Bu kitabın her hakkı saklıdır ve AYDIN YAYINLARI’na aittir. 5846 sayılı yasanın hükümlerine göre kitabın düzeni, metni, soru ve şekilleri kısmen de olsa hiçbir şekilde alınıp yayımlana- maz, fotokopi ya da başka bir teknikle çoğaltılamaz. Yayın Sorumlusu : Ali DİNÇSÖNMEZ Yazarlar : Ali DİNÇSÖNMEZ – Özlem KÖKER – Selin CANDIR Dizgi – Grafik Tasarım : Aydın Yayınları Dizgi Birimi ISBN No : 978 - 605 - 7945 - 78 - 5 Yayıncı Sertifika No : 16753 Basım Yeri : Ertem Basım Yayın Ltd. Şti. • 0312 640 16 23 İletişim : AYDIN YAYINLARI [email protected] Tel: 0312 418 10 02 • 0850 577 00 71 Faks: 0312 418 10 09 0533 051 86 17 aydinyayinlari aydinyayinlari * www.aydinyayinlari.com.tr Bölüm Kapağı11.SINIF KARMA TEST - 2 Kimyasal Tepkimelerde Hız Karma Testler 6. MODÜL Alt bölümlerin 1. Potansiyel enerji 3. CH4(g) + 4F2(g) \" CF4(g) + 4HF(g) ∆H = -1940 kj başlıklarını içerir. KİMYASAL TEPKİMELERDE tepkimesinin ileri aktivasyon enerjisi 680 kj ol- HIZ I II III duğuna göre, bu tepkimenin geri aktivasyon enerjisi kaç kj dür? Modülün sonunda A) 340 B) 1260 C) 1310 Tepkime D) 1360 E) 2620 koordinatı Yukarıda mekanizmalı bir tepkimeye ait potansi- 4. X ve Y gazlarının bulunduğu sabit sıcaklıkta 20 da- tüm alt bölümleri yel enerji (PE) - tepkime koordinatı grafiği veril- kikada artansız gerçekleşen bir tepkimede Y gazı- miştir. Bu tepkimeye ait basamakların aktivas- yon enerjileri, aktifleşmiş kompleksin potansi- nın ortalama oluşma hızı, X gazının ortalama har- yel enerjileri ve hızları arasındaki ilişki aşağıda- canma hızının 3 katıdır. içeren karma testler kilerden hangisinde doğru verilmiştir? 2 Aktifleşmiş Bu bilgiye göre tepkime ile ilgili aşağıdakiler- den hangisi yanlıştır? kompleksin 3 [X] 3 [Y] Aktivasyon potansiyel Tepkime A) Hızları arasındaki ilişki – = + şek- ➤ Kimyasal Tepkimelerin Hızları • 2 enerjileri (Eai) enerjileri (AKPE) hızları (r) 23t 33t yer alır. lindedir. A) Eai1<Eai2<Eai3 II > III > I r1>r2>r3 ➤ Tepkime Hızlarının Ölçülmesi • 5 B) Tepkime sabit hacimli kapta gerçekleşiyorsa hı- B) Eai1<Eai2<Eai3 III > II > I r1>r3>r2 zı basınç artışı ile takip edilebilir. C) Eai3<Eai1<Eai2 II > III > I r2>r1>r3 C) 0 ile 10. dakikalar arasındaki tepkime hızı, 10 ile 20. dakikalar arasındaki tepkime hızından azdır. ➤ Çapışma Teorisi • 8 D) Eai3<Eai2<Eai1 I > III > II r2>r1>r3 D) Tepkime sürtünmesiz ideal pistonlu kapta ger- E) Eai2<Eai1<Eai3 II > III > I r3>r2>r1 çekleşiyorsa hızı hacim artışı ile takip edilebilir. Yazılı Soruları ➤ Tek ve Çok Basamaklı (Mekanizmalı) Sınıf İçi İşleyiş E) Tepkime denklemi 2X(g) \" 3Y(g) şeklindedir. Tepkimele11r.dSIeNIFHız 6.•MOD1Ü1L Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr YAZILI SORULARI Kimyasal Tepkimelerde Hız ➤ Tepkime Hızını Etkileyen Faktörler K•İMY1A9SAL TEPKİMELERDE HIZ 5. I. H2(g) + F2(g) $ 2HF(g) 5. XY2(g) + XY(g) $7. X2YT3e(kg) basamakta ve sabit hacimde gerçekleşen İlişkili Kazanımlar 2. II. Ca(k) + 2HNO3(suda) $ Ca(NO3)2(stguedrpaa)kfi+iğmi Hea2sş(iagn)ğinıd apkoit agnibsiidyier.l eneXr(jgi ) t+ep2kYim(g)e$ koo Zrd +inaTt(ıg ) 2X(g) + Y(k) + Z(g) $ 2IITI.( gM) +gCMO(g3)(k) $ MgO(k) + CO2(g) ➤ Karma Testler • 271.1 : Madde miktarı ile tepkime hızını ilişkilendirir. Potansiyel Enerji tepkimesinde aynı sıcaklıkta X gazının miktarı Okul yazılı sınavlarında 1.2 : Ortalama tepkime hızı kavramını açıklar. çıkabilecek soruları içerir. Bu bölümdeki örnek tepkimesinin tek basamaktIaV .g 2eNrçaeHklCeOşt3iğ(ki) b$ilinNmae2kC-O3(k) + CO2(g) + H2O(g) 1 üne indirilip, Y gazının miktarı 2 katına çıka- 1.3 : Homojen ve heterojen faz tepkimelerini örneklendirir. soruların çözümlerine 3 akıllı tahta uygulamasından tedir. Bu tepkimede hızınVb.iri2mNi2MO5/s(g)o$lara2kN2kOab+u l4O2(g) 124 rılırsa tepkime hızı nasıl değişir? (10 puan) ➤ Yazılı Soruları • 34 ulaşabilirsiniz. Kimyasal Tepkimelerin Hızları edildiğinde aşağıdaki yargılardan hangisi yan- Yukarıda tek basamakta gerçekleşen tepkime- ÖRNEK 1 lıştır? lerin hız denklemlerini yazarak tepkime 4d2erece- Hız = k.[X].[Y]2 ➤ Yeni Nesil Sorular • 37 Bir kimyasal tepkimenin hızı, birim zamanda harca- 10 L lik sabit hacimli bir kapta 114 gram CS2 katısından, A) Tepkimede hız sabiti “kl”e rniınni bbierilmiril eLy2i/nmioz.l2(.1s0 d piru. an) İlk derişimleri 1M kabul edelim nan veya oluşan madde miktarı ile belirlenir. CS2(k) + 3O2(g) $ CO2(g) + 2SO2(g) B) Tepkime derecesi 3 tür. 24 Hız = k.[1].[1]2 & k tepkimesine göre 5 dakika sonunda 95 gram kaldığı be- TK1eopoükrdnimieneatı 2 katına çıkarsa Madde miktarı genellikle molar derişim, mol, gram; lirleniyor. C) Diğer derişimler sabit Io-lmHaızk= ükz.[eHr2e] .[XF 2d] erişdimeri =4 1 + 1 = 2 3 inerse gaz maddeler için hacim olarak alınır. Zaman ise hızlı tepkimelerde saniye, yavaş tepkimelerde daki- Buna göre; D) kKaatpın haa çcımkai riıklıir skaa thınıza 1çII6IIıIk- -kaaHrHıtılızııznr=sa=a kkç .[ıhHkıazNr O.il3k] 2hızınddee rr81== 2 Buna göre aynı koşullarda gk e1rç.2e2kleşen, ka, gün, ay, hafta ile ölçülür. 0 = a) CS2 bileşiğinin ortalama harcanma hızı kaç mol/dk 3 dır? (C: 12 , O: 16 , S: 32) katı olur. IV - Hız = k der = 0 X2Y3(g) $ XY2(g) + XY(g) 43enkerjisi tepkimesinin ileri aktivaHsıyzo=n Tepkime hızı T.H., r ve j ile gösterilebilir. E) Z gazının harcanma hVız-ı TH ıgza=zkın.[ıNn2 Oo5lu]2şma dheırz=ı- 2 kaç kj dür? nın iki katıdır. [madde miktarındaki değişim] D[ ] mol A) 18 B) 24 C) H6ı1z 4/3 kaDtın) a82çı kar. E) 100 T.H.=j=r = = Dt = L.s [zaman aralığı] 1. ? 2. ? Bir kimyasal tepkimede; girenler için harcanma hı-1. ? a) 5 dakikada 114 - 95 = 19 gram CS2 tepkimeye girmiş- 1. A 2. E 28 3. E 4. C 5. E zı, ürünler için oluşma hı1zı ifadeleri kullanılır. 2. ? tir. Bir tepkimedeki girenlerin ya da ürünlerin madde nCS2 = 19 = 0, 25 mol miktarlarının belli zaman aralığındaki değişimine 76 ortalama hız denir. CS2 + 3O2 $ CO2 + 2SO2 -0,25 mol -0,75 mol +0,25mol +0,5 mol 8. Gaz fazında gerçekleşen ve mekanizması Örneğin; jCS2 = Tn = 0, 25 mol = 0, 05 mol/dk 1. basamak X + 2Y $ Z + T (yavaş) Tt 5 dk 2. basamak Z + X $ T + K (hızlı) N2(g) + 3F2(g) $ 2NF3(g) tepkimesinde 6. I. Sn2(+suda) + Cu2(+suda) $ Cu(k) + Sn4+ şeklinde olan tepkime için II. H2(g) + Cl2(g) $ 2HCl(g) Yeni Nesil Sorular harcanma hızı: b) O2 gazının ortalama harcanma hızı kaç mol/L.s dir? III. F2(g) + 2ClO2(g) $ 2FClO2(g) YENİ NESİL SORULARa) Varsa ara ürün ve katalizörü belirleyin. (5 puan) IV. Ca2(+suda) + S2(-sudaK) $im yCaasSa(lk)Tepkimelerde Hız Modülün genelinde yorum jN2 =– D [N2] j F2 = – D [F2] b) 5 dk = 5.60 = 300 s Alt Bölüm Testleri yapma, analiz etme vb. Dt Dt becerileri ölçen kurgulu TC mol M 0, 75 sorulara yer verilmiştir. jO2 = = = = Ayrıca modül sonunda Tt L.s s 10.300 tamamı yeni nesil sorulardan oluşma hızı: Yukarıda aynı koşullarda gerçekleşen bazı tep- b) Hız bağıntısını ve net (toplu) tepkime denklemi- oluşan testler bulunur. = 25.10-5 mol.L-1.s-1 D [NF3] TEST - 3 kimeler verilmiş1ti.r . BBuirt ekpimkiymasealel rtienphkıizmlaernıninı bhüız-ı birim zamandan i hyaarz-ınız. (5 2p.uan) m gram m gram jNF3 = + Dt c) SO2 gazının ortalama oluşma hızı NK'da kaç L/dkK'dimır?yasal Tepkimelerde Hız yükten küçüğe doğrucasnıaranl avyeıynaı zo.l(u1ş0a np umana)dde miktarındaki değişimle m gram toz Mg(k) toz Mg(k) parça Mg(k) 1 M H2SO4 belirlenebilir. a. Katalizör yoktur, Z ara üründür. sulu çözeltisi tepkimedeki maddeleri1n. oluşdmönaüÜşreüvbneielecheakrcanma Çaorlpaıbşimlmaencsı)ni i1çeitmnkionl gaz NK'da 22,4 L 4. Potansiyel enerji (kj) Zıt yüklü ve tek atomlu tanecikler arasındaki tepkime- Z önce oluşup 2. tepkimede harcandığı için ara III hızları arasındaki ilişki: çarpışmalardır. tanecikler ye0t,e5rlimol ? 73 ler en hızlıdır. (IV) tanec2ikNleHr3a(gr)as$ındNak2i(gt)e+pk3imHe2-(g) üründür. kinetik enerjiye Daha sonra aynı yüklü b. Hız = k.[X].[Y]2 – D [N2] = – 1 D [F2] = + 1 D [NFV3] I ler gelir. (I) tepkimesine göre sabit hacimli bir kapta sXab+it2 Ysı\"- Z + T sahip olmalıdır. ? = 11,2 L Her alt bölümün sonunda o bölümle ilgili Dt 3 Dt 2 Dt II jmSEOatk2di=na btadiLrnkçeac=rikplıeş1r-15, 2 = 2, 24 L/dk 37 testler yer alır. Tepkimeye giren tanecik sacyaıskılıakrtttaık 2çaMh ıNz Haz3a lgıra. z(IıI k>oIInI)ularak başlatılan teZp+kimX \"e T +K 0,5 M H2SO4 0,5 M H2SO4 şeklinde ifade edilir. Etkin IV, I, II, III 10 dakikada tamamen gerçekleşmektedir. 2X + 2Y \" 2T + sulu çözeltisi sulu çözeltisi net tepkimIe çarpışma K II IV uygun doğrultu ve Tepkime koordinatı NH3 derişimi (M) Zaman (dakika) Şekildeki deney düzeneğinde Kaan aynı koşullar- tepkimenin ortalama hızı: Etkin çarpışma için III d) CO2g çgeaoarmpzıeşınıtrrlıiadnre .ortalama oluşma2 3hızı kaç gram/dk'dır? da eşit hacimli ve derişimleri belirtilen H2SO4 çözel- 6jN2 = 2jF2 = 3jNF3 şeklinegndeeerredjikyieern.amktiinfliemşummiş Aktifleşme enerjisi 20 tilerine eşit kütlede Mg katıları eklemiş, katı kütle- NOT kompleks denir. saeytkısinınçıadrepğışidşmt)iar10ir,.m25olmCoOl 2 44 gram ise, 2XY3(g) $ X2(g) + 3Y2(g) 1,2 2 lerinin tamamen bitmesi için geçen süreleri krono- ? Dde ğişiaşirmetii, Ddet ğziaşmimai ng döesğteişrmimeink i üifzatYuedurrekue a,le mrdDıdeu[raş. ]e tdkeinrişçimar pışma kavramı tepkimesi sabit sıcaklıkta gerçekleşmektedir. 0,6 4 metre yardımı ile kavram haritasında kaç ile i?lg=il1i 1ogluraşm- numaraglrıabmilgi Bu tepkime ile ilgili; 11 0,3 6 • I. kapta 7 dakika I. İleri aktivasyon enerjisi (Eai), geri aktivasyon Hız ifadelerinin önündeki “–” hahractaanlımdıar,? “+” oluş- jCO2 = dk = enerjisinden küçüktür. k .[HNO3]20, ,21 8 • II. kapta 11 dakika 5 II. 6. IV, I, II, III ma hızını belirtir. 5. I. j = k.[H2].[F2], 2 j = 7. 4/3 katına çıkar. 8. a. Z a=rka•. [üXr]üI.I[nIY. ]k2,ap2tXa+ 32 dYa$kik2aT o+laKrak ölçülmüştür. A) V B) IV C) III D) II E) I = 2,2 gram/dk 1306 b. j III. j = k, 0 IV. j = k, 0 V. j = k.[N02O5]2, 2 1. a) 0,05 mol/dk b) 25.10–5 mol.L–I1I..s –1Ayncı )k2o,2ş4ulLla/drdkaki ileri yöndeki hız, geri yöndeki Bu tepkimede 2., 4., 6., 8. ve 10. dakikalarda Kaplarda gerçekleşen tepkime 2. İleri aktivasyon enerjisi 2ile ilgidli);2,2 gram/dk hızdan büyüktür. kapta kalan NH3 derişimleri tablodaki gibi ol- Mg(k) + H2SO4(suda) $ MgSO4(suda) + H2(g) duğuna göre bu tepkimeye ait hız-zaman gra- ve tepkimeye ait hız denklemi Hız = k.[H2SO4] I. Etkin bir çarpışmada tepkimeye giren tanecikle- III. Aktifleşmiş kompleksin (kararsız ara ürün) po- olduğuna göre Kaan’ın; rin sahip olması gereken minimum enerjidir. tansiyel enerjisi 73 kj dür. fiği aşağıdakilerden hangisi gibi olabilir? II. Değeri negatif olamaz. yargılarından hangileri doğrudur? I. H2SO4 derişimleri eşitken I. tepkimenin II. tepki- meden hızlı olmasının nedeni temas yüzeyinin III. Aktifleşmiş kompleksin enerjisinden, girenlerin A) Yalnız II B) I ve III C) I ve II A) Hız B) Hız potansiyel enerjileri toplamı çıkarılarak hesap- artışının hız sabiti “k” yı artırmasıdır. lanabilir. D) II ve III E) I, II ve III II. Tanecik boyutu küçüldükçe temas yüzeyi artar. yargılarından hangileri doğrudur? 5. Potansiyel enerji (kj) Potansiyel enerji (kj) 10 Zaman 10 Zaman III. III. kaptaki tepkimenin I. kaptaki tepkimeden D) Hız A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II 130 170 C) Hız daha hızlı olmasının nedeni H2SO4 derişiminin III numaralı kapta, I numaralı kaptan büyük ol- D) I ve III E) I, II ve III 110 masıdır. 3. H2 gazının F2, Cl2 ve Br2 molekülleri ile tepkimeleri 60 10 10 Zaman 10 Zaman IV. Tepkimelerin hızları arasındaki ilişki II > III > I ve bu tepkimelerdeki çarpışmaların görselleri aşa- 30 E) Hız şeklindedir. ğıda verilmiştir. Tepkime II Tepkime I koordinatı koordinatı yorumlarından hangilerine ulaşması doğru Tepkime Çarpışma olur? Yukarıda aynı koşullarda gerçekleşen iki tepkime- A) Yalnız II B) I ve II C) II ve IV ye ait potansiyel enerji - tepkime koordinatı grafik- I. H2(g) + F2(g) \" 2HF(g) HH F F leri verilmiştir. D) II, III ve IV E) I, II ve III II. H2(g) + Cl2(g) \" 2HCl(g) H Cl Cl Bu tepkimeler ile ilgili aşağıdaki yargılardan 10 Zaman Kimyasal tepkimelerde hız tepkimeye giren katının H hangisi yanlıştır? temas yüzeyi ve hız bağıntısında yer alan maddele- 2 şer dakikalık eşit zaman aralıklarında derişimdeki rin derişimi ile orantılıdır. Bu tepkimenin hız bağıntısı III. H2(g) + Br2(g) \" 2HBr(g) H Br A) I. tepkimenin aktivasyon enerjisi 100 kj dür. değişimler birbirinden farklı olup derişimler arasındaki j = k·[H2SO4) olduğu için H2SO4 derişiminin artması H Br fark 0,8 - 0,6 - 0,3 - 0,2 - 0,1 şeklinde zamanla azaldı- hızı artırır. Temas yüzeyi tanecik boyutu küçüldükçe B) II. tepkimenin aktivasyon enerjisi 60 kj dür. ğı için hız parabolik azalır. 10. dakikada sıfır olur. artar. Buna göre I, II ve III. öncüller doğrudur. Buna göre yukarıdaki tanecikler yeterli kinetik enerjiye sahip olduklarında hangi çarpışmalar C) I. tepkimede ileri aktivasyon enerjisi (Eai), geri Cevap: B Tepkime hızları arasındaki ilişki ise III > I > II'dir. sonucu ürün oluşması beklenmez? aktivasyon enerjisinden (Eag) büyüktür. (IV. öncül yanlıştır.) D) Aktifleşmiş kompleksin potansiyel enerjisi daha büyük olan tepkime diğerine göre daha yavaştır. Cevap: E A) I, II ve III B) I ve II C) I ve III E) II. tepkimenin geri aktivasyon enerjisi (Eag), ileri 1. B 2. E aktivasyon enerjisinden (Eai) büyüktür. 37 D) II ve III E) Yalnız II 1. B 2. E 3. B 10 4. E 5. D Kitaptaki örnek soruların PDF çözümlerine www.aydinyayinları.com.tr adresinden ulaşabilirsiniz.
www.aydinyayinlari.com.tr 11. SINIF 6. MODÜL KİMYASAL TEPKİMELERDE HIZ ➤ Kimyasal Tepkimelerin Hızları • 2 ➤ Tepkime Hızlarının Ölçülmesi • 5 ➤ Çapışma Teorisi • 8 ➤ Tek ve Çok Basamaklı (Mekanizmalı) Tepkimelerde Hız • 11 ➤ Tepkime Hızını Etkileyen Faktörler • 19 ➤ Karma Testler • 27 ➤ Yazılı Soruları • 34 ➤ Yeni Nesil Sorular • 37 1. ? 2. ? 1 1. ? 2. ?
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr KİMYASAL TEPKİMELERDE HIZ İlişkili Kazanımlar 1.1 : Madde miktarı ile tepkime hızını ilişkilendirir. 1.2 : Ortalama tepkime hızı kavramını açıklar. 1.3 : Homojen ve heterojen faz tepkimelerini örneklendirir. Kimyasal Tepkimelerin Hızları ÖRNEK 1 Bir kimyasal tepkimenin hızı, birim zamanda harca- 10 L lik sabit hacimli bir kapta 114 gram CS2 katısından, nan veya oluşan madde miktarı ile belirlenir. CS2(k) + 3O2(g) $ CO2(g) + 2SO2(g) tepkimesine göre 5 dakika sonunda 95 gram kaldığı be- Madde miktarı genellikle molar derişim, mol, gram; lirleniyor. gaz maddeler için hacim olarak alınır. Zaman ise hızlı tepkimelerde saniye, yavaş tepkimelerde daki- Buna göre; ka, gün, ay, hafta ile ölçülür. a) CS2 bileşiğinin ortalama harcanma hızı kaç mol/dk Tepkime hızı T.H., r ve j ile gösterilebilir. dır? (C: 12 , O: 16 , S: 32) T.H.=j=r = [madde miktarındaki değişim] D[ ] mol = Dt = L.s [zaman aralığı] Bir kimyasal tepkimede; girenler için harcanma hı- a) 5 dakikada 114 - 95 = 19 gram CS2 tepkimeye girmiş- tir. zı, ürünler için oluşma hızı ifadeleri kullanılır. nCS2 = 19 = 0, 25 mol Bir tepkimedeki girenlerin ya da ürünlerin madde 76 miktarlarının belli zaman aralığındaki değişimine ortalama hız denir. CS2 + 3O2 $ CO2 + 2SO2 -0,25 mol -0,75 mol +0,25mol +0,5 mol Örneğin; jCS2 = Tn = 0, 25 mol = 0, 05 mol/dk Tt 5 dk N2(g) + 3F2(g) $ 2NF3(g) tepkimesinde harcanma hızı: b) O2 gazının ortalama harcanma hızı kaç mol/L.s dir? jN2 = – D [N2] j F2 = – D [F2] b) 5 dk = 5.60 = 300 s Dt Dt TC mol M 0, 75 jO2 = = = = Tt L.s s 10.300 oluşma hızı: = 25.10-5 mol.L-1.s-1 D [NF3] jNF3 = + Dt c) SO2 gazının ortalama oluşma hızı NK'da kaç L/dk'dır? tepkimedeki maddelerin oluşma ve harcanma c) 1 mol gaz NK'da 22,4 L hızları arasındaki ilişki: 0,5 mol ? – D [N2] = – 1 D [F2] = + 1 D [NF3] Dt 3 Dt 2 Dt ? = 11,2 L şeklinde ifade edilir. jSO2 = L = 11, 2 = 2, 24 L/dk dk 5 tepkimenin ortalama hızı: d) CO2 gazının ortalama oluşma hızı kaç gram/dk'dır? 6jN2 = 2jF2 = 3jNF3 şeklindedir. d) 1 mol CO2 44 gram ise, 0,25 mol ? NOT D işareti değişimi göstermek üzere, D[ ] derişim ? = 11 gram değişimi, Dt zaman değişimini ifade eder. jCO2 = gram 11 = Hız ifadelerinin önündeki “–” harcanma, “+” oluş- dk 5 ma hızını belirtir. = 2,2 gram/dk 1. a) 0,05 mol/dk b) 25.10–5 mol.L–1.s–1 c) 2,24 L/dk 2 d) 2,2 gram/dk
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF ÖRNEK 2 ÖRNEK 5 Gaz fazında gerçekleşen, X(g) + 3Y(g) $ 2Z(g) 2X + 3Y $ 4Z tepkimesinde maddelerin harcanma ve oluşma hız- tepkimesinde Y gazının ortalama harcanma hızı ları arasındaki ilişkiyi veren denklemi yazınız. 1,2 M/s olduğuna göre, Z gazının aynı koşullardaki oluşma hızı kaç M/s dir? A) 0,4 B) 0,8 C) 1,6 D) 2 E) 2,4 – 1 D [X] =– 1 D [Y] =+ 1 D [Z] 2 Dt 3 Dt 4 Dt X + 3Y \" 2Z -j -3j +2j 1,2 M/s ? = 0,8 M/s Cevap: B ÖRNEK 3 Uyarı! 2H2(g) + O2(g) $ 2H2O(g) Bir kimyasal tepkimede girenlerin ve ürünlerin baş- tepkimesinde H2 gazının ortalama harcanma hızı katsayıları bu maddelerin harcama ve oluşma hız- TH1, O2 gazının ortalama harcanma hızı TH2 ve H2O ları ile doğru orantılıdır. gazının ortalama oluşma hızı TH3 olmak üzere TH1, TH2 ve TH3 arasındaki ilişkiyi veren bağıntı nasıldır? 2H2(g) + O2(g) $ 2H2O(g) tepkimesine göre hızlar; -2j -j +2j ÖRNEK 6 şeklinde olup baş katsayılarla harcanma ve oluşma 2 litrelik sabit hacimli kapta, hızları doğru orantılıdır. - harcanma, + oluşma hızı ol- 2X + Y $ 3Z duğunu gösterir. Hızları eşitlemek için tepkimesi gaz fazında gerçekleşmektedir. NK’da 22,4 L hacim kaplayan X gazı 100 saniyede har- TH1 = 2TH2 = TH3 canmaktadır. şeklinde yazılabilir. Buna göre, Z gazının ortalama oluşma hızı kaç mol/L.s dir? A) 7,5·10-3 B) 1,5·10-3 C) 3·10-2 ÖRNEK 4 D) 3,2·10-2 E) 4,5·10-3 2O3(g) $ 3O2(g) X gazı NK’da 22,4 L & 1 mol 3 mol Z oluşur. tepkimesinde O3 gazının ortalama harcanma hızı 2X + Y \" 3Z ? 0,6 mol/L.s olduğuna göre, aynı koşullarda O2 gazı- 2 mol X harcanırken nın ortalama oluşma hızı kaç M/s dir? 1 mol X harcanırken ? = 1,5 mol Z oluşur. 1, 5 mol 2O3(g) $ 3O2(g) jO3 = 2j = 0,6 M/s Z gazının oluşma hızı 2L lik kapta = 2 L·100 s -2j +3j j = 0,3 M/s = 7,5·10-3 mol/L.s dir. 0,6 M/s hızla 0,9 M/s hızla harcanırken oluşur. Cevap: A jO2 = 3j = 3.0,3 j = 0,9 M/s 2. – 1 D [X] =– 1 D [Y] =+ 1 D [Z] 3. TH1 = 2TH2 = TH3 3 5. B 6. A 2 Dt 3 Dt 4 Dt 4. 0,9 M/s
TEST - 1 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. 2CO(g) + Cl2(g) $ 2COCl(g) 4. 3Zn2(+suda) + 2Al(k) $ 2Al3(+suda) + 3Zn(k) tepkimesinde Cl2 gazının ortalama harcanma tepkimesine göre, 20 saniyelik bir zaman aralığında hızı 0,12 mol/L.s olduğuna göre, aynı koşullar- Al3+ iyonu derişimi 1,2 M'dan 1,8 M'a çıkmaktadır. da COCl gazının ortalama oluşma hızı kaç M/s dir? Buna göre, aynı zaman aralığında Zn2+ iyonu- nun ortalama harcanma hızı kaç mol/L.s dir? A) 0,06 B) 0,09 C) 0,12 A) 1,5.10-3 B) 4,5.10-2 C) 7,5.10-3 D) 0,24 E) 0,36 D) 3.10-2 E) 9.10-2 2. X(g) + 2Y(g) $ 3Z(g) 5. 2N2O(g) + 3O2 $ 4NO2(g) tepkimesine göre aynı koşullarda, reaktiflerin tepkimesinde ve ürünlerin hızları ile ilgili; • NO2 nin ortalama oluşma hızı = TH1 I. Y gazının ortalama harcanma hızı, X gazının • N2O nun ortalama harcanma hızı = TH2 ortalama harcanma hazının iki katıdır. • O2'nin ortalama harcanma hızı = TH3 olmak üzere TH1, TH2 ve TH3 arasındaki ilişkiyi II. Z gazının ortalama oluşma hızı, X gazının orta- ifade eden bağıntı aşağıdakilerden hangisinde lama harcanma hızının üç katıdır. doğru verilmiştir? III. Y gazının ortalama harcanma hızı, Z gazının A) 6TH1 = 4TH2 = 3TH3 ortalama oluşma hızının 2 katıdır. B) 2TH1 = 2TH2 = TH3 3 C) 3TH1 = 6TH2 = 4TH3 D) 3TH1 = 4TH2 = 6TH3 yargılarından hangileri doğrudur? E) 4TH1 = 3TH2 = 6TH3 A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 3. C2H4(g) + 3O2(g) $ 2CO2(g) + 2H2O(g) 6. C2H2(g) + 2H2(g) $ C2H6(g) tepkimesine göre sabit sıcaklıkta 1,8 mol O2 ga- tepkimesine göre, 30 saniyede NK'da 4,48 L H2 ga- zının 20 dakikada harcandığı belirlenmiştir. Bu- zı harcandığı belirlenmiştir. na göre aynı sürede CO2 gazının ortalama oluş- ma hızı kaç mol/s dir? Buna göre, aynı koşullarda C2H2 gazının ortala- ma harcanma hızı kaç mol/dk dır? A) 6.10-2 B) 9.10-2 C) 1,5.10-3 A) 5.10-2 B) 2.10-1 C) 4.10-1 D) 1.10-3 E) 5.10-4 D) 6.10-1 E) 8.10-1 1. D 2. E 3. D 4 4. B 5. C 6. B
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF Tepkime Hızlarının Ölçülmesi 3) Basınç veya Hacim Değişimi (T = sabit) 1) Renk Değişimi Eğer bir tepkimede gaz fazında tanecik varsa; sabit hacimde basınçtaki değişimden, Bir tepkimede girenler ve ürünler arasında renk sabit basınçta hacimdeki değişimden farklılığı varsa renk değişimi gözlenerek hız takibi yararlanılarak tepkime hızı ölçülebilir. yapılabilir. • N2(g) + 3H2(g) \" 2NH3(g) (V = sabit) • H2C CH2 + Br2 $ H2C — CH2 4 mol gaz 2 mol gaz (Basınç azalmasından tepkime hızı ölçülebilir.) renksiz kızıl Br Br kahverengi renksiz • 2N2O5(g) \" 2N2(g) + 5O2(g) (P = sabit) • H2 + I2 $ 2HI 2 mol gaz 7 mol gaz (Hacim artışından tepkime hızı ölçülebilir.) renksiz mor renksiz • H2(g) + Cl2(g) \" 2HCl(g) (T = sabit) 2 mol gaz 2 mol gaz (Tepkime hızı basınç veya hacim değişiminden ölçülemez.) 4) pH Değişimi Bir tepkimede H+ sayısı azalırsa pH artar, H+ sayısı artarsa pH azalır. Eğer bir tepkimede H+ veya OH- derişimi değişiyorsa tepkimenin hızı pH değişimin- 2) İletkenlik Değişimi den yararlanılarak ölçülebilir. Bir çözeltide iletkenlik; toplam iyon derişimi arttıkça Al(k) + 3H(+suda) $ Al3(+suda) + 3 H2(g) artarken, toplam iyon derişimi azaldıkça azalır. Bu 2 nedenle toplam iyon derişimi değişen bir tepkime- nin hızı iletkenlik ölçülerek takip edilebilir. (H+ iyon derişimi zamanla azalır, tepkime hızı pH • CO2(g) + H2O(s) $ H(+suda) + HCO3-(suda) artışıyla ölçülebilir.) - zamanla iletkenlik artar. - tepkimenin hızı iletkenlik artışı ile ölçülebilir. 5) Çözünme - Çökelme • Pb2(+suda) + 2Cl-(suda) $ PbCl2(k) Bir tepkimede çökelek oluşumu varsa zamanla katı - iletkenlik zamanla azalır. kütlesindeki artış gözlenerek hız takibi yapılabilir. - tepkimenin hızı iletkenlik azalması ile ölçülebilir. 2KI(suda) + Pb(NO3)2(suda) $ PbI2(k) + 2KNO3(suda) • Zn(k) + Cu2(+suda) $ Zn2(+suda) + Cu(k) 14444244443 123 - iyon derişiminde değişiklik yok - tepkime hızı iletkenlik değişimiyle ölçülemez. renksiz sarı çökelek 6) Isı Değişimi Tepkimenin ısı alışverişine göre yalıtılmış bir kapta sıcaklık artışı veya sıcaklık azalışı ile hız takibi ya- pılabilir. I. Ca(OH)2(suda)+CO2(g)$ CaCO3(suda)+H2O(s)+ ısı II. CS2 + 2H2O(s) + ısı $ CO2(g) + 2H2S(g) (Yalıtılmış kapta I. tepkimede sıcaklık artışı, II. tep- kimede sıcaklık azalışı gözlenir.) 5
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr ÖRNEK 7 ÖRNEK 9 Sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta gerçekleşen I. H2(g) + 1/2O2(g) $ H2O(g) DH < 0 Mg(k) + 2H(+suda) $ Mg2(+suda) + H2(g) II. N2(g) + 2O2(g) $ 2NO2(g) DH > 0 tepkimesinin hızı; III. N2(g) + 3H2(g) $ 2NH3(g) DH < 0 I. İletkenlik Yukarıda verilen tepkimeler sabit hacimli ısıca yalıtıl- II. Sabit hacimde basınç mış kaplarda gerçekleşiyor. Hangi tepkimelerde kap içindeki sıcaklığın azalışı ile hız takibi yapılabilir? III. Sabit basınçta hacim A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve III değişimlerinin hangilerinden yararlanılarak ölçüle- bilir? D) II ve III E) I, II ve III A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III Yalıtılmış kaplarda gerçekleşen endotermik tepkime- Toplam iyon miktarı azaldığı için iletkenlik zamanla lerde sıcaklık azalışı ile hız takip edilebilir. azalır, gaz oluşumundan dolayı sabit hacimde basınç Cevap: A artar, sabit basınçta hacim artar. I, II ve III Cevap: E ÖRNEK 8 ÖRNEK 10 2KI(suda) + Pb(NO3)2(suda) $ PbI2(k) + 2KNO3(suda) Hız Takip _____________T_e_p_k_im__e_____________ renksiz renksiz sarı renksiz __Y_ö_n_t_e_m_i_ _ I. Renk değişimi a. N2O5(g)+H2O(s)$2H+(suda)+2NO-3(suda) tepkimesine göre; II. Basınç azalışı b. 2NH3(g)$ N2(g)+ 3H2(g) (V sabit) I. İletkenlik artışı III. İletkenlik artışı c. C3H6(g) + Br2(suda) $ C3H6Br2(suda) renksiz kahverengi renksiz II. Renk değişimi IV. Hacim artışı d. C3H8(g)+ 5O2(g)$ 3CO2(g)+ 4H2O(s) III. Basınç değişimi (P sabit) yöntemlerinden hangileri ile tepkime hızının ölçümü yapılabilir? Yukarıda verilen hız takibi yöntemlerinin uygun tep- kimelerle eşleştirilmesi aşağıdakilerin hangisinde A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II doğru verilmiştir? D) II ve III E) I ve III A) I - c B) I - c C) I - c İyon miktarı azaldığı için iletkenlik artışı gerçekleşmez. II - b II - d II - b (I. öncül yanlış) III - d III - b III - a Girenler renksiz ürünler renkli olduğu için renk değişi- mi ile hız takip edilebilir. (II. öncül doğru) IV - a IV - a IV - d Gaz fazında madde olmadığı için basınç değişimi kul- D) I - c E) I - b lanılamaz. (III. öncül yanlış) II - d II - d Cevap: B III - a III - a IV - b IV - c a daki tepkimede iyon oluştuğu için iletkenlik artışı, b deki tepkimede gaz mol sayısı zamanla arttığı için sa- bit basınçta hacim artışı, c deki tepkime renk değişimi, d deki tepkime gaz mol sayısı zamanla azaldığı için sa- bit hacimli kapta basınç azalışı ile hızı takip edilebilir. Cevap: D 7. E 8. B 9. A 10. D 6
Kimyasal Tepkimelerde Hız TEST - 2 1. N2(g) + 2O2(g) $ 2NO2(g) 4. Kimyasal bir tepkimenin hızı; renksiz renksiz kahverengi - Sabit basınçta hacim artışı tepkimesi sabit hacimli bir kapta sabit sıcaklıkta - Sabit hacimde basınç artışı gerçekleşmektedir. - Sabit sıcaklıkta iletkenlik azalışı ile Bu tepkime için, ölçülebilmektedir. I. Renk değişimi II. Basınç artışı Buna göre bu tepkimenin denklemi aşağıdaki- III. Elektriksel iletkenlik azalışı lerden hangisi olabilir? verilen hız takibi yöntemlerinden hangilerinin A) 2Al(k) + 3Zn2(+suda) $ 3Zn(k) + 2Al3(+suda) kullanılması uygundur? B) MgCO3(k) $ MgO(k) + CO2(g) C) C3H8(g) + 5O2(g) $ 3CO2(g) + 4H2O(g) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) CO2(g) + 2H2O(s) $ HCO3-(suda) + H3O+(suda) E) Zn(k) + 2H(+suda) $ Zn2(+suda) + H2(g) D) I ve III E) II ve III 2. Aşağıdaki tepkimelerden hangisinin hızı, kar- şısında verilen hız ölçüm yöntemi ile belirlene- mez? Hız ölçüm Tepkime yöntemi A) C2H2(g) + Br2(suda) \" C2H2Br2 Renk açılması (renksiz) (kahverengi) (renksiz) 5. B) Pb(NO3)2(suda) + 2KI(suda) İletkenlik \" PbI2(k) + 2KNO3(suda) azalışı 2NH3(g) N2(g)+3H2(g) S(k) + O2(g) SO2(g) C) PCl5(g) \" PCl3(g) + Cl2(g) Basınç artışı I II (V ve T sabit) Şekilde I ve II numaralı sürtünmesiz ideal pistonlu kaplarda aynı ortamda belirtilen tepkimeler sabit sı- D) Pb2(+suda) + SO24-(suda)\"PbSO4(k) Katı kütlesi caklıkta gerçekleşiyor. artışı (T sabit) E) CH4(g)+2O2(g)\"CO2(g)+2H2O(g) Hacim artışı Bu tepkimelerde hız takibi ile ilgili; (P ve T sabit) I. I numaralı kapta gaz özkütlesindeki azalış, II numaralı kapta gazın özkütlesindeki artışla hız 3. 2X(k) + 6H+(suda) $ 2X3(+suda) + 3H2(g) + ısı takip edilebilir. tepkimesinin hızı, birim zamanda aşağıdaki II. Her iki kapta da hacim değişimi ile hız ölçülebilir. özelliklerden hangisinin değişimi izlenerek öl- III. Pistonlar sabitlenirse I numaralı kapta basınç çülemez? artışı ile hız ölçülürken, II numaralı kapta ba- A) pH B) Basınç sınç değişimi ile hız takip edilemez. yargılarından hangisi yanlıştır? (Katı hacmi ihmal edilecek.) C) Elektriksel iletkenlik D) Isı A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II E) Renk D) II ve III E) I ve III 1. A 2. E 3. E 7 4. E 5. A
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr ÇARPIŞMA TEORİSİ İlişkili Kazanımlar 2.1 : Kimyasal tepkimeler ile tanecikler arasındaki çarpışmaları ilişkilendirir. Bir kimyasal tepkimenin gerçekleşmesi için tepkime- Potansiyel Enerji (kj) ye giren taneciklerin çarpışması şarttır. Ancak her çarpışma ürünle sonuçlanmaz. AKPE Kararsız ara ürün (Aktifleşmiş kompleks) Kimyasal tepkimeye neden olan çarpışmalara etkili veya etkin çarpışma denir. Eai Eag Bir çarpışmanın etkin olabilmesi için: Girenler 1. Taneciklerin uygun geometride (uygun doğrultu ve XY + Y2 yönde) çarpışmaları gereklidir. Ürünler XY3 Tepkime H2(g) + Cl2(g) $ 2HCl(g) koordinatı XY(g) + Y2(g) $ XY3(g) + ısı tepkimesinin potansiyel enerji tepkime koordinatı grafiği verilmiştir. H H Cl Cl AKPE ile girenlerin potansiyel enerjileri arasındaki tepkime yok farka ileri aktivasyon enerjisi (Eai) denir. H H + Cl Cl H H Cl AKPE ile ürünlerin potansiyel enerjileri arasındaki tepkime yok farka geri aktivasyon enerjisi (Eag) denir. Cl Diğer bir ifade ile girenlerin aktifleşmiş kompleks oluşturmaları için gereken minimum enerjiye ileri ak- H Cl H Cl H Cl tivasyon enerjisi (Eai), ürünlerin aktifleşmiş kompleks oluşturması için gereken minimum enerjiye geri akti- H Cl vasyon enerjisi (Eag) denir. tepkime Bir tepkimenin entalpisi, ileri aktivasyon enerjisinden olur geri aktivasyon enerjisi çıkarılarak bulunur. DHtepkime = Eai – Eag H Cl H Cl NOT ürün Kararsız ara ürün Bir tepkimenin aktivasyon enerjisi denildiğinde ön- (Aktifleşmiş kompleks) celikle ileri aktivasyon enerjisi anlaşılmalıdır. Bir tepkimede aktivasyon enerjisi ne kadar küçük ise 2. Tepkimeye giren taneciklerin yeterli kinetik enerjiye tepkime o kadar hızlı gerçekleşir. sahip olması gerekir. Potansiyel Enerji (PE) Etkin bir çarpışma için gereken minimum kinetik enerjiye eşik enerjisi denir. Eşik enerjisi Ea ile gös- AKPE Eag endotermik terilir. Eai bir tepkimede; Eai > Eag olduğu için Bir kimyasal tepkimede tepkimeye girenler yeter- li enerjiye sahipken uygun geometride çarpışır- Eai – Eag = 3H > 0 dır. sa; atomlar arasındaki bağların koptuğu veya za- yıfladığı, moleküllerin yeniden düzenlendiği en yük- Tepkime koordinatı sek enerjili kararsız hal oluşur. Bu hale aktifleşmiş kompleks veya kararsız ara ürün adı verilir. Potansiyel Enerji (PE) Yüksek enerjili kararsız atom gruplarının sahip oldu- AKPE Eag ekzotermik ğu enerjiye ise aktifleşmiş kompleksin potansiyel Eai bir tepkimede; enerjisi (AKPE) denir. Eai < Eag olduğu için Eai – Eag = 3H < 0 dır. Tepkime koordinatı 8
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF ÖRNEK 11 ÖRNEK 13 Potansiyel enerji (kj) Potansiyel enerji (kj) 25 120 Tepkime X koordinatı 10 –54 Tepkime koordinatı Yukarıdaki grafikte, X2Y3(g) $ XY(g) + XY2(g) 2C(grafit) + 2H2(g) $ C2H4(g) tepkimesine ait potansiyel enerji - tepkime koordinatı tepkimesine ait standart koşullardaki potansiyel enerji– grafiği verilmiştir. Tepkime entalpisi (DH) 15 kj oldu- tepkime koordinatı grafiği verilmiştir. ğuna göre bu tepkimenin; Buna göre, tepkime ile ilgili aşağıda verilen yargı- lardan boş bırakılan kısımları uygun ifadelerle dol- a) İleri aktivasyon enerjisi kaç kj dür? durunuz. b) Geri aktivasyon enerjisi kaç kj dür? • Tepkimenin ileri aktivasyon enerjisi ............ kj dür. • Tepkimenin geri aktivasyon enerjisi ............ kj dür. a) Eai = 120 - 10 Eag = 120 - X • Tepkimenin ileri aktivasyon enerjisi, geri aktivasyon Eai = 110 kj = 120 - 25 b) DH = Hü - Hg enerjisinden ............ 15 = X - 10 Eag = 95 kj • ............ sıcaklıkta ürünler girenlerden daha kararlıdır. • C2H4 gazının standart molar oluşum ısısı ............ kj dür. X = 25 kj • Tepkimede toplam entalpi zamanla ............ ÖRNEK 14 • 25 • 79 • küçüktür • Düşük • -54 • azalır Standart koşullarda gerçekleşen, NOT H2(g) + Cl2(g) $ 2HCl(g) Aktivasyon enerjisinin değeri daima pozitiftir. tepkimesinin ileri aktivasyon enerjisi (Eai) 57 kj, geri ak- tivasyon enerjisi (Eag) 147 kj dir. ÖRNEK 12 Buna göre, bu tepkime ile ilgili; H2S(g) + 3 O2(g) $ H2O(s) + SO2(g) I. HCl gazının molar oluşum entalpisi -90 kj dür. 2 II. Girenlerin entalpileri toplamı sıfırdır. III. Tepkimenin potansiyel enerji-tepkime koordinatı grafiği; Potansiyel enerji (kj) 57 tepkimesinde H2O(s), SO2(g) ve H2S(g) bileşiklerinin Tepkime standart oluşum entalpileri sırası ile –285, –300 ve koordinatı –20 kj/mol dür. Buna göre standart koşullarda gerçekleşen bu tep- –90 şeklindedir. kimenin geri aktivasyon enerjisi (Eag) 735 kj oldu- ğuna göre ileri aktivasyon enerjisi (Eai) kaç kj dür? yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II DHtepkime = {DH°f ürünler - {DH°f girenler D) I ve III E) II ve III DHtepkime = [(-285) + (-300)] - [(-20)] = -585 + 20 I. 1 mol HCl gazı oluşurken 45 kj ısı açığa çıkar. DHtepkime = -565 II. Girenler element ve kararlı halde standart koşul- DHtepkime = Eai - Eag larda oluşum entalpileri sıfırdır. -565 = x - 735 III. Grafikte DH = -90, Eai = 57, Eag = 147 ve girenle- x = 170 kj rin potansiyel enerjisi sıfır olduğu için doğru çizil- miştir. Cevap E 11. • 25 • 79 • küçüktür • Düşük • –54 • azalır 9 13. a) 110 b) 95 14. E 12. 170 kj
TEST - 3 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. Ürüne Çarpışmanın etkin 4. Potansiyel enerji (kj) dönüşebilecek olabilmesi için 73 çarpışmalardır. tanecikler yeterli I kinetik enerjiye V sahip olmalıdır. Etkin II Etkin bir çarpış- 37 çarpışma mada tanecikler IV uygun doğrultu ve 23 Etkin çarpışma için Tepkime koordinatı gereken minimum III geometride enerjiye aktifleşmiş çarpışırlar. kompleks denir. Aktifleşme enerjisi 2XY3(g) $ X2(g) + 3Y2(g) etkin çarpışma tepkimesi sabit sıcaklıkta gerçekleşmektedir. sayısını değiştirir. Bu tepkime ile ilgili; Yukarıda etkin çarpışma kavramı ile ilgili oluş- turulmuş kavram haritasında kaç numaralı bilgi I. İleri aktivasyon enerjisi (Eai), geri aktivasyon hatalıdır? enerjisinden küçüktür. A) V B) IV C) III D) II E) I II. Aynı koşullardaki ileri yöndeki hız, geri yöndeki hızdan büyüktür. 2. İleri aktivasyon enerjisi ile ilgili; III. Aktifleşmiş kompleksin (kararsız ara ürün) po- I. Etkin bir çarpışmada tepkimeye giren tanecikle- tansiyel enerjisi 73 kj dür. rin sahip olması gereken minimum enerjidir. yargılarından hangileri doğrudur? II. Değeri negatif olamaz. A) Yalnız II B) I ve III C) I ve II III. Aktifleşmiş kompleksin enerjisinden, girenlerin potansiyel enerjileri toplamı çıkarılarak hesap- D) II ve III E) I, II ve III lanabilir. 5. Potansiyel enerji (kj) Potansiyel enerji (kj) yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II 130 170 D) I ve III E) I, II ve III 110 3. H2 gazının F2, Cl2 ve Br2 molekülleri ile tepkimeleri 60 10 II Tepkime 30 Tepkime koordinatı ve bu tepkimelerdeki çarpışmaların görselleri aşa- koordinatı ğıda verilmiştir. I Tepkime Çarpışma Yukarıda aynı koşullarda gerçekleşen iki tepkime- ye ait potansiyel enerji - tepkime koordinatı grafik- I. H2(g) + F2(g) \" 2HF(g) HH F F leri verilmiştir. II. H2(g) + Cl2(g) \" 2HCl(g) H Cl Cl Bu tepkimeler ile ilgili aşağıdaki yargılardan H hangisi yanlıştır? III. H2(g) + Br2(g) \" 2HBr(g) H Br A) I. tepkimenin aktivasyon enerjisi 100 kj dür. H Br B) II. tepkimenin aktivasyon enerjisi 60 kj dür. Buna göre yukarıdaki tanecikler yeterli kinetik enerjiye sahip olduklarında hangi çarpışmalar C) I. tepkimede ileri aktivasyon enerjisi (Eai), geri sonucu ürün oluşması beklenmez? aktivasyon enerjisinden (Eag) büyüktür. A) I, II ve III B) I ve II C) I ve III D) Aktifleşmiş kompleksin potansiyel enerjisi daha büyük olan tepkime diğerine göre daha yavaştır. D) II ve III E) Yalnız II E) II. tepkimenin geri aktivasyon enerjisi (Eag), ileri aktivasyon enerjisinden (Eai) büyüktür. 1. B 2. E 3. B 10 4. E 5. D
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF TEK VE ÇOK BASAMAKLI (MEKANİZMALI) TEPKİMELERDE HIZ İlişkili Kazanımlar 3.1 : Tek basamakta gerçekleşen bir tepkimede tepkime hızının derişime bağlı ifadelerini yazar. 3.2 : Mekanizmalı (basamaklı) tepkimelerde hızı belirleyen basamağı yorumlar. Bir kimyasal tepkimede tepkime hızını girenlerin de- ÖRNEK 16 rişimlerine bağlı olarak gösteren matematiksel ifade- ye hız denklemi veya hız bağıntısı denir. Tek basamakta gerçekleşen X(g) + 2Y(g) + 3Z(s) $ XY(g) + Z3Y(g) Hız bağıntısı yazılırken; tepkimesinin hız denklemini yazarak tepkime dere- cesini bulunuz. • tepkimeye giren maddelerden gaz fazında veya sulu çözelti halinde bulunanların derişimleri çarpılır. Hız = k.[X].[Y]2 tepkime derecesi = 1 + 2 = 3 • başkatsayılar derişimlere üs olarak yazılır. Z maddesi saf sıvı olduğu için hız denkleminde yazıl- Örneğin; aX(g) + bY(g) $ cZ(g) maz. tepkimesinde hız bağıntısı Birden fazla basamakta gerçekleşen tepkimelere ba- Hız = j = k.[X]a.[Y]b şeklinde yazılır. samaklı veya mekanizmalı tepkime denir. Her hız denkleminin kendine özgü bir hız sabiti var- Birden fazla basamakta gerçekleşen (mekanizmalı) dır. Bu hız sabiti k ile gösterilir. bir tepkimede hız denklemi yavaş basamağa (akti- vasyon enerjisi büyük olan) göre yazılır. Bir tepkimenin hız denkleminde derişimlerin üsleri toplamına tepkime derecesi ya da mertebesi denir. Eğer gaz fazında gerçekleşen bir tepkimenin hız Örneğin; hız denklemi denklemi girenlere göre yazılmışsa tek basamaklı, farklı yazılmışsa mekanizmalı yani çok basamaklıdır. Hız = j = k.[X]a.[Y]b şeklinde olan bir tepkimenin aX(g) + bY(g) $ cZ(g) derecesi a + b olarak bulunur. j = k.[X]a.[Y]b ise bu tepkime tek basamaklı NOT j ≠ k.[X]a.[Y]b ise bu tepkime çok basamaklıdır. Hız denklemi yazılırken katılar ve saf sıvılar hız denkleminde yazılmaz. Mekanizmalı tepkimelerde tepkime basamakların- dan birinde oluşup sonraki basamaklardan birinde ÖRNEK 15 harcanan maddeye ara ürün denir. Tek basamakta gerçekleşen Bir tepkimeye girip onu hızlandıran, miktar ve kimya- sal yapı bakımından değişmeden tepkimeden çıkan 2X(g) + Y(g) $ Z(g) maddelere katalizör denir. Katalizörler yavaş basa- tepkimesi ile ilgili; mağa etki eder. I. Hız denklemi Hız = j = k.[X]2.[Y] şeklindedir. NOT II. Tepkime hızı X'e göre 2., Y'ye göre 1. derecedendir. Ara ürün ve katalizörler net tepkime denkleminde III. Tepkime derecesi 3'tür. yer almaz. yargılarından hangileri doğrudur? Örneğin 3X(g) + Y(g) $ Z + T(g) (yavaş) ————T(—g) —+—2—X(—g) $———Y(—g) —+ L—(g—) —(h—ız—lı)— A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 5X(g) $ Z(g) + L(g) net tepkime tepkimesinde T ara ürün, Y katalizör olup net tepki- D) I ve III E) I, II ve III mede bulunmaz. • Hız denklemi yazılırken gaz fazındaki X ve Y madde- lerinin derişimleri çarpılır ve başkatsayılar bu deri- şimlere üs olarak yazılır. (I. öncül doğru) • Hız denkleminde X'in derişiminin 2. kuvveti oldu- ğu için tepkime hızı X'e göre 2., Y'nin derişiminin 1. kuvveti olduğu için Y'ye göre 1. derecedendir. (II. öncül doğru) • Derişimlerin üsleri toplamı 2 + 1 = 3 olduğundan tep- kime derecesi 3'tür. (III. öncül doğru) Cevap: E 15. E 16. Hız = k [X].[Y]2 derece = 1 + 2 = 3 11
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr NOT ÖRNEK 19 Mekanizmalı bir tepkimenin hızını aktivasyon enerji- Yanda potansiyel enerji - Potansiyel Enerji (PE) si büyük olan basamak belirler. İleri aktivasyon ener- jisi ne kadar büyük ise tepkime o kadar yavaştır. tepkime koordinatı verilen tepkime ile ilgili; I ÖRNEK 17 I. Tepkime iki basamakta II gerçekleşir. Mekanizmalı bir tepkimede Tepkime II. Hız bağıntısı II. basamağa koordinatı 1. basamak NO(g) + F2(g) $ NOF2(g) (hızlı) göre yazılır. —2. —ba—sa—m—ak— N—O—F2—(g—) +—N—O—(g) —$——2N—O—F—(g) —(—ya—va—ş) Net (toplu) tepkime 2NO(g) + F2(g) $ 2NOF(g) III. Hızı belirleyen basamak ara basamaklar ve net (toplu) tepkime denklemi veril- endotermiktir. miştir. yargılarından hangileri doğrudur? Bu tepkime ile ilgili; A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II I. I. basamağın aktivasyon enerjisi, II. basamaktan daha küçüktür. D) II ve III E) I, II ve III II. NOF2 ara üründür. I. Tepkime iki basamaklıdır. III. Hız denklemi Hız = j = k.[NO]2.[F2] şeklindedir. II. Hız bağıntısı daha yavaş olan II. basamağa göre yazılır. IV. Tepkimenin hızını II. basamak belirler. III. İleri aktivasyon enerjisi büyük olan II. basamak hı- V. Tepkimede katalizör yoktur. zı belirler ve II. basamak endotermiktir. Cevap: E yargılarından hangisi yanlıştır? A) I B) II C) III D) IV E) V ÖRNEK 20 Hızı belirleyen basamak yavaş basamak olan II. basa- 2X2(g)+3Y2(g)$2X2Y3(g) Potansiyel Enerji (kj) tepkimesine ait potansi- mak olup, hız denklemi bu basamağa göre yazılmalı- yel enerji - tepkime ko- I dır. III. öncülde net tepkimeye göre yazılmış olduğun- ordinatı grafiği verilmiştir. Ea1 dan yanlıştır. II Cevap: C Ea2 ÖRNEK 18 Buna göre aşağıdaki ifadeleri doğru (D) ve- Gaz fazında gerçekleşen ya yanlış (Y) olarak be- lirleyiniz. 1. basamak XY + XY2 $ X2Y3 (yavaş) Tepkime Koordinatı 2. basamak X2Y3 + XY $ XY3 + X2Y (hızlı) 3. basamak XY3 + Y2 $ XY5 (en hızlı) a) ( ) Tepkime iki basamaklıdır. tepkimesi ile ilgili; b) ( ) Yavaş basamak I. basamaktır. a) Hız bağıntısını yazınız. c) ( ) Tepkime hızını II. basamak belirler. b) Tepkime derecesini bulunuz. c) Varsa ara ürün ve katalizörü belirleyin. d) ( ) Net tepkime ekzotermik, I. basamak endotermiktir. d) Net tepkime denklemini yazınız. e) ( ) Hız denklemi r = k.[X2]2.[Y2]3 şeklindedir. a) Hız = k.[XY].[XY2] a) Tepkimede iki ara basamak bulunur. (Doğru) b) derece = 1 + 1 = 2 b) İleri aktivasyon enerjisi büyük olan (Ea1) basamak yavaştır. (Doğru) c) Ara ürünler: X2Y3 ve XY3 önce oluşup sonraki tep- kimelerde harcanmışlar. Katalizör yok. c) Tepkime hızını aktivasyon enerjisi büyük olan I. basamak belirler. (Yanlış) d) Net (toplu) tepkime, tepkimeler alt alta toplanarak bulunur. d) 1. basamak endotermik, net tepkime ekzotermiktir. (Doğru) XY + XY2 \" X2Y3 X2Y3 + XY \" XY3 + X2Y e) Hız denklemi yavaş basamağın girenlerine göre XY3 + Y2 \" XY5 yazılır. Burda net tepkimeye göre yazılmış. (Yanlış) 2XY + XY2 + Y2 \" XY5 + X2Y 17. C 18. a) A2r Xr=aYkü.+[rXüXYnY]l2e.[rX+:YYX222]Y\"3 bvX)eY2X5 Y+3Xk2aYtalizör 19. E 20. a) D b) D c) Y d) D e) Y c) d) yok 12
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF Hız Sabitinin Biriminin Bulunması Mekanizmalı (basamaklı) tepkimelerde deney so- nuçlarına bakılarak hız denklemi çıkarılabilir. Bunun Kimyasal bir tepkimede genellikle; için; deneylerde derişimi değiştirilen maddelerin, hı- zın sayısal değerini nasıl değiştirdiği yorumlanır. ✓ tepkime hızının birimi M = mol s L.s Deney sonuçlarından; • Hız denklemi ✓ derişimlerin birimi mol dir. • Tepkime derecesi (mertebesi) L • Hız sabitinin (k) sayısal değeri • Hız sabitinin (k) birimi bulunabilir. Örneğin, hız denklemi Hız = j = k . [X]2 . [Y] olan bir tepkimede hız sabiti mol = kf mol 2 mol & k = L2 L.s L L mol2.s p. Örneğin, hız denklemi ÖRNEK 22 j = k[X] . [Y]3 olan bir tepkimede Gaz fazında gerçekleşen 2X + 3Y $ Z + 4T mol = kf mol pf mol 3 & k= L3 tepkimesinin sabit sıcaklıktaki deney sonuçları aşağıda- L.s L L mol3.s ki tabloda verilmiştir. p olarak bulunur. Kısaca hızın birimi M/s olarak alınırsa _D_e_n_e_y _[X_]_(m__o_l/_L_) _[Y__] _(m__o_l/_L_) H__ız__(m__o_l/_L_.s_) L n-1 1 1 0,1 0,2 4.10-4 mol s k=f p. olarak hesaplanabilir. 2 0,1 0,4 16.10-4 (n & tepkime derecesi) 3 0,2 0,2 8.10-4 ÖRNEK 21 Buna göre tepkimenin hız denklemini ve derecesi- ni bulunuz. Tek basamakta gerçekleşen, X(g) + 2Y(g) $ XY2(g) X ve Y maddelerinin derişimlerinin hız sonuçlarına na- tepkimesinde tepkime hızının birimi M/s olduğuna sıl etki ettiğine bakmak için maddelerden birinin deri- göre hız sabiti \"k\"nın birimini bulunuz. şiminin değişmediği (sabit kaldığı) diğerinin değiştiği herhangi iki deney sonucu seçilir. Hız denklemi Hız = j = k.[X].[Y]2 şeklindedir. 1. ve 2. deneylerde X derişimi sabittir, X'ten ötürü hız Hızın birimi : birimleri denklemde yerine yazalım. değişmez. Y derişimi 0,2 M'dan 0,4 M'a çıkmış (2 katı- na) hız ise 4 katına çıkmış. Bu sonuca göre Y derişimi M mol/L j = k.[X].[Y]2 s s hızı 2. dereceden ([Y]2) etkiliyor. = 0 1. ve 3. deneylere bakılırsa; Y derişimi sabit, X derişi- = mol dir. mol = k.> mol H.< mol 2 mi iki katına çıkmış. Bu durum hızı 4.10–4ten 8.10–4e ya- L.s L.s L L ni iki katına çıkarmıştır. Bu sonuca göre X derişimi hı- F zı 1. dereceden ([X]1) etkiliyordur. k= L2 Hız = j = k.[X]1.[Y]2 mol 2 .s derece = 1 + 2 = 3 tür. 21. k = L2 22. Hız = j = k.[X]1[Y]2 derece = 1 + 2 = 3 tür mol 2 .s 13
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr NOT ÖRNEK 25 Hız sabitinin (k) sayısal değeri bulunurken herhangi Gaz fazında gerçekleşen mekanizmalı bir tepkimede bir deney sonucu kullanılabilir. deney sonuçları aşağıda verilmiştir. ÖRNEK 23 _D_e_n_e_y _[X_]_(m__o_l/_L_) _[Y__] _(m__o_l/_L_) H__ız__(m__o_l/_L_.s_) 1 X(g) + 3Y(g) $ Z(g) 2 0,1 0,3 3.10-2 tepkimesine ait deney sonuçları aşağıdaki tabloda ve- 3 0,1 0,6 6.10-2 4 0,2 0,6 6.10-2 rilmiştir. 0,2 1,8 x _D_e_n_e_y _[X_]_(m__o_l/_L_) _[Y__] _(m__o_l/_L_) H__ız__(m__o_l/_L_.s_) 1 0,01 0,01 2.10-3 2 0,01 0,02 2.10-3 Buna göre; 3 0,03 0,02 18.10-3 I. Hız denklemi j = k.[Y] şeklindedir. Buna göre, hız sabiti \"k\"nın sayısal değeri kaçtır? II. k'nın birimi L/mol.s'dir. III. x değeri 1,8.10-1 dir. A) 0,2 B) 0,5 C) 2 D) 5 E) 20 1. ve 2. deneylere bakılırsa X derişimi sabit, Y derişi- yargılarından hangileri doğrudur? mi 2 katına çıkmış ancak hız değişmemiş. Bu sonuca göre Y maddesi hızı değiştirmiyor yani hız denklemin- A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II de yer almaz. 2. ve 3. deneylere bakılırsa Y derişimi sabit, X derişi- D) I ve III E) II ve III mi 3 katına çıkarken hız 9 katına çıkmıştır. Buna göre X derişiminin karesi ile hız orantılıdır. Hız = j = k.[X]2 Herhangi bir deney sonucu denklemde yerine yazılır. • 2. ve 3. deneylere bakılırsa; Y derişimi sabit, X deri- 1. deney sonuçlarını yazarsak şimi 2 katına çıkmış ancak hız değeri değişmemiştir. Buna göre hız denkleminde X maddesi yer almaz. j = k . [X]2 . . . 2.10-3 = k.[10-2]2 k= 2.10 –3 • 1. ve 2. deneylere bakılırsa; X derişimi sabit, Y deri- 10 –4 şimi 2 katına çıkmış hız değeri de 2 katına çıkmıştır. k = 20 Buna göre hız denkleminde Y maddesi yer alır. Cevap: E ÖRNEK 24 X + Y + 3Z $ K + 2L • Hız denklemi tepkimesi için sabit sıcaklıkta deney sonuçları aşağıda j = k.[Y] şeklindedir. (1. öncül doğru) verilmiştir. _D_e_n_e_y _[X_]_(m__o_l/_L_) _[Z__] _(m__o_l/_L_) H__ız__(m__o_l/_L_.s_) • k'nın birimi k = d L 1–1 1 &k= 1 (II. öncül yanlış) 1 4.10-2 mol s s 2 0,1 0,1 8.10-2 n. 3 0,2 0,1 2,4.10-1 0,2 0,3 • 3. ve 4. deneylere bakılarak Y derişimi 3 katına çık- mış, hız da 3 katına çıkarsa Buna göre aynı koşullarda X derişimi 0,04 M, Z deri- şimi 0,01 M olarak alınırsa tepkimenin başlangıç hı- 3.6.10-2 = 18.10-2 = 1,8.10-1 olur.(III. öncül doğru) zı kaç M/s'dir? Cevap: D A) 4.10–4 B) 2.10–4 C) 1,6.10–3 D) 2.10–5 E) 1,6.10–4 Hız denklemi j = k.[X].[Z] şeklinde bulunur. k (hız sabiti) denklemde herhangi bir deney sonucu ya- zılarak elde edilir. 4.10–2 = k.[10–1].[10–1] k= 4 bulunur. Verilen X ve Y derişimleri ve k değe- ri hız bağıntısında yazılırsa sorulan hız değeri bulunur. j = 4.[4.10–2].[10–2] = 4.4.10–4 = 1,6.10–3 Cevap: C 23. E 24. C 14 25. D
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF ÖRNEK 26 3. Hız sabiti “k” nın sayısal değeri ve birimi aşağı- Gaz fazında gerçekleşen dakilerden hangisinde doğru verilmiştir? X + 3Y + Z $ T + 4L k k’nın birimi tepkimesine ait deney sonuçları aşağıdaki tabloda ve- A) 0,01 L/mol.s rilmiştir. B) 1 L2/mol2.s D__e_n_e_y _[X__] _[Y__] _[_Z_] H__ız_(_m__o_l/L_._s_) C) 10 L/mol.s 210-5 D) 0,01 L2/mol2.s 1 0,2 0,1 0,1 E) 1 L3/mol3.s 2 0,2 0,2 0,1 2.10-5 3 0,1 0,1 0,2 4.10-5 Hız sabiti “k” nın sayısal değeri bulunurken herhangi bir deneydeki sayılar hız denkleminde yerine yazılır. 4 0,4 0,3 0,2 1,6.10-4 Buna göre aşağıdaki 1, 2, 3, 4 ve 5 numaralı soruları Hız = k.[X].[Z]2 tablodan yararlanarak cevaplayınız. Örneğin . . 1. Deney 2.10-5 = k.[0,2].[0,1]2 1. Tepkimeye ait hız denklemi aşağıdakilerden k = 2.10-5 k = 0,01 hangisinde doğru verilmiştir? 2.10 -3 A) j = k.[X].[Y]3 B) j = k.[X].[Z]2 k’nın birimi f L derece - 1 1 olarak belirlenebilir. p. mol s C) j = k.[X].[Y]2 D) j = k.[X].[Y].[Z] f L 3-1 1 = L2 p. E) j = k.[X]2.[Z] mol s mol2.s Cevap D • Üç maddeden (X, Y ve Z) ikisinin derişiminin sabit bi- 4. Tepkime kabının hacmi yarıya düşürülürse hız- rinin değiştiği herhangi iki deney sonucu seçilir. Bu da meydana gelecek değişim aşağıdakilerden örnekte 1. ve 2. deneylerde X ve Z derişimleri sabit iken Y derişimi 0,1 M’dan 0,2 M’a yani iki katına çıktı- hangisine doğru verilmiştir? ğında tepkime hızı değişmemiştir. Buna göre Y deri- şiminin değişimi hızı etkilemediği için Y maddesi hız A) 1 katına iner B) 1 katına iner denkleminde yazılmaz. Hiç bir deneyde dikkate alma- 4 8 yalım. C) 2 katına çıkar D) 4 katına çıkar • 3. ve 4. deneylerde Z derişimi sabit iken X derişimi 4 katına çıktığında hızı da 4 katına çıkardığı için X’in E) 8 katına çıkar derişimi hızı 1. dereceden etkiler. Kap hacmi yarıya düşürülürse derişimler 2 katına çıkar. Hız = k.[X] ... İlk derişimleri 1’er M kabul edelim. • 1. ve 4. deneylerde X derişimi 2 katına çıkmış X ten j1 = k.[1].[1]2 & k 8 katına çıkar Cevap E ötürü hız 2 katına çıkacaktır. Z derişimi de 2 katına j2 = k.[2].[2]2 & 8k çıkmış ancak hızda 8 kat artış görülmektedir. 8 katın 2 katı X ten 4 katı Z den olmalıdır. Buna göre tepkime 5. Tepkimede X ve Y derişimleri sabit tutulup Z’nin hızı Z’ye göre 2. derecedendir. derişimi 4 katına çıkarılırsa tepkime hızı nasıl değişir? Hız = k.[X].[Z]2 Cevap: B A) Değişmez B) 2 katına çıkar 2. Tepkime derecesi aşağıdakilerden hangisinde C) 4 katına çıkar D) 16 katına çıkar doğru verilmiştir? E) 1 katına iner 4 A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4 Tepkime derecesi hız denklemindeki üsler toplamıdır. Hız Z derişiminin karesi ile orantılı olduğundan Derece 1 + 2 = 3 Hız = k.[X].[Z]2 Cevap D sabit 16 katına çıkar [1M] Cevap D 4 kat [4M]2 26. 1- B 2- D 3- D 4- E 5- D 15
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr ÖRNEK 27 ÖRNEK 28 3ClO-(suda) $ 2Cl-(suda) + ClO-3(suda) A(g) + 2B(g) + C(g) $ 2D(g) + E(g) tepkimesi iki basamakta gerçekleşmektedir. Bu tep- tepkimesi ile yapılan deneylerde kimenin hızlı ve II. basamağı • A ve B gazlarının derişimleri sabit tutulup, C gazının ClO-2(suda) + ClO-(suda) $ Cl-(suda) + ClO-3(suda) derişimi 3 katına çıkarıldığında tepkime hızı 9 katı- şeklinde olduğuna göre, tepkime ile ilgili aşağıdaki na çıkmaktadır. soruları cevaplayınız. • A ve C gazlarının derişimi sabit tutulup, B gazının a) Yavaş basamağın denklemi nedir? derişimi 2 katına çıkarılınca tepkime hız değişme- mektedir. a) 2ClO-(suda) \" Cl-(suda) + ClO-2 I. basamak (yavaş) • B ve C gazlarının derişimleri sabit tutulup A gazının ClO-2(suda)+ClO-(suda)\"Cl-(suda)+ClO-3(suda) II. basamak (hızlı) derişimi 5 katına çıkarılınca tepkime hızı 5 katına çıkmaktadır. 3ClO-(suda) \" 2Cl-(suda) + ClO-3(suda) net tepkime sonuçlarına ulaşılmıştır. Buna göre, I. Tepkime mekanizmalıdır. II. Hız denklemi Hız = k.[A].[C]2 dir. III. Hız sabiti k'nın birimi L2/mol2.s dir. yargılarından hangileri doğrudur? b) Hız denklemi nasıl yazılır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II d) Yavaş basamağın girenlerine göre yazılır. D) II ve III E) I, II ve III Hız = k.[ClO-]2 • Hız = k·[A]x·[B]y·[C]z sabit dokuz üç katına katına çıkar. çıkarılırsa c) Hız sabiti k’nin birimi nedir? [C] derişiminin karesi ile orantılıdır. (z = 2) • Hız = k·[C]2·[A]x·[B]y sabit n-1 hız değişmiyor- iki katına sa tepkimenin çıkarılırsa n. hız denkleminde c) k=d L 1 B maddesi yer mol s almıyor demek- tir. (y = 0) L 2–1 1 L n = 2 & k = d mol s = mol.s • Hız = k·[C]2 · [A] n. sabit Hız da 5 katına çıkı- 5 katına çıkarılırsa yorsa [A] derişimi d) Ara ürün nedir? hıza 1. dereceden et- b) I. basamakta oluşup II. basamakta harcanan ClO-2 ki etmektedir. (x = 1) ara üründür. I. Hız denklemi net tepkimeye göre yazılmamışsa meka- nizmalı tepkimedir. (I. öncül doğru) II. Hız = k·[A]·[C]2 (II. öncül doğru) III. k nin birimi k = f L n–1 1 dir. p· mol s Buna göre k = f L 3-1 1 & L2/mol2.s (III. öncül p. mol s doğru) Cevap: E 27. a) 2ClO(–suda) \" Cl(–suda) + ClO2– b) j = k[ClO–]2 c) L 28. E d) ClO2– mol.s 16
Kimyasal Tepkimelerde Hız TEST - 4 1. Tek basamakta gerçekleşen 3. Mekanizmalı bir kimyasal tepkime için, 2X2(g) + Y2(k) + XY2(g) $ X3Y2(g) + 2XY(g) • Tepkime üç basamakta gerçekleşmektedir. tepkimesi ile ilgili; • Aktifleşme enerjisi en düşük basamak, I. basa- • Hız denklemi j = k.[X2]2.[XY2] maktır. • Tepkime derecesi 3 tür. • En yavaş basamak, II. basamaktır. bilgileri verilmiştir. • I. basamak ekzotermik, diğer basamaklar ve net tepkime endotermiktir. Buna göre, tepkime ile ilgili; bilgileri verilmiştir. I. Hız denklemi tepkimeye giren maddelerin deri- Buna göre, aşağıda verilen potansiyel enerji - şimleri cinsinden yazılır. tepkime koordinatı grafiklerinden hangisi bu tepkimeye ait olabilir? II. Hız denkleminde katı haldeki maddeler yer al- maz. Potansiyel enerji Potansiyel enerji III. Tepkime hızı X2 ye göre 2., XY2 ye göre 1. de- A) II III B) recedendir. I yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III Tepkime Tepkime koordinatı koordinatı D) II ve III E) I, II ve III Potansiyel enerji Potansiyel enerji C) II D) III I Tepkime Tepkime koordinatı koordinatı Potansiyel enerji E) 2. Gaz fazında gerçekleşen ve mekanizması 1. basamak: X + 2Y \" 2Z + T 2. basamak: T + 2Y \" M şeklinde olan tepkimeye sabit sıcaklıkta uygun ka- Tepkime talizör eklenince 1. basamağın aktivasyon enerjisi düşmektedir. koordinatı Buna göre; 4. Aşağıda tepkime denklemi ve hız denklemi ve- I. Tepkimenin hız bağıntısı Hız = k.[X].[Y]2 şek- rilen tepkimelerden hangisi kesinlikle mekaniz- malıdır? lindedir. II. Net tepkime denklemi X + 4Y \" 2Z + M şeklin- Tepkime denklemi Hız denklemi dedir. III. T ara ürün olup net tepkime denkleminde bu- A) 2X + 3Y \" X2Y3 j = k.[X].[Y]3 lunmaz. B) X + 2Y \" XY2 j = k.[Y]2 C) 3X + Y \" X3Y j = k.[X]3.[Y] yargılarından hangileri doğrudur? D) XY + Y2 \" XY3 j = k.[XY] E) X2Y + Y2 \" X2Y3 j = k.[X2Y].[Y2] A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 1. E 2. E 17 3. B 4. A
TEST - 5 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. [X] [Y] [Z] Hız 3. X(g) + 2Y(g) $ Z(g) + T(g) Deney (mol/L) (mol/L) (mol/L) (mol/L.s) tepkimesi için sabit sıcaklıktaki deney sonuçla- rı aşağıdaki gibidir. 1 0,01 0,01 0,01 1.10-6 2 0,01 0,03 0,02 1,8.10-5 [X] [Y] Tepkime hızı 3 0,02 0,01 0,01 1.10-6 Deney (mol/L) (mol/L) (mol/L.s) 4 0,03 0,02 0,01 4.10-6 1 0,01 0,01 2.10-4 Sabit sıcaklıktaki deney sonuçları yukarıdaki 2 0,02 0,04 3,2.10-3 tabloda verilen mekanizmalı bir tepkimenin hız bağıntısı aşağıdakilerden hangisinde doğru ve- 3 0,03 0,02 3,6.10-3 rilmiştir? 4 0,02 0,02 1,6.10-3 A) j = k.[Y].[Z]2 Buna göre, tepkime ile ilgili aşağıdakilerden B) j = k.[Y]2.[Z] hangisi yanlıştır? C) j = k.[X].[Y]2 D) j = k.[X].[Y].[Z] A) Tepkime mekanizmalıdır. E) j = k.[Y]3 B) Hız sabiti “k” nın birimi L2 dir. mol2.s C) Tepkime X’e göre 2. derecedendir. D) Tepkimenin hız denklemi j = k.[X].[Y]2 şeklin- dedir. E) Yavaş adım 2X + Y \" ürün şeklinde olabilir. 2. Sabit sıcaklıkta kapalı bir kapta, 4. Belli sıcaklıkta gerçekleşen; X2(g) + 3Y2 (g) $ 2XY3 (g) 2X(g) + 3Y(g) $ Z(g) tepkimesi için yapılan deney sonuçları aşağıdaki tepkimesi ile ilgili madde derişimlerinin tepkime hı- tabloda verilmiştir. zı üzerine etkisini belirlemek amacı ile yapılan de- ney sonuçları aşağıdaki tabloda veriliyor. [X2] [Y2] Tepkime hızı Tepkime hızı Deney (mol/L) (mol/L) (mol/L.s) Deney 1 0,1 0,2 10-3 1 [X] [Y] (mol/L.s) 0,1 0,1 2,0.10-5 2 0,2 0,2 4.10-3 2 0,2 0,1 4,0.10-5 3 0,1 0,1 5.10-4 3 0,2 0,2 1,6.10-4 4 0,3 0,4 1,8.10-2 X ve Y nin molar derişimleri 0,2 şer mol/litre alındığında, X in başlangıçtaki harcanma hızı Buna göre, tepkimenin gerçekleştiği koşullarda kaç mol/litre.s dir? hız sabiti “k”nın sayısal değeri kaçtır? A) 0,01 B) 0,05 C) 0,5 A) 8.10-5 B) 1,6.10-4 C) 3,2.10-4 D) 1 E) 5 D) 8.10-3 E) 1,6.10-3 1. B 2. C 18 3. D 4. B
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF TEPKİME HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER İlişkili Kazanımlar 4.1 : Hıza etki eden faktörlerden maddenin cinsi, derişim, sıcaklık, katalizör ve temas yüzeyinin hıza etkilerini inceler. 1. MADDENİN CİNSİ Bir tepkime gerçekleşirken çarpışması gereken ta- Kimyasal tepkimeye giren türlerin necik sayısı ne kadar fazla ise o tepkime o kadar yavaştır ve tepkimenin tek basamakta gerçekleşme • İyon ya da molekül yapılı olması olasılığı düşüktür. • Kopan veya oluşan bağ sayısı • Hangi fiziksel halde bulunduğu Örneğin; • Metal ise aktif olup olmaması • Çarpışacak tanecik sayısı I. H2(g) + Cl2(g) $ 2HCl(g) tepkime hızını değiştirir. 1 tane 1 tane Zıt yüklü iyonlar arası gerçekleşen tepkimeler çok II. N2(g) + 3H2(g) $ 2NH3(g) hızlı, aynı yüklü iyonlarla gerçekleşen tepkimeler or- 1 tane 3 tane ta hızlı, bağ kopması ve bağ oluşması ile gerçekle- şen tepkimeler (moleküller arası tepkimeler) yavaş tepkimelerinin hızları I > II dir. olarak ifade edilebilir. Aktif olan metaller ve ametallerin tepkimeleri aktif Örneğin; olmayan metal ve ametallerin tepkimelerinden daha I. Ag+(suda) + Cl-(suda) $ AgCl(k) hızlıdır. II. 2Fe2(+suda) + Mn4(+suda) $ Mn2(+suda) + 2Fe3(+suda) III. CH4(g) + 2O2(g) $ CO2(g) + 2H2O(s) Örneğin; tepkimelerinin hızları I > II > III şeklinde sıralanır. Ca(k) + 2HCl(suda) $ CaCl2(suda) + H2(g) Zıt yüklü iyonlar arasında gerçekleşen tepkimeler- Fe(k) + 2HCl(suda) $ FeCl2(suda) + H2(g) den, iyon yükü fazla olanlar daha hızlı gerçekleşir. Ca metali Fe den daha aktif olduğu için Örneğin; tepkimelerinin hızları I > II dir. I. Ca2(+suda) + S2(-suda) $ CaS(k) II. Ag+(suda) + Cl-(suda) $ AgCl(k) ÖRNEK 29 tepkimelerinin hızları I > II şeklindedir. I. Al3(+suda) + N3(-suda) $ AlN(k) Bir kimyasal tepkime gerçekleşirken ne kadar fazla II. N2(g) + 3H2(g) $ 2NH3(g) sayıda bağ kopuyor ve oluşuyorsa o tepkime o ka- III. Ag+(suda) + I-(suda) $ AgI(k) dar yavaştır. IV. H2(g) + I2(g) $ 2HI(g) Örneğin; V. C4H8(g) + 6O2(g) $ 4CO2(g) + 4H2O(s) I. C3H8(g) + 5O2(g) $ 3CO2(g) + 4H2O(s) II. CH4(g) + 2O2(g) $ CO2(g) + 2H2O(s) Yukarıda verilen tepkimeler aynı koşullarda gerçek- leşmektedir. Bu tepkimelerin hızlarını kıyaslayınız. I. tepkimede kopacak ve oluşacak bağ sayısı daha fazla olduğundan tepkimelerinin hızları II > I şeklin- Tek atomlu zıt yüklü ve yükü büyük olduğu için 1. tep- dedir. kime en hızlı, moleküler düzeyde gerçekleşen çok sayı- da bağın kopup oluştuğu V numaralı tepkime en yavaştır. İyonik bağlı bileşiklerin sulu çözeltilerinin tepkimele- II. tepkimede IV. tepkime de moleküler yapılılar arasında ri, katı halleri arasında gerçekleşen tepkimelerinden gerçekleşir. Ancak II. tepkimede çarpışacak tanecik sayı- daha hızlıdır. sı 4 tane IV. tepkimede 2 tane olduğu için IV. tepkime II. ye göre daha hızlıdır. Örneğin; I > III > IV > II > V şeklinde sıralanır. I. 2NaI(suda)+Pb(NO3)2(suda)\" PbI2(k)+2NaNO3(suda) II. 2NaI(k) + Pb(NO3)2(k) \"PbI2(k) + 2NaNO3(k) tepkimelerin hızları I > II şeklindedir. 29. I > III > IV > II > V 19
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr 2. DERİŞİM 3. TEMAS YÜZEYİ Bir kimyasal tepkimede etkin çarpışma sayısı art- Heterojen tepkimelerde temas yüzeyinin artması ile tıkça tepkime hızı artar. Derişimin artması birim ha- tanecikler arasındaki çarpışma sayısı artacağından cimdeki tanecik sayısını artıracağından etkin çar- tepkime hızı da artar. pışma sayısı ve tepkime hızı artar. Ancak tepkime hızının ne kadar artacağı genellikle deneysel so- Temas yüzeyinin artması hız sabitini (k) artırır. nuçlarla belirlenir. Tepkimeye giren katıların toz haline getirilmesi te- mas yüzeyini artırır ve tepkimeyi hızlandırır. Örneğin; aynı koşullarda gerçekleşen Zn(k) + 2HCI(suda) $ ZnCI2(suda) + H2(g) I II tepkimesinin mgram Zn(k) mgram Zn(k) mgram Zn(k) 1L, 1M HNO3 Ca(k) 1L, 2M HNO3 4 gram Ca tozu 4 gram Ca tozu 1M HCl(suda) 1M HCl(suda) 1M HCl(suda) I. Ca(k) + 2HNO3(suda) (1M) \" Ca(NO3)2(suda) + H2(g) 100 mL t°C 100 mL t°C 100 mL t°C II. Ca(k) + 2HNO3(suda) (2M) \" Ca(NO3)2(suda) + H2(g) I II III Yukarıdaki çözeltilerden H2 gazlarının çıkış hızları • Hızları: III > II > I arasındaki ilişki II > I şeklindedir. Ancak açığa çıkan • Hız sabitleri k1 < k2 < k3 H2 gazı miktarları eşittir. şeklinde sıralanır. ÖRNEK 30 ÖRNEK 31 Tek basamakta gerçekleşen Mg(k) + 2HNO3(suda) $ Mg(NO3)2(suda) + H2(g) tepkimesinde aynı sıcaklıkta üç ayrı kaptaki eşit derişim 2X(g) $ Z(g) + T(g) ve hacimli HNO3 sulu çözeltilerine, tepkimesinde sabit sıcaklıkta X derişimi 2 katına çı- 1. kaba m gram Mg tozu karılırsa; I. Etkin çarpışma sayısı artar. 2. kaba m gram Mg parçaları II. Tepkime hızı 4 katına çıkar. III. Aktivasyon enerjisi azalır. 3. kaba m gram Mg şerit ekleniyor. Tepkimedeki gözlem sonuçları aşağıda verilmiştir. değişimlerinden hangileri gerçekleşmez? • H2 gazının çıkış hızları 1. kap > 2. kap > 3. kap şek- lindedir. A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II • Tepkimede açığa çıkan toplam H2 gazı miktarları ara- D) II ve III E) I ve III sındaki ilişki 1. kap = 2. kap = 3. kap şeklindedir. • Etkin çarpışma sayısı artar. Buna göre, I. Tanecik boyutu küçüldükçe temas yüzeyi artar. • Hız denklemi j = k.[X]2 şeklindedir. II. Temas yüzeyi arttıkça tepkime hızı artar. III. I., II. ve III. kaplardaki hız sabitleri arasındaki ilişki Bu nedenle X derişiminin 2 katına çıkması, hızı 4 katı- na çıkarır. k1 = k2 = k3 tür. yargılarından hangileri yanlıştır? • Derişimin değişmesi aktivasyon enerjisini değiştir- mez. A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II Cevap B D) I ve III E) II ve III Tanecik boyutu küçüldükçe temas yüzeyi ve buna bağlı olarak tepkime hızları artar. (I. ve II. öncül doğru) Temas yüzeyinin artması hız sabiti \"k\" nın değerini artırır. Cevap B 30. B 20 31. B
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF 4. SICAKLIK ÖRNEK 33 Bir tepkime ister endotermik isterse ekzotermik ol- Tanecik sayısı sun sıcaklık artışı bütün tepkimelerin hızlarını artırır. Sıcaklık artırılırsa; Ea • Taneciklerin ortalama kinetik enerjisi artar. • Taneciklerin ortalama hızları artar. T1 • Etkin çarpışma sayısı artar. T2 • Tepkime hızı artar. • Aktivasyon enerjisi değişmez. Kinetik • Hız sabiti “k” artar. enerji Tanecik sayısı Bir kimyasal tepkimede T1 sıcaklığı T2 sıcaklığı ve her iki sıcaklıkta aktifleşme enerjisini aşan tanecik sayıları gra- Eşik enerjisi fikte gösterilmiştir. T2 Kinetik Buna göre, T1 enerji I. T1 > T2'dir. T: Sıcaklık Ea II. Tepkime T1 sıcaklığında daha hızlıdır. Ea: Aktivasyon Enerjisi III. Her iki sıcaklıkta da eşik enerjisi aynıdır. yargılarından hangileri doğrudur? Grafiğe göre; A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III • Sıcaklığı artırmak aktifleşmiş kompleks oluştura- D) II ve III E) I, II ve III bilecek tanecik sayısını artırır. • T1'de eşik enerjisinin aşan tanecik sayısı daha fazla ol- • Eşik enerjisi (Ea) değişmez. duğundan T1 > T2'dir. (I. öncül doğru) • Tepkime mekanizması değişmez. • Ea değerini aşan çizgilerin altındaki taralı alan art- • Sıcaklıklar arasındaki ilişki T1 > T2 olduğundan T1 sı- caklığında tepkime daha hızlıdır. (II. öncül doğru) tıkça sıcaklık değeri büyür. Buna göre T2 > T1'dir. • Eşik enerjisi sıcaklıkla değişmez. Grafikte de tek bir eşik enerjisi gösterilmiştir. (III. öncül doğru) Cevap E ÖRNEK 34 ÖRNEK 32 Gaz fazında ve aynı koşullarda gerçekleşen, Gaz fazında gerçekleşen kimyasal bir tepkimede sıcak- I. X + Y $ Z + L lık artırılıyor. II. X $ T + K Buna göre, I ve II numaralı tepkimelerden I. sinin ekzotermik II. sinin endotermik olduğu bilinmektedir. Tepkimelerin bulundu- I. Ortalama kinetik enerji artar. ğu ortamlarda sıcaklık bir miktar artırılıyor. II. Tepkimenin mekanizması değişir. III. Birim zamanda gerçekleşen etkin çarpışma sayısı Buna göre, artar. I. Tepkime hızı II. Hız sabiti \"k\"nın değeri yargılarından hangileri doğrudur? III. Aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek tanecik sayısı niceliklerinden hangileri her iki tepkime için de ar- tar? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III D) I ve III E) I, II ve III Sıcaklığın artması endotermik veya ekzotermik olması önemsenmeden bütün tepkimelerin hızlarını ve hız sabit- • Sıcaklık artışı ortalama kinetik enerjiyi artırır. lerini artırır. • Tepkimenin izlediği yolu ve tepkime mekanizmasını Aktifleşmiş kompleks oluşturabilecek tanecik sayısı yani etkin çarpışma sayısı sıcaklık arttığı için artar. değiştirmez. • Birim zamandaki çarpışma sayısını artırır. Cevap E Cevap D 32. D 33. E 34. E 21
11. SINIF 6. MODÜL Kimyasal Tepkimelerde Hız www.aydinyayinlari.com.tr 5. KATALİZÖR ✦ Katalizör mekanizmalı bir tepkimede yavaş ba- samağa etki eder. Bir kimyasal tepkimeye sonradan ilave edilen mik- tar ve kimyasal yapı bakımından değişmeden çıkan ✦ Katalizör birim zamanda eşik enerjisini aşan ta- maddelere katalizör denir. necik sayısını artırır. Tepkimeyi hızlandıran maddelere pozitif katalizör, Molekül sayısı yavaşlatan maddelere ise inhibitör ya da negatif katalizör denir. Ea1 Katalizörsüz Ea2 Katalizörlü NOT Katalizör denildiğinde genellikle pozitif katalizör ak- la gelmelidir. Katalizör tepkimeye girenlerle aynı fiziksel halde Ea2 Ea1 Kinetik (fazda) ise homojen katalizör, farklı fiziksel halde Enerji (fazda) ise heterojen katalizör olarak ifade edilir. NOT Katalizörler ✦ Bir tepkimeyi başlatmaz veya sonlandıramaz. k hız sabitini etkileyen faktörler; ✦ Tepkimenin yönünü değiştiremez. 1. Maddenin cinsi 2. Temas yüzeyi ✦ Toplam oluşacak madde miktarını değiştiremez. 3. Sıcaklık 4. Katalizör'dür. ✦ Hız sabiti “k” yı artırır. ÖRNEK 35 ✦ Aktivasyon enerjisini değiştiren tek faktördür. Katalizörler aktivasyon enerjisini azaltır. Ancak Katalizörlerle ilgili; Eai ve Eag’yi aynı miktar azalttığı için tepkime I. Tepkimede basamak sayısını artırabilirler. entalpisini (DH) değiştirmez. II. Tepkime entalpisini (∆H) değiştirmezler. III. Tepkime sonunda kimyasal yapıları değişmez. Potansiyel enerji (kj) yargılarından hangileri doğrudur? a Eag Eai ve Eag’yi Eai Eag a – b kadar b (aynı miktar) Eai azaltır. DH A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II Tepkime D) II ve III E) I, II ve III koordinatı Eaʹi ve Eaʹg katalizörlü tepkimenin aktivasyon enerjileri • Katalizörler tepkime mekanizmasını değiştirebilirler. (I. öncül doğru) ✦ Katalizör bir tepkimenin mekanizmasını değişti- rebilir. Tek basamaklı bir tepkimeyi daha düşük • İleri ve geri aktivasyon enerjisini aynı miktar azalttık- enerjili ve çok basamaklı (mekanizmalı) hale ge- ları için ∆H'ı değiştirmezler. (II. öncül doğru) tirebilir. • Tepkimeden kimyasal yapı bakımından değişikliğe Potansiyel enerji (kj) uğramadan çıkarlar. (III. öncül doğru) Cevap E Katalizörsüz Katalizörlü Tepkime koordinatı 35. E 22
www.aydinyayinlari.com.tr Kimyasal Tepkimelerde Hız 6. MODÜL 11. SINIF ÖRNEK 36 ÖRNEK 37 X Katalizörsüz geri aktivasyon enerjisi 2XY(g) + Y2(g) $ X2Y4(g) Potansiyel enerji (kj) tepkimesinin potansiyel enerji - tepkime koordinatı Katalizörlü geri grafiği aşağıdaki gibidir. Katalizörsüz ileri aktivasyon enerjisi aktivasyon enerjisi Potansiyel enerji (kj) Katalizörlü ileri Ürünler I II III aktivasyon enerjisi ac Y b d Girenler Tepkime koordinatı Tepkime koordinatı Yukarıda aynı koşullarda gerçekleşen bir kimyasal tep- Bu tepkime için aşağıdaki soruları cevaplayınız. kimeye ait katalizörlü ve katalizörsüz potansiyel enerji– tepkime koordinatı grafikleri verilmiştir. a) Tepkime kaç basamaklıdır? Buna göre, b) Yavaş basamağın aktivasyon enerjisi kaç kj dür? I. X ileri ve geri aktivasyon enerjisindeki azalma mik- c) Net tepkime ve basamakların endotermik mi yoksa tarını gösterir. ekzotermik mi olduğunu belirleyiniz. II. Katalizör ileri ve geri aktivasyon enerjisini aynı mik- d) Basamaklar hızlıdan yavaşa nasıl sıralanır? tar azaltmıştır. e) Katalizör b ve d değerlerini nasıl etkiler? III. Y tepkime entalpisini göstermektedir. IV. Katalizör ilavesi girenlerin ve ürünlerin enerjilerini f) Katalizör hangi basamağa etki ederek tepkime hızı- nı arttırır? değiştirmemiştir. V. Tepkimede kullanılan katalizör heterojen katalizör- a) 3 basamaklıdır. b) b kj dür. dür. c) 1. basamak ekzotermik yargılarından hangisine ulaşılamaz? 2. basamak endotermik 3. basamak ekzotermik A) V B) IV C) III D) II E) I net tepkime ekzotermik d) I - III - II • Hem ileri hem de geri aktivasyon enerjisindeki azalma e) d yi değiştirmez aynı olup X ile gösterilmiştir. (I. ve II. öncüller doğru) b yi azaltır f) Katalizörler yavaş basamağa etki ederek tepkime hızı- • Ürünler ve girenler arasındaki enerji farkı (∆H) Y ile gösterilmiştir. (III. öncül doğru) nı artırır. Eşik enerjisi büyük basamak olan II. basama- ğa etki eder. • Katalizörlü ve katalizörsüz eğrilerde girenlerin ve ürünlerin enerjileri toplamı aynıdır. (IV. öncül doğru) • Katalizörün homojen mi yoksa heterojen mi olduğu grafikten çıkarılamaz. (V. öncül yanlış) 36. a) 3 b) b kj c) 1. ekzotermik, 2. endotermik, 3. ekzotermik, net 23 37. A tepkime ekzotermik d) I - III - II e) d değişmez, b azalır f) II. basamak
TEST - 6 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. I. Ag+(suda) + Cl-(suda) $ AgCl(k) 3. İdeal piston Gaz fazında ve sa- II. Mg2(+suda) + S2(-suda) $ MgS(k) bit sıcaklıkta ger- III. Mg2+ + 2Cl-(suda) $ MgCl2(k) çekleşen yandaki IV. Sn6(+suda) + 2Fe2(+suda) $ Sn4(+suda) + 2Fe3+ 2X2 + Y2 2X2Y M tepkime tek adımda gerçekleşmmekte- Yukarıda aynı ortamda eşit derişimli iyon- lar arasındaki tepkime hızları arasındaki ilişki dir. Bu tepkimeye II > I > III > IV şeklinde olduğuna göre; diğer koşullar sabit olmak üzere; I. Zıt yüklü iyonlar arasındaki tepkimeler aynı yük- lü iyonlar arasındaki tepkimelerden daha hızlı- I. işlem: Piston sabit tutularak X2 gazı ekleme dır. II. işlem: Piston üzerine ağırlık koyma II. Zıt yüklü iyon sayısı arttıkça tepkime yavaşlar. III. işlem: M musluğundan He gazı ekleme III. Zıt yüklü iyonların yük büyüklüğü arttıkça tepki- IV. işlem: Piston sabit tutularak X2Y gazı ekleme me hızı artar. işlemleri ayrı ayrı uygulanırsa her bir işlem so- yorumlarından hangilerine ulaşılabilir? nucunda tepkime hızındaki değişim ile ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III A) Sabit hacimde X2 gazı ekleme, X2 derişimini ar- tıracağından tepkime hızı artar. D) II ve III E) I, II ve III B) Piston üzerine ağırlık koyma, hacmi küçülterek X2 ve Y2 derişimlerini artıracağından tepkime hızı artar. C) He gazı eklemek hacmi artıracağından X2 ve Y2 derişimlerini azaltır ve hız azalır. D) X2Y gazı hız denkleminde yer almadığından de- rişiminin değişmesi hızı etkilemez. E) Birim zamanda oluşacak X2Y derişimini artıran- lar I. ve III. işlemlerdir. 2. Tanecik sayısı Tanecik sayısı I Ea Ek Ea II Ek 4. X2(g) + 2Y2(k) $ 2XY2(g) Bir kimyasal reaksiyona ait tanecik sayısı - kinetik tepkimesi tek adımda sabit sıcaklıkta gerçekle- enerji (Ek) grafiği şekil I deki gibidir. şirken tepkimeye ayrı ayrı yapılan Bu tepkimeye yapılan bir işlem sonucunda şe- I. X2 derişimi 3 katına çıkarılırken, Y2 miktarı sabit kil II deki grafik elde edildiğine göre tepkime ile tutulursa, tepkime hızı 9 katına çıkar. ilgili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? II. Tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse tepki- A) Tepkimenin sıcaklığı artırılmıştır. me hızı 2 katına çıkar. B) Tepkimeye katalizör ilave edilmiştir. C) Tepkimede birim zamandaki etkin çarpışma sa- III. Y2 miktarını 2 katına çıkarılırken, X2 derişimi sabit tutulursa tepkime hızı 4 katına çıkar. yısı artmıştır. D) Tepkimenin hız sabiti “k” artmıştır. işlemler sonucundaki yargılarından hangileri E) Tepkimenin eşik enerjisi düşmüştür. doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I ve III 1. E 2. A 24 3. E 4. A
Kimyasal Tepkimelerde Hız TEST - 7 1. Molekül sayısı 3. I. 2NO(g) + O2(g) $ N2O4(g) T1 II. Ca2(+suda) + S2(-suda) $ CaS(k) T2 III. H2(g) + I2(g) $ 2HI(g) IV. 2Cl-(suda) + ClO-3(suda) $ 3ClO-(suda) Eşik enerjisi Kinetik enerji Yukarıdaki tepkimelerin hızlarının büyükten küçüğe doğru sıralanışı aşağıdakilerden han- Bir kimyasal tepkimenin farklı sıcaklıklarda çizilen gisinde doğru verilmiştir? molekül sayısı - kinetik enerjisi grafiği yukarıda ve- rilmiştir. A) I, III, IV, II B) II, IV, I, III C) II, IV, III, I Bu tepkimenin sıcaklığı T1 den T2’ye değiştiril- D) IV, II, I, III E) IV, III, I, II diğinde; I. Eşik enerjisi azalmıştır. II. Sıcaklık ve hız sabiti “k” azalmıştır. III. Birim zamanda eşik enerjisini aşan tanecik sa- yısı azalmıştır. değişimlerinden hangileri gerçekleşmez? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III 4. Potansiyel Enerji Potansiyel Enerji I I II II 2. Potansiyel enerji a Tepkime b Tepkime koordinatı koordinatı I II Yukarıda iki farklı kimyasal tepkimeye ait potansi- yel enerji - tepkime koordinatı grafikleri I numaralı X Y+Z eğriler ile gösterilmiştir. Bu tepkimelere aynı koşul- larda uygun katalizörler eklenince oluşan eğriler II Tepkime koordinatı numara ile belirtilmiştir. X(g) $ Y(g) + Z(g) Buna göre yukarıda verilen grafikler yorumlan- tepkimesine ait potansiyel enerji - tepkime koordi- dığında; natı grafiği I. eğrideki gibidir. I. Tepkimeye katalizör ilavesi basamak sayısını Bu tepkimeye aynı koşullarda T gazı eklendi- artırır. ğinde II. eğri elde edildiğine göre tepkime ile il- gili aşağıdaki yargılardan hangisi yanlıştır? II. Katalizörler aktifleşmiş kompleksin potansiyel A) Girenlerin ve ürünlerin potansiyel enerjileri de- enerjisini düşürür. ğişmemiştir. B) İleri ve geri aktivasyon enerjisi aynı miktarda III. Katalizörler ileri aktivasyon enerjisini ve hızı ar- azalmıştır. tırır. C) Tepkime entalpisi (DH) değişmemiştir. D) T maddesi homojen katalizördür. yargılarından hangileri her zaman doğrudur? E) Tepkimede basamak sayısı artmıştır. A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) II ve III E) I ve III 1. A 2. E 25 3. C 4. B
TEST - 8 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. Molekül yüzdesi 4. Sabit sıcaklıkta tepkime kabına katalizör ila- Ea2 Ea1 Kinetik enerji ve edilirse aşağıdaki niceliklerden hangisi artmaz? Bir kimyasal tepkimenin molekül yüzdesi - kine- tik enerji dağılım eğrisi ile eşik enerjileri yukarıdaki A) Tepkimede elde edilen toplam ürün miktarı B) Hız sabiti “k” nın değeri grafikte verilmiştir. C) Etkin çarpışma sayısı D) Tepkime hızı E) Birim zamanda eşik enerjisin aşan tanecik sayısı Buna göre, bu tepkime ile ilgili; I. Eşik enerjisi Ea1 iken pozitif katalizör kullanılır- sa eşik enerjisi Ea2 değerine düşürülebilir. II. Sıcaklık artırılırsa eşik enerjisi değeri değiş- mez. III. Tepkimenin hızı Ea1 değerinde Ea2 değerinde- kinden daha yüksektir. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II 5. I. Pb2(+suda) + 2I–(suda) $ PbI2(k) D) I ve III E) II ve III II. 2SO2(g) + O2(g) $ 2SO3(g) 2. I. Fe2(+suda) + Cu2(+suda) $ Fe3(+suda) + Cu+(suda) III. N2(g) + 3H2(g) $ 2NH3(g) II. C3H4(g) + 4O2(g) $ 3CO2(g) + 2H2O(g) Yukarıda verilen tepkimelerin aynı koşullarda- III. C5H12(s) + 8O2(g) $ 5CO2(g) + 6H2O ki hızlarının, büyükten küçüğe doğru sıralanışı aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak veril- Aynı koşullarda gerçekleşen yukarıdaki tepki- miştir? melerin hızları arasındaki ilişki aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir? A) I, II, III B) I, III, II C) II, I, III D) III, II, I E) III, I, II A) I > II > III B) II > III > I C) III > II > I D) I > III > II E) II > I > III 3. Bir kimyasal tepkimede sıcaklık artırılırsa; 6. Bir kimyasal tepkimeye aynı sıcaklıkta eklenen X I. Aktivasyon enerjisi değişmez. maddesi basamak sayısını artırmış ve aktifleşmiş II. Etkin çarpışma sayısı artar. kompleksin potansiyel enerjisini düşürmüştür. III. Hız sabiti “k” artar. IV. Birim zamanda eşik enerjisini aşan tanecik sa- Bu tanecik ile ilgili; yısı artar. I. Homojen katalizördür. V. Endotermik tepkimelerin hızı artarken ekzoter- II. Hız sabitini (k) artırır. III. Tepkime entalpisini değiştirmez. mik tepkimelerin hızları azalır. IV. Toplam ürün miktarını değiştirmez. yargılarından hangisi gerçekleşmez? yargılarından hangileri kesinlikle doğrudur? A) Yalnız II B) I ve II C) II ve III A) V B) IV C) III D) II E) I D) I, III ve IV E) II, III ve IV 1. B 2. A 3. A 26 4. A 5. A 6. E
Kimyasal Tepkimelerde Hız KARMA TEST - 1 1. 2H+(suda)+ 2I-(suda)+ H2O2(suda) $ I2(k) + 2H2O(suda) 3. Gaz fazında sabit sıcaklıkta gerçekleşen, tepkimesinin yavaş ve 1. basamağı 2A + 3B $ 2C 2Fe2(+suda)+H2O2(suda)+2H+(suda) \" 2Fe3(+suda)+2H2O(suda) tepkimesi için aşağıdaki deneyler yapılıyor: olduğuna göre bu tepkimede; I. Tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse, tepki- menin hızı 8 katına çıkıyor. I. Fe2+ iyonu katalizördür. II. Fe3+ iyonu ara üründür. II. B derişimi sabit tutulup, A derişimi 2 katına çı- karılırsa, tepkime hızı 4 katına çıkıyor. III. 2. basamağın aktivasyon enerjisi 1. basamak- tan küçüktür. Buna göre, tepkimenin mekanizmasını oluştu- ran basamaklardan hızı en yavaş olanın denkle- mi nedir? yargılarından hangileri doğrudur? A) A + B \" Ürün B) 2A + B \" Ürün A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II C) A + 2B \" Ürün D) A + 1 B \" Ürün 2 E) 1 A + 3 B \" Ürün D) II ve III E) I, II ve III 22 4. Mg(k) + 2H+(suda) $ Mg2(+suda) + H2(g) tepkimesine göre bir miktar Mg katısı üzerine 2M lık HCl çözeltisinden 400 mL ilave edilmiştir. 10 saniye sonunda asit derişimi 1,8 M’a düştü- ğü belirlendiğine göre tepkimede Mg katısının ortalama harcanma hızı kaç mol/s dir? 2. 2NO(g) + Cl2(g) $ 2NOCl(g) A) 1,6.10-3 B) 8.10-3 C) 4,5.10-3 tepkimesi ile ilgili aşağıdaki deneyler sabit sıcaklık- D) 4.10-3 E) 2.10-3 ta gerçekleştiriliyor: 1. deney: Cl2 gazının molar derişimi 2 katına çıka- 5. Standart koşullarda gerçekleşen rılınca, tepkimenin hızı 2 katına çıkıyor. 4XY2 + Y2 $ 2X2Y5 2. deney: Kabın hacmi yarıya indirilince, tepkime- nin hızı 8 katına çıkıyor. tepkimesinde XY2 ve X2Y5 gazlarının standart olu- şum entalpisi sırası ile -30 kj ve -160 kj dür. Bu Buna göre; tepkimenin aktifleşme enerjisi 130 olduğuna göre; I. Tepkimenin hız bağıntısı j = k.[NO]2.[Cl2] şek- 2X2Y5 $ 4XY2 + Y2 lindedir. tepkimesinin aktivasyon enerjisi kaç kj dür? II. Tepkime mekanizmalıdır. III. Tepkime derecesi 3 tür. yargılarından hangileri doğrudur? (DH°fY2: 0) A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III A) 370 B) 330 C) 200 D) II ve III E) I, II ve III D) 170 E) 130 1. E 2. C 27 3. B 4. D 5. B
KARMA TEST - 2 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. Potansiyel enerji 3. CH4(g) + 4F2(g) \" CF4(g) + 4HF(g) ∆H = -1940 kj I II III tepkimesinin ileri aktivasyon enerjisi 680 kj ol- duğuna göre, bu tepkimenin geri aktivasyon enerjisi kaç kj dür? A) 340 B) 1260 C) 1310 Tepkime D) 1360 E) 2620 koordinatı Yukarıda mekanizmalı bir tepkimeye ait potansi- yel enerji (PE) - tepkime koordinatı grafiği veril- 4. X ve Y gazlarının bulunduğu sabit sıcaklıkta 20 da- miştir. Bu tepkimeye ait basamakların aktivas- kikada artansız gerçekleşen bir tepkimede Y gazı- yon enerjileri, aktifleşmiş kompleksin potansi- nın ortalama oluşma hızı, X gazının ortalama har- canma hızının 3 katıdır. yel enerjileri ve hızları arasındaki ilişki aşağıda- 2 kilerden hangisinde doğru verilmiştir? Bu bilgiye göre tepkime ile ilgili aşağıdakiler- den hangisi yanlıştır? Aktifleşmiş Aktivasyon kompleksin Tepkime A) Hızları arasındaki ilişki – 3 [X] = + 3 [Y] şek- enerjileri (Eai) potansiyel hızları (r) 23t 33t enerjileri (AKPE) lindedir. A) Eai1<Eai2<Eai3 II > III > I r1>r2>r3 B) Tepkime sabit hacimli kapta gerçekleşiyorsa hı- zı basınç artışı ile takip edilebilir. B) Eai1<Eai2<Eai3 III > II > I r1>r3>r2 C) Eai3<Eai1<Eai2 II > III > I r2>r1>r3 C) 0 ile 10. dakikalar arasındaki tepkime hızı, 10 ile 20. dakikalar arasındaki tepkime hızından azdır. D) Eai3<Eai2<Eai1 I > III > II r2>r1>r3 D) Tepkime sürtünmesiz ideal pistonlu kapta ger- E) Eai2<Eai1<Eai3 II > III > I r3>r2>r1 çekleşiyorsa hızı hacim artışı ile takip edilebilir. E) Tepkime denklemi 2X(g) \" 3Y(g) şeklindedir. 2. 2X(g) + Y(k) + Z(g) $ 2T(g) + M(g) 5. XY2(g) + XY(g) $ X2Y3(g) tepkimesinin tek basamakta gerçekleştiği bilinmek- tepkimesinin potansiyel enerji tepkime koordinatı tedir. Bu tepkimede hızın birimi M/s olarak kabul grafiği aşağıdaki gibidir. edildiğinde aşağıdaki yargılardan hangisi yan- Potansiyel Enerji lıştır? 124 A) Tepkimede hız sabiti “k” nın birimi L2/mol2.s dir. 42 B) Tepkime derecesi 3 tür. 24 C) Diğer derişimler sabit olmak üzere X derişimi 4 Tepkime Koordinatı katına çıkarılırsa hız 16 katına çıkar. D) Kap hacmi iki katına çıkarılırsa hız ilk hızın 1 Buna göre aynı koşullarda gerçekleşen, 8 X2Y3(g) $ XY2(g) + XY(g) katı olur. tepkimesinin ileri aktivasyon enerjisi kaç kj dür? E) Z gazının harcanma hızı T gazının oluşma hızı- A) 18 B) 24 C) 61 D) 82 E) 100 nın iki katıdır. 1. A 2. E 28 3. E 4. C 5. E
Kimyasal Tepkimelerde Hız KARMA TEST - 3 1. H2(g) + 2NO(g) $ N2O(g) + H2O(g) 4. [X] (mol/L) 3,6 tepkimesi standart koşullarda 2L lik sabit hacimli kapta gerçekleşiyor. 3,3 [NO] (mol/L) 3 1,0 Zaman (s) 1 0 24 10 Zaman (s) Yukarıdaki grafik 3L lik sabit hacimli kapta tek ba- samakta gerçekleşen; Bu tepkimede NO gazının derişiminin zaman- la değişimi yukarıdaki grafikteki gibi olduğuna XY2(g) + 3X(g) $ 2X2Y(g) göre, ilk 4 saniyelik zaman aralığında N2O gazı- tepkimesinde X gazı derişiminin zamanla değişimi- nın ortalama oluşma hızı kaç gram/s dir? ni göstermektedir. (N: 14 O: 16) Buna göre tepkimede X2Y gazının ortalama A) 4,4 B) 13,2 C) 22 D) 44 E) 88 oluşma hızı NK’da kaç L/s dir? A) 13,44 B) 17,6 C) 22,4 2. [X] [Y] [Z] Hız D) 33,6 E) 44,8 Deney (mol/L) (mol/L) (mol/L) (mol/L.s) 1 0,1 0,1 0,1 2.10-5 2 0,2 0,4 0,1 6,4.10-4 3 0,3 0,2 0,2 2,4.10-4 4 0,2 0,1 0,1 4.10-5 Sabit sıcaklıkta ve basınçta gerçekleşen; 5. X2(g) + 2Y2(g) $ 2XY2(g) 2X(g) + Y(g) + 3Z(g) $ T(g) + M(g) tepkimesi ile ilgili; tepkimesinde kaba gaz hacmini 2 katına çıkara- • İleri aktivasyon enerjisi (Eai), geri aktivasyon enerjisinden (Eag) daha büyüktür. cak kadar He gazı ilave edilirse tepkime hızı na- • Tepkime mekanizmalı değildir. sıl değişir? • Aktifleşmiş kompleksin potansiyel enerjisi 105 A) Değişmez B) 1 katına düşer kj'dür. 2 • X2 ve Y2 element olup doğadaki kararlı hallerin- C) 8 katına çıkar D) 1 katına düşer de bulunmaktadır. 4 bilgileri verilmiştir. E) 1 katına düşer 8 Buna göre; 3. Tek basamakta gerçekleşen; I. Tepkime ekzotermiktir. 2X2(g) + Y2(g) $ 2X2Y(g) II. Hız bağıntısı j = k.[X2].[Y2]2 şeklindedir. tepkimesi sabit sıcaklıkta 4 L lik kapta 4’er mol X2 III. İleri aktivasyon enerjisi 105 kj dür. ve Y2 gazları ile başlatılıyor. Tepkimede X2 gazının tamamen tükenmesi için 5 saniye geçtiği belirlen- yargılarından hangilerine ulaşılabilir? miştir. A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II Buna göre aynı zaman aralığında X2Y gazının ortalama oluşma hızı kaç mol/L.s dir? D) II ve III E) I, II ve III A) 0,01 B) 0,02 C) 0,2 D) 0,5 E) 0,8 1. C 2. E 3. C 29 4. A 5. D
KARMA TEST - 4 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. C3H4(g) + 2H2(g) $ C3H8(g) 4. Aktifleşmiş kompleks ile ilgili; denklemine göre 30 saniye sonunda NK’da 6,72 L I. Yüksek enerjili ve kararsız yapılardır. hacim kaplayan H2 gazının harcandığı belirlenmiştir. II. Tümü ürüne dönüşen taneciklerdir. III. Yeterli enerjideki taneciklerin uygun doğrultu ve Buna göre C3H8 gazının ortalama oluşma hızı kaç gram/dk dır? (C: 12, H: 1) geometride çarpışmaları sonucu oluşurlar. A) 2,2 B) 4,4 C) 8,8 D) 13,2 E) 17,6 yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I ve III 2. Fe(k) + 6H+(suda) $ Fe3(+suda) + 3H2(g) DH < 0 tepkimesinde hız takibi; I. İletkenlik artışı II. pH azalışı III. Sabit basınçta hacim artışı verilenlerden hangileri ile yapılamaz? 5. 2NO(g) + 2H2(g) $ N2(g) + 2H2O(s) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II tepkimesi sabit sıcaklıkta gerçekleşirken 10 daki- kada NK’da 8,96 L N2 gazı oluştuğu belirlenmiştir. D) II ve III E) I ve III Buna göre, aynı koşullarda H2 gazının ortalama harcanma hızı kaç gram/dk dır? (H: 1) A) 1,6.10-1 B) 8.10-1 C) 4.10-2 D) 8.10-2 E) 3,2.10-2 3. Gaz fazında ve tek basamakta gerçekleşen bir tep- kimeye ait mol sayısı - zaman grafiği aşağıdaki gi- bidir. Mol sayısı (n) 3 Y 1Z 6. Hızın birimi M olan gaz fazındaki bir kimyasal X s Zaman (s) tepkimede hız sabitinin (k) birimi L2 ise bu tepkime ile ilgili; mol2.s Buna göre, bu tepkime ile ilgili; I. Tepkimenin derecesi 3 tür. I. Tepkime derecesi 2 dir. II. Tepkime mekanizmalıdır. II. Tepkime X’e göre 1. derecedendir. III. Tepkimede Y’nin ortalama harcanma hızı, Z’nin III. Sıcaklık sabit tutulmak üzere, kap hacmi yarıya düşürülürse tepkime hızı 1 katına iner. ortalama oluşma hızının yarısına eşittir. 8 yargılarından hangileri yanlıştır? yargılarından hangileri kesinlikle yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III D) I ve III E) II ve III 1. D 2. C 3. D 30 4. A 5. A 6. B
Kimyasal Tepkimelerde Hız KARMA TEST - 5 1. X2, Y2 ve Z2 gazları arasında sabit sıcaklıkta ger- 3. Bir kimyasal tepkime ile ilgili, çekleşen mekanizmalı bir tepkimede bazı deney • X2 gazının ortalama harcanma hızı, Z2 gazının ortalama oluşma hızının yarısıdır. sonuçları ile ilgili; • Y2 gazının ortalama oluşma hızı, X2 gazının or- ✦ X2 ivnedYiri2lidrseerişteimpki ismaebiht ıtzuıtu1lupk,aZtı2ndaedriüşşimmieykatreı-- talama harcanma hızının 3 katıdır. ya 2 bilgileri veriliyor. dir. Buna göre, bu tepkimenin denklemi aşağıda ve- ✦ X2 ve Z2 derişimi sabit tutulup, Y2 derişimi 2 ka- rilenlerden hangisi olabilir? tına çıkarılınca tepkime hızı değişmemektedir. A) X2(g)+ 3Y2(g) $ 2Z2(g) ✦ Z2 derişimi sabit tutulup X2 ve Y2 derişimleri 2 B) X2(g)+ Y2(g) $ 3Z2(g) şer katına çıkarılırsa tepkime hızı 4 katına çık- C) X2(g $ 3Y2(g) + 3Z2(g) D) X2(g) $ Y2(g) + 2Z2(g) maktadır. E) X2(g) $ 3Y2(g) + 2Z2(g) bilgileri veriliyor. Buna göre aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? A) Tepkime X2 ye göre ikinci derecedendir. 4. I. N2(g) + 2O2(g) $ 2NO2(g) B) Hız denklemi j = k.[X2].[Y2]2 II. N2O5(g) $ N2O(g) + 2O2(g) III. C2H5OH(s) + 3O2(g) $ 2CO2(g) + 3H2O(s) C) Tepkime derecesi 3 tür. D) Tepkime kabının hacmi yarıya indirilirse tepki- me hızı 8 katına çıkar. E) Y2 gazı hız denkleminde yer almaz. 2. Hız (mol/L.s) Yukarıdaki tepkimeler sabit sıcaklık ve basınçta gerçekleşmektedir. 9j 4j Buna göre, bu tepkimelerden hangilerinin hızları hacim azalışı ile belirlenebilir? j j 3 Y2 derişimi (mol/L) A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II 16 1 2 D) I ve III E) I, II ve III 0,25 XY ve Y2 gazları arasında tek basamakta gerçekle- şen tepkimede tepkime hızı ve Y2 derişimi arasın- daki ilişki grafikte verilmiştir. Tepkime derecesi 3 olduğuna göre; 5. Gaz fazındaki bir kimyasal tepkimede girenlerin I. Tepkime denklemi 2XY + Y2 $ ürün şeklin- ve ürünlerin hızları arasındaki ilişki dedir. D [X] =- 1 D [Y] =+ 1 D [Z] Hız = - Dt 2 Dt 3 Dt II. Tepkimenin hız denklemi j = k.[XY].[Y2]2 şek- olduğuna göre, bu tepkimenin denklemi aşağı- lindedir. III. Hız sabiti “k” nın birimi L2 dir. dakilerden hangisi olabilir? mol2.s A) X + 2Y \" 3Z B) 6X + 3Y \" 2Z yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) Yalnız III C) II ve III C) X \" 2Y + 3Z D) 2X + Y \" 3Z D) I ve II E) I, II ve III E) X + 2Y \" 6Z 1. B 2. C 31 3. E 4. D 5. A
KARMA TEST - 6 Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. Potansiyel enerji (kj) 3. Yandaki sürtünmesiz A I pistonlu kapta II 2X + Y $ Z Y Tepkime tepkimesi gaz fazında D 2 mol X(g) kooordinatı ve tek basamakta ger- 2 mol Y(g) çekleşmektedir. Yukarıda bir kimyasal tepkimeye ait potansiyel Aynı sıcaklıkta bu kaptan 1 mol X gazı çekilip enerji - tepkime koordinatı grafiğinin aynı sıcaklık- ta iki farklı durumdaki eğrileri verilmiştir. piston D noktasına getirilirse tepkime hızı nasıl değişir? (Bölmeler eşit aralıklıdır.) Buna göre A) 1 sine düşer B) 1 üne düşer 2 4 I. I numaralı grafik tek basamakta, II numara- lı grafik iki basamakta gerçekleşen tepkimeye C) 2 katına çıkar D) Değişmez aittir. E) 4 katına çıkar II. I numaralı grafikte gerçekleşen tepkimeye ka- talizör eklenmiş ve II numaralı eğri elde edil- 4. Mekanizmalı bir kimyasal tepkime ile ilgili; miştir. • Aktivasyon enerjisi en büyük olan basamak III. III. Tepkimeye yapılan etki sonucu tepkime ental- basamaktır. pisi değişmemiştir. • Net tepkimenin entalpisi sıfırdan küçüktür. yargılarından hangileri doğrudur? • II. basamakta girenler ürünlerden daha yüksek A) Yalnız I B) I ve II C) II ve III enerjilidir. D) I ve III E) I, II ve III bilgileri veriliyor. 2. Potansiyel enerji (kj) Buna göre bu tepkimenin potansiyel enerji tep- kime koordinatı grafiği aşağıda verilenlerden I II III hangisi olabilir? Potansiyel enerji Potansiyel enerji A) III B) I II III I II Tepkime Tepkime Tepkime koordinatı koordinatı koordinatı Bir kimyasal tepkimeye ait potansiyel enerji - tep- Potansiyel enerji Potansiyel enerji kime koordinatı grafiği verilmiştir. C) II D) I II Bu tepkime ile ilgili aşağıdaki yargılardan han- gisi doğrudur? I III III A) Aktivasyon enerjisi en yüksek olan basamak II dir. Tepkime Tepkime koordinatı koordinatı B) I. ve III. basamaklar ekzotermik II. basamak en- dotermiktir. Potansiyel enerji C) Toplu (net) tepkimenin entalpisi pozitif değer E) II alır. I D) Tepkimede hız denklemi II. basamağa göre ya- III zılır. Tepkime E) Tepkimeye katalizör ilave edilirse I. basamağa etki eder. koordinatı 1. E 2. C 32 3. C 4. B
Kimyasal Tepkimelerde Hız KARMA TEST - 7 1. 1. basamak: XY + X3Y2 $ XY2 + X3Y + 315 kj 4. Potansiyel enerji 2. basamak: X3Y + X2Y2 + 125 kj $ XY2 + XY I II Gaz fazındaki mekanizmalı bir tepkimeye ait basa- III maklar verilmiştir. Tepkime Buna göre, bu tepkime ile ilgili aşağıdaki yargı- koordinatı lardan hangisi yanlıştır? Yukarıda potansiyel enerji-tepkime koordinatı A) X3Y ara üründür. grafiği verilen kimyasal tepkime ile ilgili; B) XY katalizördür. I. Hızı belirleyen basamak III. basamaktır. C) Tepkimenin hız denklemi Hız = k.[X3Y2].[X2Y2] II. Net tepkime ve I. basamak ekzotermiktir. III. Katalizör eklenirse II. basamağa etki eder. şeklindedir. D) Toplu (net) tepkimenin entalpisi (DH) - 190 kj yargılarından hangileri doğrudur? dür. A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II E) I. basamak, II. basamağa göre daha yavaştır. D) I ve III E) II ve III 2. Bir kimyasal tepkimeye aynı koşullarda katali- zör ilave edilirse tepkime ile ilgili; I. Eşik enerjisinin değeri artar. II. Tepkime ısısı değişmez. III. Hız sabiti “k” nın değeri değişmez. yargılarından hangileri yanlıştır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 3. Tek basamakta gerçekleşen 5. Al(k) + 3NaOH(suda) \" Na3AlO3(suda) + 3/2H2(g) + ısı 2X + Y $ Z tepkimesinde Al metali toz haline getirilirse; tepkimesinin hız bağıntısının 1. dereceden olduğu I. Hız sabiti (k) bilinmektedir. II. Eşik enerjisi (Ea) III. Tepkime hızı (j) Buna göre aşağıdakilerden hangisi kesinlikle yanlıştır? niceliklerindeki değişim aşağıdakilerden hangi- sinde doğru verilmiştir? A) Tepkime heterojendir. I II III B) X maddesinin temas yüzeyi artırılırsa tepkime Artar hızı ve hız sabiti (k) artar. A) Değişmez Değişmez Artar Artar C) Hız denklemi Hız = k·[Y] şeklindedir. B) Artar Azalır Azalır Azalır D) Tepkime hızının birimi M/s olarak alınırsa k’nın C) Artar Değişmez birimi L/mol.s dir. D) Artar Değişmez E) X maddesi saf katı veya sıvı olabilir. E) Değişmez Azalır 1. C 2. D 3. D 33 4. E 5. C
YAZILI SORULARI Kimyasal Tepkimelerde Hız 1. Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri uygun kelimelerle doldurunuz. (Her bir cümle 2 puan, toplam 10 puandır.) a. ....Ç..a.r..p.ı.ş..m...a..t.e..o..r.i.s.i.n..e.... göre bir kimyasal tepkimenin hızı etkin çarpışma sayısı arttıkça artar, diğer bir ifa- de ile etkin çarpışma sayısı ile tepkime hızı doğru orantılıdır. b. Kimyasal türlerden yeterli kinetik enerjiye sahip olanlar ..u..y..g..u.n...g..e..o.m...e..t.r.i... ile çarpışırsa bu tür çarpışma- lara etkin çarpışma adı verilir. c. Bir kimyasal tepkimede birim zamanda harcanan veya oluşan madde miktarı değişimine ..t.e..p.k..i.m...e..h..ı.z.ı... denir. d. Bir kimyasal tepkimede yer alan türlerin hepsi aynı fazda ise ......h..o..m...o..je..n...... tepkime, farklı fazda ise .....h.e..t.e..r.o..j.e.n..... tepkime olarak adlandırılır. e. Mekanizmalı bir kimyasal tepkimede ileri aktifleşme enerjisi .......b.ü..y..ü..k....... olan basamak yavaş basamak olup hız denklemi bu basamağa göre yazılır. 2. Aşağıdaki cümlelerin başına, doğru ise D, yanlış ise Y harfi koyarak belirtiniz. (Her bir ifade 2 puan, toplam 10 puandır.) a. (...D....) Hız denklemi yazılırken saf katı ve saf sıvılar hız denkleminde yer almazken, sulu çözeltiler (su- da) ve gaz fazındaki maddelerin derişimleri yer alır. b. (...D....) Bir kimyasal tepkimede kopacak veya oluşacak bağ sayısı ne kadar fazla ise kimyasal tepkime o kadar yavaştır. c. (...D....) Tek atomlu ve zıt yüklü tanecikler arasında gerçekleşen tepkimelerden yükü büyük olan tepkime- ler yükü küçük olan tepkimelerden aynı koşullarda daha hızlıdır. d. (...Y....) Ekzotermik bir tepkimede sıcaklık artışı tepkime hızını azaltır. e. (...Y....) Bir kimyasal tepkimede temas yüzeyinin artması tepkimeyi hızlandırırken hız sabiti “k” nın sayı- sal değerini değiştirmez. 1. a. çarpışma teorisine b. uygun geometri c. tepkime hızı 34 2. a. D b. D c. D d. Y e. Y d. homojen-heterojen e. büyük
Kimyasal Tepkimelerde Hız YAZILI SORULARI 3. Potansiyel Enerji (kj) 4. X2(g) + 2XY2(g) $ 2X2Y(g) 110 II Tepkime tepkimesine ait deney sonuçları aşağıdaki tab- Koordinatı loda verilmiştir. 75 I Deney 45 30 No [X2] (mol/L) [XY2] (mol/L) Hız (mol/L.s) 20 1 0,01 0,02 2.10-5 2 0,02 0,02 2.10-5 3 0,01 0,04 8.10-5 Yukarıda bir kimyasal tepkimeye ait potansiyel Buna göre, tablodan yararlanarak aşağıdaki enerji–tepkime koordinatı grafiği verilmiştir. soruları cevaplayınız. Buna göre, tepkime ile ilgili verilen aşağıdaki (Her bir soru 5 puan, toplam 15 puan) soruları cevaplayınız. a) Tepkimenin hız denklemini yazınız. (Her bir soru 5 puan toplam 25 puan) b) Hız sabiti “k” nın sayısal değerini bulunuz. c) Tepkime derecesini ve k’nın birimini bulunuz. a) Tepkimedeki basamak sayısı kaçtır? a) 1. ve 2. deneye bakılırsa XY2 derişimi sabit, X2 deri- b) Her bir basamağın aktifleşme enerjisi kaçtır? şimi 2 katına çıkmış hız değişmemişse hız denkle- c) Hızı belirleyen basamak hangisidir? (Nedenini minde X2 bulunmaz. kısaca açıklayınız.) 1. ve 3. deneylerde XY2 derişimi 2 katına çıkarken d) Basamakların ve net tepkimenin endotermik mi hız 4 katına çıkmış. Hız XY2 derişiminin karesi ile yoksa ekzotermik mi olduğunu belirleyin. orantılıdır. Hız = k.[XY2]2 e) Basamakların aktifleşmiş komplekslerinin po- tansiyel enerjileri kaçar kj dür? b) Hız bağıntısında her hangi bir deneyi yerine yaza- lım. 1. deneyi seçelim. a) 2 basamakta gerçekleşir. Hız = k.[XY2]2 b) I. basamak Eai = 75 - 30 = 45 kj 2.10-5 = k.[2.10-2]2 II. basamak Eai = 110 - 45 = 65 kj k = 2.10-5 = 0, 05 c) Hızı II. basamak belirler. Çünkü II. basamağın aktif- 4.10 -4 leşme enerjisi (Eai) I. basamaktan büyüktür. c) derece 2 derece - 1 2-1 d) I. basamak: girenlerin enerjisi toplamı 30 kj ürünle- rin enerjisi toplamı 45 kj k’nın birimi = f L p. 1 &f L p. 1 ∑DHürünler > ∑DHgirenler $ endotermik mol s mol s II. basamak: girenlerin enerjisi toplamı 45kj ürünle- L rin enerjisi toplamı 20 kj = ∑DHürünler < ∑DHgirenler $ ekzotermik Net tepkime ekzotermiktir. mol.s e) I. basamak AKPE \" 75 kj II. basamak AKPE \" 110 kj 3. a. 2. basamak b. I. 45 kj II. 65 kj c. II. basamak 4. a. j = k.[XY2]2 b. 0,05 c. 2, mol/L.s d. I. endotermik II. ekzotermik net: ekzotermik e. I. 75kj II. 110kj 35
YAZILI SORULARI Kimyasal Tepkimelerde Hız 5. I. H2(g) + F2(g) $ 2HF(g) 7. Tek basamakta ve sabit hacimde gerçekleşen II. Ca(k) + 2HNO3(suda) $ Ca(NO3)2(suda) + H2(g) X(g) + 2Y(g) $ Z + T(g) III. MgCO3(k) $ MgO(k) + CO2(g) IV. 2NaHCO3(k) $ Na2CO3(k) + CO2(g) + H2O(g) tepkimesinde aynı sıcaklıkta X gazının miktarı V. 2N2O5(g) $ 2N2O + 4O2(g) Yukarıda tek basamakta gerçekleşen tepkime- 1 üne indirilip, Y gazının miktarı 2 katına çıka- lerin hız denklemlerini yazarak tepkime derece- 3 lerini belirleyiniz. (10 puan) rılırsa tepkime hızı nasıl değişir? (10 puan) Hız = k.[X].[Y]2 İlk derişimleri 1M kabul edelim I - Hız = k.[H2].[F2] der = 1 + 1 = 2 Hız = k.[1].[1]2 & k 2 katına çıkarsa II - Hız = k.[HNO3]2 der = 2 der = 0 1 üne III - Hız = k der = 0 3 inerse der = 2 = k 1 .22 IV - Hız = k 3 V - Hız = k.[N2O5]2 Hız = 4 k 3 Hız 4/3 katına çıkar. 6. I. Sn2(+suda) + Cu2(+suda) $ Cu(k) + Sn4+ 8. Gaz fazında gerçekleşen ve mekanizması II. H2(g) + Cl2(g) $ 2HCl(g) 1. basamak X + 2Y $ Z + T (yavaş) III. F2(g) + 2ClO2(g) $ 2FClO2(g) 2. basamak Z + X $ T + K (hızlı) IV. Ca2(+suda) + S2(-suda) $ CaS(k) şeklinde olan tepkime için Yukarıda aynı koşullarda gerçekleşen bazı tep- kimeler verilmiştir. Bu tepkimelerin hızlarını bü- a) Varsa ara ürün ve katalizörü belirleyin. (5 puan) yükten küçüğe doğru sıralayınız. (10 puan) b) Hız bağıntısını ve net (toplu) tepkime denklemi- Zıt yüklü ve tek atomlu tanecikler arasındaki tepkime- ni yazınız. (5 puan) ler en hızlıdır. (IV) Daha sonra aynı yüklü tanecikler arasındaki tepkime- a. Katalizör yoktur, Z ara üründür. ler gelir. (I) Tepkimeye giren tanecik sayısı arttıkça hız azalır. (II > III) Z önce oluşup 2. tepkimede harcandığı için ara IV, I, II, III üründür. b. Hız = k.[X].[Y]2 X + 2Y \" Z + T Z +X\"T+K net tepkime 2X + 2Y \" 2T + K 5. I. j = k.[H2].[F2], 2 II. j = k.[HNO3]2, 2 6. IV, I, II, III 7. 4/3 katına çıkar. 8. a. Z ara ürün III. j = k, 0 IV. j = k, 0 V. j = k.[N2O5]2, 2 36 b. j = k.[X].[Y]2, 2X + 2Y $ 2T + K
Kimyasal Tepkimelerde Hız YENİ NESİL SORULAR 1. Bir kimyasal tepkimenin hızı birim zamanda har- 2. m gram m gram m gram parça Mg(k) toz Mg(k) canan veya oluşan madde miktarındaki değişimle toz Mg(k) belirlenebilir. 2NH3(g) $ N2(g) + 3H2(g) 0,5 M H2SO4 0,5 M H2SO4 1 M H2SO4 sulu çözeltisi sulu çözeltisi sulu çözeltisi tepkimesine göre sabit hacimli bir kapta sabit sı- caklıkta 2M NH3 gazı konularak başlatılan tepkime I II III 10 dakikada tamamen gerçekleşmektedir. NH3 derişimi (M) Zaman (dakika) Şekildeki deney düzeneğinde Kaan aynı koşullar- 2 0 da eşit hacimli ve derişimleri belirtilen H2SO4 çözel- tilerine eşit kütlede Mg katıları eklemiş, katı kütle- 1,2 2 lerinin tamamen bitmesi için geçen süreleri krono- 0,6 4 metre yardımı ile 0,3 6 • I. kapta 7 dakika • II. kapta 11 dakika 0,1 8 • III. kapta 3 dakika olarak ölçülmüştür. 0 10 Bu tepkimede 2., 4., 6., 8. ve 10. dakikalarda Kaplarda gerçekleşen tepkime kapta kalan NH3 derişimleri tablodaki gibi ol- Mg(k) + H2SO4(suda) $ MgSO4(suda) + H2(g) duğuna göre bu tepkimeye ait hız-zaman gra- ve tepkimeye ait hız denklemi Hız = k.[H2SO4] fiği aşağıdakilerden hangisi gibi olabilir? olduğuna göre Kaan’ın; A) Hız B) Hız I. H2SO4 derişimleri eşitken I. tepkimenin II. tepki- meden hızlı olmasının nedeni temas yüzeyinin 10 Zaman 10 Zaman artışının hız sabiti “k” yı artırmasıdır. C) Hız D) Hız II. Tanecik boyutu küçüldükçe temas yüzeyi artar. III. III. kaptaki tepkimenin I. kaptaki tepkimeden daha hızlı olmasının nedeni H2SO4 derişiminin III numaralı kapta, I numaralı kaptan büyük ol- masıdır. IV. Tepkimelerin hızları arasındaki ilişki II > III > I şeklindedir. 10 Zaman 10 Zaman yorumlarından hangilerine ulaşması doğru olur? E) Hız A) Yalnız II B) I ve II C) II ve IV D) II, III ve IV E) I, II ve III 10 Zaman Kimyasal tepkimelerde hız tepkimeye giren katının temas yüzeyi ve hız bağıntısında yer alan maddele- 2 şer dakikalık eşit zaman aralıklarında derişimdeki rin derişimi ile orantılıdır. Bu tepkimenin hız bağıntısı değişimler birbirinden farklı olup derişimler arasındaki fark 0,8 - 0,6 - 0,3 - 0,2 - 0,1 şeklinde zamanla azaldı- j = k·[H2SO4) olduğu için H2SO4 derişiminin artması ğı için hız parabolik azalır. 10. dakikada sıfır olur. hızı artırır. Temas yüzeyi tanecik boyutu küçüldükçe Cevap: B artar. Buna göre I, II ve III. öncüller doğrudur. Tepkime hızları arasındaki ilişki ise III > I > II'dir. (IV. öncül yanlıştır.) Cevap: E 1. B 2. E 37
YENİ NESİL SORULAR Kimyasal Tepkimelerde Hız 3. Kıvanç laboratuvarda aynı koşullardaki deney düzeneklerinde X(suda) + 2Y(s) $ 2Z(suda) Y(s) T(k) tepkimesi ile ilgili verileri toplamaktadır. Y(s) X(suda) X(suda) Zaman 0-2 dak 2-8 dak 8-20 dak 20. dak T(k) aralığı 1. Deney 0-1 dak 1-6 dak 6-14 dak 14. dak 2. Deney Her iki deney tüpünde n mol X içeren sulu çözeltiye aynı sıcaklıkta; • 1. deneyde 2n mol Y sıvısı • 2. deneyde 2n mol Y sıvısı ve bir miktar T katısı eklemiştir. 1. deneyde 20. dakikada 2. deneyde 14. dakikada renk şeffafa dönmüş ve 2. deneyde T katı kütlesi değişmeden kalmıştır. Buna göre tepkime ile ilgili; I. Renk değişimi ile hız takibi yapılmıştır. II. 2. deneyde eklenen T katısı pozitif katalizördür. III. 1. deneyde tepkime 20 dakika, 2. deney 14 dakika sürmüştür. IV. T maddesi homojen katalizördür. yorumlarından hangilerine ulaşılabilir? A) Yalnız II B) II ve III C) I, II ve III D) II, III ve IV E) I, III ve IV Renk değişimi ile tepkimenin ilerleyişi izlenmiştir. (1. öncül doğru) Tepkimede T maddesi miktarı değişmeden çıkarken tepkime süresi kısalmıştır. T maddesi pozitif katalizördür. (II. öncül doğru) Renk şeffaflaştığında tepkime sonlanmıştır. (III. öncül doğru) T maddesinin fiziksel hali ile reaktiflerin fiziksel hali ile farklı olduğundan, T homojen katalizör olamaz. (IV. öncül yanlış) Cevap: C 3. C 38
NOTLARIM
NOTLARIM
Search
Read the Text Version
- 1 - 43
Pages:
