سوال 90 دفترچه (سوال 15 شیمی) رشته ریاضی، تیر 1403

اگر مجموع آنتالپی پیوند H−F و H−Cl برابر 1000 کیلوژول بر مول و نسبت آنتالپی پیوند Cl−Cl به آنتالپی پیوند F−F برابر 1.5 باشد، آنتالپی پیوند F−F با یکای کیلوژول بر مول برابر کدام است؟

1) 145

2) 160

3) 220

4) 255

پاسخ: با استفاده از آنتالپی پیوند واکنش‌ها می‌توانیم به جواب برسیم، می‌دانیم که آنتالپی یک واکنش با استفاده از آنتالپی پیوند عبارت است از: تفاضل (مجموع آنتالپی پیوند، میان مواد واکنش دهنده‌ها و مجموع آنتالپی پیوند، میان فراورده‌ها) حال از آنجایی که صورت سوال، مقادیر آنتالپی پیوند بین اتم‌ها را به طور وابسته به هم داده است، پس می‌توان فرض کرد:

آنتالپی پیوند H−F : A

آنتالپی پیوند H−Cl : 1000-A

همچنین:

آنتالپی پیوند F−F : B

آنتالپی پیوند Cl−Cl : 1.5B

از طرفی با توجه به واکنش اول، آنتالپی پیوند H−H برابر با 435Kj/mol می‌باشد، پس برای به دست آوردن آنتالپی پیوندها، از واکنش دوم شروع می‌کنیم:

H₂(g)+Cl₂(g)→2HCl(g) ΔH=-186kJ

[435+1.5B]-[2(1000-A)]=ΔH

2A+1.5B-1565=-186

2A+1.5B=1379

از طرفی در واکنش سوم می‌توان، آنتالپی پیوند را به صورت زیر نوشت گفت:

H₂(g)+F₂(g)→2HF(g) ΔH=-544kJ

[435+B]-[2A]=ΔH

-2A+B+435=-544

2A-B=979

حال با قرار دادن معادلات نهایی در دستگاه B (یا آنتالپی پیوند F−F) را به دست می‌آوریم:

2A+1.5B=1379

-(2A-B=979)

—————————.

2.5B=400

B=160

پس جواب گزینه 2 خواهد بود.

پیش نیازهای لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر مبحث آنتالپی پیوند
• آشنایی با واکنش‌های گرماگیر و گرماده

تحلیل سوال:

این تست در نگاه اول ما را یاد قانون هس می‌اندازد ولی با بررسی آن متوجه می‌شویم با یک سوال مطلق آنتالپی پیوند روبه‌رو هستیم، همچنین واکنش اول اهمیت معادله خوانی را نشان می‌دهد که داوطلبان کنکور کمتر به این مسئله توجه می‌کنند.

بخش زیبای سوال:

اینکه از سوالی با ظاهر قانون هس، به سوال آنتالپی پیوند می‌رسیم نشان دهنده خلاقیت طراح این تست است.

بخش دوست نداشتنی تست:

ندارد، با سوال استانداردی روبه‌رو بودیم، تبریک به طراح این تست.