الجدول 3-5 تراكيز A و B و C - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 33: صف حالة اتزان تحدث في الحياة اليومية بين عمليتين متعاكستين.

الإجابة: س33: مثال: إناء وعاء مغلق يحتوي ماء، يحدث اتزان بين التبخر والتكاثف عندما يتساوى معدلاهما، فتثبت كمية الماء السائل وبخار الماء.

سؤال 34: إذا قيل لك إن تراكيز المتفاعلات والنواتج لا تتغير فلماذا تستعمل كلمة (ديناميكي) لوصف الاتزان الكيميائي؟

الإجابة: س34: لأن التفاعلات لا تتوقف، بل يستمر التفاعلان الأمامي والعكسي بمعدلين متساويين، فتبدو التراكيز ثابتة.

سؤال 35: هل تمثل المعادلة الآتية اتزانًا متجانسًا أم غير متجانس؟ فسر إجابتك. $H_2O(s) \rightleftharpoons H_2O(l)$

الإجابة: س35: اتزان غير متجانس؛ لأن المواد توجد في حالتين فيزيائيتين مختلفتين (صلب وسائل).

سؤال 36: ما المقصود بموضع الاتزان؟

الإجابة: س36: هو النسب/التراكيز النسبية للمتفاعلات والنواتج عند الاتزان (أي تركيب المزيج عند الاتزان).

سؤال 37: وضح كيفية كتابة تعبير ثابت الاتزان.

الإجابة: س37: يكتب بمول حاصل ضرب تراكيز النواتج (مرفوعة لأس معاملاتها) على حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات (مرفوعة لأس معاملاتها).

سؤال 38: لماذا يجب أن تعير انتباهك للحالات الفيزيائية للنواتج والمتفاعلات عند كتابة تعابير ثابت الاتزان؟

الإجابة: س38: لأن الصلب والسائل النقي لا يدخلان في تعبير K (نشاطهما ثابت)، بينما الغازات والمواد المذابة تدرج في التعبير.

سؤال 39: لماذا تعني قيمة Keq الكبيرة عدديًا أن النواتج مفضلة في نظام الاتزان؟

الإجابة: س39: لأن Keq هي النسبة بين النواتج إلى المتفاعلات، فإذا كانت Keq كبيرة، فهذا يعني أن نسبة النواتج إلى المتفاعلات عند الاتزان كبيرة، أي أن الاتزان يميل لتكوين نواتج أكثر.

سؤال 40: ماذا يحدث لـ Keq لنظام متزن، إذا تم إعادة كتابة معادلة التفاعل بطريقة عكسية؟

الإجابة: س40: تصبح قيمة ثابت الاتزان مقلوباً: $K' = \frac{1}{K_{eq}}$

سؤال 41: كيف لنظام الاتزان أن يحتوي على كميات صغيرة وغير متغيرة من النواتج، وفي الوقت نفسه يحتوي على كميات كبيرة من المتفاعلات؟ كيف يمكن أن تبرر Keq لمثل هذا الاتزان؟

الإجابة: س41: يحدث عندما يكون الاتزان مفضلاً للمتفاعلات ($K_{eq} < 1$)، فتكون نسبة النواتج صغيرة، وتبقى النواتج قليلة لكن ثابتة عند الاتزان.

سؤال 42: اكتب تعبير ثابت الاتزان لكل اتزان متجانس فيما يأتي: a. $2N_2H_4(g) + 2NO_2(g) \rightleftharpoons 3N_2(g) + 4H_2O(g)$ b. $2NbCl_4(g) \rightleftharpoons NbCl_3(g) + NbCl_5(g)$

الإجابة: a. $K_{eq} = \frac{[N_2]^3 [H_2O]^4}{[N_2H_4]^2 [NO_2]^2}$ b. $K_{eq} = \frac{[NbCl_3] [NbCl_5]}{[NbCl_4]^2}$

سؤال 43: افترض أن لديك مكعبًا من فلز المنجنيز النقي طول ضلعه 5.25cm، وكتلته تساوي 1076.6g، فما التركيز المولاري للمنجنيز في المكعب؟

الإجابة: $V = (5.25)^3 \approx 144.7 cm^3$ $n = \frac{1076.6 g}{54.94 g/mol} \approx 19.59 mol$ $M = \frac{n}{V} \approx 1.35 \times 10^2 M$

سؤال 44: قيمة Keq للتفاعل $C \rightleftharpoons 2B + A$ تساوي 3.63، يوضح الجدول 3-5 تراكيز المتفاعلات والنواتج في خليط تفاعلين مختلفين عند درجة الحرارة نفسها. حدد ما إذا كان التفاعلان في حالة اتزان.

الإجابة: بما أن $Q = K_{eq}$ فالتفاعلان في خليط التفاعل في حالة اتزان.

سؤال 45: إذا مر بخار ماء من خلال برادة حديد ينتج أكسيد الحديد III الصلب وغاز الهيدروجين عن التفاعل العكسي، اكتب معادلة كيميائية موزونة وتعبير ثابت الاتزان للتفاعل الذي ينتج أكسيد الحديد III وغاز الهيدروجين.

الإجابة: $3Fe(s) + 4H_2O(g) \rightleftharpoons Fe_3O_4(s) + 4H_2(g)$ $K_{eq} = \frac{[H_2]^4}{[H_2O]^4}$

سؤال 46: ما المقصود بالشغل المبذول على تفاعل ما عند الاتزان؟

الإجابة: س46: ما هو إلا إحداث تغيير (إجهاد) على النظام المتزن مثل تغيير التركيز أو الضغط أو الحرارة.

سؤال 47: كيف يوصف مبدأ لوشاتلييه استجابة الاتزان للإجهاد؟

الإجابة: س47: ينص على أن النظام المتزن يزاح في الاتجاه الذي يقلل تأثير الإجهاد ليعود إلى حالة اتزان جديدة.

سؤال 48: لماذا يسبب إزالة المتفاعل إزاحة التفاعل نحو اليسار؟

الإجابة: س48: لأن إزالة المتفاعل تُنقص تركيزه، فيتحرك الاتزان نحو اليسار لتعويض النقص.

سؤال 49: عند إزاحة الاتزان نحو اليمين، ماذا يحدث لكل من: a. تراكيز المتفاعلات b. تراكيز النواتج

الإجابة: س49: a) تراكيز المتفاعلات: تقل. b) تراكيز النواتج: تزداد.

سؤال 50: كيف يمكن للتغيرات الآتية التأثير في موضع الاتزان للتفاعل المستعمل لإنتاج الميثانول من أول أكسيد الكربون والهيدروجين؟ $CO(g) + 2H_2(g) \rightleftharpoons CH_3OH(g) + \text{حرارة}$ a. إضافة CO b. خفض درجة الحرارة c. إضافة عامل محفز d. إزالة $CH_3OH$ e. تقليل حجم وعاء التفاعل

الإجابة: س50: a) إضافة CO: إزاحة لليمين. b) خفض الحرارة: إزاحة لليمين. c) إضافة محفز: لا تغيير. d) إزالة $CH_3OH$: إزاحة لليمين. e) تقليل الحجم: إزاحة لليمين.

لماذا يوصف الاتزان الكيميائي بأنه 'ديناميكي' على الرغم من ثبات تراكيز المواد؟

• أ) لأن النظام يتوقف عن التفاعل تماماً عند الوصول للاتزان.
• ب) لأن التفاعلين الأمامي والعكسي يستمران بسرعة متساوية، مما يجعل التراكيز ثابتة ظاهرياً مع استمرار حدوث التفاعلات.
• ج) لأن تراكيز المواد تبدأ في التغير بسرعة كبيرة بعد الاتزان.
• د) لأنه مصطلح يستخدم فقط للتفاعلات التي تتضمن غازات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: لأن التفاعلين الأمامي والعكسي يستمران بسرعة متساوية، مما يجعل التراكيز ثابتة ظاهرياً مع استمرار حدوث التفاعلات.

الشرح: 1. عند الاتزان، لا تتوقف التفاعلات الكيميائية. 2. يستمر التفاعل الأمامي (تحول المتفاعلات إلى نواتج) والعكسي (تحول النواتج إلى متفاعلات) في الحدوث. 3. معدل التفاعل الأمامي يصبح مساوياً لمعدل التفاعل العكسي. 4. هذا التساوي في المعدلين هو السبب في بقاء التراكيز ثابتة، رغم استمرار تحول الجزيئات.

تلميح: فكر في ما يحدث على المستوى الجزيئي بعد وصول النظام إلى حالة الاتزان.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل اتزاناً غير متجانس؟

• أ) 2N₂H₄(g) + 2NO₂(g) ⇌ 3N₂(g) + 4H₂O(g)
• ب) 2NbCl₄(g) ⇌ NbCl₃(g) + NbCl₅(g)
• ج) H₂O(s) ⇌ H₂O(l)
• د) CO(g) + 2H₂(g) ⇌ CH₃OH(g)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: H₂O(s) ⇌ H₂O(l)

الشرح: 1. الاتزان غير المتجانس هو الذي توجد فيه المواد المتفاعلة والناتجة في أكثر من طور (حالة فيزيائية). 2. في المعادلة H₂O(s) ⇌ H₂O(l)، توجد المادة في حالتين: الحالة الصلبة (s) والحالة السائلة (l). 3. وجود طورين مختلفين (صلب وسائل) يجعل هذا الاتزان غير متجانس.

تلميح: ركز على الحالات الفيزيائية (صلب، سائل، غاز) للمواد في طرفي المعادلة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما المقصود بـ 'موضع الاتزان' في التفاعل الكيميائي؟

• أ) السرعة التي يصل عندها النظام إلى حالة الثبات.
• ب) درجة الحرارة والضغط اللذين يحدث عندهما الاتزان.
• ج) النسب أو التراكيز النسبية للمتفاعلات والنواتج عند حالة الاتزان.
• د) الطاقة المنطلقة أو الممتصة عند حدوث التفاعل.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: النسب أو التراكيز النسبية للمتفاعلات والنواتج عند حالة الاتزان.

الشرح: موضع الاتزان لا يصف سرعة الوصول للاتزان، بل يصف التركيب النهائي للمزيج التفاعلي. هو النسبة بين تراكيز النواتج وتراكيز المتفاعلات عند ثبات النظام. يشير إلى ما إذا التفاعل يميل لتكوين نواتج أكثر (موضع يميني) أو متفاعلات أكثر (موضع يساري).

تلميح: لا يتعلق بالسرعة، بل يتعلق بالكميات الموجودة عند ثبات النظام.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

عند كتابة تعبير ثابت الاتزان (K_eq)، أي من المواد التالية لا يُدرج تركيزها في التعبير؟

• أ) الغازات فقط.
• ب) المواد في الحالة الصلبة (s) أو السائلة النقية (l).
• ج) جميع المواد بغض النظر عن حالتها.
• د) المواد المذابة في الماء (aq) فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المواد في الحالة الصلبة (s) أو السائلة النقية (l).

الشرح: 1. ثابت الاتزان يعتمد على التراكيز (أو الضغوط الجزئية) للمواد التي تتغير أثناء التفاعل. 2. نشاط المواد الصلبة النقية والسوائل النقية يعتبر ثابتاً لأنه لا يعتمد على الكمية بل على طبيعة المادة نفسها. 3. لذلك، لا تدخل تراكيز المواد ذات الحالة (s) أو (l) في تعبير K_eq، بينما تدخل الغازات (g) والمواد المذابة (aq).

تلميح: تذكر أن نشاط (تركيز فعال) المواد النقية في طورها المنفصل يعتبر ثابتاً.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

إذا أُعيد كتابة معادلة تفاعل متزن بشكل عكسي، ماذا يحدث لقيمة ثابت الاتزان K_eq الجديد؟

• أ) تتضاعف قيمته.
• ب) تصبح قيمة ثابت الاتزان الجديد مقلوب قيمة الثابت الأصلي (K' = 1/K).
• ج) تبقى قيمته كما هي دون تغيير.
• د) تصبح قيمته مساوية للصفر.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تصبح قيمة ثابت الاتزان الجديد مقلوب قيمة الثابت الأصلي (K' = 1/K).

الشرح: 1. ثابت الاتزان الأصلي K = [نواتج] / [متفاعلات]. 2. عند عكس المعادلة، تتبادل المتفاعلات والنواتج أماكنها. 3. يصبح ثابت الاتزان الجديد K' = [متفاعلات سابقة] / [نواتج سابقة]. 4. هذه النسبة هي بالضبط مقلوب النسبة الأصلية، أي K' = 1 / K.

تلميح: فكر في تعريف K_eq كنسبة (نواتج/متفاعلات). ماذا يحدث إذا عكست البسط والمقام؟

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: صعب