Tepken ve Ürün Derişimleriyle Ortalama Tepkime Hızlarının Hesaplanması

Öğrenme çıktıları

Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.

• KİM.11.1.6Tepkime hızının zamanla değişimini bilimsel veriye dayalı tahmin edebilme

  • a) Bir kimyasal tepkimede tepken ve ürünlerin derişimlerinin zamanla değişimi ile ilgili hazır verileri kullanarak tepkime hızının zamanla değişimine ilişkin önermeler oluşturur.
  • c) Bir tepkimenin farklı zaman aralıklarındaki ortalama hızlarına ilişkin hesaplamalar yapar.
  • ç) Tepkime hızının zamanla değişimine ilişkin çıkarımlarının geçerliliğini çarpışma teorisi temelinde sorgular.

Bu konuda neler var?

• Ortalama Tepkime Hızı

1. Kolay

   1Bir öğrenci mermer parçalarını sirkeye atıyor ve her 30 saniyede bir terazide kabın kütlesini okuyarak kaçan gaz miktarını not ediyor. Topladığı verilerle tepkimenin ne kadar hızlı ilerlediğini sayısal olarak ifade etmek istiyor. Öğrencinin hesaplayacağı tepkime hızı en doğru hangi tanımla ifade edilir?

   • AA) Birim zamanda tepken ya da ürün miktarındaki değişim
   • BB) Tepkimede açığa çıkan toplam ısı miktarı
   • CC) Tepkimenin tamamlanması için geçen toplam süre
   • DD) Tepkenlerin başlangıçtaki toplam kütlesi
   • EE) Ürünlerin tepkime sonundaki toplam kütlesi
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) Birim zamanda tepken ya da ürün miktarındaki değişim

   Tepkime hızı, birim zamanda harcanan tepken ya da oluşan ürün miktarıdır; öğrenci her 30 saniyedeki kütle kaybını süreye bölerek hızı bulur. Tepkimenin bitme süresini hız sanan öğrenci, hızın zamanla değişen bir büyüklük olduğunu gözden kaçırır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

2. Kolay

   2Bir fabrikada 2A(g) → B(g) tepkimesi izleniyor. Sensörler belirli bir zaman aralığında A'nın 0,4 mol/(L · s) hızla harcandığını gösteriyor; B'nin sensörü arızalı olduğu için mühendis B'nin oluşma hızını hesapla bulmak zorunda. Aynı aralıkta B'nin oluşma hızı kaç mol/(L · s)'dir?

   • AA) 0,1
   • BB) 0,2
   • CC) 0,4
   • DD) 0,8
   • EE) 1,6
   Cevabı göster

   Doğru cevap: B) 0,2

   Aynı aralıkta maddelerin hızları katsayılarıyla orantılıdır; 2 mol A harcanırken 1 mol B oluştuğundan B'nin oluşma hızı 0,4 / 2 = 0,2 mol/(L · s)'dir. Katsayı oranını ters uygulayan öğrenci 0,8 mol/(L · s) bulur.

   Hata mı var? Düzeltme öner

3. Kolay

   3Bir öğrenci magnezyum şeridi HCl çözeltisine atıyor: Mg(k) + 2HCl(suda) → MgCl₂(suda) + H₂(g). Elinde kronometre, su dolu bir küvet ve ters çevrilmiş dereceli silindir var; tepkimenin hızını basit bir ölçümle izlemek istiyor. Öğrenci hızı izlemek için en kolay hangi niceliği ölçebilir?

   • AA) Çözeltideki Cl⁻ iyonu derişimi
   • BB) Kaptaki toplam atom sayısı
   • CC) Çözeltideki su miktarı
   • DD) Belirli sürelerde toplanan gazın hacmi
   • EE) Çözeltinin renk değişimi
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) Belirli sürelerde toplanan gazın hacmi

   Tepkimede H₂ gazı oluşur; ters çevrilmiş silindirde toplanan gazın hacmi zamana karşı ölçülerek hız izlenir. Cl⁻ iyonları tepkimede seyirci kalır ve toplam atom sayısı korunur; renk değişimi de olmadığı için bu nicelikler hız hakkında bilgi vermez.

   Hata mı var? Düzeltme öner

4. Kolay

   4Bir öğrenci, kapalı kaptaki bir tepkimede tepkenin derişimini her 10 saniyede bir ölçüyor: 0. s'de 1,00 M; 10. s'de 0,60 M; 20. s'de 0,36 M; 30. s'de 0,22 M. Her aralıktaki azalmanın bir öncekinden küçük olduğunu görüyor. Bu durumun çarpışma teorisine göre açıklaması hangisidir?

   • AA) Tepken derişimi azaldıkça tepkime hızlanır
   • BB) Ürün oluşumu 10. saniyeden sonra tamamen durur
   • CC) Tepken derişimi azaldıkça çarpışma sayısı azalır
   • DD) Kaptaki toplam kütle zamanla azalır
   • EE) Tepkimenin aktivasyon enerjisi zamanla artar
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) Tepken derişimi azaldıkça çarpışma sayısı azalır

   Tepken derişimi azaldıkça birim hacimdeki tanecik sayısı ve birim zamandaki çarpışma sayısı azalır; tepkime yavaşladığı için derişimdeki değişim her aralıkta küçülür. Derişim düşmeye devam ettiğine göre ürün oluşumu durmamıştır; bunu gözden kaçıran öğrenci üçüncü şıkkı seçer.

   Hata mı var? Düzeltme öner

5. Kolay

   5Bir tepkimede başlangıçta hiç bulunmayan C ürününün derişimi ilk 20 saniyede 0,60 M'a ulaşıyor. C'nin bu aralıktaki ortalama oluşma hızı kaç mol/(L · s)'dir?

   • AA) 0,3
   • BB) 0,012
   • CC) 0,03
   • DD) −0,03
   • EE) 0,60
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) 0,03

   r = +Δ[C] / Δt = 0,60 / 20 = 0,03 mol/(L · s)'dir. Ürün derişimi arttığı için hız pozitif yazılır; eksi işareti yalnız tepkenler için kullanılır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

6. Kolay

   6Kahverengi renkli brom çözeltisi bir organik asitle tepkimeye girdiğinde renksiz ürünler ve karbon dioksit gazı oluşuyor. Bir öğrenci kapalı olmayan bir kapta bu tepkimenin hızını izlemek istiyor. Hangi ölçüm tepkimenin hızını izlemek için uygundur?

   • AA) Kabın şeklinin değişmesi
   • BB) Çözeltinin hacminin artması
   • CC) Kabın camının kalınlığı
   • DD) Laboratuvarın nem oranı
   • EE) Kahverengi rengin zamanla açılması
   Cevabı göster

   Doğru cevap: E) Kahverengi rengin zamanla açılması

   Tepkimede kahverengi brom harcandıkça renk açılır; renk şiddeti zamanla izlenerek hız belirlenebilir. Kabın şekli ya da camın kalınlığı tepkime ilerledikçe değişmez.

   Hata mı var? Düzeltme öner

7. Kolay

   7Bir tepkimede A maddesinin derişimi 15 saniyede 0,80 M'dan 0,50 M'a düşüyor. A'nın bu aralıktaki ortalama harcanma hızı kaç mol/(L · s)'dir?

   • AA) 0,02
   • BB) 0,2
   • CC) 0,033
   • DD) 0,05
   • EE) 0,30
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) 0,02

   r = −Δ[A] / Δt = (0,80 − 0,50) / 15 = 0,30 / 15 = 0,02 mol/(L · s)'dir. Zamana bölmeyi unutan öğrenci 0,30 yazar.

   Hata mı var? Düzeltme öner

8. Kolay

   8Sabit sıcaklıkta kapalı ve sabit hacimli bir kapta A(g) → 2B(g) tepkimesi gerçekleşiyor. Tepkimenin hızını izlemek için hangi ölçüm kullanılabilir?

   • AA) Kabın hacminin zamanla artışı
   • BB) Kaptaki toplam basıncın sabit kalması
   • CC) Kabın sıcaklığının sabit kalması
   • DD) Kaptaki toplam kütlenin zamanla azalması
   • EE) Kaptaki toplam gaz basıncının zamanla artışı
   Cevabı göster

   Doğru cevap: E) Kaptaki toplam gaz basıncının zamanla artışı

   1 mol gaz harcanırken 2 mol gaz oluştuğu için toplam basınç zamanla artar; bu artış hızı izlemek için kullanılabilir. Kapalı kapta toplam kütle değişmediğinden kütle ölçümü işe yaramaz.

   Hata mı var? Düzeltme öner

9. Kolay

   9Egzoz gazındaki NO, havadaki oksijenle 2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g) tepkimesine girer. Belirli bir aralıkta O₂'nin harcanma hızı 0,05 mol/(L · s) ise NO₂'nin oluşma hızı kaç mol/(L · s)'dir?

   • AA) 0,15
   • BB) 0,05
   • CC) 0,025
   • DD) 0,10
   • EE) 0,20
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) 0,10

   1 mol O₂ harcanırken 2 mol NO₂ oluşur; NO₂'nin oluşma hızı O₂'nin harcanma hızının 2 katı, yani 0,10 mol/(L · s)'dir. Oranı ters kuran öğrenci 0,025 bulur.

   Hata mı var? Düzeltme öner

10. Kolay

    10Yara temizlemede kullanılan hidrojen peroksit 2H₂O₂(suda) → 2H₂O(s) + O₂(g) tepkimesiyle ayrışır. Belirli bir aralıkta H₂O₂'nin ortalama harcanma hızı 0,04 mol/(L · s) ise O₂'nin oluşma hızı kaç mol/(L · s)'dir?

    • AA) 0,01
    • BB) 0,02
    • CC) 0,08
    • DD) 0,04
    • EE) 0,06
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 0,02

    Denklemde 2 mol H₂O₂ harcanırken 1 mol O₂ oluşur; bu yüzden O₂'nin oluşma hızı H₂O₂'nin harcanma hızının yarısıdır. Katsayıları hesaba katmayan öğrenci 0,04 yazar.

    Hata mı var? Düzeltme öner

11. Kolay

    11Bir tepkimede çözeltideki iyon sayısı tepkime ilerledikçe azalıyor. Bu tepkimenin hızını izlemek için çözeltinin hangi özelliği zamanla ölçülebilir?

    • AA) Kabın kütlesi
    • BB) Çözeltinin rengi
    • CC) Elektrik iletkenliği
    • DD) Kabın şekli
    • EE) Kabın hacmi
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Elektrik iletkenliği

    Çözeltilerin elektrik iletkenliği iyon sayısına bağlıdır; iyonlar azaldıkça iletkenlik düşer. Renk değişimi de bir yöntemdir ama bu tepkimede renk değişiminden söz edilmemektedir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

12. Kolay

    12Bir öğrenci kapalı bir kaptaki tepkimede tepken derişimini zamana karşı grafiğe geçiriyor. Tepken derişimi azaldıkça tepkime genellikle yavaşladığına göre grafiğin şekli nasıldır?

    • AA) Zamanla hiç değişmeyen yatay bir doğru
    • BB) Başta yavaş, sonra giderek hızlanarak azalan bir eğri
    • CC) Başta hızla, sonra giderek yavaşlayarak artan bir eğri
    • DD) Zamanla sabit eğimle artan bir doğru
    • EE) Başta hızla, sonra giderek yavaşlayarak azalan bir eğri
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) Başta hızla, sonra giderek yavaşlayarak azalan bir eğri

    Tepken derişimi azalırken eğim de küçülür; başta dik, sonra giderek yataylaşan bir eğri oluşur. Artan eğri ürün derişimine aittir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

13. Kolay

    13Bir arabanın hızı birim zamanda alınan yol olarak tanımlanır. Benzer şekilde tepkime hızı nasıl tanımlanır?

    Hatalı görseli bildir

    • AA) Birim zamanda kabın sıcaklığındaki değişim
    • BB) Birim zamanda açığa çıkan ya da alınan ısı miktarı
    • CC) Tepkimenin tamamlanması için gereken toplam süre
    • DD) Birim zamanda tepken ya da ürün miktarındaki değişim
    • EE) Birim hacimde bulunan toplam tanecik sayısı
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) Birim zamanda tepken ya da ürün miktarındaki değişim

    Tepkime hızı, birim zamanda tepken veya ürün miktarındaki değişimdir; derişimle ifade edildiğinde birimi mol/(L · s)'dir. Tepkimenin tamamlanma süresi hızla ilişkili olsa da hızın tanımı değildir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

14. Kolay

    14Bir derste günlük hayattaki bazı kimyasal olaylar hızlarına göre sıralanıyor. Aşağıdakilerden hangisi en hızlı gerçekleşen olaydır?

    • AA) Güneşte kalan fotoğrafın solması
    • BB) Gümüş eşyaların kararması
    • CC) Demirin paslanması
    • DD) Kömürün oluşumu
    • EE) Kaza anında hava yastığının şişmesi
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) Kaza anında hava yastığının şişmesi

    Hava yastığındaki tepkime saniyenin çok küçük bir kesrinde gerçekleşir. Paslanma, kararma, solma ve özellikle kömür oluşumu çok uzun sürelerde gerçekleşen yavaş tepkimelerdir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

15. Kolay

    15Magnezyum şeridin HCl çözeltisiyle tepkimesinde açığa çıkan H₂ gazı ters çevrilmiş bir dereceli silindirde toplanıyor. İlk 30 saniyede 60 mL gaz toplanıyor. Bu aralıkta H₂'nin ortalama oluşma hızı kaç mL/s'dir?

    • AA) 1800
    • BB) 30
    • CC) 2
    • DD) 0,5
    • EE) 60
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) 2

    Ortalama hız = toplanan hacim / süre = 60 / 30 = 2 mL/s'dir. Süreyi hacme bölen öğrenci 0,5 bulur.

    Hata mı var? Düzeltme öner

16. Kolay

    164 L'lik kapalı bir kapta A gazının mol sayısı 20 saniyede 1,2 mol'den 0,4 mol'e düşüyor. A'nın ortalama harcanma hızı kaç mol/(L · s)'dir?

    • AA) 0,01
    • BB) 0,02
    • CC) 0,8
    • DD) 0,2
    • EE) 0,04
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) 0,01

    Δn = 0,8 mol, Δ[A] = 0,8 / 4 = 0,2 M'dır; r = 0,2 / 20 = 0,01 mol/(L · s). Hacme bölmeyi unutan öğrenci 0,04 bulur.

    Hata mı var? Düzeltme öner

17. Kolay

    17Üç grup, mermer parçalarının HCl çözeltisiyle tepkimesini [CaCO₃(k) + 2HCl(suda) → CaCl₂(suda) + H₂O(s) + CO₂(g)] farklı yollarla izliyor. 1. grup, toplanan CO₂ gazının hacmini mililitre olarak her saniye okuyor. 2. grup, ağzı açık kabın kütlesini gram olarak her dakika tartıyor. 3. grup, çözeltideki HCl derişimini her saniye ölçüyor. Buna göre grupların hesaplayacağı tepkime hızlarının birimleri sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?

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

    Doğru cevap: C) mL/s, g/dk, mol/(L · s)

    Tepkime hızı, birim zamandaki madde miktarı değişimidir; birimi ölçülen niceliğe ve zaman birimine göre değişir. 1. grup hacmi (mL) saniyede bir ölçtüğünden hız mL/s; 2. grup kütleyi (g) dakikada bir ölçtüğünden g/dk; 3. grup derişimi (mol/L) saniyede bir ölçtüğünden mol/(L · s) birimiyle bulunur. mol/L ya da g/L hız değil derişim birimidir; hız biriminde zaman mutlaka yer alır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

18. Kolay

    18Sabit hacimli kapalı bir kapta, sabit sıcaklıkta H₂(g) + I₂(g) → 2HI(g) tepkimesi gerçekleşiyor. H₂ ve HI gazları renksiz, I₂ buharı mor renklidir. Bir öğrenci tepkimenin hızını kaptaki toplam basıncı ölçerek izlemek istiyor. Öğrencinin yöntemiyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

    • AA) Uygun değildir; toplam gaz mol sayısı değişmediği için basınç sabit kalır.
    • BB) Uygundur; ürün oluştukça toplam gaz mol sayısı ve basınç sürekli artar.
    • CC) Uygundur; tepkenler harcandıkça toplam gaz mol sayısı ve basınç azalır.
    • DD) Uygun değildir; gaz tepkimelerinin hızı yalnız kütle ölçümüyle izlenebilir.
    • EE) Uygun değildir; kapalı bir kapta gerçekleşen tepkimelerin hızı ölçülemez.
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) Uygun değildir; toplam gaz mol sayısı değişmediği için basınç sabit kalır.

    Hız, tepkime ilerledikçe değişen ölçülebilir bir özellik izlenerek bulunur. Bu tepkimede 2 mol gaz tepkenden 2 mol gaz ürün oluşur; sabit hacim ve sıcaklıkta toplam mol sayısı değişmediğinden basınç da değişmez ve hız hakkında bilgi vermez. Bunun yerine I₂ harcandıkça mor rengin açılması izlenebilir. Kapalı kapta toplam kütle de korunur; bu yüzden kütle ölçümü de işe yaramaz.

    Hata mı var? Düzeltme öner

19. Orta

    19Bir araştırmacı 2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g) tepkimesini izliyor ve belirli bir aralıkta N₂O₅'in 0,02 mol/(L · s) hızla harcandığını ölçüyor. Kaba bağlı oksijen sensörünün verisini bu sonuçla karşılaştırmak istiyor. Aynı aralıkta O₂'nin oluşma hızı kaç mol/(L · s)'dir?

    • AA) 0,005
    • BB) 0,01
    • CC) 0,02
    • DD) 0,04
    • EE) 0,08
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 0,01

    2 mol N₂O₅ harcanırken 1 mol O₂ oluşur; O₂'nin oluşma hızı N₂O₅'in harcanma hızının yarısıdır: 0,02 / 2 = 0,01 mol/(L · s). NO₂'nin katsayısını kullanan öğrenci 0,04 mol/(L · s) bulur; bu değer NO₂'nin oluşma hızıdır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

20. Orta

    20Nitrik asit üretiminde amonyak, platin katalizör üzerinde 4NH₃(g) + 5O₂(g) → 4NO(g) + 6H₂O(g) tepkimesiyle yakılır. Bir mühendis aynı zaman aralığında O₂'nin harcanma hızını H₂O'nun oluşma hızıyla karşılaştırıyor. O₂'nin harcanma hızının H₂O'nun oluşma hızına oranı kaçtır?

    • AA) 4/5
    • BB) 5/6
    • CC) 1
    • DD) 6/5
    • EE) 5/4
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 5/6

    Aynı aralıkta hızlar katsayılarla orantılıdır; O₂'nin katsayısı 5, H₂O'nunki 6 olduğundan oran 5/6'dır. Oranı ters kuran öğrenci 6/5, NH₃ ile karıştıran öğrenci 4/5 bulur.

    Hata mı var? Düzeltme öner