سوال 84 دفترچه (سوال 9 شیمی)تجربی، اردیبهشت1403

اگر از سوختن کامل مخلوطی از پروپن و پروپین، 29.12 لیتر گاز اکسیژن در شرایط STP، مصرف شده و حجم گاز کربن‌ دی‌اکسید حاصل 8.96 لیتر کمتر از حجم گاز اکسیژن مصرفی باشد، در مخلوط اولیه جرم پروپن، چند برابر جرم پروپین بوده است؟ (H=1 , C=12: g.mol^-1)

1) 0.47

2) 0.50

3) 2.0

4) 2.10

پاسخ:

ابتدا واکنش سوختن پروپن و پروپین را نوشته و آنها را موازنه می‌کنیم:

کل گاز اکسیژن مصرفی در دو واکنش برابر با 29.12 لیتر است، پس می‌توان گفت اگر A لیتر از گاز اکسیژن در واکنش 1 مصرف شود، مقدار اکسیژن مصرفی در واکنش 2 برابر است با:

29.12-A

از طرفی کل گاز کربن دی‌اکسید تولیدی در دو واکنش برابر با (20.16=8.96-29.12) لیتر است، پس می‌توان گفت اگر B لیتر از گاز کربن دی‌اکسید در واکنش 1 تولید شود، مقدار کربن دی‌اکسید تولیدی در واکنش 2 برابر است با:

20.16-B

پس با استفاده از استوکیومتری و مقادیر حجمی گاز اکسیژن و کربن دی‌اکسید در شرایط STP، در واکنش 1، خواهیم داشت:

که با ساده کردن کسرهای بالا خواهیم داشت:

همچنین با استفاده از استوکیومتری و مقادیر حجمی گاز اکسیژن و کربن دی‌اکسید در شرایط STP، در واکنش 2، خواهیم داشت:

و با ساده کردن کسرهای بالا خواهیم داشت:

از آنجایی که از استوکیومتری واکنش 1 به دست آوردیم که A=1.5B پس می‌توان در رابطۀ بالا به‌جای A از 1.5B استفاده کرد:

با توجه به اینکه B، همان حجم کربن دی‌اکسید تولیدشده در واکنش 1 بود، پس می‌توان با استفاده از آن (13.44lit) جرم مصرفی گاز پروپن در واکنش 1 را به دست آوریم:

همچنین از آنجایی که مقدار کل حجم کربن دی‌اکسید برابر با 20.16 لیتر بود، پس حجم کربن دی‌اکسید تولیدی در واکنش 2، برابر است با:

20.16-13.44=6.72litCO₂

پس با استفاده از 6.72 لیتر تولیدی کربن دی‌اکسید در واکنش 2، جرم پروپین مصرفی در واکنش 2 را نیز به دست می‌آوریم:

پس نسبت جرم گاز پروپن به جرم گاز پروپین برابر است با:

بنابراین پاسخ گزینه 4 هست.

پیش نیاز لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر مبحث موازنه و استوکیومتری
• آشنایی با نام هیدروکربن‌ها
• آشنایی با معادله‌نویسی

تحلیل سوال:

• سرانجام با یک تست مفهومی و تحلیلی استوکیومتری در این کنکور روبه‌رو شدیم که باز نشان از اهمیت مبحث استوکیومتری و نام مواد داشت.

بخش زیبای تست:

• به طور کلی سوال‌های استوکیومتری دو یا چند معادله‌ای که مواد آنها وابسته به یکدیگر می‌باشند، تست‌های تحلیلی و زیبایی هستند.

بخش دوست نداشتنی تست:

• ندارد.

توجه:

راه سریع‌تری برای حل تست بود ولی برای فهم بیشتر آن، به صورت کاملا تشریحی پاسخ داده شد.