11. sınıf kimya 2. dönem 2. yazılı 1. senaryo meb Test 1

Aşağıda bazı tepkimeler ve standart entalpi değişimleri verilmiştir:

• $C(k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ $\Delta H = -393,5$ $kJ$
• $CO(g) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ $\Delta H = -283,0$ $kJ$

Buna göre, $C(k) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO(g)$ tepkimesinin entalpi değişimi kaç $kJ$ olur?

A) $-676,5$

B) $-110,5$

C) $+110,5$

D) $+676,5$

E) $-338,2$

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, kimyasal tepkimelerin entalpi değişimlerini hesaplamak için çok önemli bir prensip olan Hess Yasası'nı kullanacağız. Hess Yasası, bir tepkimenin entalpi değişiminin, tepkimenin izlediği yoldan bağımsız olduğunu, sadece başlangıç ve son duruma bağlı olduğunu belirtir. Yani, hedef tepkimeyi bilinen tepkimeleri uygun şekilde birleştirerek elde edebiliriz.

• 1. Adım: Hedef Tepkimeyi Belirleyelim

  Bizden istenen tepkime ve entalpi değişimi şudur:

  $C(k) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO(g)$ $\Delta H_{hedef} = ?$

• 2. Adım: Verilen Tepkimeleri İnceleyelim ve Hedef Tepkimeye Göre Düzenleyelim

  Elimizde iki adet tepkime ve bunların standart entalpi değişimleri bulunmaktadır:

  Tepkime 1: $C(k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ $\Delta H_1 = -393,5$ $kJ$

  Tepkime 2: $CO(g) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ $\Delta H_2 = -283,0$ $kJ$

  Şimdi bu tepkimeleri hedef tepkimeyi elde edecek şekilde manipüle edelim:

  • Hedef tepkimede $C(k)$ girenler tarafında ve katsayısı $1$'dir. Tepkime 1'de de $C(k)$ girenler tarafında ve katsayısı $1$'dir. Bu nedenle, Tepkime 1'i olduğu gibi bırakıyoruz.

    $C(k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ $\Delta H_1 = -393,5$ $kJ$

  • Hedef tepkimede $CO(g)$ ürünler tarafında ve katsayısı $1$'dir. Tepkime 2'de ise $CO(g)$ girenler tarafında ve katsayısı $1$'dir. $CO(g)$'yi ürünler tarafına almak için Tepkime 2'yi ters çevirmemiz gerekiyor. Bir tepkime ters çevrildiğinde, entalpi değişiminin işareti de değişir.

    Ters çevrilmiş Tepkime 2: $CO_2(g) \rightarrow CO(g) + 1/2 O_2(g)$ $\Delta H'_2 = +283,0$ $kJ$

• 3. Adım: Düzenlenmiş Tepkimeleri Toplayalım ve Net Tepkimeyi Bulalım

  Şimdi düzenlediğimiz tepkimeleri alt alta yazıp toplayalım:

  $C(k) + O_2(g) \rightarrow CO_2(g)$ $\Delta H_1 = -393,5$ $kJ$

  $CO_2(g) \rightarrow CO(g) + 1/2 O_2(g)$ $\Delta H'_2 = +283,0$ $kJ$

  --------------------------------------------------------------------

  Tepkimeleri toplarken, hem girenler hem de ürünler tarafında bulunan aynı maddeleri sadeleştirmeyi unutmayın:

  • $CO_2(g)$ hem girenler hem de ürünler tarafında olduğu için birbirini götürür.

  • Girenler tarafında $O_2(g)$ ($1$ mol) ve ürünler tarafında $1/2 O_2(g)$ vardır. Ürünler tarafındaki $1/2 O_2(g)$'yi girenler tarafındaki $O_2(g)$'den çıkarırsak, girenler tarafında $1/2 O_2(g)$ kalır.

  Bu sadeleştirmeler sonucunda net tepkime şöyle olur:

  $C(k) + 1/2 O_2(g) \rightarrow CO(g)$

  Gördüğünüz gibi, bu bizim hedef tepkimemizdir!

• 4. Adım: Entalpi Değişimlerini Toplayarak Hedef Tepkimenin Entalpi Değişimini Hesaplayalım

  Hess Yasası'na göre, hedef tepkimenin entalpi değişimi, düzenlenmiş tepkimelerin entalpi değişimlerinin toplamına eşittir:

  $\Delta H_{hedef} = \Delta H_1 + \Delta H'_2$

  $\Delta H_{hedef} = (-393,5$ $kJ) + (+283,0$ $kJ)$

  $\Delta H_{hedef} = -110,5$ $kJ$

Bu sonuç, karbonun katı halden karbon monoksite dönüşümü sırasında $110,5$ $kJ$ enerji açığa çıktığını (ekzotermik) gösterir.

Cevap B seçeneğidir.