11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 100-117 Cevapları MEB Yayınları - 1. Tema Ölçme ve Değerlendirme
118
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 100 Cevapları
1. Tema Ölçme ve Değerlendirme – Tanılayıcı Dallanmış Ağaç
Soru 1: Aşağıdaki tanılayıcı dallanmış ağaçta verilen kutucuklardaki ifadeleri okuyunuz. İlk ifadeden başlayarak ifade doğru ise “D”, yanlış ise “Y” yönünde ilerleyip doğru çıkışa ulaşınız. Kısa Cevap: D → D → D → D yolu izlenerek 1. çıkışa ulaşılır. Çözüm: Başlangıç kutusundan itibaren doğru kabul edilen ifadelerin gösterdiği dallar takip edilir. İzlenen dört adım aşağıda açıklanmıştır.
- “Entalpi, bir sistemin sahip olduğu toplam enerjidir.” → D: Kitaptaki anlatım ve cevap anahtarında bu ifade doğru kabul edilerek üst dala geçilir. Entalpi, daha kesin olarak H = U + pV bağıntısıyla tanımlanır; burada U iç enerjidir.
- “Ekzotermik bir tepkimede çevreye ısı verilir.” → D: Ekzotermik tepkimelerde sistemden çevreye ısı aktarılır. Bu nedenle doğru yönü izlenir.
- “Bağ enerjileri her zaman pozitif değerdir.” → D: Buradaki bağ enerjisi, bağı koparmak için gereken enerjidir. Bağ koparmak enerji gerektirdiğinden değer pozitiftir.
- “Eai > Eag ise endotermik bir olaydır.” → D: İleri tepkimenin aktivasyon enerjisi geri tepkimeninkinden büyükse ΔH = Eai − Eag > 0 olur. Tepkime endotermiktir ve bu dal 1. çıkışa götürür.
Cevap: 1. çıkış. Sonuç, MEB cevap anahtarındaki 1. sorunun cevabıyla uyumludur.
218
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 101 Cevapları
1. Tema Ölçme ve Değerlendirme – Boşluk Doldurma
Yönerge: 2-16. cümlelerdeki boşlukları kutucuklarda verilen rakam ve ifadelerden uygun olanı ile doldurunuz.
Soru 2: Günlük hayattaki bir olay … ise sistem çevreden ısı alır. Kısa Cevap: Endotermik. Açıklama: Endotermik olaylarda sistem, çevresinden ısı alır.
Soru 3: Kömür, petrol, doğal gaz gibi fosil yakıtlar yandığında oluşan CO2 gazı … neden olur. Kısa Cevap: Küresel ısınmaya. Açıklama: Atmosferdeki CO2 miktarının artması, sera etkisini güçlendirerek küresel ısınmaya katkıda bulunur.
Soru 4: Birim miktar başına yüksek enerji açığa çıkaran maddeler … olma potansiyeline sahiptir. Kısa Cevap: Yakıt.
Soru 5: Bir tepkimede kırılan bağların enerjileri toplamı, oluşan bağların enerjileri toplamından … ise tepkime ekzotermiktir. Kısa Cevap: Az. Çözüm: ΔH ≈ ΣE(kırılan bağlar) − ΣE(oluşan bağlar) bağıntısı kullanılır. İlk toplam ikinciden küçükse ΔH negatif olur ve tepkime çevreye ısı verir.
Soru 6: Elementlerin doğadaki en kararlı hâllerinin oluşum entalpileri … kabul edilir. Kısa Cevap: Sıfır. Açıklama: Elementlerin standart koşullardaki en kararlı hâllerinin standart oluşum entalpileri sıfır kabul edilir.
Soru 7: Entalpi değişim değeri negatif (ΔH < 0) olan tepkimeler, … tepkimelerdir. Kısa Cevap: Ekzotermik. Açıklama: Ekzotermik tepkimelerde ürünlerin entalpisi tepkenlerinkinden düşüktür.
Soru 8: Tepkenlerin ürüne dönüşebilmesi için gerekli en düşük enerjiye … denir. Kısa Cevap: Aktivasyon enerjisi.
Soru 9: Bir tepkimenin potansiyel enerji-tepkime koordinatı grafiğinde tepken ve ürünlerin enerji seviyeleri arasındaki farka … denir. Kısa Cevap: Tepkime entalpisi. Açıklama: Tepkime entalpisi, ΔH = H(ürünler) − H(tepkenler) biçiminde hesaplanır.
Soru 10: Belirli bir zaman aralığında hesaplanan tepkime hızına … denir. Kısa Cevap: Ortalama tepkime hızı.
Soru 11: Kimyasal bir tepkimede ürünler için … hızından bahsedilir. Kısa Cevap: Oluşum. Açıklama: Tepkenler harcanırken ürünler oluşur. Bu nedenle ürünler için oluşum hızı kullanılır.
Soru 12: Aktivasyon enerjisini düşürerek tepkimeyi hızlandıran maddelere … denir. Kısa Cevap: Katalizör. Açıklama: Katalizör, daha düşük aktivasyon enerjili alternatif bir tepkime yolu sağlar.
Soru 13: Sıcaklık artışı birim zamandaki … sayısını artırarak tepkimeyi hızlandırır. Kısa Cevap: Etkin çarpışma. Açıklama: Sıcaklık arttığında aktivasyon enerjisini aşabilecek taneciklerin oranı yükselir. Böylece birim zamandaki etkin çarpışma sayısı artar.
Soru 14: Kimyasal tepkimelerin hızı ile tepkimeye giren maddelerin derişimleri arasındaki ilişkiyi gösteren matematiksel eşitliğe … denir. Kısa Cevap: Hız denklemi.
Soru 15: Derecesi … olan bir tepkimenin hız sabitinin birimi 1/(s·M2)’dir. Kısa Cevap: 3. Çözüm: Toplam derecesi n olan tepkimede hız sabitinin birimi M1−n·s−1 olur. Verilen birim M−2·s−1 olduğundan 1 − n = −2 ve n = 3 bulunur.
Soru 16: Tepkime derecesi üç olan gaz fazında gerçekleşen bir tepkimenin gerçekleştiği kabın hacmi yarıya düşürüldüğünde tepkimenin hızı … katına çıkar. Kısa Cevap: 8. Çözüm: Sıcaklık sabitken ve tanecik miktarları değişmeden hacim yarıya indirilirse gazların derişimleri 2 katına çıkar. Toplam tepkime derecesi 3 olduğundan vyeni/vilk = 23 = 8 olur.
318
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 102 Cevapları
1. Tema Ölçme ve Değerlendirme – Enerji Değişimleri
Soru 17: Aşağıdaki tabloda verilen olaylarda meydana gelen enerji değişimlerini açıklayınız. Olayların endotermik mi, ekzotermik mi olduklarını belirtiniz. Kısa Cevap: Olaylar sırasıyla ekzotermik, endotermik, ekzotermik, endotermik, endotermik ve endotermik olarak sınıflandırılır. Açıklama: Olayların enerji değişimleri aşağıda kitap sırasıyla açıklanmıştır.
Yakıt pillerinde H2(g) ve O2(g)’nin tepkimesi sonucunda elektrik üretimi: Sistemin kimyasal enerjisi azalır. Enerji, elektrik ve ısı olarak çevreye aktarılır. Ekzotermiktir.
Şimşek ve yıldırım etkisiyle atmosferde bulunan azot moleküllerindeki bağların kırılması: Bağları koparmak için enerji alınır; sistemin enerjisi artar. Endotermiktir.
İklimlendirme cihazlarında gazların sıkıştırılmasıyla ortamın ısıtılması: Gazın ortama ısı vermesi esas alınır. Cevap anahtarında bu aşama, sistemin enerjisinin azalması olarak açıklanmıştır. Ekzotermiktir.
İklimlendirme cihazlarında gazların genleştirilmesiyle ortamın soğutulması: Gazın ortamdan ısı alması esas alınır. Cevap anahtarında sistemin enerjisinin arttığı belirtilmiştir. Endotermiktir.
Dondurmaların erimesini önlemek için kullanılan kuru buzun süblimleşmesi: Kuru buz, katı hâlden gaz hâline geçerken çevreden ısı alır; sistemin enerjisi artar. Endotermiktir.
Klor gazını elde etmek için NaCl çözeltisinin elektroliz edilmesi: Tepkimenin gerçekleşmesi için dışarıdan elektrik enerjisi sağlanır. Cevap anahtarına göre sistemin enerjisi artar ve olay endotermik olarak sınıflandırılır.
Joule-Thomson Olayı – Sistem ve Çevre Arasında Isı Aktarımı
18. soru: Düzenekte gaz A bölmesinde sıkıştırılmakta, bölmeler arasındaki delikten geçerek B bölmesinde genleşmektedir. A bölmesinde sıcaklık artışı, B bölmesinde sıcaklık düşüşü gözlenmektedir.
Soru 18 a: A bölmesinde ısının sistem ve çevre arasındaki akış yönünü belirterek olayın endotermik mi, ekzotermik mi olduğunu açıklayınız. Kısa Cevap: Cevap anahtarındaki değerlendirmeye göre ısı sistemden çevreye aktarılır; olay ekzotermiktir. Açıklama: Sıkıştırılarak sıcaklığı yükselen gazın çevreye ısı vermesi esas alınmıştır. Isıyı veren taraf sistem, alan taraf çevredir.
Soru 18 b: B bölmesinde ısının sistem ve çevre arasındaki akış yönünü belirterek olayın endotermik mi, ekzotermik mi olduğunu açıklayınız. Kısa Cevap: Cevap anahtarına göre ısı çevreden sisteme aktarılır; olay endotermiktir. Açıklama: Genleşerek soğuyan gazın çevresinden ısı alması esas alınmıştır. Çevre ısı verirken sistem ısı alır.
Kavram notu: Gazların sıcaklığı sıkıştırma veya genleşme işi nedeniyle de değişebilir. Bu yüzden sıcaklık değişimi tek başına ısı akışını belirlemez. Buradaki sınıflandırma, cevap anahtarının esas aldığı ısı alışverişine göredir.
418
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 103 Cevapları
19. Soru – Yakıtların Enerji Veriminin Karşılaştırılması
Soru 19: Buna göre odun talaşı ve fındık kabuğundan hangisinin yakıt olma potansiyeli daha fazladır? Gerekçesiyle açıklayınız. Kısa Cevap: Fındık kabuğunun yakıt olma potansiyeli daha fazladır. Eşit kütlede yakıt kullanıldığında aynı miktardaki suyun sıcaklığını daha fazla artırmıştır. Çözüm: Odun talaşıyla ısıtılan suda ΔT = 20 − 10 = 10 °C, fındık kabuğuyla ısıtılan suda ΔT = 30 − 10 = 20 °C olur. Her iki kaptaki suyun kütlesi 2000 g olduğundan Q = m·c·ΔT bağıntısına göre suyun aldığı ısı sıcaklık artışıyla orantılıdır. Fındık kabuğu kullanılan kaptaki su, diğerinin 2 katı ısı almıştır. Bu deney koşullarında fındık kabuğu daha yüksek enerji sağlamıştır.
20. Soru – Sıcaklığın Tepkime Hızına Etkisi
Eşit kütlede sodyum metali, farklı sıcaklıklardaki fenolftaleinli suyla aynı süre boyunca tepkimeye sokulmuştur. Soruda, OH− derişimi arttıkça mor renk yoğunluğunun arttığı belirtilmektedir.
Soru 20 a: Oluşan renk koyuluğunun farklı olmasının nedeni nedir? Kısa Cevap: Sıcak suda tepkime daha hızlı gerçekleştiği için aynı sürede daha fazla OH− iyonu oluşur. Bu nedenle sıcak su bulunan tüpte mor renk daha koyudur. Açıklama: Renk farkı, aynı gözlem süresi içinde tepkimelerin farklı miktarda ilerlemesinden kaynaklanır.
Soru 20 b: Sodyum metalinin su ile tepkimesinde sıcaklığın etkisini açıklayınız. Kısa Cevap: Sıcaklık arttıkça tepkime hızı artar. Açıklama: Sıcaklık artışı taneciklerin ortalama kinetik enerjisini yükseltir. Aktivasyon enerjisini aşabilecek taneciklerin oranı ve birim zamandaki etkin çarpışma sayısı artar.
21. Soru – Etilenin Yanması ve Bağ Enerjileri
Tepkime: C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O
Verilen ortalama bağ enerjileri: C=C: 611 kJ/mol; C−H: 414 kJ/mol; C=O: 736 kJ/mol; O=O: 498 kJ/mol; O−H: 464 kJ/mol.
Soru 21 a: Tepkimede kırılan bağları, bağların sayılarını ve bağ enerjilerinin toplamını yazınız. Kısa Cevap: 4 C−H, 1 C=C ve 3 O=O bağı kırılır. Toplam enerji 3761 kJ olur. Çözüm: C−H bağları: 4 × 414 = 1656 kJ. C=C bağı: 1 × 611 = 611 kJ. O=O bağları: 3 × 498 = 1494 kJ. Kırılan bağlar için gereken toplam enerji: 1656 + 611 + 1494 = 3761 kJ.
Soru 21 b: Tepkimede oluşan bağları, bağların sayılarını ve bağ enerjilerinin toplamını yazınız. Kısa Cevap: 4 C=O ve 4 O−H bağı oluşur. Bağ enerjileri toplamı 4800 kJ olur. Çözüm: İki CO2 molekülünde toplam 4 C=O bağı bulunur: 4 × 736 = 2944 kJ. İki H2O molekülünde toplam 4 O−H bağı bulunur: 4 × 464 = 1856 kJ. Bağlar oluşurken açığa çıkan toplam enerji: 2944 + 1856 = 4800 kJ.
Soru 21 c: Tepkimede gerçekleşen entalpi değişimini hesaplayınız. Kısa Cevap: ΔH ≈ −1039 kJ. Çözüm: Ortalama bağ enerjileriyle ΔH ≈ ΣE(kırılan bağlar) − ΣE(oluşan bağlar) bağıntısı kullanılır. ΔH ≈ 3761 − 4800 = −1039 kJ. Denklemdeki miktarlara göre 1 mol etilenin yanmasında yaklaşık 1039 kJ enerji açığa çıkar.
Soru 21 ç: Tepkimenin endotermik/ekzotermik olma durumunu açıklayınız. Kısa Cevap: Tepkime ekzotermiktir. Açıklama: Yeni bağlar oluşurken açığa çıkan enerji, başlangıçtaki bağları koparmak için alınan enerjiden fazladır. Aradaki enerji çevreye verilir ve ΔH negatif olur.
518
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 104 Cevapları
22. Soru – Metanın Yanması ve Enerji Değişimi
Metanın yanma tepkimesine ait grafikte ürünlerin enerji düzeyi, tepkenlerin enerji düzeyinden düşüktür. Sorular bu enerji ilişkisine göre cevaplandırılır.
Soru 22 a: Tepkime denklemini yazınız. Kısa Cevap: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O.
Soru 22 b: Kırılan ve oluşan bağların toplam enerjilerini karşılaştırınız. Kısa Cevap: Kırılan bağların toplam enerjisi, oluşan bağların toplam enerjisinden küçüktür. Açıklama: Bağları koparmak için alınan enerji, yeni bağlar oluşurken açığa çıkan enerjiden azdır.
Soru 22 c: Tepken ve ürünlerin enerjilerini karşılaştırınız. Kısa Cevap: Tepkenlerin enerjisi, ürünlerin enerjisinden büyüktür. Açıklama: Grafikte ürünler daha düşük enerji seviyesinde gösterilmiştir.
Soru 22 ç: Tepken ve ürünlerin kararlılıklarını karşılaştırınız. Kısa Cevap: Ürünler, tepkenlerden daha kararlıdır. Açıklama: Verilen grafikte ürünlerin daha düşük enerji düzeyinde olması, enerji bakımından daha kararlı olduklarını gösterir.
Soru 22 d: Tepkimenin endotermik/ekzotermik olma nedenini b ve c seçeneklerindeki sonuçlarla ilişkilendirerek açıklayınız. Kısa Cevap: Tepkime ekzotermiktir. Bağ oluşumunda açığa çıkan enerji, bağları koparmak için alınan enerjiden fazladır. Açıklama: Bu nedenle ürünler tepkenlerden daha düşük enerjiye sahiptir. Aradaki enerji çevreye verilir ve ΔH < 0 olur.
23. Soru – Propanın Standart Oluşum Entalpisi
Verilen tepkime: C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g).
Propanın standart yanma entalpisi −2043,9 kJ/mol; CO2(g) ve H2O(g) için standart oluşum entalpileri sırasıyla −393,5 ve −241,8 kJ/mol olarak verilmiştir.
Soru 23: CO2(g) ve H2O(g) bileşiklerine ait standart oluşum entalpi değerleri sırası ile −393,5 kJ/mol ve −241,8 kJ/mol ise C3H8 gazının standart oluşum entalpisi kaç kJ/mol’dür? Kısa Cevap: −103,8 kJ/mol. Çözüm: Standart tepkime entalpisi, katsayılar dikkate alınarak ΔH° = Σn·ΔH°f(ürünler) − Σn·ΔH°f(tepkenler) bağıntısıyla hesaplanır. O2(g)’nin standart oluşum entalpisi 0 alınır. Propanın standart oluşum entalpisine x diyelim: −2043,9 = [3·(−393,5) + 4·(−241,8)] − [x + 5·0] −2043,9 = −1180,5 − 967,2 − x −2043,9 = −2147,7 − x x = −103,8 kJ/mol.
24. Soru – Oksijenden Ozon Oluşumu
Verilen tepkime: 3O2(g) → 2O3(g), ΔH° = +285,4 kJ.
Soru 24 a: O2(g) ve O3(g) moleküllerinin ΔH°f değerleri kaçtır? Kısa Cevap: O2(g): 0 kJ/mol; O3(g): +142,7 kJ/mol. Çözüm: Oksijenin standart koşullardaki kararlı biçimi O2(g) olduğundan standart oluşum entalpisi sıfırdır. Verilen tepkimede 2 mol ozon oluşur: 285,4 = 2·ΔH°f(O3) − 3·0 ΔH°f(O3) = 285,4 / 2 = +142,7 kJ/mol.
Soru 24 b: O2(g) ve O3(g) moleküllerinin kararlılıklarını karşılaştırınız. Kısa Cevap: O2, O3’ten daha kararlıdır. Açıklama: Oksijenden ozon oluşması enerji gerektirir. Ozonun enerji düzeyi daha yüksek olduğundan O2 enerji bakımından daha kararlıdır.
Soru 24 c: Kırılan ve oluşan bağlarda toplam enerji değişimini açıklayınız. Kısa Cevap: Bağları koparmak için alınan enerji, yeni bağlar oluşurken açığa çıkan enerjiden 285,4 kJ daha fazladır. Açıklama: Verilen denklemde net olarak 285,4 kJ enerji alınır. Entalpi değişimi pozitif olduğu için tepkime endotermiktir.
618
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 105 Cevapları
25. Soru – Harcanma ve Oluşma Hızları
Verilen tepkime: H2(g) + ½O2(g) → H2O(g).
Soru 25: Hidrojenin oksijenle tepkimesinde H2 gazının ortalama harcanma hızı (rH₂), O2 gazının ortalama harcanma hızı (rO₂) ve H2O gazının ortalama oluşma hızı (rH₂O) arasındaki ilişkiyi gösteren eşitliği yazınız. Kısa Cevap: rH₂ = 2rO₂ = rH₂O. Çözüm: Denklem tam sayılı katsayılarla 2H2 + O2 → 2H2O şeklinde yazılır. Aynı sürede harcanan ve oluşan miktarlar katsayılarla orantılıdır: rH₂/2 = rO₂/1 = rH₂O/2. Böylece hidrojenin harcanma hızı, oksijenin harcanma hızının iki katına ve suyun oluşma hızına eşittir.
26. Soru – Etkin Çarpışma ve Aktifleşmiş Kompleks
Tepkime: CO(g) + H2O(g) → CO2(g) + H2(g). Grafikte I numaralı durum etkin olmayan karşılaşmayı, II numaralı durum enerji engelinin tepesindeki aktifleşmiş kompleksi, III numaralı durum ise ürünleri göstermektedir.
Soru 26 a: I. durumdaki madde CO(g) ve H2O(g) moleküllerinin etkin çarpışması sonucu mu oluşmuştur? Açıklayınız. Kısa Cevap: Hayır, I. durumda etkin çarpışma gerçekleşmemiştir. Açıklama: Etkin çarpışma için gereken yeterli enerji ve uygun yönelim koşulları birlikte sağlanmamıştır. Bu nedenle ürün oluşturabilecek aktifleşmiş kompleks meydana gelmemiştir.
Soru 26 b: CO(g) ve H2O(g) moleküllerinin çarpışması sonucu oluşan I ve II. durumlardaki maddelerin ürün oluşturabilme ihtimallerini açıklayınız. Kısa Cevap: I. durum ürün oluşturamaz. II. durum ise ürünlere dönüşebilir veya tepkenlere geri dönebilir. Açıklama: I. durumda etkin çarpışma koşulları sağlanmamıştır. II. durumda oluşan aktifleşmiş kompleks, yüksek enerjili ve kararsızdır; ürünlere ilerleyebileceği gibi başlangıçtaki moleküllere de ayrılabilir.
Soru 26 c: CO(g) ve H2O(g) moleküllerinin III. durumdaki maddelere dönüşebilmesi için hangi koşulları yerine getirmesi gerektiğini açıklayınız. Kısa Cevap: Moleküller uygun geometride ve aktivasyon enerjisini karşılayabilecek yeterli kinetik enerjiyle çarpışmalıdır. Açıklama: Bu koşullarla aktifleşmiş kompleks oluşabilir. Kompleksin ürünler yönünde dönüşmesiyle III. durumdaki CO2 ve H2 elde edilir.
27. Soru – Suyun Ortalama Oluşma Hızı
Verilenler: Kap hacmi 2 L, harcanan siklopropan miktarı 2,4 mol ve süre 10 dakikadır.
Tepkime: C3H6(g) + 9/2O2(g) → 3CO2(g) + 3H2O(g).
Soru 27: Bu deneyde 2,4 mol siklopropan gazı 10 dakikada harcandığına göre aynı sürede H2O bileşiğinin ortalama oluşma hızı kaç M/s’dir? Kısa Cevap: 0,006 M/s. Çözüm: Denklemde 1 mol siklopropandan 3 mol su oluşur. Buna göre n(H2O) = 2,4 × 3 = 7,2 mol bulunur. Suyun derişim artışı: Δ[H2O] = 7,2 / 2 = 3,6 mol/L. Süre: 10 × 60 = 600 saniye. Ortalama oluşma hızı: rH₂O = Δ[H2O]/Δt = 3,6 / 600 = 0,006 M/s.
718
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 106 Cevapları
28. Soru – Kireç Taşının Asitle Tepkimesi
Deneyde kireç taşı içeren makete seyreltik hidroklorik asit çözeltisi akıtılmış ve maketin kütle kaybı ölçülmüştür.
Tepkime: CaCO3(k) + 2HCl(suda) → CaCl2(suda) + CO2(g) + H2O(s).
Deney verileri: 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14 ve 16. dakikalardaki kütle kayıpları sırasıyla 0; 2,1; 3,0; 3,5; 3,8; 4,0; 4,1; 4,1 ve 4,1 gramdır.
Soru 28 a: Deneyde kütle kaybının nedenini açıklayınız. Kısa Cevap: Kireç taşı asitle tepkimeye girerek çözünür ve maketten uzaklaşır. Ayrıca oluşan CO2 gazı ortamdan ayrılır. Açıklama: Maket üzerinden asit çözeltisi akıtıldığı için çözünen maddeler taşınabilir. Gaz çıkışı ve çözünen maddelerin uzaklaşması, tartılan maketin kütlesinin azalmasına yol açar.
Soru 28 b: Deney sonucuna göre kütle kaybının zamanla değişimini gösteren grafiği çiziniz. Kısa Cevap: Grafik, başlangıçta hızla yükselir; yükselme giderek yavaşlar ve 12. dakikadan itibaren 4,1 gramda yataylaşır. Çözüm: Yatay eksene zaman (dk.), düşey eksene kütle kaybı (g) yazılır. (0; 0), (2; 2,1), (4; 3,0), (6; 3,5), (8; 3,8), (10; 4,0), (12; 4,1), (14; 4,1), (16; 4,1) noktaları işaretlenip birleştirilir.
Soru 28 c: Tepkimenin hızı zamanla nasıl değişir? Nedenini çarpışma teorisini kullanarak açıklayınız. Kısa Cevap: Tepkime hızı zamanla azalır. Birim zamanda gerçekleşen etkin çarpışma sayısı düşer. Açıklama: Cevap anahtarındaki değerlendirmeye göre süreç ilerledikçe tepken derişiminin ve tepkimeye açık kireç taşı yüzeyinin azalması, etkin çarpışmaları azaltır. Eşit zaman aralıklarındaki kütle kaybının küçülmesi de yavaşlamayı gösterir.
Soru 28 ç: Tepkime ne kadar sürmüştür? Açıklayınız. Kısa Cevap: Tepkime yaklaşık 12 dakika sürmüştür. Açıklama: Kütle kaybı 12. dakikada 4,1 grama ulaşmış; 14 ve 16. dakikalarda değişmemiştir. Bu nedenle deney verilerine göre tepkimenin yaklaşık 12. dakikada tamamlandığı kabul edilir.
Soru 28 d: CaCO3(k) maddesinin 0-2 ve 0-8. dakikalar arasındaki ortalama harcanma hızını karşılaştırınız. Kısa Cevap: Verilen kütle kayıpları esas alındığında 0-2 dakika için 1,05 g/dk., 0-8 dakika için 0,475 g/dk. bulunur. İlk aralıktaki ortalama hız daha büyüktür. Çözüm: Ortalama hız, kütle kaybının geçen süreye bölünmesiyle hesaplanır. 0-2 dakika: (2,1 − 0)/(2 − 0) = 1,05 g/dk. 0-8 dakika: (3,8 − 0)/(8 − 0) = 0,475 g/dk. 1,05 > 0,475 olduğundan başlangıçtaki ortalama harcanma hızı daha yüksektir.
818
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 107 Cevapları
29. Soru – Kömürün Isıl Değeri ve Çevresel Etkileri
Soru 29 a: Karbon oranı ile kömürün ısıl değeri arasındaki ilişkiyi belirleyerek açıklayınız. Kısa Cevap: Verilen kömür örneklerinde karbon oranı arttıkça ısıl değer artmaktadır. Açıklama: Linyitte %30 karbon ve 4000 kcal/kg; taş kömüründe %70 karbon ve 6500 kcal/kg; antrasitte %85 karbon ve 7800 kcal/kg değerleri verilmiştir. Buna göre ısıl değer sıralaması antrasit > taş kömürü > linyit şeklindedir.
Soru 29 b: Sizce hangi kömür türünün kullanılması daha çok çevre kirliliği oluşturur? Nedenini açıklayınız. Kısa Cevap: Cevap anahtarında linyit öne çıkarılmıştır. Isıl değerinin düşük olması, aynı enerjiyi sağlamak için daha fazla yakıt kullanılmasını gerektirir. Açıklama: İçerdiği kükürt ve azot, yanma sırasında kirletici gazların oluşmasına katkıda bulunabilir. %20 kül içermesi de katı atık oluşturur. Ancak tablodaki en yüksek kül oranı %28 ile taş kömüründedir; çevresel değerlendirme yalnızca kül miktarına göre yapılmamalıdır.
30. Soru – Deney Verilerinden Hız Denklemi
1. deney: [NO] = 0,10 M; [Br2] = 0,10 M; hız = 0,010 M/s.
2. deney: [NO] = 0,20 M; [Br2] = 0,10 M; hız = 0,040 M/s.
3. deney: [NO] = 0,20 M; [Br2] = 0,30 M; hız = 0,120 M/s.
Soru 30 a: Tepkimenin hız denklemini yazınız. Kısa Cevap: r = k[NO]2[Br2]. Çözüm: Genel hız denklemi r = k[NO]m[Br2]n şeklinde alınır. 1 ve 2. deneylerde Br2 derişimi sabittir. NO derişimi 2 katına çıkarken hız 4 katına çıkar: 4 = 2m → m = 2. 2 ve 3. deneylerde NO derişimi sabittir. Br2 derişimi 3 katına çıkarken hız da 3 katına çıkar: 3 = 3n → n = 1. Böylece r = k[NO]2[Br2] bulunur.
Soru 30 b: Tepkime derecesi kaçtır? Kısa Cevap: 3. Çözüm: Tepkimenin toplam derecesi, hız denklemindeki derişim üslerinin toplamıdır: 2 + 1 = 3.
Soru 30 c: Hız sabiti k’nin birimi ve değeri nedir? Kısa Cevap: k = 10 M−2·s−1 veya 10/(M2·s). Çözüm: 1. deneyin değerleri hız denklemine yazılır: 0,010 = k·(0,10)2·0,10 k = 0,010 / 0,001 = 10. Birimi: (M/s)/M3 = M−2·s−1.
Soru 30 ç: [NO] = 0,4 M ve [Br2] = 0,2 M olduğunda tepkime hızı kaç M/s olur? Kısa Cevap: 0,32 M/s. Çözüm: r = k[NO]2[Br2] denkleminde değerler yerine konur: r = 10·(0,4)2·0,2 r = 10·0,16·0,2 = 0,32 M/s.
918
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 108 Cevapları
31. Soru – Derişim, Basınç ve Sıcaklığın Tepkime Hızına Etkisi
İncelenen tepkime: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g). Görsellerde derişim, hacim ve sıcaklık değişikliklerinin amonyak oluşum hızına etkisi karşılaştırılmaktadır.
Soru 31: Buna göre her bir deney için A ve B kaplarındaki tepkimelerde amonyak gazının oluşum hızını karşılaştırınız. Karşılaştırma sonuçlarını çarpışma teorisiyle açıklayınız. Kısa Cevap: I, II ve III. deneylerin tamamında B kabındaki amonyak oluşum hızı A kabındakinden büyüktür. Açıklama: Her deneyde B kabındaki koşullar, birim zamanda gerçekleşen etkin çarpışma sayısını artırmaktadır.
I. deney – Derişimin etkisi: B > A. Hacim ve sıcaklıklar aynıdır. B kabında daha fazla tepken taneciği bulunduğu için derişimler daha yüksektir. Taneciklerin karşılaşma olasılığı ve etkin çarpışma sayısı arttığından amonyak daha hızlı oluşur.
II. deney – Hacim ve basıncın etkisi: B > A. Aynı miktardaki gazın hacmi B kabında V/2’ye düşürülmüştür. Sabit sıcaklıkta derişimler ve basınç artar. Tanecikler birbirine daha yakın bulunduğundan çarpışmalar sıklaşır ve tepkime hızlanır.
III. deney – Sıcaklığın etkisi: B > A. Hacimler ve tanecik sayıları aynı, sıcaklıklar A’da T ve B’de 2T’dir. B kabında taneciklerin ortalama kinetik enerjisi ve aktivasyon enerjisini aşabilecek taneciklerin oranı daha yüksektir. Böylece etkin çarpışmalar artar ve amonyak oluşumu hızlanır.
32. Soru – NO ve Ozon Moleküllerinin Çarpışmaları
Tepkime: NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g). Görselde I, II, III ve IV. durumların çarpışma olasılıkları sırasıyla 1x, 2x, 4x ve 9x olarak verilmiştir.
Soru 32 a: Aynı koşullarda gerçekleşen tepkimelerin hızlarını karşılaştırınız. Kısa Cevap: IV > III > II > I. Açıklama: Diğer koşullar aynıyken çarpışma olasılığı yükseldikçe birim zamandaki etkin çarpışma sayısı artar. Bu nedenle 9x olasılıklı IV. durum en hızlı, 1x olasılıklı I. durum en yavaştır.
Soru 32 b: Atmosferde NO(g) derişiminin artması tepkime hızını nasıl etkiler? Bu etkiyi çarpışma olasılığı üzerinden açıklayınız. Kısa Cevap: Diğer koşullar aynı kaldığında NO derişiminin artması tepkimeyi hızlandırır. Açıklama: Birim hacimdeki NO molekülü sayısı arttığı için NO ve O3 moleküllerinin karşılaşma olasılığı yükselir. Daha fazla etkin çarpışma gerçekleşir.
Soru 32 c: Atmosfer sıcaklığının NO ve O3 molekülleri arasında gerçekleşen çarpışma olasılığına ve tepkime hızına etkisini açıklayınız. Kısa Cevap: Sorudaki çarpışma modeli ve cevap anahtarına göre sıcaklık artışı, çarpışmaları artırarak tepkimeyi hızlandırır. Açıklama: Taneciklerin ortalama kinetik enerjisinin yükselmesiyle hareketleri hızlanır. Modelde, yeterli enerjili etkin çarpışmaların artması hızın yükselmesiyle ilişkilendirilir.
Soru 32 ç: NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g) tepkimesinin zamanla ortalama hızı nasıl değişir? Açıklayınız. Kısa Cevap: Sisteme yeni tepken eklenmediğinde, diğer koşullar sabitken tepkimenin hızı zamanla azalır. Açıklama: NO ve O3 harcandıkça derişimleri düşer. Moleküllerin karşılaşma olasılığı ve birim zamandaki etkin çarpışma sayısı azalır.
1018
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 109 Cevapları
33. Soru – Sıcaklık ve Katalizörün Etkisi
İncelenen tepkime: C2H4(g) + H2(g) → C2H6(g). Grafiklerde bu tepkimeyi hızlandırmak için yapılan iki farklı değişiklik gösterilmiştir.
Soru 33 a: Grafik 1 ve 2’de tepkimeyi hızlandırmak için tepkimeye ne gibi etkiler yapıldığını açıklayınız. Kısa Cevap: Grafik 1’de sıcaklık artırılmış, Grafik 2’de katalizör kullanılmıştır. Açıklama: Grafik 1’de dağılım daha yüksek kinetik enerjilere kaymış ve aktivasyon enerjisine ulaşabilen taneciklerin oranı artmıştır. Grafik 2’de ise tepken ve ürünlerin enerji seviyeleri değişmeden daha düşük aktivasyon enerjili bir yol oluşmuştur.
Soru 33 b: Her iki durumda tepkimeye yapılan etkilerin tepkimeyi hızlandırma sebeplerini çarpışma teorisine göre açıklayınız. Kısa Cevap: Sıcaklık artışı taneciklerin kinetik enerjisini artırır; katalizör ise aktivasyon enerjisini düşüren alternatif bir yol sağlar. Her iki etki de birim zamandaki etkin çarpışma sayısını artırır. Açıklama: Isıtıldığında enerji engelini aşabilecek taneciklerin oranı yükselir. Katalizör kullanıldığında ise aynı sıcaklıkta daha düşük enerji engeli üzerinden tepkime gerçekleşebilir. Katalizör, taneciklerin ortalama kinetik enerjisini artırmaz.
34. Soru – Temas Yüzeyinin Tepkime Hızına Etkisi
Eşit kütledeki toz ve topak çamaşır sodası, hidroklorik asitle tepkimeye sokulmuştur.
Tepkime: Na2CO3(k) + 2HCl(suda) → 2NaCl(suda) + CO2(g) + H2O(s).
Soru 34 a: Görseldeki tüplerde eşit sürede gerçekleşen tepkimelerin çamaşır sodasının hangi formuna ait olduğunu nedeniyle belirtiniz. Kısa Cevap: I. tüp toz, II. tüp topak forma aittir. Açıklama: Toz çamaşır sodasının asitle temas eden toplam yüzeyi daha büyüktür. Bu nedenle tepkime daha hızlı gerçekleşir ve aynı sürede daha fazla CO2 oluşur. I. tüpteki yoğun gaz kabarcıkları bu durumu göstermektedir.
Soru 34 b: Grafikteki eğrilerin çamaşır sodasının hangi formuna ait olduğunu nedeniyle belirtiniz. Kısa Cevap: A eğrisi toz, B eğrisi topak forma aittir. Açıklama: A eğrisinin başlangıç eğimi daha büyüktür; gaz oluşumu daha hızlıdır ve tepkime daha kısa sürede tamamlanır. Her iki eğri de sonunda 2 g CO2 değerine ulaşır. Verilen deneyde temas yüzeyi, toplam gaz miktarını değil, bu miktara ulaşma süresini değiştirmiştir.
1118
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 110 Cevapları
35-38. Sorular – Kireç Döngüsünde Enerji Değişimleri
Kireç taşının ayrışması: CaCO3(k) + ısı → CaO(k) + CO2(g). Tepkime endotermiktir.
Sönmemiş kirecin suyla tepkimesi: CaO(k) + H2O(s) → Ca(OH)2(suda) + ısı. Tepkime ekzotermiktir.
Sönmüş kirecin karbon dioksitle tepkimesi: Ca(OH)2(suda) + CO2(g) → CaCO3(k) + H2O(s) + ısı. Tepkime ekzotermiktir.
Soru 35: Kireç taşının sönmemiş kirece dönüştüğü tepkime için verilen ifadelerden hangileri doğrudur? Kısa Cevap: D) I ve III. Açıklama: I doğru: Kireç taşının ayrışması ısı gerektirdiğinden endotermiktir. II yanlış: Endotermik tepkimede ürünlerin toplam enerjisi tepkenlerinkinden yüksektir. Kireç taşının enerjisi ürünlerden yüksek değildir. III doğru: Sorudaki koşullarda ayrışmanın sürmesi için ısı sağlanmalıdır; kireç taşı bulunduğu ve gerekli koşullar korunduğu sürece tepkime devam eder.
Soru 36: Sönmemiş kirecin sönmüş kirece dönüştüğü tepkime için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? Kısa Cevap: A) Isı alarak gerçekleşir. Açıklama: Bu tepkime ısı almaz, çevreye ısı verir. Ekzotermik olduğu için sistemin entalpisi azalır, ürünün enerjisi tepkenlerin toplam enerjisinden düşük olur. Açığa çıkan ısı çevrenin sıcaklığını artırabilir.
Soru 37: Sönmüş kirecin kireç taşına dönüştüğü tepkime için verilen ifadelerden hangileri doğrudur? Kısa Cevap: D) I ve II. Açıklama: I doğru: Tepkimede ısı açığa çıktığı için olay ekzotermiktir. II doğru: Kireç taşının oluştuğu bu tepkimede ürünlerin toplam enerji düzeyi tepkenlerinkinden düşüktür. III yanlış: Tepkime çevreden ısı soğurmaz; çevreye ısı aktarır.
Soru 38: Metindeki bilgilere göre tepkimeler için verilen sonuçlardan hangilerine ulaşılabilir? Kısa Cevap: E) I, II ve III. Açıklama: I doğru: Kimyasal tepkimelerde sistem ile çevre arasında enerji alışverişi gerçekleşebilir. II doğru: Ekzotermik tepkimeler çevrelerine ısı verir. III doğru: Endotermik tepkimeler çevrelerinden ısı alır. Kireç döngüsündeki örnekler bu üç sonucu desteklemektedir.
1218
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 111 Cevapları
39-41. Sorular – Yakıt Seçimi ve Bilimsel Araştırma
“Maarif 24” uzay gemisiyle ilgili metinde hidrojen ve karbon bazlı bir maddenin enerji kaynağı olma potansiyelleri karşılaştırılmaktadır. Değerlendirmede enerji verimi, çevresel etkiler ve kullanım koşulları birlikte dikkate alınır.
Soru 39: Farklı maddelerin yakıt olma potansiyelini belirlemek için yapılan deneylerin hangisinde bağımlı-bağımsız değişkenler ve kontrol değişkenleri en uygun şekilde kullanılmıştır? Kısa Cevap: C) Aynı miktardaki hidrojen ve karbon bazlı maddeyi aynı koşullarda yakarak üretilen enerjiyi ölçmek ve bu olayın çevreye etkilerini değerlendirmek. Açıklama: Bağımsız değişken yakıt türüdür. Ölçülen enerji ve değerlendirilen çevresel etkiler, yakıt türüne bağlı sonuçlardır. Yakıt miktarı, sıcaklık, basınç ve deney düzeneği gibi koşullar aynı tutulduğunda karşılaştırma daha güvenilir olur.
Soru 40: Buna göre aşağıdaki ifadelerden hangisi neden-sonuç ilişkisi açısından doğrudur? Kısa Cevap: E) Hidrojenin yüksek enerji potansiyeli ve yandığında sadece su oluşturması, hidrojenin iyi bir enerji kaynağı olmasını sağlar. Açıklama: Metinde hidrojenin enerji sağlayabilmesi ve yanma ürününün su olması olumlu özellikler olarak verilmiştir. Bu iki özellik, enerji kaynağı olarak tercih edilmesini destekler. Ancak depolama ve güvenli kullanım gereksinimleri de ayrıca değerlendirilmelidir; yalnızca yüksek enerji potansiyeli yeterli değildir.
Soru 41: Hidrojen veya karbon bazlı maddeye ilişkin verilen bilgiler ışığında bu iki yakıt türünün bilimsel araştırmadaki karşılaştırılabilir yönleriyle ilgili yorumlardan hangileri yapılabilir? Kısa Cevap: C) II ve III. Açıklama: I yanlış: Metindeki iki yakıtın yanma ürünleri aynı değildir. Hidrojenin su oluşturduğu, karbon bazlı maddenin ise zararlı emisyonlar da çıkardığı belirtilmiştir. II doğru: Her iki madde de yüksek enerji açığa çıkarma potansiyeline sahip olarak değerlendirilmiştir. Bu, enerji değerlerinin sayısal olarak eşit olduğu anlamına gelmez. III doğru: Yanma ürünleri ve emisyonları farklı olduğundan çevresel sürdürülebilirlik bakımından farklı sonuçlar doğururlar.
1318
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 112 Cevapları
42-44. Sorular – Propanın Yanması ve Ayrışması
Yanma tepkimesi: C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O.
Ayrışma tepkimesi: C3H8 → C3H6 + H2.
Propanın yanması ekzotermik, propilen ve hidrojene ayrışması ise endotermiktir.
Soru 42: Propan gazı yanma tepkimesinde çevreye ısı verirken ayrışma tepkimesinde çevreden ısı alır. Aşağıdaki ifadelerden hangisi bu durumu açıklamak için kullanılamaz? Kısa Cevap: C) Ürünlerin molekül kütlelerinin farklı olması. Açıklama: Isı alınıp verilmesi, bağları koparmak için gereken enerji ile yeni bağlar oluşurken açığa çıkan enerjinin farkına bağlıdır. Molekül kütlelerinin farklı olması tek başına tepkimenin endotermik veya ekzotermik olduğunu açıklamaz.
Soru 43: Propanın yanma ve ayrışma tepkimeleri için aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur? Kısa Cevap: E) Her iki tepkimede de en yüksek enerjili bağ, ürünler tarafındadır. Açıklama: Yanma tepkimesindeki en yüksek bağ enerjisi C=O için 736 kJ/mol olup CO2 ürününde bulunur. Ayrışma tepkimesinde ise en yüksek bağ enerjisi C=C için 611 kJ/mol olup propilen ürünündedir. Burada tek tek bağların enerjileri karşılaştırılmaktadır.
Soru 44: Tepkime entalpileri bağ enerjilerinden yararlanarak hesaplandığında hangi seçenekte verilen değerlere ulaşılır? Kısa Cevap: D) ΔHyanma ≈ −1632 kJ, ΔHayrışma ≈ +128 kJ. Çözüm: Her iki tepkime için ΔH ≈ ΣE(kırılan bağlar) − ΣE(oluşan bağlar) bağıntısı kullanılır. Ayrıntılı işlemler aşağıdadır.
44. Soru – Yanma Entalpisinin Hesaplanması
Kırılan bağlar: Propanda 8 C−H ve 2 C−C; 5O2’de 5 O=O bağı bulunur.
Toplam alınan enerji: 8·414 + 2·347 + 5·498 = 3312 + 694 + 2490 = 6496 kJ.
Oluşan bağlar: 3CO2’de 6 C=O; 4H2O’da 8 O−H bağı oluşur.
Toplam açığa çıkan enerji: 6·736 + 8·464 = 4416 + 3712 = 8128 kJ.
ΔHyanma ≈ 6496 − 8128 = −1632 kJ. Sonuç negatif olduğu için yanma ekzotermiktir.
44. Soru – Ayrışma Entalpisinin Hesaplanması
Tepkenin bağları: Propanda 8 C−H ve 2 C−C bağı vardır.
Toplam bağ enerjisi: 8·414 + 2·347 = 3312 + 694 = 4006 kJ.
Ürünlerin bağları: Propilende 6 C−H, 1 C−C ve 1 C=C; hidrojen molekülünde 1 H−H bağı bulunur.
Toplam bağ enerjisi: 6·414 + 347 + 611 + 436 = 2484 + 347 + 611 + 436 = 3878 kJ.
ΔHayrışma ≈ 4006 − 3878 = +128 kJ. Sonuç pozitif olduğu için ayrışma endotermiktir.
1418
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 113 Cevapları
45-49. Sorular – Glikozun Yanması ve Enerji Hesaplamaları
Tepkime: C6H12O6(k) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(g).
Standart oluşum entalpileri: CO2(g) için −393,5; H2O(g) için −241,8; glikoz için −1273 kJ/mol verilmiştir. Glikozun mol kütlesi 180 g/mol’dür.
Soru 45: Glikozun yanmasına ait standart tepkime entalpisi kaç kJ’dür? Kısa Cevap: B) −2538,8 kJ. Çözüm: ΔH° = Σn·ΔH°f(ürünler) − Σn·ΔH°f(tepkenler) bağıntısı kullanılır. O2(g)’nin standart oluşum entalpisi sıfırdır. ΔH° = [6·(−393,5) + 6·(−241,8)] − [−1273 + 6·0] ΔH° = −2361 − 1450,8 + 1273 = −2538,8 kJ.
Soru 46: Glikozun yanma tepkimesiyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? Kısa Cevap: B) Oluşan bağların enerjisi, kırılan bağların enerjisinden düşüktür. Açıklama: Ekzotermik tepkimede bağların oluşmasıyla açığa çıkan enerji, bağları koparmak için alınan enerjiden fazladır. Bu nedenle B seçeneğindeki karşılaştırma yanlıştır. Ürünlerin toplam enerjisinin düşük olması ile ürünlerdeki bağ enerjileri toplamı birbirine karıştırılmamalıdır. Ayrıca 360 g glikoz 2 moldür; yanmasıyla 2·2538,8 = 5077,6 kJ enerji açığa çıkar. E seçeneği doğrudur.
Soru 47: Buna göre sadece glikoz içeren gıdaları tüketerek günlük enerji ihtiyacını karşıladığı varsayılan yetişkin bir insanın kaç mol glikoza ihtiyacı vardır? Kısa Cevap: B) 4 mol. Çözüm: Soruda günlük enerji ihtiyacı 10155,2 kJ verilmiştir. 1 mol glikozun yanması 2538,8 kJ enerji sağladığına göre: n = 10155,2 / 2538,8 = 4 mol.
Soru 48: Verilen bilgilere göre ifadelerinden hangileri bulunabilir? Kısa Cevap: E) I, II ve III. Çözüm: I: Tepkimenin enerji değişimi hesaplanabilir ve verilen denklem için −2538,8 kJ bulunur. II: Tepkime entalpisi ile standart oluşum entalpileri arasındaki bağıntı, ürünler ve tepkenlerin katsayıları kullanılarak yazılabilir. III: 100 g glikozun mol sayısı 100/180 mol olduğundan sorunun kabulüne göre sağladığı enerji (100/180)·2538,8 ≈ 1410,4 kJ hesaplanabilir.
Soru 49: Standart oluşum entalpileriyle ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? Kısa Cevap: A) Glikozun oluşumu sırasında dışarıdan enerji alınır. Açıklama: Glikozun standart oluşum entalpisi −1273 kJ/mol olduğundan elementlerinden standart oluşumu ekzotermiktir; enerji alınmaz, verilir. Bu değer, glikozun fotosentezle üretilmesinin değil, standart hâllerindeki elementlerinden oluşmasının entalpi değişimidir.
1518
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 114 Cevapları
50-53. Sorular – Etkin Çarpışmanın Koşulları
A2 + B2 → 2AB tepkimesi için verilen görsellerde üç farklı çarpışma karşılaştırılmaktadır.
1. çarpışma: Tanecikler yüksek kinetik enerjilidir; ancak uygun geometride çarpışmadıkları için ürün oluşmaz.
2. çarpışma: Uygun geometri ve yeterli enerji birlikte sağlanır. Çarpışma sonucunda AB molekülleri oluşur.
3. çarpışma: Geometri uygundur; fakat taneciklerin kinetik enerjisi yetersiz olduğundan ürün oluşmaz.
Soru 50: Moleküllerin çarpışmalarından aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yapılamaz? Kısa Cevap: C) Uygun geometrideki tüm çarpışmalar ürün oluşumuyla sonuçlanmıştır. Açıklama: 3. çarpışma uygun geometride gerçekleşmesine rağmen ürün oluşturmamıştır. Bu örnek, uygun geometrinin tek başına yeterli olmadığını gösterir.
Soru 51: Aşağıdakilerden hangisi 3. çarpışmanın ürün oluşumuyla sonuçlanmamasının nedenini en iyi açıklar? Kısa Cevap: B) Çarpışan moleküllerin yeterli enerjiye sahip olmaması. Açıklama: Görselde 3. çarpışmadaki taneciklerin düşük kinetik enerjili olduğu belirtilmiştir. Geometrileri uygun olsa da aktivasyon enerjisini karşılayamadıkları için tepkime gerçekleşmez.
Soru 52: Moleküllerin bazı çarpışma durumlarını gösteren görsel incelendiğinde tepkimenin gerçekleşme koşullarını açıklamak için aşağıdaki çıkarımlardan hangisi yapılabilir? Kısa Cevap: D) Uygun geometride ve yeterli enerjiyle gerçekleşen çarpışmalar ürün oluşturabilir. Açıklama: 1. çarpışmada uygun geometri, 3. çarpışmada yeterli enerji eksiktir. İki koşulun birlikte sağlandığı 2. çarpışmada ürün oluşmuştur.
Soru 53: Moleküllerin çarpışma durumlarını gösteren görseldeki hangi çarpışma durumları etkin çarpışma olarak nitelendirilebilir? Kısa Cevap: B) Yalnız 2. Açıklama: Yalnızca 2. çarpışmada yeterli kinetik enerji ve uygun yönelim birlikte bulunur ve AB ürünleri oluşur. Bu nedenle etkin çarpışma yalnızca 2’dir.
1618
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 115 Cevapları
54-58. Sorular – Derişim-Zaman Grafiği ve Tepkime Hızı
Grafikte NO2 derişimi azalırken N2O4 derişimi artmaktadır. Düşey eksendeki değerler 10−3 M ile çarpılarak kullanılmalıdır.
Soru 54: Grafiğe göre tepkimenin denklemi aşağıdakilerden hangisi gibi olabilir? Kısa Cevap: E) 2NO2(g) → N2O4(g). Açıklama: NO2 harcanmakta, N2O4 oluşmaktadır. İki NO2 molekülünden bir N2O4 molekülü oluştuğu için katsayılar 2 ve 1’dir. Grafikte her iki madde de gaz hâlindedir.
Soru 55: Grafiğe göre tepkimeyle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? Kısa Cevap: D) Aynı zaman aralıklarında harcanan NO2 kütlesi oluşan N2O4 kütlesine eşittir. Açıklama: Kütle korunur. 2 mol NO2’nin kütlesi 2·46 = 92 g, oluşan 1 mol N2O4’ün kütlesi de 92 g’dır. Mol ve derişim değişimleri farklı olsa da harcanan ve oluşan kütleler eşittir. Derişim üzerinden hız ilişkisi ise r(NO2 harcanma) = 2r(N2O4 oluşma) şeklindedir.
Soru 56: Aşağıdaki ifadelerden hangisi grafiğe göre tepkime hızının zamanla nasıl değiştiğini ve bu değişimin nedenini en iyi açıklar? Kısa Cevap: A) Tepkenlerin derişimi zamanla azaldığı için birim zamandaki çarpışma sayısı azalır ve tepkime giderek yavaşlar. Açıklama: NO2 tüketildikçe moleküllerin karşılaşma ve etkin çarpışma sıklığı azalır. Grafikte eğrilerin eğiminin giderek küçülmesi, hızın azaldığını gösterir. Sıcaklık sabit olduğundan bu değişim ortalama kinetik enerjinin azalmasıyla açıklanmaz.
Soru 57: İlk 20 saniyede N2O4 gazının ortalama oluşma hızı nedir? Kısa Cevap: B) 0,6·10−3 M/s. Çözüm: Grafikten başlangıçta [N2O4] = 0, 20. saniyede ise yaklaşık 12·10−3 M okunur. r = Δ[N2O4]/Δt r = (12·10−3 − 0)/(20 − 0) = 0,6·10−3 M/s.
Soru 58: 80 ve 120. saniyeler arasında NO2 gazının ortalama harcanma hızı nedir? Kısa Cevap: A) 0,1·10−3 M/s. Çözüm: Grafikte bu aralıkta NO2 derişimi yaklaşık 4·10−3 M’den sıfıra düşer. Geçen süre 120 − 80 = 40 s’dir. r = −Δ[NO2]/Δt = (4·10−3 − 0)/40 r = 0,1·10−3 M/s. Harcanma hızı pozitif olarak ifade edilir.
1718
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 116 Cevapları
59-63. Sorular – Tepkime Hızını Etkileyen Faktörler
Deneyde çinko metali ile hidroklorik asit arasındaki Zn(k) + 2HCl(suda) → ZnCl2(suda) + H2(g) tepkimesi incelenmektedir.
Uygulanan işlemler: I. HCl derişimini artırma; II. Çinkoyu toz hâline getirme; III. Sıcaklığı artırma; IV. Katalizör ekleme.
Soru 59: “Sıcaklığın artırılması, tepkime hızını artırır.” hipotezini oluşturan bir öğrenci, hipotezini deneydeki III. işlem sonucu hangi gözlemine göre açıklayabilir? Kısa Cevap: C) Gaz çıkış süresinin azalması. Açıklama: Aynı miktardaki tepkenlerle yapılan karşılaştırmada gaz çıkışının daha kısa sürede tamamlanması, tepkimenin hızlandığını gösterir. Hız artışı, toplam ürün miktarının mutlaka artması anlamına gelmez.
Soru 60: “Tepkimelerde çarpışma olasılığının artışı tepkime hızını artırır mı?” araştırma sorusunun doğru cevabına hangi işlemlerde ulaşılabilir? Kısa Cevap: D) I, II ve III. Açıklama: Derişim artışı birim hacimdeki tanecik sayısını, toz hâline getirme temas yüzeyini, sıcaklık artışı ise taneciklerin hareket hızını artırır. Bu işlemler karşılaşma ve çarpışma sıklığını yükseltir. Katalizörün temel etkisi ise aktivasyon enerjisini düşüren bir yol sağlamaktır.
Soru 61: Hangi işlemler çarpışma teorisi temelinde taneciklerin birim zamandaki etkin çarpışma sayısını artırarak tepkime hızını artırır? Kısa Cevap: E) I, II, III ve IV. Açıklama: Dört işlem de birim zamanda ürün oluşumuna katkı sağlayan etkin karşılaşmaları artırır. Katalizör, toplam çarpışma sayısını artırmak zorunda olmadan daha düşük enerji engelli alternatif bir yol sunarak tepkimeyi hızlandırır.
Soru 62: I. işlemde tepkime hızının arttığı gözlemlenmiştir. Bu sonuç aşağıdakilerden hangisi ile en iyi açıklanabilir? Kısa Cevap: B) Etkin çarpışma sayısının artması. Açıklama: HCl derişiminin yükselmesi, çinko yüzeyiyle karşılaşabilecek asit taneciklerinin sayısını artırır. Birim zamanda daha fazla etkin çarpışma gerçekleşir. Derişim artışı tek başına taneciklerin ortalama kinetik enerjisini veya aktivasyon enerjisini değiştirmez.
Soru 63: IV. işlemde tepkime hızının arttığı gözlemlenmiştir. Bu sonuç aşağıdakilerden hangisi ile en iyi açıklanabilir? Kısa Cevap: E) Aktivasyon enerjisinin düşmesi. Açıklama: Katalizör, daha düşük aktivasyon enerjili bir tepkime yolu sağlar. Böylece aynı sıcaklıkta tepkime daha hızlı gerçekleşir. Bu etki, tepkenlerin kinetik enerjisinin veya derişiminin artırılmasından farklıdır.
1818
11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Sayfa 117 Cevapları
64-66. Sorular – Hız Denklemi, Hız Sabiti ve Tepkime Derecesi
İncelenen tepkime: 2H2(g) + 2NO(g) → 2H2O(g) + N2(g).
1. deney: [H2] = 0,010 M; [NO] = 0,024 M; başlangıç hızı = 2,4·10−6 M/s.
2. deney: [H2] = 0,005 M; [NO] = 0,024 M; başlangıç hızı = 1,2·10−6 M/s.
3. deney: [H2] = 0,010 M; [NO] = 0,012 M; başlangıç hızı = 0,6·10−6 M/s.
Soru 64: Buna göre tepkime hız denklemlerinden hangisi bilimsel bilgilere göre doğrudur? Kısa Cevap: B) II — r = k[H2][NO]2. Çözüm: Genel denklem r = k[H2]m[NO]n olarak yazılır. 1 ve 2. deneylerde NO sabittir. H2 derişimi yarıya indiğinde hız da yarıya iner: (1/2)m = 1/2 → m = 1. 1 ve 3. deneylerde H2 sabittir. NO derişimi yarıya indiğinde hız dörtte birine düşer: (1/2)n = 1/4 → n = 2. Sonuç: r = k[H2][NO]2.
Soru 65: Buna göre tablodaki değerlerden hangisi doğrudur? Kısa Cevap: E) V. Hız sabiti k = 5/12 M−2·s−1, toplam tepkime derecesi 3’tür. Çözüm: Toplam derece, hız denklemindeki üslerin toplamıdır: 1 + 2 = 3. 1. deneyden hız sabiti hesaplanır: k = r / ([H2][NO]2) k = (2,4·10−6) / [0,010·(0,024)2] k = (2,4·10−6) / (5,76·10−6) = 5/12. Birimi (M/s)/M3 = M−2·s−1 = 1/(s·M2) olur. Bu üç bilgiyi birlikte doğru veren satır V’dir.
Soru 66: Buna göre öğrencinin oluşturduğu önermeler bilimsel bilgilerle karşılaştırıldığında hangisinin doğru olduğu tespit edilir? Kısa Cevap: A) Yalnız I. Açıklama: Bu tepkimede diğer koşullar sabitken H2 veya NO derişiminin artması hızı artırır. Çünkü hız denkleminde her iki derişimin üssü de pozitiftir. Dolayısıyla “Tepken derişimi arttıkça tepkime hızı artar.” önermesi doğrudur; II ve III yanlıştır.
KİTABIN TÜM CEVAPLARI
Diğer sayfalardaki çalışmalara 11. Sınıf Kimya Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları sayfasından ulaşabilirsiniz.
Türkçe karakter kullanılmayan ve büyük harflerle yazılmış yorumlar onaylanmamaktadır.