سوال 89 دفترچۀریاضی(سوال 14 شیمی)،اردیبهشت1403

با توجه به واکنش‌های داده شده، آنتالپی واکنش:

2NH₃(g)+3N₂O(g)→4N₂(g)+3H₂O(l)

برابر چند کیلوژول است؟

4NH₃(g)+3O₂(g)→2N₂(g)+6H₂O(l) , ΔH= -1530kJ

N₂O(g)+H₂(g)→N₂(g)+H₂O(l) , ΔH= -376kJ

2H₂+O₂→2H₂O(l) , ΔH= -572kJ

1) 988-

2) 1035-

3) 1105-

4) 1058-

پاسخ:

با استفاده از قانون هس، از ΔH واکنش‌های داده شده، به ΔH واکنش موردنظر می‌رسیم.

برای شروع، واکنش‌ها را شماره‌گذاری می‌کنیم:

1) 4NH₃(g)+3O₂(g)→2N₂(g)+6H₂O(l) , ΔH= -1530kJ

2)‌ N₂O(g)+H₂(g)→N₂(g)+H₂O(l) , ΔH= -376kJ

3) 2H₂+O₂→2H₂O(l) , ΔH= -572kJ

در ابتدا واکنش 1 را به عدد دو تقسیم می‌کنیم تا ضریب استوکیومتری NH₃ با ضریب استوکیومتری آن، در واکنش موردنظر برابر شود، فراموش نکنیم که با تقسیم واکنش به عدد دو، ΔH آن واکنش نیز به 2 تقسیم می‌شود:

1) 2NH₃(g)+³⁄₂O₂(g)→N₂(g)+3H₂O(l) , ΔH₁= -765kJ

در ادامه برای برابر شدن ضریب N₂O با واکنش مدنظر، واکنش 2 را در عدد سه ضرب می‌کنیم که ΔH این واکنش هم در این عدد ضرب خواهد شد:

2) 3N₂O(g)+3H₂(g)→3N₂(g)+3H₂O(l) , ΔH₂= -1128kJ

در آخر برای برابر شدن ضریب H₂O با واکنش مدنظر، واکنش 3 را برعکس کرده و آن را در ³⁄₂ ضرب می‌کنیم، بدین صورت ΔH این واکنش هم در عدد ³⁄₂– ضرب خواهد شد:

3) 3H₂O(l)→3H₂+³⁄₂O₂ , ΔH₃= 858kJ

حال از جمع هر سه واکنش به واکنش مدنظر خواهیم رسید و ΔH واکنش خواسته شده برابر خواهد بود با جمع ΔHهای هر سه واکنش:

2NH₃(g)+³⁄₂O₂(g)→N₂(g)+3H₂O(l) , ΔH= -765kJ

3N₂O(g)+3H₂(g)→3N₂(g)+3H₂O(l) , ΔH= -1128kJ

3H₂O(l)→3H₂+³⁄₂O₂ , ΔH= 858kJ

——————————————————————————-.

2NH₃(g)+3N₂O(g)→4N₂(g)+3H₂O(l) ΔH=ΔH₁+ΔH₂+ΔH₃

ΔH= -765+(-1128)+858

ΔH= -1035kJ/mol

بنابراین پاسخ گزینۀ 2 هست.

پیش نیاز لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر مبحث قانون هس

تحلیل سوال:

• به دست آوردن ΔH به چندین روش انجام می‌شود (مانند آنتالپی پیوند، قانون هس، روش‌های تجربی، و محاسباتی فرای کنکور) که قانون هس یکی از موارد مورد علاقه طراحان کنکور است.

بخش زیبای تست:

• محاسبه ضریب H₂O با استفاده از واکنش سوم از زیبایی‌های این تست بود.

بخش دوست نداشتنی تست:

• نداشت، تست استانداردی بود.

برای دستیابی به نمره 20 امتحان نهایی و درصد بالای کنکور، به اندازۀ یک کلیک فاصله داری.