المطويات - كتاب الكيمياء - الصف 10 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: التحليل 1. احسب كم يمتد مول ($6.02 \times 10^{23}$ جسيم) من الجسم الذي اخترته إذا رصصت جسيماته بعضها بجوار بعض؟ عبر عن إجابتك بوحدة المتر.

الإجابة: س1: إذا كان طول الجسم المقاس في الخطوة 1 = $3.2\text{ cm} = 0.032\text{ m}$، فإن: المسافة = $(6.02 \times 10^{23}) \times 0.032 \approx 1.93 \times 10^{22}\text{ m}$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - عدد الجسيمات في المول الواحد: $N = 6.02 \times 10^{23}$ جسيم. - طول الجسم الواحد المقاس: $L = 3.2 \text{ cm}$. نحتاج أولاً لتحويل الطول إلى وحدة المتر، حيث أن $1 \text{ m} = 100 \text{ cm}$.
2. **الخطوة 2 (التحويل والمنطق):** لتحويل الطول من السنتيمتر إلى المتر: $$L = 3.2 \text{ cm} = \frac{3.2}{100} \text{ m} = 0.032 \text{ m}$$ الفكرة هنا: إذا رصصنا الجسيمات بجوار بعضها البعض، فإن الطول الكلي سيكون عدد الجسيمات مضروباً في طول الجسيم الواحد.
3. **الخطوة 3 (الحساب):** نطبق العلاقة: $$\text{الطول الكلي} = N \times L$$ بالتعويض: $$\text{الطول الكلي} = (6.02 \times 10^{23}) \times 0.032$$ لحساب ذلك: $$6.02 \times 0.032 = 0.19264$$ إذن: $$\text{الطول الكلي} = 0.19264 \times 10^{23} = 1.9264 \times 10^{22} \text{ m}$$ نقرب الناتج لأقرب منزلتين عشريتين.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، المسافة التي يمتدها مول من الجسيمات هي: $$\text{الطول الكلي} \approx 1.93 \times 10^{22} \text{ m}$$

سؤال 2: 2. احسب المسافة في الخطوة 1 بوحدة السنة الضوئية (ly) علماً بأن ($ly = 9.46 \times 10^{15}\text{ m}$).

الإجابة: س2: المسافة بالـ $(ly) = (1.93 \times 10^{22}) / (9.46 \times 10^{15}) \approx$ $2.04 \times 10^6\text{ ly}$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - المسافة التي حسبناها في السؤال السابق: $D = 1.93 \times 10^{22} \text{ m}$. - تعريف السنة الضوئية: $1 \text{ ly} = 9.46 \times 10^{15} \text{ m}$.
2. **الخطوة 2 (المنطق):** لتحويل المسافة من المتر إلى السنة الضوئية، نحتاج إلى قسمة المسافة بالمتر على قيمة السنة الضوئية بالمتر. الصيغة: $$\text{المسافة (ly)} = \frac{\text{المسافة (m)}}{1 \text{ ly (m)}}$$
3. **الخطوة 3 (الحساب):** بالتعويض: $$\text{المسافة (ly)} = \frac{1.93 \times 10^{22}}{9.46 \times 10^{15}}$$ لحساب ذلك: - نقسم الأعداد: $1.93 / 9.46 \approx 0.204$ - نطرح الأسس: $10^{22} / 10^{15} = 10^{22-15} = 10^{7}$ إذن: $$\text{المسافة (ly)} \approx 0.204 \times 10^{7} = 2.04 \times 10^{6}$$ نقرب الناتج لأقرب منزلتين عشريتين.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن، المسافة بوحدة السنة الضوئية هي: $$\text{المسافة} \approx 2.04 \times 10^{6} \text{ ly}$$

سؤال 3: 3. قارن المسافة التي حسبتها في الخطوة الثانية بهذه المسافات الهائلة: a. المسافة إلى أقرب نجم (غير الشمس) 4.3 سنة ضوئية. b. المسافة إلى مركز مجرتنا 30.000 سنة ضوئية. c. المسافة إلى أقرب مجرة $2 \times 10^6$ سنة ضوئية.

الإجابة: س3: a. أكبر بكثير من 4.3 ly (حوالي $4.7 \times 10^5$ مرة). b. أكبر من 30,000 ly (حوالي 68 مرة). c. قريبة جداً من $2 \times 10^6\text{ ly}$ (تقريباً مساوية لمسافة أقرب مجرة).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - المسافة التي حسبناها: $D_{\text{مول}} \approx 2.04 \times 10^{6} \text{ ly}$. - المسافات للمقارنة: a. المسافة إلى أقرب نجم (غير الشمس): $4.3 \text{ ly}$. b. المسافة إلى مركز مجرتنا: $30,000 \text{ ly}$. c. المسافة إلى أقرب مجرة: $2 \times 10^{6} \text{ ly}$.
2. **الخطوة 2 (المقارنة):** نقارن المسافة $D_{\text{مول}}$ مع كل مسافة: **a. مقارنة مع 4.3 ly:** نقسم $D_{\text{مول}}$ على 4.3: $$\frac{2.04 \times 10^{6}}{4.3} \approx 4.74 \times 10^{5}$$ هذا يعني أن $D_{\text{مول}}$ أكبر بحوالي $4.74 \times 10^{5}$ مرة من 4.3 ly، أي أكبر بكثير. **b. مقارنة مع 30,000 ly:** نقسم $D_{\text{مول}}$ على 30,000: $$\frac{2.04 \times 10^{6}}{3 \times 10^{4}} = 0.68 \times 10^{2} = 68$$ هذا يعني أن $D_{\text{مول}}$ أكبر بحوالي 68 مرة من 30,000 ly. **c. مقارنة مع $2 \times 10^{6} \text{ ly}$:** نقارن مباشرة: $$D_{\text{مول}} \approx 2.04 \times 10^{6} \text{ ly}$$ $$\text{أقرب مجرة} = 2 \times 10^{6} \text{ ly}$$ القيمتان متقاربتان جداً، حيث الفرق بسيط (حوالي 0.04 × 10^6 ly).
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن: - مقارنة مع 4.3 ly: $D_{\text{مول}}$ **أكبر بكثير** (حوالي $4.7 \times 10^{5}$ مرة). - مقارنة مع 30,000 ly: $D_{\text{مول}}$ **أكبر** (حوالي 68 مرة). - مقارنة مع $2 \times 10^{6} \text{ ly}$: $D_{\text{مول}}$ **قريبة جداً** (تقريباً مساوية لمسافة أقرب مجرة).

سؤال استقصاء: استقصاء قارن نتائجك بنتائج أحد زملائك في الصف. هل تساوي كتلة مول من الجسم الذي اخترته كتلة مول من الجسم الذي اختاره زميلك؟ صمم استقصاء تحدد فيه ما إذا كان هناك علاقة بين المول والكتلة.

الإجابة: س: استقصاء ج: لا، لا تتساوى عادة؛ لأن كتلة 1 مول تعتمد على كتلة الجسيم الواحد. استقصاء مقترح: زن عينات، احسب كتلة القطعة، ثم احسب كتلة المول ($m=nM$) وستجد العلاقة طردية.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** الفكرة في هذا السؤال هي فهم العلاقة بين المول والكتلة. المول هو وحدة لقياس كمية المادة، ويمثل عدد أفوجادرو من الجسيمات ($6.02 \times 10^{23}$). عند مقارنة كتلة مول من جسمين مختلفين (مثل جسمك وجسم زميلك)، فإن الكتلة تعتمد على كتلة الجسيم الواحد لكل جسم. إذا كان الجسيمان مختلفين (مثل ذرة حديد وذرة ألومنيوم)، فإن كتلتهما الذرية مختلفة، وبالتالي كتلة المول ستكون مختلفة. لتصميم استقصاء لتحديد العلاقة: 1. اختر عينات من مواد مختلفة (مثل معادن أو مركبات). 2. زن كتلة عينة صغيرة من كل مادة باستخدام ميزان. 3. احسب عدد المولات (n) في العينة باستخدام العلاقة $n = \frac{\text{الكتلة المقاسة}}{\text{الكتلة المولية (M)}}$، حيث الكتلة المولية هي كتلة مول واحد من المادة. 4. لاحظ أنه عند زيادة عدد المولات (n)، تزداد الكتلة المقاسة، مما يدل على وجود علاقة طردية بينهما. إذن، الإجابة على السؤال الأول: **لا، لا تتساوى كتلة مول من جسمين مختلفين عادةً؛ لأن الكتلة تعتمد على كتلة الجسيم الواحد لكل جسم.** ولتصميم الاستقصاء: يمكنك استخدام العلاقة $m = n \times M$، حيث m هي الكتلة، n عدد المولات، وM الكتلة المولية، وستجد أن العلاقة بين الكتلة وعدد المولات هي علاقة طردية.

ما الخطوة الأولى في تصميم استقصاء لتحديد العلاقة بين المول والكتلة؟

• أ) وزن عينة واحدة فقط
• ب) اختيار عينات من مواد مختلفة
• ج) حساب المسافة بالسنة الضوئية
• د) رص جسيمات الجسم بجوار بعضها

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: اختيار عينات من مواد مختلفة

الشرح: 1. لدراسة العلاقة بين المول والكتلة، يجب مقارنة مواد مختلفة. 2. الخطوة الأولى هي اختيار عينات من مواد مختلفة (مثل معادن أو مركبات). 3. ثم تزن كتلة كل عينة وتحسب عدد المولات فيها. 4. أخيراً، تلاحظ العلاقة بين الكتلة وعدد المولات.

تلميح: الاستقصاء يبدأ بجمع عينات للمقارنة بينها.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

إذا كان طول جسيم واحد 0.032 متر، فما الصيغة الصحيحة لحساب الطول الكلي لمول واحد (6.02 × 10^23 جسيم) من هذه الجسيمات إذا رُصَّت بجوار بعضها؟

• أ) الطول الكلي = (6.02 × 10^23) / 0.032
• ب) الطول الكلي = 0.032 / (6.02 × 10^23)
• ج) الطول الكلي = (6.02 × 10^23) + 0.032
• د) الطول الكلي = (6.02 × 10^23) × 0.032

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: الطول الكلي = (6.02 × 10^23) × 0.032

الشرح: 1. عدد الجسيمات في المول الواحد: N = 6.02 × 10^23. 2. طول الجسيم الواحد: L = 0.032 متر. 3. إذا رُصَّت الجسيمات بجوار بعض، فالطول الكلي = عدد الجسيمات × طول الواحد. 4. إذن: الطول الكلي = N × L = (6.02 × 10^23) × 0.032.

تلميح: فكر في أن الطول الكلي هو حاصل ضرب عدد الجسيمات في طول الجسيم الواحد.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما الصيغة المستخدمة لتحويل مسافة مقاسة بالمتر (m) إلى سنة ضوئية (ly)؟

• أ) المسافة (ly) = المسافة (m) × (9.46 × 10^15)
• ب) المسافة (ly) = المسافة (m) / (9.46 × 10^15)
• ج) المسافة (ly) = (9.46 × 10^15) / المسافة (m)
• د) المسافة (ly) = المسافة (m) + (9.46 × 10^15)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المسافة (ly) = المسافة (m) / (9.46 × 10^15)

الشرح: 1. السنة الضوئية (ly) وحدة لقياس المسافات الفلكية الكبيرة. 2. 1 ly = 9.46 × 10^15 متر. 3. لتحويل مسافة من المتر إلى السنة الضوئية، نقسم المسافة بالمتر على قيمة السنة الضوئية بالمتر. 4. الصيغة: المسافة (ly) = المسافة (m) / (9.46 × 10^15).

تلميح: السنة الضوئية وحدة طول أكبر من المتر، لذا التحويل يكون بالقسمة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما وحدة العد التي يستخدمها الكيميائيون لعد الأعداد الكبيرة جداً من الجسيمات؟

• أ) الدرزن
• ب) المول
• ج) الرزمة
• د) الكيلوغرام

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المول

الشرح: 1. الكيميائيون يتعاملون مع أعداد هائلة من الذرات والجزيئات. 2. يستخدمون وحدة قياسية تسمى المول لتسهيل التعامل مع هذه الأعداد. 3. المول يعادل عدد أفوجادرو من الجسيمات، وهو 6.02 × 10^23.

تلميح: هي وحدة قياس كمية المادة، مشابهة للدرزن أو الرزمة ولكن لأعداد أكبر بكثير.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

بناءً على مفهوم المول، هل تتساوى كتلة مول من الحديد مع كتلة مول من الألومنيوم؟ ولماذا؟

• أ) نعم، لأن المول دائماً يساوي 6.02 × 10^23 جسيم.
• ب) لا، لأن كتلة المول تعتمد على الكتلة الذرية (أو الجزيئية) للجسيم الواحد.
• ج) نعم، لأن المول وحدة قياس كمية المادة فقط.
• د) لا، لأن ذلك يعتمد على حجم الجسيمات وليس كتلتها.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لا، لأن كتلة المول تعتمد على الكتلة الذرية (أو الجزيئية) للجسيم الواحد.

الشرح: 1. المول هو كمية مادة تحتوي على عدد أفوجادرو ثابت من الجسيمات (6.02 × 10^23). 2. كتلة المول الواحد (الكتلة المولية) = كتلة الجسيم الواحد × عدد أفوجادرو. 3. كتلة ذرة الحديد تختلف عن كتلة ذرة الألومنيوم. 4. لذلك، كتلة مول الحديد ≠ كتلة مول الألومنيوم.

تلميح: فكر في أن المول هو عدد ثابت من الجسيمات، ولكن كتلة هذه الجسيمات تختلف من مادة لأخرى.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب