10. Sınıf Kimya 1. Dönem 2. Yazılı Soruları ve Cevapları

Bir kimya sınıfında öğrencilere “H₂O₂ → H₂O + O₂” şeklindeki denkleştirilmemiş reaksiyon gösterilmiştir. Öğretmen, öğrencilerin tepkime öncesi ile sonrasındaki atom türü ve atom sayısını eşitlemelerini, ancak bileşiklerin alt indislerine dokunmamalarını istemektedir. Bir öğrenci, denkliği sağlamak için formüllerdeki alt indisleri değiştirmenin daha hızlı olacağını öne sürer. Başka bir öğrenci ise bunun madde kimliğini değiştireceğini ve yalnız katsayılarla işlem yapılması gerektiğini savunur.

a) Eşitliği en küçük pozitif tam sayılı katsayılarla denkleştiriniz.
b) Her elementin iki taraftaki atom sayılarını ayrı ayrı kontrol ederek korunumu doğrulayınız.
c) Alt indis değiştirmenin neden yanlış olduğunu, bir örnek üzerinden açıklayınız.

Bir araştırma laboratuvarı amonyak sentezini N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) denklemiyle modellemektedir. Kapalı bir reaktörde başlangıçta 7 mol N₂ ve 18 mol H₂ bulunduğu kaydedilir. Tepkimenin tam verimle ilerlediği, yalnız bu reaksiyonun gerçekleştiği ve oluşan amonyağın mol kütlesinin 17 g/mol olduğu kabul edilir. Raporu hazırlayan ekip, yalnız başlangıçta fazla mol sayısına sahip maddeye bakarak sınırlayıcı reaktifi seçen yöntemin hatalı olabileceğini belirtiyor. Rapor, deneyde kontrol edilen değişkenleri özellikle ayırt etmeyi hedeflemektedir.

a) Katsayı oranlarını kullanarak sınırlayıcı reaktifi belirleyiniz.
b) Kuramsal oluşabilecek NH₃ miktarını mol ve gram cinsinden hesaplayınız.
c) Tepkime sonunda artan maddelerin mol miktarlarını hesaplayıp neden arttığını açıklayınız.

Bir araştırma laboratuvarı amonyak sentezini N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) denklemiyle modellemektedir. Kapalı bir reaktörde başlangıçta 3 mol N₂ ve 8 mol H₂ bulunduğu kaydedilir. Tepkimenin tam verimle ilerlediği, yalnız bu reaksiyonun gerçekleştiği ve oluşan amonyağın mol kütlesinin 17 g/mol olduğu kabul edilir. Raporu hazırlayan ekip, yalnız başlangıçta fazla mol sayısına sahip maddeye bakarak sınırlayıcı reaktifi seçen yöntemin hatalı olabileceğini belirtiyor. Sınıfın ikinci grubu bulguların başka madde türlerine hangi koşullarda aktarılabileceğini tartışmaktadır.

a) Katsayı oranlarını kullanarak sınırlayıcı reaktifi belirleyiniz.
b) Kuramsal oluşabilecek NH₃ miktarını mol ve gram cinsinden hesaplayınız.
c) Tepkime sonunda artan maddelerin mol miktarlarını hesaplayıp neden arttığını açıklayınız.

Sızdırmaz ve hacmi 11 L olan bir kaba sabit sıcaklıkta ksenon (Xe) gazı doldurulmaktadır. Basınç sensörü 1.5 atm değerini gösterirken parçacık diyagramında taneciklerin kap hacmine yayıldığı görülür. Öğrenciler bir gazın kabın şeklini alması, homojen dağılması ve basınç uygulaması gibi özellikleri üzerine tartışıyor. Ancak kapta tek gaz bulunması nedeniyle bu deneyin “iki farklı gazın her oranda homojen karıştığı” sonucunu doğrudan test edip etmediği tartışmalıdır.

a) Verilen gözlemlerden gazların hangi üç özelliği desteklenir?
b) Bu tek gazlı düzeneğin doğrudan doğrulayamayacağı iddiayı ve nedenini açıklayınız.
c) İki gazın karışmasına ilişkin bir hipotezi test etmek için düzeneği nasıl geliştireceğinizi yazınız.

Sızdırmaz ve hacmi 12 L olan bir kaba sabit sıcaklıkta etilen (C₂H₄) gazı doldurulmaktadır. Basınç sensörü 2 atm değerini gösterirken parçacık diyagramında taneciklerin kap hacmine yayıldığı görülür. Öğrenciler bir gazın kabın şeklini alması, homojen dağılması ve basınç uygulaması gibi özellikleri üzerine tartışıyor. Ancak kapta tek gaz bulunması nedeniyle bu deneyin “iki farklı gazın her oranda homojen karıştığı” sonucunu doğrudan test edip etmediği tartışmalıdır. Rapor, deneyde kontrol edilen değişkenleri özellikle ayırt etmeyi hedeflemektedir.

a) Verilen gözlemlerden gazların hangi üç özelliği desteklenir?
b) Bu tek gazlı düzeneğin doğrudan doğrulayamayacağı iddiayı ve nedenini açıklayınız.
c) İki gazın karışmasına ilişkin bir hipotezi test etmek için düzeneği nasıl geliştireceğinizi yazınız.

Bir öğrenci, pistonlu bir silindirde sabit sıcaklıkta bulunan belirli miktardaki gazın basınç ve hacim verilerini toplar. İlk ölçümde basınç 7 atm ve hacim 24 L ölçülür. Ardından piston yavaşça itilerek gazın basıncı 14 atm değerine çıkarılır. Sistemde gaz sızıntısı olmamış, sıcaklık aynı tutulmuştur. Bir diğer öğrenci “basınç iki katına çıkarsa hacim de iki katına çıkar” sonucunu öne sürmüştür.

a) Boyle yasasını kullanarak son hacmi bulunuz.
b) İki deney koşulu için P×V çarpımını hesaplayıp karşılaştırınız.
c) Söz konusu iddiayı veriye göre değerlendiriniz; bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen değişkenleri sınıflandırınız.

Bir öğrenci, pistonlu bir silindirde sabit sıcaklıkta bulunan belirli miktardaki gazın basınç ve hacim verilerini toplar. İlk ölçümde basınç 8 atm ve hacim 26 L ölçülür. Ardından piston yavaşça itilerek gazın basıncı 24 atm değerine çıkarılır. Sistemde gaz sızıntısı olmamış, sıcaklık aynı tutulmuştur. Bir diğer öğrenci “basınç iki katına çıkarsa hacim de iki katına çıkar” sonucunu öne sürmüştür.

a) Boyle yasasını kullanarak son hacmi bulunuz.
b) İki deney koşulu için P×V çarpımını hesaplayıp karşılaştırınız.
c) Söz konusu iddiayı veriye göre değerlendiriniz; bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen değişkenleri sınıflandırınız.

Sızdırmaz bir laboratuvar kabında 1.5 mol ideal gazın mutlak sıcaklığı 250 K olarak ölçülmektedir. Kabın hacmi 20.5 L’dir. Öğrenciler basıncın yalnız sıcaklığa bağlı olduğunu iddia ederken diğer grup basınç, hacim, mol sayısı ve sıcaklığın birlikte değerlendirilmesi gerektiğini savunuyor. Bu deney için ideal gaz sabiti R=0,082 L·atm/(mol·K) alınacaktır; gazın ideal davrandığı ve ölçüm koşullarında kimyasal tepkime gerçekleşmediği kabul edilmektedir.

a) PV=nRT modelinden başlangıç basıncını hesaplayınız.
b) Hacim sabitken sıcaklık mutlak ölçekte iki katına çıkarılırsa basıncı hesaplayınız.
c) Sıcaklık yerine mol sayısı iki katına çıkarılırsa basıncın neden aynı oranda değiştiğini model üzerinden gerekçelendiriniz.