  Bu durumda, $2 \text{ mol } NH_3$ oluştuğunda açığa çıkan enerji doğrudan tepkimenin entalpi değeriyle (mutlak değerce) aynı olacaktır.

  • $2 \text{ mol } NH_3$ oluştuğunda $\rightarrow 92 \text{ kJ}$ enerji açığa çıkar.

  Dolayısıyla, $34 \text{ gram } NH_3$ oluştuğunda açığa çıkan enerji $92 \text{ kJ}$'dir.

Cevap B seçeneğidir.