10. sınıf kimya 1. dönem 2. yazılı 3. senaryo Test 1

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) tepkimesinde 28 gram N2 ve 6 gram H2 tam verimle tepkimeye girdiğinde kaç gram NH3 oluşur? (N: 14 g/mol, H: 1 g/mol)

A) 17
B) 34
C) 51
D) 68
E) 85

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir kimyasal tepkimede verilen miktarlardaki reaktanlardan ne kadar ürün oluşacağını bulacağız. Bu tür soruları çözerken adım adım ilerlemek, hata yapma olasılığımızı azaltır ve konuyu daha iyi anlamamızı sağlar. Haydi başlayalım!

• 1. Adım: Tepkime Denklemini Anlayalım ve Mol Kütlelerini Hesaplayalım

Öncelikle verilen tepkime denklemini inceleyelim:

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

Bu denklem bize, 1 mol $N_2$ gazı ile 3 mol $H_2$ gazının tepkimeye girerek 2 mol $NH_3$ gazı oluşturduğunu söyler. Şimdi, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin mol kütlelerini (M) hesaplayalım. (N: $14 \text{ g/mol}$, H: $1 \text{ g/mol}$)

• $N_2$'nin mol kütlesi: $M_{N_2} = 2 \times N = 2 \times 14 \text{ g/mol} = 28 \text{ g/mol}$
• $H_2$'nin mol kütlesi: $M_{H_2} = 2 \times H = 2 \times 1 \text{ g/mol} = 2 \text{ g/mol}$
• $NH_3$'ün mol kütlesi: $M_{NH_3} = N + (3 \times H) = 14 \text{ g/mol} + (3 \times 1 \text{ g/mol}) = 17 \text{ g/mol}$
• 2. Adım: Başlangıç Maddelerinin Mol Sayılarını Bulalım

Verilen kütleleri kullanarak $N_2$ ve $H_2$'nin başlangıç mol sayılarını (n) hesaplayalım. Mol sayısı formülü: $n = \frac{\text{kütle (m)}}{\text{mol kütlesi (M)}}$

• $N_2$ için: $n_{N_2} = \frac{28 \text{ g}}{28 \text{ g/mol}} = 1 \text{ mol}$
• $H_2$ için: $n_{H_2} = \frac{6 \text{ g}}{2 \text{ g/mol}} = 3 \text{ mol}$
• 3. Adım: Sınırlayıcı Bileşeni Belirleyelim

Sınırlayıcı bileşen, tepkimede ilk tükenen maddedir ve ne kadar ürün oluşacağını o belirler. Bunu bulmak için, her bir reaktanın başlangıç mol sayısını, tepkime denklemindeki katsayısına böleriz ve çıkan oranları karşılaştırırız. Hangi reaktanın oranı daha küçükse, o sınırlayıcı bileşendir.

• $N_2$ için oran: $\frac{1 \text{ mol (başlangıç)}}{1 \text{ (katsayı)}} = 1$
• $H_2$ için oran: $\frac{3 \text{ mol (başlangıç)}}{3 \text{ (katsayı)}} = 1$

Gördüğümüz gibi, her iki oranın da aynı (1) olması, $N_2$ ve $H_2$'nin tam olarak, aynı anda tükeneceği anlamına gelir. Yani bu tepkimede sınırlayıcı bileşen yoktur, her iki madde de tamamen harcanır.

• 4. Adım: Oluşan Ürünün ($NH_3$) Mol Sayısını Hesaplayalım

Tepkime denklemine göre, 1 mol $N_2$ harcandığında 2 mol $NH_3$ oluşur. Bizim başlangıçta 1 mol $N_2$ olduğu için, bu $N_2$ tamamen harcandığında 2 mol $NH_3$ oluşacaktır.

Aynı şekilde, 3 mol $H_2$ harcandığında 2 mol $NH_3$ oluşur. Başlangıçta 3 mol $H_2$ olduğu için, bu $H_2$ tamamen harcandığında yine 2 mol $NH_3$ oluşacaktır.

Dolayısıyla, oluşan $NH_3$ miktarı $2 \text{ mol}$'dür.

• 5. Adım: Oluşan Ürünün ($NH_3$) Kütlesini Hesaplayalım

Şimdi, oluşan $NH_3$'ün mol sayısını kütlesine çevirelim. Kütle formülü: $m = n \times M$

• $m_{NH_3} = 2 \text{ mol} \times 17 \text{ g/mol} = 34 \text{ g}$

Bu tepkime sonucunda $34 \text{ gram}$ $NH_3$ oluşur.

Cevap B seçeneğidir.