13Konu 13 / 34
Kimyasal Tepkimelerde Enerji

Bağ Enerjileri ve Hess Yasası

Bağ kırmanın enerji isteyip bağ kurmanın enerji verdiğinden tepkime entalpisini bağ enerjileriyle hesaplamaya; Hess yasasıyla denklemleri ters çevirip katsayıyla çarparak toplamaya, yanma entalpilerinden oluşum entalpisine ve hâl değişiminin etkisine uzanan ders.

11. sınıf
AYT sıklığı
40 dk

Görsel anlatımla başla15 adım · sıfırdan başlar · az yazı, bol 3B

LevhaBağ Enerjileri ve Hess YasasıBağ Enerjileri ve Hess Yasası

Ocaktaki doğal gazın büyük kısmı metandır. $1$ mol metan yanıp su buharı oluşturduğunda yaklaşık $802\ \text{kJ}$ ısı açığa çıkar.

Bu ısı nereden gelir? Levhada bir metan ve iki oksijen molekülü var; yanlarındaki çubuk, kopan ve kurulan bağların enerjisini sayacak.

Isınma

Başlamadan: ΔH, katsayı ve bağ

Puansız. Takıldığın yer olursa ön koşul konuya göz at.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\text{A} \longrightarrow \text{B}

için

\Delta H = -60\ \text{kJ}

’dir.

\text{B} \longrightarrow \text{A}

için

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

Ters çevrilen tepkimede $\Delta H$ ’nin büyüklüğü aynı kalır, işareti değişir. Hatırlatma: Tepkimelerde Isı Değişimi.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})

için

\Delta H = -286\ \text{kJ}

’dir.

2\text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O}(\text{s})

için

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

Denklem $2$ ile çarpılınca $\Delta H$ de $2$ ile çarpılır: $2 \cdot (-286) = -572\ \text{kJ}$ .

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Karbon dioksit molekülünde (

\text{O}{=}\text{C}{=}\text{O}

) hangi bağlar vardır?

Açıklama

C ortadadır ve her O ile iki elektron çifti paylaşır: iki C=O bağı. Bilgi gerekirse: Lewis Formülleri.

Temel

Bağ enerjisi ve tepkime entalpisi

1. Bağ Kırmak Enerji İster, Bağ Kurmak Enerji Verir

Bağ, iki atomu bir arada tutan çekimdir. Atomları ayırmak için bu çekimi yenecek enerjiyi dışarıdan vermelisin.

Bir H–H molekülünün iki atomu, yay gerilir gibi birbirinden uzaklaşıyor ve bağ kopuyor. Çubuk $436\ \text{kJ}$ yükseliyor: $1$ mol bağı kırmak için verilen enerji.

Şimdi iki H atomu yaklaşıp yeniden bağ kuruyor. Çubuk $436\ \text{kJ}$ iniyor ve aynı enerji ısı dalgası olarak çevreye yayılıyor.

Bağ kırılması endotermik ( $\Delta H > 0$ ), bağ oluşumu ekzotermiktir ( $\Delta H < 0$ ). Aynı bağ için iki değer eşittir, yalnız işaretleri zıttır.

Bağ enerjisi büyük olan bağ daha sağlamdır. Molekül, ayrık atomlarından daha düşük enerjilidir; bu yüzden daha kararlıdır.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Cl–Cl bağ enerjisi

242\ \text{kJ/mol}

’dür.

2\text{Cl}(\text{g}) \longrightarrow \text{Cl}_2(\text{g})

tepkimesi için

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

Atomlar birleşip $1$ mol Cl–Cl bağı kuruyor; bağ oluşumu ekzotermiktir: $\Delta H = -242\ \text{kJ}$ .

Bu derste kullanacağın ortalama bağ enerjileri ( $\text{kJ/mol}$ ):

Bağ	Enerji	Bağ	Enerji
H–H	436	C–H	413
Cl–Cl	242	C–C	348
H–Cl	432	C=C	614
O=O	498	C≡C	839
O–H	463	C=O	799
N≡N	945	Br–Br	193

Değerler ortalamadır: bir C–H bağının enerjisi bulunduğu moleküle göre biraz değişir. Bu yüzden bağ enerjileriyle bulunan $\Delta H$ yaklaşık bir değerdir.

2. ΔH = Kırılan Bağlar − Oluşan Bağlar

Tepkimede girenlerin bağları kırılır, ürünlerin bağları kurulur. Kırmak için harcanan enerji ile kurulurken açığa çıkan enerjinin farkı $\Delta H$ ’dir.

\text{H}_2 + \text{Cl}_2 \longrightarrow 2\text{HCl}

: bağları kırmak

678\ \text{kJ}

ister, yeni bağlar

864\ \text{kJ}

verir;

\Delta H = 678 - 864 = -186\ \text{kJ}

Örnek

kolay

Katsayı ve molekül başına bağ sayısı

Tablodaki bağ enerjilerini kullanarak $2\text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{H}_2\text{O}(\text{g})$ tepkimesinin $\Delta H$ değerini bul.

Kırılan bağlar: $2$ mol H–H ve $1$ mol O=O. $2 \cdot 436 + 498 = 1370\ \text{kJ}$ .

Oluşan bağlar: her su molekülünde $2$ O–H var, $2$ mol suda $4$ mol O–H. $4 \cdot 463 = 1852\ \text{kJ}$ .

Kırılan eksi oluşan: $1370 - 1852 = -482\ \text{kJ}$ .

Sonuç

$\Delta H = -482\ \text{kJ}$ ; tepkime ekzotermiktir.

Levhada metanın dört C–H bağı ve iki O=O bağı tek tek kopuyor; çubuk $2648\ \text{kJ}$ ’e çıkıyor. Sonra atomlar iki C=O ve dört O–H bağı kuruyor; çubuk $3450\ \text{kJ}$ iniyor ve başlangıcın $802\ \text{kJ}$ altında kalıyor.

Yapı formülleri bağları saymayı kolaylaştırır: solda kırılan, sağda oluşan bağlar.

Örnek

kolay

Metanın yanma ısısı nereden geliyor?

$\text{CH}_4(\text{g}) + 2\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{g})$ tepkimesinin $\Delta H$ değerini tablodaki bağ enerjileriyle hesapla.

Kırılan: $4$ C–H ve $2$ O=O. $4 \cdot 413 + 2 \cdot 498 = 1652 + 996 = 2648\ \text{kJ}$ .

Oluşan: $\text{CO}_2$ ’de $2$ C=O, $2$ mol suda $4$ O–H. $2 \cdot 799 + 4 \cdot 463 = 1598 + 1852 = 3450\ \text{kJ}$ .

$\Delta H = 2648 - 3450 = -802\ \text{kJ}$ .

Sonuç

$\Delta H = -802\ \text{kJ}$ : kurulan bağlar kırılanlardan $802\ \text{kJ}$ daha güçlüdür; fark ısı olarak açığa çıkar.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

H–Br bağ enerjisi

366\ \text{kJ/mol}

’dür. Tablodaki öteki değerlerle

\text{H}_2(\text{g}) + \text{Br}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{HBr}(\text{g})

için

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

Kırılan: $436 + 193 = 629$ . Oluşan: $2 \cdot 366 = 732$ . $\Delta H = 629 - 732 = -103\ \text{kJ}$ .

Orta

Bilinmeyen bağ, Hess yasası ve yanma entalpileri

3. Bilinmeyen Bağ Enerjisi ve Yalnız Değişen Bağlar

$\Delta H$ verilmişse aynı eşitlikten bilinmeyen bir bağ enerjisi bulunur. Bilinmeyeni $x$ yaz, denklemi çöz.

Örnek

orta

Amonyaktaki N–H bağı

$\text{N}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{NH}_3(\text{g})$ için $\Delta H = -93\ \text{kJ}$ ’dir. N≡N ve H–H bağ enerjileri tablodadır. N–H bağ enerjisi kaç $\text{kJ/mol}$ ’dür?

Kırılan: $1$ N≡N ve $3$ H–H. $945 + 3 \cdot 436 = 2253\ \text{kJ}$ .

Oluşan: her $\text{NH}_3$ ’te $3$ N–H, $2$ molde $6$ N–H. Toplam $6x$ .

$-93 = 2253 - 6x$ , yani $6x = 2346$ .

Sonuç

$x = 391\ \text{kJ/mol}$

Tepkimede bozulmadan kalan bağlar hem kırılan hem oluşan tarafta aynı sayıda yer alır; birbirini götürür. Yalnız değişen bağları saymak hem kısa hem güvenlidir.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\text{C}_2\text{H}_4(\text{g}) + \text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_6(\text{g})

tepkimesinde yalnız değişen bağları say. Tablodaki değerlerle

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

C=C açılıp C–C olur, H–H kopar, iki yeni C–H kurulur. Kırılan: $614 + 436 = 1050$ . Oluşan: $348 + 2 \cdot 413 = 1174$ . $\Delta H = 1050 - 1174 = -124\ \text{kJ}$ .

4. Hess Yasası: ΔH Yola Bağlı Değildir

Entalpi yalnız başlangıç ve son hâle bağlıdır. Tepkime tek adımda da yürüse birkaç adımda da yürüse toplam $\Delta H$ aynıdır.

Levhada üç entalpi rafı var: üstte $\text{C}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g})$ , ortada $\text{CO}(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g})$ , altta $\text{CO}_2(\text{g})$ . Bir bilye doğrudan iniyor, öteki önce $\text{CO}$ rafına düşüyor; ikisinin toplam düşüşü aynı, $393{,}5\ \text{kJ}$ .

İki yol, aynı sonuç:

\Delta H = \Delta H_1 + \Delta H_2 = -110{,}5 + (-283) = -393{,}5\ \text{kJ}

Raflar arasındaki ok tepkimedir. Tepkimeyi ters çevir: ok yukarı döner, $\Delta H$ ’nin işareti değişir. Katsayıyı $2$ yap: rafa iki kat molekül dizilir, ok da iki kat uzar.

Örnek

orta

Kükürt trioksitin oluşumu

$\text{S}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{SO}_2(\text{g})$ , $\Delta H_1 = -297\ \text{kJ}$

$2\text{SO}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{SO}_3(\text{g})$ , $\Delta H_2 = -198\ \text{kJ}$

$\text{S}(\text{k}) + \tfrac{3}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{SO}_3(\text{g})$ tepkimesinin $\Delta H$ değeri kaç kJ’dir?

S girende, $1$ mol: birinci denklem aynen kalır, $-297\ \text{kJ}$ .

Hedefte $1$ mol $\text{SO}_3$ var: ikinci denklem $\tfrac{1}{2}$ ile çarpılır. $\text{SO}_2 + \tfrac{1}{2}\text{O}_2 \longrightarrow \text{SO}_3$ , $\Delta H = -99\ \text{kJ}$ .

Topla: $\text{SO}_2$ sadeleşir, $1 + \tfrac{1}{2} = \tfrac{3}{2}$ mol $\text{O}_2$ kalır. $\Delta H = -297 + (-99)$ .

Sonuç

$\Delta H = -396\ \text{kJ}$

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\text{X} \longrightarrow \text{Y}

için

\Delta H_1 = +40\ \text{kJ}

\text{Z} \longrightarrow \text{Y}

için

\Delta H_2 = -30\ \text{kJ}

’dir.

\text{X} \longrightarrow \text{Z}

için

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

$\text{X} \longrightarrow \text{Y}$ ( $+40$ ) aynen; Z ürün olmalı, ikinci denklem ters: $\text{Y} \longrightarrow \text{Z}$ ( $+30$ ). Toplam $+70\ \text{kJ}$ .

Örnek

orta

Hidrojen üretiminde su-gaz tepkimesi

Fabrikalarda hidrojen elde etmek için karbon monoksit su buharıyla tepkimeye sokulur: $\text{CO}(\text{g}) + \text{H}_2\text{O}(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g}) + \text{H}_2(\text{g})$ . Aşağıdakilere göre bu tepkimenin $\Delta H$ değeri kaç kJ’dir?

$\text{C}(\text{k}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}(\text{g})$ , $\Delta H = -110{,}5\ \text{kJ}$
$\text{C}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g})$ , $\Delta H = -393{,}5\ \text{kJ}$
$\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{g})$ , $\Delta H = -241{,}8\ \text{kJ}$

CO girende olmalı: 1. denklem ters, $\text{CO} \longrightarrow \text{C} + \tfrac{1}{2}\text{O}_2$ , $+110{,}5\ \text{kJ}$ .

$\text{CO}_2$ üründe: 2. denklem aynen, $-393{,}5\ \text{kJ}$ .

$\text{H}_2\text{O}$ girende: 3. denklem ters, $\text{H}_2\text{O} \longrightarrow \text{H}_2 + \tfrac{1}{2}\text{O}_2$ , $+241{,}8\ \text{kJ}$ .

Topla: C sadeleşir; sağdaki $\tfrac{1}{2} + \tfrac{1}{2}$ mol $\text{O}_2$ soldaki $1$ molü götürür. $\Delta H = 110{,}5 - 393{,}5 + 241{,}8$ .

Sonuç

$\Delta H = -41{,}2\ \text{kJ}$

5. Yanma Entalpilerinden Oluşum Entalpisi

Propan gibi bir bileşiği elementlerinden doğrudan elde edip ısısını ölçemezsin. Ama yanma ısısı kalorimetrede kolayca ölçülür; Hess yasası bu değerleri oluşum entalpisine çevirir.

Üç raf var: üstte elementler, biraz aşağıda propan, en altta $\text{CO}_2$ ile su. Elementlerin doğrudan yandığı yol ile önce propanın oluşup sonra yandığı yol aynı rafta biter; aradaki kısa basamak propanın oluşum entalpisidir.

Ölçeksiz döngü:

\Delta H_{\text{ol}} + (-2220) = -2323{,}7

, buradan

\Delta H_{\text{ol}} = -103{,}7\ \text{kJ/mol}

Örnek

orta

Mangal tüpündeki propan

Mangal tüpündeki propanın standart oluşum entalpisini bulmak isteyen bir öğrenci şu yanma entalpilerini kullanıyor (su sıvı hâlde oluşuyor):

$\text{C}(\text{k})$ : $-393{,}5$ ; $\text{H}_2(\text{g})$ : $-285{,}8$ ; $\text{C}_3\text{H}_8(\text{g})$ : $-2220\ \text{kJ/mol}$ .

$3\text{C}(\text{k}) + 4\text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{C}_3\text{H}_8(\text{g})$ için $\Delta H$ kaç kJ’dir?

$3$ mol C yanar: $3 \cdot (-393{,}5) = -1180{,}5\ \text{kJ}$ .

$4$ mol $\text{H}_2$ yanar: $4 \cdot (-285{,}8) = -1143{,}2\ \text{kJ}$ .

Propan üründe olmalı: yanması ters çevrilir, $+2220\ \text{kJ}$ . $\text{CO}_2$ , $\text{H}_2\text{O}$ ve $\text{O}_2$ sadeleşir.

$\Delta H = -1180{,}5 - 1143{,}2 + 2220$ . Kısa yoldan da aynısı: girenlerin yanma toplamı eksi propanınki.

Sonuç

$\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{C}_3\text{H}_8) = -103{,}7\ \text{kJ/mol}$

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Yanma entalpileri

\text{C}_2\text{H}_4

-1411

\text{H}_2

-286

\text{C}_2\text{H}_6

-1560\ \text{kJ/mol}

’dür.

\text{C}_2\text{H}_4(\text{g}) + \text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_6(\text{g})

için

\Delta H

kaç kJ’dir?

Açıklama

$\Delta H = (-1411 - 286) - (-1560) = -1697 + 1560 = -137\ \text{kJ}$ .

İleri

Hâl değişimi ve birleşik sorular

6. Hâl Değişimi ΔH’yi Değiştirir

Su buharı yoğuşurken ısı verir: $\text{H}_2\text{O}(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H = -44\ \text{kJ}$ . Bu yüzden ürün sıvı su olduğunda tepkime daha çok ısı verir.

Ara raftaki su buharı molekülleri tek tek yoğuşup alt raftaki kaba, sıvıya iniyor; her inişte ısı yayılıyor. Buhar rafı $-242$ , sıvı rafı $-286\ \text{kJ}$ ’de; yoğuşan her mol su $44\ \text{kJ}$ daha ısı veriyor.

Aynı elementlerden su buharı ve sıvı su: aradaki fark yoğuşma ısısıdır,

-286 - (-242) = -44\ \text{kJ}

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{H}_2\text{O}, \text{s}) = -286\ \text{kJ/mol}

\text{H}_2\text{O}(\text{s}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{g})

için

\Delta H = +44\ \text{kJ}

’dir.

\Delta H^\circ_{\text{ol}}(\text{H}_2\text{O}, \text{g})

kaç

\text{kJ/mol}

’dür?

Açıklama

Oluşum ve buharlaşma denklemlerini topla: $\text{H}_2 + \tfrac{1}{2}\text{O}_2 \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{g})$ , $\Delta H = -286 + 44 = -242\ \text{kJ}$ .

Örnek

zor

Bağ enerjisinden sıvı suya

Bağ enerjileriyle $\text{CH}_4(\text{g}) + 2\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{g})$ için $\Delta H = -802\ \text{kJ}$ bulduk. $\text{H}_2\text{O}(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ için $\Delta H = -44\ \text{kJ}$ ise ürün sıvı su olduğunda $\Delta H$ kaç kJ olur?

Bağ enerjileri gaz hâli içindir; önce su buharına kadar gel: $-802\ \text{kJ}$ .

$2$ mol buhar yoğuşur: yoğuşma denklemi $2$ ile çarpılır, $2 \cdot (-44) = -88\ \text{kJ}$ .

Topla: $-802 + (-88) = -890\ \text{kJ}$ .

Sonuç

$\Delta H = -890\ \text{kJ}$ ; oluşum entalpileriyle bulunan $-890{,}3\ \text{kJ}$ ’e çok yakındır.

7. Birleşik Sorular: Önce ΔH, Sonra Madde Miktarı

$\Delta H$ denklemdeki mol sayıları içindir. Soru gram ya da farklı bir mol sayısı veriyorsa, $\Delta H$ ’yi bulduktan sonra orantı kur.

Örnek

zor

Kaynakçının asetilen tüpü

Kaynakçılar metali asetilen ( $\text{C}_2\text{H}_2$ , $\text{H–C}{\equiv}\text{C–H}$ ) alevinde eritir. Tablodaki bağ enerjilerine göre $52$ gram asetilen yanıp $\text{CO}_2(\text{g})$ ve $\text{H}_2\text{O}(\text{g})$ oluşturduğunda kaç kJ ısı açığa çıkar? ( $\text{C}_2\text{H}_2 = 26\ \text{g/mol}$ )

$1$ mol için denklem: $\text{C}_2\text{H}_2 + \tfrac{5}{2}\text{O}_2 \longrightarrow 2\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$ .

Kırılan: $1$ C≡C, $2$ C–H, $\tfrac{5}{2}$ O=O. $839 + 2 \cdot 413 + \tfrac{5}{2} \cdot 498 = 839 + 826 + 1245 = 2910\ \text{kJ}$ .

Oluşan: $2\text{CO}_2$ ’de $4$ C=O, $1$ suda $2$ O–H. $4 \cdot 799 + 2 \cdot 463 = 3196 + 926 = 4122\ \text{kJ}$ .

$\Delta H = 2910 - 4122 = -1212\ \text{kJ}$ ( $1$ mol asetilen için).

$n = \dfrac{52}{26} = 2\ \text{mol}$ ; ısı $2 \cdot 1212 = 2424\ \text{kJ}$ .

Sonuç

$2424\ \text{kJ}$ ısı açığa çıkar.

Kendini dene

Puan yok, deneme sınırsız

Gaz fazında gerçekleşen bir tepkimenin

\Delta H

değeri negatiftir. Aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?

Açıklama

$\Delta H = \sum E_{\text{kırılan}} - \sum E_{\text{oluşan}} < 0$ ise $\sum E_{\text{oluşan}} > \sum E_{\text{kırılan}}$ ’dır.

ÖSYM notu

ÖSYM ne sordu?

2018–2026 arasında bu konudan 4 soru çıktı: 2020, 2021, 2022 ve 2024’te birer soru. Dördü de Hess yasasıdır ve Fen testinin 19. ya da 20. sorusudur.

2020: Yanma entalpilerinden $\text{C}_2\text{H}_2$ ’nin oluşum entalpisi; bir denklemi $2$ ile çarpmak, birini ters çevirmek.
2021: İki oluşum tepkimesinden $2\text{NO}_2 \longrightarrow \text{N}_2\text{O}_4$ ; ters çevirip $2$ ile çarpmak.
2022: Oluşum tepkimelerinden metanın yanma entalpisi.
2024: İki tepkimeden $\text{H}_2\text{O}_2$ ’nin bozunma entalpisi, sonra $0{,}5$ mole uyarlamak.

Bağ enerjisine ayrı soru düşmedi; 2026’da bir öncül, $\Delta H < 0$ iken oluşan ve kırılan bağ enerjilerini karşılaştırdı. 2019’daki $\text{CO}_2$ oluşum entalpisi sorusu da Hess’le çözülür.

Özet

Bu konudan aklında kalacaklar

Bağ enerjisi: gaz hâlinde $1$ mol bağı kırmak için gereken enerji; bağ kırmak $+$ , bağ kurmak $-$ .
Bağlardan ΔH: $\Delta H = \sum E_{\text{kırılan}} - \sum E_{\text{oluşan}}$ ; her bağı katsayı ve molekül başına sayısıyla çarp.
Değişen bağlar: iki yanda aynı kalan bağlar sadeleşir; yalnız değişenleri say.
Hess yasası: $\Delta H$ yola bağlı değildir. Ters çevir: işaret değişir. $k$ ile çarp: $\Delta H$ de $k$ katı. Sonra topla.
Yanma entalpileri: $\Delta H = \sum \Delta H_{\text{yanma}}(\text{girenler}) - \sum \Delta H_{\text{yanma}}(\text{ürünler})$ .
Hâl değişimi: $\text{H}_2\text{O}(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H = -44\ \text{kJ}$ ; sıvı ürün daha çok ısı verir.
Tuzaklar: sırayı ters kurmak, katsayıyı unutmak, sıvı suya doğrudan bağ enerjisi uygulamak, mol sayısına uyarlamamak.

Çıkmış Sorular

Sınavda nasıl soruldu?

4 çıkmış soru5 özgün soru

2024 AYTSoru 19

Orta

Hess yasası: ters çevirme, katsayıyla çarpma ve toplama

Belli bir sıcaklık ve basınçta iki tepkimenin standart entalpi değişimleri şöyledir:

$\text{H}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}_2(\text{s})$ , $\Delta H^\circ = -188\ \text{kJ/mol}$
$\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H^\circ = -286\ \text{kJ/mol}$

Aynı sıcaklık ve basınçta $0{,}5$ mol sıvı $\text{H}_2\text{O}_2$ ’den sıvı $\text{H}_2\text{O}$ oluşurken entalpi değişimi kaç kJ olur?

İpucu

Önce $1$ mol $\text{H}_2\text{O}_2$ için hedef denklemi yaz. $\text{H}_2\text{O}_2$ verilen denklemde ürün; senin denkleminde giren olmalı.

ÖSYM kitapçığında gör (s. 42)

Çözüm

Hedef ( $1$ mol için): $\text{H}_2\text{O}_2(\text{s}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g})$ .
Birinci denklem ters çevrilir: $\text{H}_2\text{O}_2 \longrightarrow \text{H}_2 + \text{O}_2$ , $\Delta H = +188\ \text{kJ}$ .
İkinci denklem aynen alınır: $\Delta H = -286\ \text{kJ}$ .
Topla: $\text{H}_2$ sadeleşir, sağda $\tfrac{1}{2}$ mol $\text{O}_2$ kalır. $\Delta H = 188 - 286 = -98\ \text{kJ}$ .
$0{,}5$ mol için: $0{,}5 \cdot (-98) = -49\ \text{kJ}$ .
Tuzak: mol sayısına uyarlamayı unutmak $-98$ (B) verir.

Cevap: C

2022 AYTSoru 19

Kolay

Hess yasası: ters çevirme, katsayıyla çarpma ve toplama

Üç tepkimenin standart entalpi değişimleri verilmiştir:

$\text{C}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g})$ , $\Delta H^\circ = -393{,}5\ \text{kJ/mol}$
$\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H^\circ = -285{,}8\ \text{kJ/mol}$
$\text{C}(\text{k}) + 2\text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CH}_4(\text{g})$ , $\Delta H^\circ = -74{,}8\ \text{kJ/mol}$

Bu verilere göre $\text{CH}_4(\text{g}) + 2\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{s})$ tepkimesinin standart entalpi değişimi kaç kJ/mol’dür?

ÖSYM kitapçığında gör (s. 43)

Çözüm

Birinci denklem aynen ( $\text{CO}_2$ üründe): $-393{,}5\ \text{kJ}$ .
İkinci denklem $2$ ile çarpılır ( $2$ mol su): $2 \cdot (-285{,}8) = -571{,}6\ \text{kJ}$ .
Üçüncü denklem ters çevrilir ( $\text{CH}_4$ girende): $\text{CH}_4 \longrightarrow \text{C} + 2\text{H}_2$ , $+74{,}8\ \text{kJ}$ .
Topla: C ve $\text{H}_2$ sadeleşir. $\Delta H^\circ = -393{,}5 - 571{,}6 + 74{,}8 = -890{,}3\ \text{kJ}$ .
Tuzak: suyun denklemini $2$ ile çarpmamak $-604{,}5$ (C) verir.

Cevap: B

2021 AYTSoru 19

Kolay

Hess yasası: ters çevirme, katsayıyla çarpma ve toplama

$\text{NO}_2$ ve $\text{N}_2\text{O}_4$ gazlarının oluşum tepkimeleri ve standart oluşum entalpileri şöyledir:

$\tfrac{1}{2}\text{N}_2(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{NO}_2(\text{g})$ , $\Delta H^\circ = 33{,}2\ \text{kJ/mol}$
$\text{N}_2(\text{g}) + 2\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{N}_2\text{O}_4(\text{g})$ , $\Delta H^\circ = 11{,}1\ \text{kJ/mol}$

Bu verilere göre $2\text{NO}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{N}_2\text{O}_4(\text{g})$ tepkimesinin standart entalpi değişimi kaç kJ’dir?

ÖSYM kitapçığında gör (s. 42)

Çözüm

$\text{NO}_2$ girende ve $2$ mol: birinci denklem ters çevrilip $2$ ile çarpılır. $2\text{NO}_2 \longrightarrow \text{N}_2 + 2\text{O}_2$ , $\Delta H = -66{,}4\ \text{kJ}$ .
İkinci denklem aynen: $+11{,}1\ \text{kJ}$ .
Topla: $\text{N}_2$ ve $\text{O}_2$ sadeleşir. $\Delta H^\circ = -66{,}4 + 11{,}1 = -55{,}3\ \text{kJ}$ .
Tuzak: $\text{NO}_2$ ’nin katsayısını unutmak $11{,}1 - 33{,}2 = -22{,}1$ (B) verir.

Cevap: A

2020 AYTSoru 20

Orta

Yanma entalpilerinden oluşum entalpisi

$1$ ’er mol $\text{C}_2\text{H}_2(\text{g})$ , $\text{C}(\text{k})$ ve $\text{H}_2(\text{g})$ ’nin yanma tepkimeleri ve standart entalpi değişimleri şöyledir:

$\text{C}_2\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{5}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{CO}_2(\text{g}) + \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H^\circ = -1300\ \text{kJ}$
$\text{C}(\text{k}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{CO}_2(\text{g})$ , $\Delta H^\circ = -394\ \text{kJ}$
$\text{H}_2(\text{g}) + \tfrac{1}{2}\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H^\circ = -286\ \text{kJ}$

Bu verilere göre $2\text{C}(\text{k}) + \text{H}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_2(\text{g})$ tepkimesinin standart entalpi değişimi kaç kJ’dir?

İpucu

Hedefte $\text{C}_2\text{H}_2$ üründe; onun yanma denklemini ters çevir. C’nin katsayısına da bak.

ÖSYM kitapçığında gör (s. 41)

Çözüm

Hedefte C ve $\text{H}_2$ girende, $\text{C}_2\text{H}_2$ üründe.
C’nin yanması $2$ ile çarpılır: $2 \cdot (-394) = -788\ \text{kJ}$ .
$\text{H}_2$ ’nin yanması aynen: $-286\ \text{kJ}$ .
$\text{C}_2\text{H}_2$ ’nin yanması ters çevrilir: $+1300\ \text{kJ}$ .
Topla: $\text{CO}_2$ , $\text{H}_2\text{O}$ ve $\text{O}_2$ sadeleşir. $\Delta H^\circ = -788 - 286 + 1300 = +226\ \text{kJ}$ .
Kısa yol: girenlerin yanma entalpileri toplamı eksi ürününki, $(-788 - 286) - (-1300) = 226$ .
Tuzak: C’nin katsayısını unutmak $620$ (E), değerlerin hepsini toplamak $-1980$ (A) verir.

Cevap: C

Özgün sorular

Özgün soru1

Kolay

Bağ kırılması ve oluşumunda enerji

Cl–Cl bağ enerjisi $242\ \text{kJ/mol}$ ’dür. Buna göre

I. $\text{Cl}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{Cl}(\text{g})$ tepkimesi endotermiktir.
II. $2$ mol $\text{Cl}(\text{g})$ atomu birleşip $1$ mol $\text{Cl}_2(\text{g})$ oluşturduğunda $242\ \text{kJ}$ ısı açığa çıkar.
III. $1$ mol $\text{Cl}_2(\text{g})$ ’nin enerjisi, $2$ mol $\text{Cl}(\text{g})$ ’ninkinden büyüktür.

yargılarından hangileri doğrudur?

Çözüm

I: Bağ kırmak enerji ister; $\Delta H = +242\ \text{kJ}$ . Doğru.
II: Bağ oluşumu kırılmanın tersidir; aynı enerji ısı olarak açığa çıkar. Doğru.
III: Molekül, ayrık atomlarından $242\ \text{kJ}$ daha düşük enerjilidir. Yanlış.
Tuzak: "bağda enerji saklıdır" diye düşünüp molekülü daha enerjili sanmak.

Cevap: C

Özgün soru2

Orta

Bağ enerjilerinden tepkime entalpisi

$\text{H}_2(\text{g}) + \text{F}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{HF}(\text{g})$ tepkimesi için $\Delta H = -539\ \text{kJ}$ ’dir.

H–H bağ enerjisi $436\ \text{kJ/mol}$ , F–F bağ enerjisi $159\ \text{kJ/mol}$ olduğuna göre H–F bağ enerjisi kaç kJ/mol’dür?

İpucu

$2$ mol HF’de $2$ mol H–F bağı oluşur. Bilinmeyeni $x$ yaz ve kırılan eksi oluşan eşitliğini kur.

Çözüm

Kırılan: $436 + 159 = 595\ \text{kJ}$ .
Oluşan: $2$ mol H–F, yani $2x$ .
$-539 = 595 - 2x$ , buradan $2x = 1134$ ve $x = 567\ \text{kJ/mol}$ .
Tuzak: $2$ ’ye bölmeyi unutmak $1134$ (E), $\Delta H$ ’nin işaretini ters almak $28$ (A) verir.

Cevap: D

Özgün soru3

Orta

Bağ enerjilerinden tepkime entalpisi

Eten ile hidrojen klorür gazlarından kloroetan elde edilir:

\text{C}_2\text{H}_4(\text{g}) + \text{HCl}(\text{g}) \longrightarrow \text{C}_2\text{H}_5\text{Cl}(\text{g})

Bağ enerjileri ( $\text{kJ/mol}$ ): C=C $614$ , C–C $348$ , C–H $413$ , H–Cl $432$ , C–Cl $328$ .

Buna göre tepkimenin $\Delta H$ değeri kaç kJ’dir?

İpucu

C=C açılıp C–C olur ve H–Cl kopar. Karbonlara bağlanan H ve Cl için kurulan iki yeni bağı da say.

Çözüm

Değişen bağlar: kırılan C=C ve H–Cl; oluşan C–C, bir C–H ve bir C–Cl.
Kırılan: $614 + 432 = 1046\ \text{kJ}$ .
Oluşan: $348 + 413 + 328 = 1089\ \text{kJ}$ .
$\Delta H = 1046 - 1089 = -43\ \text{kJ}$ .
Tuzak: C=C’nin tekli bağa dönüştüğünü unutup C–C’yi saymamak $+305$ (D), sırayı ters kurmak $+43$ (C) verir.

Cevap: B

Özgün soru4

Zor

Bağ enerjilerinden tepkime entalpisi

Bazı roket motorlarında yakıt olarak hidrazin ( $\text{N}_2\text{H}_4$ ) kullanılır. Gaz hâlindeki hidrazinin yanmasında yer alan moleküllerin yapı formülleri şekilde verilmiştir:

\text{N}_2\text{H}_4(\text{g}) + \text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow \text{N}_2(\text{g}) + 2\text{H}_2\text{O}(\text{g})

Bağ enerjileri ( $\text{kJ/mol}$ ): N–N $163$ , N–H $391$ , O=O $498$ , N≡N $945$ , O–H $463$ .

Buna göre $16$ gram hidrazin bu tepkimeyle tamamen yandığında kaç kJ ısı açığa çıkar? ( $\text{N}_2\text{H}_4 = 32\ \text{g/mol}$ )

İpucu

Önce $1$ mol hidrazin için $\Delta H$ ’yi bul. Şekildeki iki N atomu arasındaki tekli bağı da say.

Çözüm

Kırılan: $1$ N–N, $4$ N–H, $1$ O=O. $163 + 4 \cdot 391 + 498 = 2225\ \text{kJ}$ .
Oluşan: $1$ N≡N, $2$ suda $4$ O–H. $945 + 4 \cdot 463 = 2797\ \text{kJ}$ .
$\Delta H = 2225 - 2797 = -572\ \text{kJ}$ ( $1$ mol hidrazin için).
$n = \dfrac{16}{32} = 0{,}5\ \text{mol}$ ; açığa çıkan ısı $0{,}5 \cdot 572 = 286\ \text{kJ}$ .
Tuzak: N–N bağını saymamak $367{,}5$ (C), mol sayısına uyarlamamak $572$ (D) verir.

Cevap: B

Özgün soru5

Zor

Hâl değişiminin tepkime entalpisine etkisi

$\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}(\text{s}) + 3\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{CO}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2\text{O}(\text{s})$ , $\Delta H = -1367\ \text{kJ}$
$\text{H}_2\text{O}(\text{s}) \longrightarrow \text{H}_2\text{O}(\text{g})$ , $\Delta H = +44\ \text{kJ}$

İspirto ocağında etanol yanarken su, buhar hâlinde çıkar.

Buna göre $\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}(\text{s}) + 3\text{O}_2(\text{g}) \longrightarrow 2\text{CO}_2(\text{g}) + 3\text{H}_2\text{O}(\text{g})$ tepkimesinin $\Delta H$ değeri kaç kJ’dir?

İpucu

Üç mol sıvı su buhara dönüşüyor. Buharlaşma ısı alır; denklemi kaçla çarpman gerektiğine bak.

Çözüm

Birinci denklem aynen: $-1367\ \text{kJ}$ .
$3$ mol sıvı su buhara dönmeli: ikinci denklem $3$ ile çarpılır, $+132\ \text{kJ}$ .
Topla: sıvı su sadeleşir. $\Delta H = -1367 + 132 = -1235\ \text{kJ}$ .
Isının bir kısmı suyu buharlaştırmaya gittiği için daha az ısı açığa çıkar.
Tuzak: buharlaşmanın işaretini ters almak $-1499$ (A), katsayıyı unutmak $-1323$ (C) verir.

Cevap: D