11. sınıf kimya 2. dönem 1. yazılı 3. Senaryo Test 2

Aşağıdaki standart oluşum entalpileri ($25^\circ C$, $1 \ atm$) verilmiştir:
$CH_4(g): -75 \ kJ/mol$
$CO_2(g): -394 \ kJ/mol$
$H_2O(s): -286 \ kJ/mol$

Buna göre, $CH_4(g) + 2O_2(g) \to CO_2(g) + 2H_2O(s)$ tepkimesinin standart entalpi değişimi ($\Delta H^\circ$) kaç $kJ$'dür?

A) $-891 \ kJ$

B) $-803 \ kJ$

C) $-725 \ kJ$

D) $+803 \ kJ$

E) $+891 \ kJ$

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir kimyasal tepkimenin standart entalpi değişimini ($\Delta H^\circ$) hesaplamamız isteniyor. Bunun için, tepkimeye giren ve oluşan maddelerin standart oluşum entalpilerini ($\Delta H^\circ_f$) kullanacağız. Bu tür hesaplamalar, kimyasal tepkimelerin ne kadar enerji açığa çıkardığını veya tükettiğini anlamamızı sağlar.

İşte adım adım çözümümüz:

• 1. Adım: Tepkimeyi ve Verilenleri Belirleyelim

  Tepkimemiz şu şekildedir:

  $CH_4(g) + 2O_2(g) \to CO_2(g) + 2H_2O(s)$

  Verilen standart oluşum entalpileri ($25^\circ C$, $1 \ atm$):

  • $\Delta H^\circ_f (CH_4(g)) = -75 \ kJ/mol$
  • $\Delta H^\circ_f (CO_2(g)) = -394 \ kJ/mol$
  • $\Delta H^\circ_f (H_2O(s)) = -286 \ kJ/mol$

  Unutmamamız gereken önemli bir bilgi: Elementlerin standart hallerindeki oluşum entalpileri sıfırdır. Bu nedenle, $O_2(g)$ için $\Delta H^\circ_f (O_2(g)) = 0 \ kJ/mol$ kabul edilir.

• 2. Adım: Standart Entalpi Değişimi Formülünü Hatırlayalım

  Bir tepkimenin standart entalpi değişimi ($\Delta H^\circ$), ürünlerin standart oluşum entalpileri toplamından, girenlerin standart oluşum entalpileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur. Her bir maddenin katsayısı ile çarpılması gerektiğini unutmayın:

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

  Burada $n$ ve $m$ tepkime denklemindeki stokiyometrik katsayılardır.

• 3. Adım: Ürünlerin Toplam Oluşum Entalpisini Hesaplayalım

  Ürünlerimiz $CO_2(g)$ ve $2H_2O(s)$'dir.

  • $1 \ mol \ CO_2(g)$ için: $1 \times (-394 \ kJ/mol) = -394 \ kJ$
  • $2 \ mol \ H_2O(s)$ için: $2 \times (-286 \ kJ/mol) = -572 \ kJ$

  Ürünlerin toplam oluşum entalpisi: $(-394 \ kJ) + (-572 \ kJ) = -966 \ kJ$

• 4. Adım: Girenlerin Toplam Oluşum Entalpisini Hesaplayalım

  Girenlerimiz $CH_4(g)$ ve $2O_2(g)$'dir.

  • $1 \ mol \ CH_4(g)$ için: $1 \times (-75 \ kJ/mol) = -75 \ kJ$
  • $2 \ mol \ O_2(g)$ için: $2 \times (0 \ kJ/mol) = 0 \ kJ$

  Girenlerin toplam oluşum entalpisi: $(-75 \ kJ) + (0 \ kJ) = -75 \ kJ$

• 5. Adım: Tepkimenin Standart Entalpi Değişimini Hesaplayalım

  Şimdi formülü uygulayalım:

  $\Delta H^\circ_{tepkime} = (\text{Ürünlerin toplam oluşum entalpisi}) - (\text{Girenlerin toplam oluşum entalpisi})$

  $\Delta H^\circ_{tepkime} = (-966 \ kJ) - (-75 \ kJ)$

  $\Delta H^\circ_{tepkime} = -966 \ kJ + 75 \ kJ$

  $\Delta H^\circ_{tepkime} = -891 \ kJ$

Bu tepkime için standart entalpi değişimi $-891 \ kJ$'dir. Negatif bir değer olması, tepkimenin ekzotermik olduğunu, yani dışarıya ısı verdiğini gösterir.

Cevap A seçeneğidir.