11. sınıf kimya 2. dönem 1. yazılı 2. Senaryo Test 1

Aşağıdaki standart oluşum entalpileri ($ \Delta H_f^\circ $) verilmiştir:

• $ \text{CH}_4 \text{(g)}: -75 \text{ kJ/mol} $
• $ \text{CO}_2 \text{(g)}: -394 \text{ kJ/mol} $
• $ \text{H}_2\text{O} \text{(s)}: -286 \text{ kJ/mol} $

Buna göre, $ \text{CH}_4 \text{(g)} + 2\text{O}_2 \text{(g)} \to \text{CO}_2 \text{(g)} + 2\text{H}_2\text{O} \text{(s)} $ tepkimesinin standart entalpi değişimi ($ \Delta H^\circ $) kaç $ \text{kJ} $’dir?

A) $-891$

B) $-605$

C) $-440$

D) $+440$

E) $+891$

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir kimyasal tepkimenin standart entalpi değişimini ($ \Delta H^\circ $) hesaplamamız isteniyor. Bunun için, tepkimede yer alan maddelerin standart oluşum entalpileri ($ \Delta H_f^\circ $) bize verilmiş. Bu tür hesaplamalar için kullanacağımız temel bir formül var. Haydi adım adım ilerleyelim:

• 1. Temel Formülü Hatırlayalım:

  Bir tepkimenin standart entalpi değişimi ($ \Delta H^\circ $), ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından, girenlerin standart oluşum entalpileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur. Matematiksel olarak şu şekilde ifade edilir:

  $ \Delta H^\circ_{tepkime} = \sum n \Delta H_f^\circ (\text{ürünler}) - \sum m \Delta H_f^\circ (\text{girenler}) $

  Burada $n$ ve $m$, tepkime denklemindeki stokiyometrik (denkleştirilmiş) katsayıları temsil eder.

• 2. Tepkimeyi ve Maddeleri Belirleyelim:

  Verilen tepkime şudur:

  $ \text{CH}_4 \text{(g)} + 2\text{O}_2 \text{(g)} \to \text{CO}_2 \text{(g)} + 2\text{H}_2\text{O} \text{(s)} $

  Bu tepkimede:

  • Girenler: $ \text{CH}_4 \text{(g)} $ (katsayısı 1) ve $ \text{O}_2 \text{(g)} $ (katsayısı 2)
  • Ürünler: $ \text{CO}_2 \text{(g)} $ (katsayısı 1) ve $ \text{H}_2\text{O} \text{(s)} $ (katsayısı 2)
• 3. Standart Oluşum Entalpisi Değerlerini Listeleyelim:

  Soruda verilen değerler:

  • $ \Delta H_f^\circ (\text{CH}_4 \text{(g)}): -75 \text{ kJ/mol} $
  • $ \Delta H_f^\circ (\text{CO}_2 \text{(g)}): -394 \text{ kJ/mol} $
  • $ \Delta H_f^\circ (\text{H}_2\text{O} \text{(s)}): -286 \text{ kJ/mol} $

  Önemli bir hatırlatma: Elementlerin standart hallerindeki standart oluşum entalpileri sıfırdır. Bu nedenle, $ \text{O}_2 \text{(g)} $ bir element olduğu ve standart halinde bulunduğu için:

  • $ \Delta H_f^\circ (\text{O}_2 \text{(g)}): 0 \text{ kJ/mol} $
• 4. Değerleri Formülde Yerine Koyalım:

  Şimdi formülü kullanarak hesaplamayı yapalım:

  $ \Delta H^\circ = [ (1 \cdot \Delta H_f^\circ (\text{CO}_2 \text{(g)})) + (2 \cdot \Delta H_f^\circ (\text{H}_2\text{O} \text{(s)})) ] - [ (1 \cdot \Delta H_f^\circ (\text{CH}_4 \text{(g)})) + (2 \cdot \Delta H_f^\circ (\text{O}_2 \text{(g)})) ] $

  Değerleri yerine yazarsak:

  $ \Delta H^\circ = [ (1 \cdot (-394 \text{ kJ/mol})) + (2 \cdot (-286 \text{ kJ/mol})) ] - [ (1 \cdot (-75 \text{ kJ/mol})) + (2 \cdot (0 \text{ kJ/mol})) ] $

• 5. Hesaplamayı Yapalım:

  Önce parantez içindeki çarpma işlemlerini yapalım:

  $ \Delta H^\circ = [ (-394 \text{ kJ}) + (-572 \text{ kJ}) ] - [ (-75 \text{ kJ}) + (0 \text{ kJ}) ] $

  Şimdi toplama ve çıkarma işlemlerini yapalım:

  $ \Delta H^\circ = [ -966 \text{ kJ} ] - [ -75 \text{ kJ} ] $

  $ \Delta H^\circ = -966 \text{ kJ} + 75 \text{ kJ} $

  $ \Delta H^\circ = -891 \text{ kJ} $

Bu tepkimenin standart entalpi değişimi $ -891 \text{ kJ} $ olarak bulunur. Negatif işaret, tepkimenin ekzotermik olduğunu, yani ısı açığa çıkardığını gösterir.

Cevap A seçeneğidir.