🎓 11. Sınıf
📚 11. Sınıf Kimya
💡 11. Sınıf Kimya: Ortalama hız Çözümlü Örnekler
11. Sınıf Kimya: Ortalama hız Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Tepkime Hızı Tanımı ve Birimi
Buna göre, \( N_2 \) gazının ortalama harcanma hızı kaç \( M/s \)'dir?
Bir kimyasal tepkimede birim zamanda harcanan veya oluşan madde miktarındaki değişime tepkime hızı denir. Tepkime hızı genellikle \( r \) veya \( v \) sembolü ile gösterilir.
\( N_2(g) + 3H_2(g) \rightarrow 2NH_3(g) \) tepkimesinde \( N_2 \) gazının derişimi 20 saniyede \( 0,8 \text{ M} \)'dan \( 0,4 \text{ M} \)'a düşmektedir.Buna göre, \( N_2 \) gazının ortalama harcanma hızı kaç \( M/s \)'dir?
Çözüm:
Tepkime hızını hesaplamak için derişimdeki değişim zaman aralığına bölünür:
- Adım 1: Derişimdeki değişimi (\( \Delta[C] \)) bulalım.
\( \Delta[C] = 0,8 - 0,4 = 0,4 \text{ M} \) - Adım 2: Zaman aralığını (\( \Delta t \)) belirleyelim.
\( \Delta t = 20 \text{ s} \) - Adım 3: Hız formülünü uygulayalım.
Ortalama Hız \( = \frac{\Delta[C]}{\Delta t} \)
\( r = \frac{0,4}{20} \)
\( r = 0,02 \text{ M/s} \)
Örnek 2:
Hızlar Arasındaki İlişki
I. \( X \)'in harcanma hızı, \( Z \)'nin oluşma hızının 2 katıdır.
II. \( Y \)'nin harcanma hızı ile \( T \)'nin oluşma hızı arasındaki ilişki \( 4r_Y = 3r_T \) şeklindedir.
III. Tepkime hızı en fazla olan madde \( T \)'dir.
Yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur?
Bir tepkimedeki maddelerin hızları, tepkime denklemindeki katsayılar ile doğru orantılıdır.
\( 2X(g) + 3Y(g) \rightarrow Z(g) + 4T(g) \) tepkimesine göre:I. \( X \)'in harcanma hızı, \( Z \)'nin oluşma hızının 2 katıdır.
II. \( Y \)'nin harcanma hızı ile \( T \)'nin oluşma hızı arasındaki ilişki \( 4r_Y = 3r_T \) şeklindedir.
III. Tepkime hızı en fazla olan madde \( T \)'dir.
Yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur?
Çözüm:
Katsayılar ile hızlar arasındaki ilişkiyi kuralım:
- Adım 1: Maddelerin hızları arasındaki genel eşitliği yazalım.
\[ \frac{r_X}{2} = \frac{r_Y}{3} = \frac{r_Z}{1} = \frac{r_T}{4} \] - Adım 2: Öncülleri inceleyelim.
I. \( r_X = 2 \times r_Z \) olduğu görülür. Bu ifade doğrudur. 💡
II. \( \frac{r_Y}{3} = \frac{r_T}{4} \) eşitliğinden içler dışlar çarpımı yapılırsa \( 4r_Y = 3r_T \) bulunur. Bu ifade doğrudur. ✅
III. Katsayısı en büyük olan maddenin hızı en büyüktür. \( T \)'nin katsayısı 4 olduğu için hızı en büyüktür. Bu ifade doğrudur. 🚀
Örnek 3:
Kütle ve Zaman İlişkili Hız Hesaplama
Buna göre, \( Mg \) metalinin ortalama harcanma hızı kaç mol/s'dir? (\( Mg = 24 \))
\( Mg(k) + 2HCl(suda) \rightarrow MgCl_2(suda) + H_2(g) \)
Tepkimesine göre 2,4 gram \( Mg \) metali \( HCl \) çözeltisinde 100 saniyede tamamen çözünmektedir.Buna göre, \( Mg \) metalinin ortalama harcanma hızı kaç mol/s'dir? (\( Mg = 24 \))
Çözüm:
Hız birimi mol/s olarak istendiği için önce kütleyi mole çevirmeliyiz:
- Adım 1: \( Mg \)'nin mol sayısını hesaplayalım.
\( n = \frac{m}{M_A} \)
\( n = \frac{2,4}{24} = 0,1 \text{ mol} \) - Adım 2: Zamanı saniye cinsinden alalım (zaten saniye verilmiş).
\( \Delta t = 100 \text{ s} \) - Adım 3: Hızı hesaplayalım.
\( r = \frac{\Delta n}{\Delta t} \)
\( r = \frac{0,1}{100} \)
\( r = 0,001 \text{ mol/s} = 1 \times 10^{-3} \text{ mol/s} \)
Örnek 4:
Gaz Hacmi ve Stoiyometri
Buna göre, \( CO_2 \) gazının ortalama oluşma hızı kaç mol/s'dir?
\( C_3H_8(g) + 5O_2(g) \rightarrow 3CO_2(g) + 4H_2O(g) \)
Yukarıdaki tepkimede \( O_2 \) gazının ortalama harcanma hızı normal koşullarda (NK) \( 11,2 \text{ L/dk} \)'dır.Buna göre, \( CO_2 \) gazının ortalama oluşma hızı kaç mol/s'dir?
Çözüm:
Farklı birimler ve maddeler arası geçiş yapmamız gerekiyor:
- Adım 1: \( O_2 \)'nin hızını mol/dk cinsine çevirelim.
\( 1 \text{ mol} \) gaz NK'da \( 22,4 \text{ L} \) hacim kaplar.
\( r_{O_2} = \frac{11,2}{22,4} = 0,5 \text{ mol/dk} \) - Adım 2: Katsayıları kullanarak \( CO_2 \)'nin hızını mol/dk cinsinden bulalım.
5 mol \( O_2 \) harcandığında 3 mol \( CO_2 \) oluşuyorsa;
0,5 mol/dk \( O_2 \) harcandığında \( x \) mol/dk \( CO_2 \) oluşur.
\( x = \frac{0,5 \times 3}{5} = 0,3 \text{ mol/dk} \) - Adım 3: Birimi mol/s'ye çevirelim (1 dk = 60 s).
\( r_{CO_2} = \frac{0,3 \text{ mol}}{60 \text{ s}} \)
\( r_{CO_2} = 0,005 \text{ mol/s} = 5 \times 10^{-3} \text{ mol/s} \)
Örnek 5:
Grafik Analizi ve Ortalama Hız
Bir kimyasal tepkimede \( A \) maddesinin derişiminin zamanla değişimi şu şekildedir: Tepkime başlangıcında \( A \)'nın derişimi \( 2,0 \text{ M} \)'dır. 40. saniyede derişim \( 0,8 \text{ M} \)'a, 100. saniyede ise \( 0,2 \text{ M} \)'a düşmektedir.
Buna göre, tepkimenin 40. ve 100. saniyeleri arasındaki \( A \) maddesinin ortalama harcanma hızı kaç \( M/s \)'dir?
Çözüm:
Soru bizden belirli bir zaman aralığındaki hızı istemektedir:
- Adım 1: İstenen zaman aralığındaki derişim değişimini bulalım (\( \Delta t = 100 - 40 \)).
40. saniyedeki derişim: \( 0,8 \text{ M} \)
100. saniyedeki derişim: \( 0,2 \text{ M} \)
\( \Delta[A] = 0,8 - 0,2 = 0,6 \text{ M} \) - Adım 2: Zaman farkını hesaplayalım.
\( \Delta t = 100 - 40 = 60 \text{ s} \) - Adım 3: Ortalama hızı hesaplayalım.
\( r = \frac{\Delta[A]}{\Delta t} = \frac{0,6}{60} \)
\( r = 0,01 \text{ M/s} \)
Örnek 6:
Tepkime Hızlarının Karşılaştırılması
Günlük hayatta gerçekleşen aşağıdaki olayların hızlarını en hızlıdan en yavaşa doğru sıralayınız:
1. Havai fişeğin patlaması 🎆 2. Demirin paslanması ⛓️ 3. Besinlerin sindirilmesi 🍎 4. Kağıdın yanması 🔥
Çözüm:
Tepkime hızları maddelerin cinsine ve tepkime türüne bağlıdır:
- 1. Havai fişeğin patlaması: Çok hızlı gerçekleşen iyonik veya patlayıcı bir tepkimedir (Milisaniyeler).
- 4. Kağıdın yanması: Hızlı bir yanma tepkimesidir (Saniyeler/Dakikalar).
- 3. Besinlerin sindirilmesi: Biyokimyasal bir süreçtir ve orta hızdadır (Saatler).
- 2. Demirin paslanması: Çok yavaş gerçekleşen bir oksitlenme tepkimesidir (Aylar/Yıllar).
Örnek 7:
Hacim ve Derişim İlişkili Hız
tepkimesinde \( N_2O_5 \) gazının mol sayısı 50 saniyede \( 0,6 \text{ mol} \)'den \( 0,2 \text{ mol} \)'e düşmektedir.
Buna göre, \( NO_2 \) gazının ortalama oluşma hızı kaç M/s'dir?
\( 2L \)'lik sabit hacimli bir kapta gerçekleşen;
\( 2N_2O_5(g) \rightarrow 4NO_2(g) + O_2(g) \)tepkimesinde \( N_2O_5 \) gazının mol sayısı 50 saniyede \( 0,6 \text{ mol} \)'den \( 0,2 \text{ mol} \)'e düşmektedir.
Buna göre, \( NO_2 \) gazının ortalama oluşma hızı kaç M/s'dir?
Çözüm:
Önce derişim değişimini bulup sonra hıza geçmeliyiz:
- Adım 1: \( N_2O_5 \)'in derişim değişimini (\( \Delta M \)) bulalım.
\( \Delta n = 0,6 - 0,2 = 0,4 \text{ mol} \)
\( \Delta M = \frac{\Delta n}{V} = \frac{0,4}{2} = 0,2 \text{ M} \) - Adım 2: \( N_2O_5 \)'in harcanma hızını bulalım.
\( r_{N_2O_5} = \frac{0,2}{50} = 0,004 \text{ M/s} \) - Adım 3: Katsayı ilişkisinden \( NO_2 \)'nin hızını bulalım.
Tepkimeye göre 2 mol \( N_2O_5 \) harcandığında 4 mol \( NO_2 \) oluşur. Yani \( NO_2 \)'nin hızı \( N_2O_5 \)'in 2 katıdır.
\( r_{NO_2} = 2 \times r_{N_2O_5} = 2 \times 0,004 \)
\( r_{NO_2} = 0,008 \text{ M/s} \)
Örnek 8:
Hız Denklemi Yazımı
Buna göre, bu tepkimenin en küçük tam sayılarla denkleştirilmiş denklemi nedir?
Bir kimyasal tepkimede yer alan maddelerin hızları arasındaki ilişki şöyledir:
\[ r = - \frac{\Delta[CH_4]}{\Delta t} = - \frac{1}{2} \frac{\Delta[O_2]}{\Delta t} = + \frac{\Delta[CO_2]}{\Delta t} = + \frac{1}{2} \frac{\Delta[H_2O]}{\Delta t} \]Buna göre, bu tepkimenin en küçük tam sayılarla denkleştirilmiş denklemi nedir?
Çözüm:
Hız ifadelerindeki paydalar, tepkime denklemindeki katsayıları verir. Eksi (\( - \)) işareti harcananları (girenler), artı (\( + \)) işareti oluşanları (ürünler) temsil eder:
- Adım 1: Girenleri ve ürünleri belirleyelim.
Girenler: \( CH_4 \) ve \( O_2 \)
Ürünler: \( CO_2 \) ve \( H_2O \) - Adım 2: Katsayıları paydalardan çekelim.
\( CH_4 \)'ün paydası 1'dir.
\( O_2 \)'nin paydası 2'dir.
\( CO_2 \)'nin paydası 1'dir.
\( H_2O \)'nun paydası 2'dir. - Adım 3: Denklemi yazalım.
\( CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O \)
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/11-sinif-kimya-ortalama-hiz/sorular