Bağ Enerjileriyle Tepkime Entalpisinin Hesaplanması

Öğrenme çıktıları

Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.

• KİM.11.1.3Bağ enerjileri temelinde tepkimelerin entalpi değişimine ilişkin tümevarımsal akıl yürütebilme

  • a) Farklı tepkimelerde kırılan ve oluşan bağların enerjileri ile tepkimelerin entalpi değişimi arasında keşfettiği örüntüyü matematiksel olarak modeller.
  • b) Matematiksel modelini kullanarak bir tepkimenin endotermik ya da ekzotermik olma durumuna ilişkin genellemeler yapar.

1. Kolay

   1Havadaki bazı gazlar uzun süre değişmeden kalırken bazıları kolayca tepkimeye girer. Bir öğrenci bu farkı bağların sağlamlığıyla açıklamak için şu tabloyu hazırlıyor: Bağ | Bağ enerjisi (kJ/mol) F−F | 158 H−H | 436 C−H | 413 O=O | 498 N≡N | 946 Tablodaki bağlardan hangisi en sağlamdır?

   • AA) F−F
   • BB) N≡N
   • CC) H−H
   • DD) C−H
   • EE) O=O
   Cevabı göster

   Doğru cevap: B) N≡N

   Bağ enerjisi büyük olan bağı kırmak için daha çok enerji gerekir, bu yüzden o bağ daha sağlamdır; en büyük değer 946 kJ/mol ile N≡N bağına aittir. Tek bağların daha sağlam olduğunu düşünen ya da en küçük değeri seçen öğrenci F−F'ye yönelir; F₂ ise tabloda en kolay kırılan bağa sahiptir.

   Hata mı var? Düzeltme öner

2. Kolay

   2Melis, H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g) tepkimesinin entalpisini bağ enerjileriyle hesaplıyor (H−H 436, Cl−Cl 243, H−Cl 431 kJ/mol) ve sonucu −183 kJ buluyor. Tepkimenin ekzotermik olduğunu bildiği için kullandığı bağıntının sırasının doğru olduğundan emin. Melis'in kullandığı bağıntı hangisidir?

   • AA) Σ(oluşan bağlar) − Σ(kırılan bağlar)
   • BB) Σ(kırılan bağlar) + Σ(oluşan bağlar)
   • CC) Σ(oluşan bağlar) / Σ(kırılan bağlar)
   • DD) Σ(kırılan bağlar) − Σ(oluşan bağlar)
   • EE) −[Σ(kırılan bağlar) + Σ(oluşan bağlar)]
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) Σ(kırılan bağlar) − Σ(oluşan bağlar)

   Kırılan bağlar 436 + 243 = 679 kJ, oluşan bağlar 2 · 431 = 862 kJ'dür; ΔH = 679 − 862 = −183 kJ ancak kırılan − oluşan sırasıyla bulunur. Oluşum entalpisindeki "ürünler − tepkenler" sırasını buraya taşıyan öğrenci +183 kJ bulur.

   Hata mı var? Düzeltme öner

3. Kolay

   3Bir öğrenci, H₂(g) + Cl₂(g) → 2HCl(g) tepkimesinin tanecik modelini çiziyor: önce H−H ve Cl−Cl bağları kopuyor, sonra atomlar yeniden düzenlenip H−Cl bağları kuruluyor. Çiziminin yanına her basamakta ısının hangi yöne aktarıldığını yazmak istiyor. Öğrenci bu iki basamağı nasıl sınıflandırmalıdır?

   • AA) Kırılma ekzotermik, oluşum endotermik
   • BB) İkisi de endotermik
   • CC) İkisi de ekzotermik
   • DD) Kırılma endotermik, oluşum ekzotermik
   • EE) Kırılma endotermik, oluşumda ısı alışverişi yok
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) Kırılma endotermik, oluşum ekzotermik

   Bir bağı kırmak için enerji gerekir, bu basamak endotermiktir; bağ oluşurken ise enerji açığa çıkar, bu basamak ekzotermiktir. Bağların "kopunca enerji saçtığını" düşünen öğrenci ilk çeldiriciyi seçer.

   Hata mı var? Düzeltme öner

4. Kolay

   4Bir araştırma grubu, hidrojen molekülündeki bağı kırmak için gereken enerjiyi ölçüyor. Ölçümü katı ya da sıvı örnekte değil, gaz hâlindeki moleküllerle yapıyor ve sonucu 436 kJ/mol olarak kaydediyor. Grubun ölçtüğü bu büyüklük en doğru hangi tanımla açıklanır?

   • AA) Katı hâldeki 1 mol maddeyi eritmek için gereken enerji
   • BB) 1 mol bileşiğin elementlerinden oluşma entalpisi
   • CC) 1 g maddenin tamamen yanarken verdiği enerji
   • DD) Gaz hâlinde 1 mol bağ oluşurken alınan enerji
   • EE) Gaz hâlinde 1 mol bağı kırmak için gereken enerji
   Cevabı göster

   Doğru cevap: E) Gaz hâlinde 1 mol bağı kırmak için gereken enerji

   Bağ enerjisi, gaz hâlindeki taneciklerde 1 mol bağı kırmak için gereken enerjidir ve kJ/mol ile verilir. Bağ oluşurken enerji alındığını düşünen öğrenci son şıkkı seçer; oysa bağ oluşumunda aynı miktarda enerji açığa çıkar.

   Hata mı var? Düzeltme öner

5. Kolay

   5Hidrojen halojenürlerin bağ enerjileri şöyledir: Bağ | Bağ enerjisi (kJ/mol) H−F | 568 H−Cl | 432 H−Br | 366 H−I | 299 Bu verilere göre atomlarına en zor ayrışan, yani en kararlı molekül hangisidir?

   • AA) HBr
   • BB) HCl
   • CC) HI
   • DD) HF
   • EE) Dördü de aynı kararlılıktadır.
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) HF

   Bağ enerjisi büyük olan bağ daha sağlamdır ve kırılması için daha çok enerji gerekir; en büyük değer H−F bağına aittir. HI'nın bağ enerjisi en küçük olduğundan en kolay ayrışan odur.

   Hata mı var? Düzeltme öner

6. Kolay

   6Cl−Cl bağının enerjisi 243 kJ/mol'dür. Gaz hâlindeki klor atomları birleşerek 1 mol Cl₂ molekülü oluşturduğunda enerji değişimi hangisidir?

   • AA) 243 kJ enerji alınır.
   • BB) 243 kJ enerji açığa çıkar.
   • CC) 486 kJ enerji açığa çıkar.
   • DD) Enerji alışverişi olmaz.
   • EE) 121,5 kJ enerji açığa çıkar.
   Cevabı göster

   Doğru cevap: B) 243 kJ enerji açığa çıkar.

   Bir bağı kırmak için gereken enerji, aynı bağ oluşurken açığa çıkan enerjiye eşittir; 1 mol Cl−Cl bağı oluşurken 243 kJ açığa çıkar. Bağ oluşumunu enerji alan bir olay sanmak yaygın bir yanılgıdır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

7. Kolay

   7Doğada soygazlar dışındaki atomlar genellikle tek başına değil, birbirine bağlanmış hâlde bulunur. Atomların aralarında bağ oluşturmasının temel nedeni hangisidir?

   • AA) Daha yüksek enerjili ve daha kararsız bir duruma geçmek
   • BB) Kütlelerini artırarak daha ağır hâle gelmek
   • CC) Daha düşük enerjili ve daha kararlı bir duruma ulaşmak
   • DD) Bağ oluşurken çevreden enerji alabilmek
   • EE) Atom numaralarını değiştirerek yeni element oluşturmak
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) Daha düşük enerjili ve daha kararlı bir duruma ulaşmak

   Atomlar bağ oluştururken enerji açığa çıkarır ve daha düşük enerjili, kararlı bir duruma geçer. Bağ oluşumu enerji alan değil, enerji veren bir olaydır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

8. Kolay

   8Bir tepkimenin bağ enerjileriyle hesaplanan ΔH değeri pozitif çıkıyor. Bu sonuca göre hangisi doğrudur?

   • AA) Kırılan bağların toplam enerjisi, oluşan bağlarınkinden büyüktür.
   • BB) Oluşan bağların toplam enerjisi, kırılan bağlarınkinden büyüktür.
   • CC) Tepkime çevresine ısı veren ekzotermik bir tepkimedir.
   • DD) Tepkimede kırılan ve oluşan bağların enerjileri eşittir.
   • EE) Tepkimede yalnızca bağ oluşumu gerçekleşmiştir.
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) Kırılan bağların toplam enerjisi, oluşan bağlarınkinden büyüktür.

   ΔH = Σkırılan − Σoluşan pozitifse kırılan bağlar için harcanan enerji daha büyüktür ve tepkime endotermiktir. Pozitif ΔH'yi ekzotermik saymak işaret kuralını ters uygulamaktır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

9. Kolay

   9Hücresel solunumda glikoz ve oksijendeki bağlar kırılır, karbon dioksit ve sudaki yeni bağlar oluşur; bu süreçte enerji açığa çıkar. Enerjinin açığa çıkmasının nedeni hangisidir?

   • AA) Solunumda hiç bağ kırılmaz, yalnızca bağ oluşur.
   • BB) Kırılan ve oluşan bağların toplam enerjileri eşittir.
   • CC) Oluşan bağların toplam enerjisi, kırılan bağlarınkinden büyüktür.
   • DD) Solunumda yalnızca bağ kırılır, yeni bağ oluşmaz.
   • EE) Kırılan bağların toplam enerjisi, oluşan bağlarınkinden büyüktür.
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) Oluşan bağların toplam enerjisi, kırılan bağlarınkinden büyüktür.

   Oluşan bağlarda açığa çıkan enerji, kırılan bağlar için harcanandan büyük olduğunda tepkime enerji verir. Kırılan bağların enerjisi büyük olsaydı süreç enerji isterdi; fotosentezde durum böyledir.

   Hata mı var? Düzeltme öner

10. Kolay

    10H−Cl bağının enerjisi 432 kJ/mol'dür. Bir araştırmacı 1 mol HCl(g) molekülünü gaz hâlindeki H ve Cl atomlarına ayırmak istiyor. Bu işlem için hangisi doğrudur?

    • AA) Enerji alışverişi gerçekleşmez.
    • BB) 432 kJ enerji alınması gerekir.
    • CC) 432 kJ enerji açığa çıkar.
    • DD) 216 kJ enerji alınması gerekir.
    • EE) 864 kJ enerji alınması gerekir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 432 kJ enerji alınması gerekir.

    1 mol HCl'de 1 mol H−Cl bağı vardır; bu bağı kırmak için 432 kJ enerji alınmalıdır. Bağ kırılması endotermik olduğu için enerji açığa çıkmaz.

    Hata mı var? Düzeltme öner

11. Kolay

    11Bir tepkimede kırılan bağlar için toplam 500 kJ enerji gerekiyor, oluşan bağlardan ise toplam 700 kJ enerji açığa çıkıyor. Bu tepkime için hangisi doğrudur?

    • AA) ΔH = +1200 kJ'dür; tepkime endotermiktir.
    • BB) ΔH = +200 kJ'dür; tepkime endotermiktir.
    • CC) ΔH = −200 kJ'dür; tepkime endotermiktir.
    • DD) ΔH = −200 kJ'dür; tepkime ekzotermiktir.
    • EE) ΔH = −1200 kJ'dür; tepkime ekzotermiktir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) ΔH = −200 kJ'dür; tepkime ekzotermiktir.

    ΔH = 500 − 700 = −200 kJ'dür; negatif değer tepkimenin ısı verdiğini gösterir. Değerleri toplayan öğrenci 1200 kJ bulur.

    Hata mı var? Düzeltme öner

12. Kolay

    12Atmosferin üst katmanlarında Güneş'ten gelen yüksek enerjili ışınlar bazı O₂ moleküllerini O atomlarına ayırır: O₂(g) → 2O(g). Bu olayla ilgili hangisi doğrudur?

    • AA) Bağ değişimi olmadığından ısı alışverişi olmaz.
    • BB) Bağ kırıldığı için olay ekzotermiktir.
    • CC) Bağ oluştuğu için olay endotermiktir.
    • DD) Bağ oluştuğu için olay ekzotermiktir.
    • EE) Bağ kırıldığı için olay endotermiktir.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) Bağ kırıldığı için olay endotermiktir.

    Bir bağı kırmak enerji gerektirir, bu nedenle O=O bağının kırılması endotermiktir. Bağ kırılmasını ısı veren bir olay sanmak, bağ oluşumu ile kırılmasını karıştırmaktır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

13. Kolay

    13Bir öğrenci, kırılan ve oluşan bağların enerjilerinden tepkime entalpisini hesaplamak istiyor. Kullanması gereken bağıntı hangisidir?

    • AA) ΔH = Σ(kırılan bağların enerjisi) − Σ(oluşan bağların enerjisi)
    • BB) ΔH = Σ(oluşan bağların enerjisi) − Σ(kırılan bağların enerjisi)
    • CC) ΔH = Σ(ürünlerin entalpisi) + Σ(tepkenlerin entalpisi)
    • DD) ΔH = Σ(oluşan bağların enerjisi) ÷ Σ(kırılan bağların enerjisi)
    • EE) ΔH = Σ(kırılan bağların enerjisi) + Σ(oluşan bağların enerjisi)
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) ΔH = Σ(kırılan bağların enerjisi) − Σ(oluşan bağların enerjisi)

    Bağ kırılması enerji ister (+), bağ oluşumu enerji verir (−); bu yüzden sıra "kırılan − oluşan" şeklindedir. Sırayı ters alan öğrenci doğru büyüklüğü ama yanlış işareti bulur.

    Hata mı var? Düzeltme öner

14. Kolay

    14Bir öğrenci ders kitabındaki tablodan karbon atomları arasındaki bağların ortalama enerjilerini not ediyor: Bağ | Bağ enerjisi (kJ/mol) C−C | 348 C=C | 614 C≡C | 839 Bu verilerden hangi genelleme yapılabilir?

    • AA) Aynı iki atom arasındaki bağ sayısı arttıkça bağ enerjisi artar.
    • BB) Bağ sayısı ne olursa olsun bağ enerjisi aynı kalır.
    • CC) Üçlü bağ, tablodaki bağların en zayıfıdır.
    • DD) İkili bağın enerjisi, tekli bağın tam iki katıdır.
    • EE) Aynı iki atom arasındaki bağ sayısı arttıkça bağ enerjisi azalır.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) Aynı iki atom arasındaki bağ sayısı arttıkça bağ enerjisi artar.

    Tekli bağdan üçlü bağa geçtikçe bağ enerjisi 348'den 839 kJ/mol'e çıkar. İkili bağın enerjisi 614 kJ/mol olup tekli bağın tam iki katı değildir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

15. Kolay

    15Kimya kulübündeki bir posterde bağ enerjisinin tanımı yazılmış, birimi ise silinmiş. Bağ enerjisi hangi birimle ifade edilir?

    • AA) mol/(L · s)
    • BB) mol/L
    • CC) g/mol
    • DD) kJ/g
    • EE) kJ/mol
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) kJ/mol

    Bağ enerjisi 1 mol bağı kırmak için gereken enerjidir; kJ/mol (veya kkal/mol) ile ifade edilir. kJ/g yakıtların kütle başına enerjisi için kullanılır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

16. Kolay

    16Margarin üretiminde kullanılan bir tepkimeye benzer şekilde etilen hidrojenle tepkimeye girerek etan oluşturur: C₂H₄(g) + H₂(g) → C₂H₆(g). Bu tepkimede ürün oluşurken hangi bağlar oluşur?

    Hatalı görseli bildir

    • AA) 1 tane C=C ve 2 tane C−H bağı
    • BB) 1 tane C−C ve 6 tane C−H bağı
    • CC) 1 tane C=C ve 1 tane H−H bağı
    • DD) 1 tane C−C ve 2 tane C−H bağı
    • EE) 2 tane C−C ve 2 tane C−H bağı
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) 1 tane C−C ve 2 tane C−H bağı

    Etilendeki C=C bağı ve H−H bağı kırılır; karbonlar arasında tekli C−C bağı kalır ve iki yeni C−H bağı oluşur. Etandaki 6 C−H bağının 4'ü etilende zaten bulunduğundan yeni oluşan değildir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

17. Kolay

    17Bir araştırmacı, H−Cl bağının enerjisini belirlemek için ölçümü sıvılaştırılmış hidrojen klorürde değil, gaz hâlindeki hidrojen klorürde yapıyor. Araştırmacının gaz hâlini seçmesinin nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

    • AA) Gaz hâlinde moleküllerdeki bağlar kendiliğinden kırıldığı için enerji vermek gerekmez.
    • BB) Gaz hâlinde tanecikler arası etkileşim çok zayıftır; ölçülen enerji yalnız bağa aittir.
    • CC) Sıvı hâlde molekül içindeki bağlar zayıfladığı için bağ enerjisi küçük ölçülür.
    • DD) Gaz hâlinde bağ kırılması ekzotermik olduğundan açığa çıkan ısı kolay ölçülür.
    • EE) Sıvı hâlde moleküller atomlarına ayrışmış olduğundan kırılacak bağ bulunmaz.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Gaz hâlinde tanecikler arası etkileşim çok zayıftır; ölçülen enerji yalnız bağa aittir.

    Bağ enerjisi maddenin gaz fazında ölçülür; çünkü gaz fazında tanecikler arasındaki etkileşimler çok düşüktür ve verilen enerji yalnız molekül içindeki bağı kırmaya harcanır. Sıvıda enerjinin bir bölümü moleküller arası etkileşimleri yenmeye gider, ölçüm bağ enerjisinden büyük çıkar. Bağ kırılması her hâlde endotermiktir ve kendiliğinden gerçekleşmez.

    Hata mı var? Düzeltme öner

18. Kolay

    18H₂(g) + F₂(g) → 2HF(g) tepkimesinde tepkenlerin toplam potansiyel enerjisi, ürünün potansiyel enerjisinden 535 kJ fazladır. Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

    • AA) Tepkime gerçekleşirken sistem çevresinden 535 kJ ısı alır.
    • BB) Tepkenler üründen daha düşük enerjili ve daha kararlıdır.
    • CC) Tepkimenin entalpi değişimi ΔH = +535 kJ olarak bulunur.
    • DD) Kırılan bağların toplam enerjisi oluşanlarınkinden büyüktür.
    • EE) Ürün tepkenlerden daha düşük enerjili ve daha kararlıdır.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) Ürün tepkenlerden daha düşük enerjili ve daha kararlıdır.

    Ürünün potansiyel enerjisi tepkenlerinkinden 535 kJ düşüktür; aradaki enerji çevreye verilir, ΔH = −535 kJ olur ve tepkime ekzotermiktir. Potansiyel enerjisi düşük olan tür daha kararlıdır; bu yüzden HF, tepkenlerden kararlıdır. ΔH negatif olduğuna göre oluşan bağların toplam enerjisi kırılanlarınkinden büyüktür.

    Hata mı var? Düzeltme öner

19. Orta

    19Bir öğrenci aynı C−H bağının enerjisini farklı kaynaklarda araştırıyor; metan, etan ve kloroform molekülleri için birbirinden biraz farklı değerler buluyor. Ders kitabının tablosunda ise C−H bağı için tek bir değer (413 kJ/mol) yazıyor. Bu durum, bağ enerjileriyle hesaplanan ΔH değerlerinin neden yaklaşık olduğunu nasıl açıklar?

    • AA) Tablodaki değer farklı moleküllerin ortalamasıdır
    • BB) Bağ kırılması bazen ekzotermik olabilir
    • CC) Bağ enerjileri yalnızca katılar için ölçülür
    • DD) Bağ oluşumunda enerji alışverişi olmaz
    • EE) C−H bağı yalnızca metan molekülünde bulunur
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) Tablodaki değer farklı moleküllerin ortalamasıdır

    Aynı tür bağın enerjisi bulunduğu moleküle göre biraz değişir; tablolarda ortalama değerler verildiği için bulunan ΔH yaklaşık bir sonuçtur. Farkı ölçüm hatası ya da bağ kırılmasının bazen ısı vermesiyle açıklayan öğrenci, bağ kırılmasının her zaman endotermik olduğunu gözden kaçırır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

20. Orta

    20Bitkiler fotosentezde 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ tepkimesini güneş ışığından aldıkları enerjiyle gerçekleştirir; karanlıkta bu tepkime durur. Tepkimede CO₂ ve sudaki bağlar kırılır, glikoz ve oksijendeki bağlar oluşur. Fotosentezin ısı alan bir olay olması bağ enerjileriyle nasıl açıklanır?

    • AA) Oluşan bağların toplam enerjisi kırılanlarınkinden büyüktür
    • BB) Tepkimede hiç bağ kırılmaz, yalnızca bağ oluşur
    • CC) Kırılan ve oluşan bağların toplam enerjileri eşittir
    • DD) Kırılan bağların toplam enerjisi oluşanlarınkinden büyüktür
    • EE) Oluşan bağ sayısı kırılan bağ sayısından fazladır
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) Kırılan bağların toplam enerjisi oluşanlarınkinden büyüktür

    Kırılan bağlar için harcanan enerji, oluşan bağlardan açığa çıkan enerjiden fazla olduğunda aradaki fark dışarıdan alınır; fotosentezde bu fark güneş ışığıyla karşılanır. Oluşan bağların enerjisini büyük sanan öğrenci tepkimeyi ekzotermik gibi açıklamış olur.

    Hata mı var? Düzeltme öner