سوال 107 دفترچه (سوال 32 شیمی)رشته تجربی، تیر1403

دربارهٔ دو واکنش داده‌شده، کدام مورد درست است؟ (معادلهٔ واکنش‌ها موازنه شود، C=12:g.mol⁻¹)

I) C₂H₂N₂O₄(s)+O₂(g)→CO₂(g)+H₂O(g)+N₂(g)
II) C₇H₅N₃O₆(s)→N₂(g)+H₂O(g)+CO(g)+C(s)

1. یکی از واکنش‌ها از نوع سوختن است و مجموع ضرایب استوکیومتری فرآورده‌های گازی در واکنش II، دو برابر مجموع ضرایب استوکیومتری فرآورده‌های واکنش I است.
2. یکی از واکنش‌ها از نوع سوختن است و مجموع ضرایب استوکیومتری واکنش دهنده‌ها در واکنش I، با ضریب استوکیومتری یکی از فرآورده‌های آن برابر است.
3. در واکنش I، به‌ازای مصرف 0.72 مول از واکنش‌دهنده‌ها (با نسبت‌های استوکیومتری)، 1.92 مول فرآورده تشکیل می‌شود.
4. در واکنش II، به‌ازای مصرف 0.27 مول از واکنش‌دهنده، 10.5 گرم فرآوردهٔ جامد تشکیل می‌شود.

پاسخ: ابتدا دو واکنش را موازنه می‌کنیم:

در معادلۀ I، موازنه را از نیتروژن (که کمترین تکرار را دارد) شروع می‌کنیم و در واکنش II، نیز موازنه را مجدد از نیتروژن آغاز می‌کنیم:

I) 2C₂H₂N₂O₄(s)+O₂(g)→4CO₂(g)+2H₂O(g)+2N₂(g)
II) 2C₇H₅N₃O₆(s)→3N₂(g)+5H₂O(g)+7CO(g)+7C(s)

حال به سراغ گزینه‌ها می‌رویم:

1) یکی از واکنش‌ها از نوع سوختن است و مجموع ضرایب استوکیومتری فرآورده‌های گازی در واکنش II، دو برابر مجموع ضرایب استوکیومتری فرآورده‌های واکنش I است:

نادرست است زیرا: واکنش I، از نوع سوختن است، ولی مجموع ضرایب استوکیومتری فرآورده‌های گازی در واکنش II برابر است با:

3+5+7=15

و مجموع ضرایب استوکیومتری فرآورده‌های واکنش I برابر است با:

4+2+2=8

که این نسبت برابر با دو نیست.

2) یکی از واکنش‌ها از نوع سوختن است و مجموع ضرایب استوکیومتری واکنش دهنده‌ها در واکنش I، با ضریب استوکیومتری یکی از فرآورده‌های آن برابر است:

نادرست است زیرا: مجموع ضرایب استوکیومتری واکنش دهنده‌ها در واکنش I، برابر است با:

2+1=3

که ضریب استوکیومتری هیچ یک از فرآورده‌های واکنش I، برابر با 3 نیست.

3) در واکنش I، به‌ازای مصرف 0.72 مول از واکنش‌دهنده‌ها (با نسبت‌های استوکیومتری)، 1.92 مول فرآورده تشکیل می‌شود:

درست است: با توجه به اینکه در واکنش I:

• 3 مول واکنش دهنده
• 8 مول فراورده

داریم، پس با استفاده از استوکیومتری، به ازای 0.72 مول از واکنش دهنده‌ها، 1.92 مول فراورده داریم:

4) در واکنش II، به‌ازای مصرف 0.27 مول از واکنش‌دهنده، 10.5 گرم فرآوردهٔ جامد تشکیل می‌شود:

نادرست است زیرا: در واکنش II، فراورده جامد C(s) می‌باشد، پس با استفاده از استوکیومتری خواهیم داشت:

بنابراین جواب گزینۀ 3 خواهد بود.

پیش نیازهای لازم برای پاسخ به این تست:

• احاطه بر موازنه
• احاطه بر استوکیومتری

تحلیل سوال:

• باز با یک تست موازنه و استوکیومتری دیگر روبه‌رو بودیم که نشان از اهمیت بسیار زیاد استوکیومتری در کنکور می‌دهد.

بخش زیبای تست:

• موازنه واکنش دوم و استوکیومتری واکنش سوم از بخش‌های زیبای این تست بودند.

بخش دوست نداشتنی تست:

• ندارد؛ تست استانداردی بود، تبریک به طراح تست.