سوال 103دفترچۀریاضی(سوال 28 شیمی)،اردیبهشت1403

کدام مورد، از شرایط افزایش میزان تولید آمونیاک در واحد زمان، طی فرایند هابر، نیست؟

1. خارج کردن فراورده از ظرف واکنش
2. استفاده از کاتالیزگر
3. کاهش فشار
4. افزایش دما

پاسخ:

واکنش تولید آمونیاک (NH₃) به صورت زیر است:

N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g) , ΔH<0

طبق اصل لوشاتلیه، با کاهش یک ماده در یک واکنش برگشت‌پذیر، واکنش در جهت تولید آن ماده، پیشرفت می‌کند و بالعکس، با افزایش یک ماده در یک واکنش برگشت‌پذیر، واکنش در جهت مصرف آن ماده، پیشرفت می‌کند.

حال به سراغ گزینه‌ها می‌رویم:

1) خارج کردن فراورده از ظرف واکنش:

از آنجایی که فراوردۀ این واکنش، آمونیاک است، و هدف افزایش میزان تولید آمونیاک می‌باشد، با خارج کردن فراورده (آمونیاک) از ظرف واکنش، طبق اصل لوشاتلیه، واکنش در جهت تولید بیشتر آمونیاک (جهت رفت) پیشرفت می‌کند و آمونیاک بیشتری تولید خواهد شد.

2) استفاده از کاتالیزگر:

کاتالیزگر باعث کاهش انرژی فعال‌سازی شده و سرعت انجام واکنش را افزایش می‌دهد، پس در واحد زمان، شاهد افزایش تولید آمونیاک خواهیم بود.

3) کاهش فشار:

طبق واکنش بالا، 4 مول گازی در سمت واکنش دهنده‌ها، و 2 مول گازی در سمت فراورده‌ داریم، پس فشار در سمت واکنش‌دهنده بیشتر است، در نتیجه با کاهش فشار، طبق اصل لوشاتلیه، واکنش به سمتی حرکت می‌کند که فشار بیشتر است (سمت واکنش دهنده)، پس با کاهش تولید آمونیاک روبه‌رو خواهیم بود.

4) افزایش دما:

واکنش تولید آمونیاک، گرماده بوده، و با افزایش دما، طبق اصل لوشاتلیه، واکنش به سمت واکنش‌دهنده جابه‌جا خواهد شد، و با کاهش تولید آمونیاک روبه‌رو خواهیم بود، ولی فراموش نکنیم که افزایش دما، باعث افزایش سرعت واکنش شده، و در واحد زمان (یک لحظه)، شاهد افزایش تولید آمونیاک خواهیم بود و در صورت ادامه‌دار بودن افزایش دما و پیشرفت واکنش در جهت برگشت، تولید آمونیاک، کم خواهد شد.

بنابراین پاسخ گزینۀ 3 هست.

پیش نیاز لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر اصل لوشاتلیه
• آشنایی با واکنش تولید آمونیاک

تحلیل سوال:

• اصل لوشاتلیه یکی از تست‌های پایه ثابت کنکور بوده که هر ساله به طور مستقیم و غیرمستقیم، شاهد آن در کنکور هستیم.

بخش زیبای تست:

• گزینۀ 4 به زیبایی تفاوت پیشرفت لحظه‌ای و متوسط واکنش را با دما نشان داده است.

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.