11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 37 Cevapları
1.3. Kontrol Noktası
Soru: 1. Doğal gazın yaklaşık %90'ını oluşturan metan gazının yanma tepkimesi, tepkime modeli ve tepkimedeki bağların enerjileri aşağıda verilmiştir. Buna göre aşağıdaki soruları cevaplayınız. Cevap: Metanın yanma tepkimesi CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) şeklindedir. Hesaplamalarda görselde verilen bağ enerjileri kullanılmıştır.
Soru: a) Tepkimedeki en kararlı bağı belirtiniz. Gerekçenizi açıklayınız. Cevap: Verilen bağlar arasında en yüksek bağ enerjisine sahip bağ C=O bağıdır. C=O bağının enerjisi 736 kJ/mol olduğundan kırılması için diğer bağlara göre daha fazla enerji gerekir. Bu nedenle tepkimedeki en kararlı bağ C=O bağıdır.
Soru: b) Tepken ve ürünlerdeki bağ enerjilerinin toplamını hesaplayıp bulduğunuz sonuçları karşılaştırınız. Cevap:
Tepkenlerin toplam bağ enerjisi:
CH4'te 4 tane C−H, 2O2'de 2 tane O=O bağı vardır.
(4 × 414) + (2 × 498)
= 1656 + 996
= 2652 kJ/mol
Ürünlerin toplam bağ enerjisi:
CO2'de 2 tane C=O, 2H2O'da toplam 4 tane O−H bağı vardır.
(2 × 736) + (4 × 464)
= 1472 + 1856
= 3328 kJ/mol
Sonuç olarak ürünlerin toplam bağ enerjisi, tepkenlerin toplam bağ enerjisinden büyüktür.
3328 kJ/mol > 2652 kJ/mol
Tepkenlerin toplam bağ enerjisi:
CH4'te 4 tane C−H, 2O2'de 2 tane O=O bağı vardır.
(4 × 414) + (2 × 498)
= 1656 + 996
= 2652 kJ/mol
Ürünlerin toplam bağ enerjisi:
CO2'de 2 tane C=O, 2H2O'da toplam 4 tane O−H bağı vardır.
(2 × 736) + (4 × 464)
= 1472 + 1856
= 3328 kJ/mol
Sonuç olarak ürünlerin toplam bağ enerjisi, tepkenlerin toplam bağ enerjisinden büyüktür.
3328 kJ/mol > 2652 kJ/mol
Soru: c) Tepken ve ürünlerdeki maddelerin potansiyel enerjilerini bağ enerjilerini temel alarak karşılaştırınız. Karşılaştırmadaki gerekçenizi açıklayınız. Cevap: Bağ enerjisi yüksek olan maddenin potansiyel enerjisi daha düşüktür.
CH4'te 4 tane C−H bağı vardır:
4 × 414 = 1656 kJ/mol
O2'de 1 tane O=O bağı vardır:
498 kJ/mol
CO2'de 2 tane C=O bağı vardır:
2 × 736 = 1472 kJ/mol
H2O'da 2 tane O−H bağı vardır:
2 × 464 = 928 kJ/mol
Buna göre potansiyel enerji sıralaması:
CH4 < CO2 < H2O < O2 şeklindedir.
CH4'te 4 tane C−H bağı vardır:
4 × 414 = 1656 kJ/mol
O2'de 1 tane O=O bağı vardır:
498 kJ/mol
CO2'de 2 tane C=O bağı vardır:
2 × 736 = 1472 kJ/mol
H2O'da 2 tane O−H bağı vardır:
2 × 464 = 928 kJ/mol
Buna göre potansiyel enerji sıralaması:
CH4 < CO2 < H2O < O2 şeklindedir.
Soru: ç) Tepkime entalpisini bağ enerjilerinden yararlanarak hesaplayınız. Cevap:
ΔHtepkime = ΣEkırılan bağlar − ΣEoluşan bağlar
ΔHtepkime = 2652 − 3328
ΔHtepkime = −676 kJ/mol
ΔHtepkime = ΣEkırılan bağlar − ΣEoluşan bağlar
ΔHtepkime = 2652 − 3328
ΔHtepkime = −676 kJ/mol
Soru: d) Tepken ve ürünlerdeki toplam bağ sayısının eşit olmasına karşılık tepkimedeki enerji değişiminin nedenini açıklayınız. Cevap: Tepkenlerde ve ürünlerde toplam bağ sayısı eşit olsa da bağların türleri ve bağ enerjileri birbirinden farklıdır. Bu nedenle kırılan bağlar için gereken enerji ile oluşan bağlar sırasında açığa çıkan enerji aynı olmaz ve tepkimede enerji değişimi gerçekleşir.
Soru: e) Tepkimenin endotermik mi, ekzotermik mi olduğunu açıklayınız. Cevap: Tepkimenin entalpi değişimi ΔH = −676 kJ/mol olarak bulunmuştur. ΔH değeri sıfırdan küçük olduğu ve tepkime sırasında çevreye enerji verildiği için tepkime ekzotermiktir.
Soru: 2. Bağ enerjileri temelinde, tepkimelerin entalpi değişimine ilişkin edindiğiniz bilgilerden yararlanarak aşağıdaki soruları cevaplayınız. Örnek cevap: Bağların kırılması ve oluşması sırasında gerçekleşen enerji değişimleri kullanılarak tepkimelerin entalpi değişimleri ve endotermik ya da ekzotermik olma durumları belirlenebilir.
Soru: Tepkimelerde kırılan ve oluşan bağların enerjileri ile tepkimelerin entalpi değişimi arasındaki örüntüyü açıklayınız. Örnek cevap: Bağların kırılması için enerji alınır, yeni bağların oluşması sırasında ise enerji açığa çıkar. Tepkime entalpisi, kırılan bağların enerjileri toplamından oluşan bağların enerjileri toplamının çıkarılmasıyla bulunur:
ΔHtepkime = ΣEkırılan bağlar − ΣEoluşan bağlar
ΔHtepkime = ΣEkırılan bağlar − ΣEoluşan bağlar
Soru: Bağ enerjilerini kullanarak tepkimelerin endotermik ya da ekzotermik olma durumuyla ilgili genellemeleri açıklayınız. Örnek cevap: Kırılan bağlar için gereken toplam enerji, oluşan bağlarda açığa çıkan toplam enerjiden büyükse ΔH > 0 olur ve tepkime endotermiktir. Oluşan bağlarda açığa çıkan toplam enerji daha büyükse ΔH < 0 olur ve tepkime ekzotermiktir.
Sıkça Sorulan Sorular
Metanın yanma tepkimesinin entalpi değişimi kaçtır?
Bağ enerjileri kullanıldığında ΔH = −676 kJ/mol bulunur.
Metanın yanma tepkimesi endotermik mi, ekzotermik mi?ΔH negatif olduğu için tepkime ekzotermiktir.
Verilen bağlar içinde en kararlı bağ hangisidir?C=O bağı 736 kJ/mol ile verilen bağlar arasındaki en yüksek bağ enerjisine sahiptir.
KİTABIN TÜM CEVAPLARI
Bütün tema, etkinlik ve sayfa cevaplarını 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları ana sayfasında inceleyebilirsiniz.