صفحة 165 - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 7: 7. عند ضغط 1.00 atm ودرجة حرارة 20°C، يذوب 1.72 g $\text{CO}_2$ في 1L ماء. فما كمية $\text{CO}_2$ الذائبة إذا ارتفع الضغط إلى 1.35 atm مع بقاء درجة الحرارة نفسها؟ a. 2.32 g/L b. 1.27 g/L c. 0.785 g/L d. 0.431 g/L

الإجابة: س 7: حسب قانون هنري: $m_2 = 1.72 \times \frac{1.35}{1.00} =$ $2.32\text{ g/L}$ الإجابة الصحيحة: (أ)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - عند الضغط الأول P₁ = 1.00 atm، كمية الذوبان m₁ = 1.72 g/L - الضغط الجديد P₂ = 1.35 atm - درجة الحرارة ثابتة (20°C)
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون هنري للذوبانية: $$m_2 = m_1 \times \frac{P_2}{P_1}$$ حيث أن الذوبانية تتناسب طردياً مع الضغط عند درجة حرارة ثابتة.
3. **الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض في القانون: $$m_2 = 1.72 \times \frac{1.35}{1.00}$$ $$m_2 = 1.72 \times 1.35 = 2.322$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن كمية ثاني أكسيد الكربون الذائبة = **2.32 g/L**

سؤال 8: 8. أي العبارات الآتية لا يصف ما يحدث عندما يغلي السائل؟ a. ترتفع درجة حرارة النظام. b. يمتص النظام الطاقة. c. يتساوى الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي. d. يدخل السائل في طور الغاز.

الإجابة: س 8: (أ) ترتفع درجة حرارة النظام

خطوات الحل:

1. **الشرح:** عند غليان السائل، يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. الفكرة الأساسية هنا هي فهم ما يحدث أثناء عملية الغليان. عند نقطة الغليان، يصبح الضغط البخاري للسائل مساوياً للضغط الجوي المحيط (الخيار ج صحيح). أثناء الغليان، يمتص السائل طاقة حرارية لتحويل جزيئاته من الحالة السائلة إلى الغازية (الخيار ب صحيح). التحول من سائل إلى غاز هو بالضبط ما يحدث أثناء الغليان (الخيار د صحيح). أما الخيار (أ) فهو غير صحيح، لأن درجة حرارة النظام تبقى ثابتة أثناء الغليان عند الضغط الجوي الثابت، حيث تذهب كل الطاقة الممتصة إلى تغيير حالة المادة وليس إلى رفع درجة الحرارة. إذن العبارة التي لا تصف ما يحدث عند الغليان هي: **ترتفع درجة حرارة النظام**

سؤال 9: 9. ما اسم المركب ذي الصيغة الهيكلية المبينة أعلاه؟ a. 2، 2، 3 - ثلاثي ميثيل – 3 - إيثيل بنتان b. 3 - إيثيل – 3، 4 - ثنائي ميثيل بنتان c. 2 - بيوتيل – 2 - إيثيل بيوتان. d. 3 - إيثيل – 2، 2 ، 3 - ثلاثي ميثيل بنتان.

الإجابة: س 9: 3-إيثيل-2,2,3-ثلاثي ميثيل بنتان الإجابة الصحيحة: (د)

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لتسمية المركبات العضوية، نتبع قواعد IUPAC التي تتضمن: 1. تحديد أطول سلسلة كربونية 2. ترقيم السلسلة لإعطاء المجموعات الفرعية أصغر الأرقام 3. تسمية المجموعات الفرعية حسب موقعها ونوعها
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بناءً على الصيغة الهيكلية (المبينة في السؤال الأصلي): - أطول سلسلة كربونية هي بنتان (5 ذرات كربون) - المجموعات الفرعية: إيثيل في الكربون 3، ومجموعات ميثيل في الكربونات 2 و2 و3 - الترقيم الصحيح يعطي المجموعات الفرعية الأرقام: 2,2,3-ثلاثي ميثيل و3-إيثيل
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن اسم المركب هو: **3-إيثيل-2,2,3-ثلاثي ميثيل بنتان**

سؤال 10: 10. ما حالة المادة الواقعة عند درجة حرارة 80°C- وضغط 10 atm؟

الإجابة: س 10: صلبة

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لنفهم هذا السؤال، نحتاج إلى معرفة مخطط الطور (Phase Diagram) للمادة. كل مادة لها مخطط طور يوضح حالاتها (صلبة، سائلة، غازية) عند درجات حرارة وضغوط مختلفة.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** عند النظر إلى النقطة المعطاة: - درجة الحرارة: -80°C - الضغط: 10 atm نحتاج إلى تحديد المنطقة التي تقع فيها هذه النقطة على مخطط الطور. عند درجة حرارة منخفضة (-80°C) وضغط مرتفع (10 atm)، تكون معظم المواد في الحالة الصلبة.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن حالة المادة عند هذه الظروف هي: **صلبة**

سؤال 11: 11. ما درجة الحرارة والضغط عندما تكون المادة عند نقطتها الثلاثية؟

الإجابة: س 11: $T \approx -70^\circ\text{C}$ و $P \approx 5\text{ atm}$

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** النقطة الثلاثية (Triple Point) هي نقطة فريدة في مخطط الطور حيث تتعايس الحالات الثلاث للمادة (الصلبة، السائلة، الغازية) في حالة توازن.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لكل مادة نقطة ثلاثية محددة بدرجة حرارة وضغط معينين. بالنظر إلى مخطط الطور للمادة في السؤال، نجد أن النقطة الثلاثية تقع عند: - درجة حرارة تقريبية: -70°C - ضغط تقريبي: 5 atm
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن عند النقطة الثلاثية: **درجة الحرارة ≈ -70°C والضغط ≈ 5 atm**

سؤال 12: 12. صف التغيرات التي تحدث في الترتيب الجزيئي عند زيادة الضغط من 8 atm إلى 16 atm، مع بقاء درجة الحرارة ثابتة عند (0°C).

الإجابة: س 12: تتقارب الجزيئات ويقلّ الفراغ بينها، ويحدث تكاثف (تحول من غاز إلى سائل) عند عبور حدّ التبخر/التكاثف.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** الفكرة هنا هي فهم تأثير الضغط على الترتيب الجزيئي للمادة عند درجة حرارة ثابتة. عند درجة حرارة 0°C، إذا بدأنا بضغط 8 atm، قد تكون المادة في الحالة الغازية (اعتماداً على المادة). عند زيادة الضغط من 8 atm إلى 16 atm مع ثبات درجة الحرارة، يحدث ما يلي: 1. **تقارب الجزيئات**: تبدأ الجزيئات في الاقتراب من بعضها بسبب زيادة الضغط. 2. **نقص الفراغات**: تقل المسافات بين الجزيئات. 3. **تغير الطور**: إذا تجاوز الضغط حداً معيناً (ضغط التكاثف)، تتحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة. هذا التحول يسمى التكاثف، حيث تفقد الجزيئات طاقتها الحركية وتتجمع لتشكل سائلاً. إذن التغيرات التي تحدث هي: **تتقارب الجزيئات ويقل الفراغ بينها، ويحدث تحول من غاز إلى سائل (تكاثف)**

سؤال 13: 13. إذا احترق 5.00 L من غاز الهيدروجين عند درجة حرارة 20.0°C وضغط مقداره 80.1Kpa مع كمية فائضة من الأكسجين لتكوين الماء، فما كتلة الأكسجين المستهلك؟ افترض أن كلاً من درجة الحرارة والضغط ثابتان.

الإجابة: س 13: $n(\text{H}_2) = \frac{PV}{RT} = \frac{80.1 \times 5.00}{8.314 \times 293.15} = 0.164\text{ mol}$ $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O} \Rightarrow n(\text{O}_2) =$ $\frac{0.164}{2} = 0.0822\text{ mol}$ $m(\text{O}_2) = 0.0822 \times 32.00 = 2.63\text{ g}$ كتلة الأكسجين المستهلك = 2.63 g

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - حجم غاز الهيدروجين: V = 5.00 L - درجة الحرارة: T = 20.0°C = 293.15 K - الضغط: P = 80.1 kPa = 80.1 × 10³ Pa - ثابت الغازات: R = 8.314 J/(mol·K) - الكتلة المولية للأكسجين: 32.00 g/mol
2. **الخطوة 2 (القانون):** أولاً: نستخدم قانون الغاز المثالي لإيجاد عدد مولات الهيدروجين: $$n = \frac{PV}{RT}$$ ثانياً: نستخدم معادلة التفاعل: $$2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}$$ من المعادلة: كل 2 مول من H₂ يتفاعل مع 1 مول من O₂
3. **الخطوة 3 (الحل):** 1. حساب مولات الهيدروجين: $$n(\text{H}_2) = \frac{80.1 \times 10^3 \times 5.00 \times 10^{-3}}{8.314 \times 293.15}$$ $$n(\text{H}_2) = \frac{400.5}{2437.6} = 0.164\text{ mol}$$ 2. حساب مولات الأكسجين من نسبة التفاعل: $$n(\text{O}_2) = \frac{n(\text{H}_2)}{2} = \frac{0.164}{2} = 0.0822\text{ mol}$$ 3. حساب كتلة الأكسجين: $$m(\text{O}_2) = n \times M = 0.0822 \times 32.00 = 2.63\text{ g}$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن كتلة الأكسجين المستهلك = **2.63 g**

أي العبارات الآتية لا يصف ما يحدث عندما يغلي السائل؟

• أ) ترتفع درجة حرارة النظام.
• ب) يمتص النظام الطاقة.
• ج) يتساوى الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي.
• د) يدخل السائل في طور الغاز.

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: ترتفع درجة حرارة النظام.

الشرح: 1. أثناء الغليان، تبقى درجة حرارة النظام ثابتة عند نقطة الغليان. 2. الطاقة الممتصة تستخدم في تغيير حالة المادة من سائل إلى غاز، وليس في رفع درجة الحرارة. 3. العبارات الأخرى صحيحة: يمتص النظام طاقة، ويتساوى الضغط البخاري مع الجوي، ويتحول السائل إلى غاز.

تلميح: فكر في ما يحدث لدرجة الحرارة أثناء عملية تغيير الطور (مثل الغليان) عند ضغط ثابت.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما اسم المركب العضوي وفق قواعد IUPAC إذا علمت أن أطول سلسلة كربونية به هي بنتان (5 ذرات كربون)، ويحتوي على مجموعة إيثيل في الكربون 3، ومجموعات ميثيل في الكربونات 2 و2 و3؟

• أ) 2,2,3-ثلاثي ميثيل-3-إيثيل بنتان
• ب) 3-إيثيل-3,4-ثنائي ميثيل بنتان
• ج) 2-بيوتيل-2-إيثيل بيوتان
• د) 3-إيثيل-2,2,3-ثلاثي ميثيل بنتان

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: 3-إيثيل-2,2,3-ثلاثي ميثيل بنتان

الشرح: 1. السلسلة الرئيسية: بنتان (5 كربونات). 2. المجموعات الفرعية ومواقعها: إيثيل عند الكربون 3، ثلاث مجموعات ميثيل عند الكربونات 2 و2 و3. 3. التسمية: نبدأ بالمجموعات الفرعية أبجدياً (إيثيل ثم ميثيل) مع ذكر مواقعها: 3-إيثيل-2,2,3-ثلاثي ميثيل بنتان.

تلميح: رتب المجموعات الفرعية أبجديًا (إيثيل قبل ميثيل) وأعطِ أصغر الأرقام للمجموعات.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: صعب

ما الظروف (الضغط ودرجة الحرارة) عند النقطة الثلاثية لمادة على مخطط طورها؟

• أ) 0°C و 1 atm
• ب) 100°C و 1 atm
• ج) -70°C و 5 atm
• د) -80°C و 10 atm

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: -70°C و 5 atm

الشرح: 1. النقطة الثلاثية هي نقطة محددة في مخطط الطور. 2. عند هذه النقطة، توجد المادة في حالاتها الصلبة والسائلة والغازية في حالة توازن. 3. لكل مادة نقطة ثلاثية فريدة. بناءً على الرسم البياني النموذجي، القيم التقريبية هي -70°C و 5 atm.

تلميح: النقطة الثلاثية هي النقطة الوحيدة على مخطط الطور حيث تتعايش الحالات الثلاث للمادة في توازن.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما القانون المستخدم لحساب كمية غاز تذوب في سائل عند تغير الضغط مع ثبات درجة الحرارة؟

• أ) قانون شارل: V₁/T₁ = V₂/T₂
• ب) قانون بويل: P₁V₁ = P₂V₂
• ج) قانون هنري: m₂ = m₁ × (P₂/P₁)
• د) قانون أفوجادرو: V₁/n₁ = V₂/n₂

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: قانون هنري: m₂ = m₁ × (P₂/P₁)

الشرح: 1. قانون هنري ينص على أن ذوبانية الغاز في سائل تتناسب طردياً مع الضغط الجزئي للغاز فوق السائل عند درجة حرارة ثابتة. 2. الصيغة الرياضية: m₂ = m₁ × (P₂/P₁)، حيث m₁ و m₂ هما الذوبانية عند الضغطين P₁ و P₂ على التوالي.

تلميح: يربط هذا القانون بين ذوبانية الغاز والضغط الواقع عليه.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

أي مما يلي يصف بشكل صحيح ما يحدث لدرجة حرارة سائل نقي أثناء عملية الغليان عند ضغط جوي ثابت؟

• أ) ترتفع درجة حرارة السائل بانتظام حتى نهاية الغليان.
• ب) تبقى درجة حرارة السائل ثابتة عند نقطة الغليان.
• ج) تزداد سرعة الجزيئات السائلة مع امتصاص الطاقة.
• د) يتحول السائل إلى غاز عند امتصاص طاقة كافية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تبقى درجة حرارة السائل ثابتة عند نقطة الغليان.

الشرح: 1. عند الوصول إلى نقطة الغليان، يصبح الضغط البخاري للسائل مساوياً للضغط الجوي. 2. الطاقة الحرارية المضافة تُستخدم بكاملها لكسر الروابط بين الجزيئات وتحويلها من الحالة السائلة إلى الغازية (حرارة التبخر). 3. نتيجة لذلك، تبقى درجة حرارة النظام ثابتة طوال فترة الغليان حتى يتحول كل السائل إلى غاز.

تلميح: تذهب الطاقة الممتصة أثناء الغليان إلى تغيير حالة المادة، وليس إلى رفع درجة الحرارة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

عند النظر إلى مخطط الطور لمادة، ما الحالة الفيزيائية المتوقعة عند درجة حرارة منخفضة جداً (مثل -80°C) وضغط مرتفع (مثل 10 atm)؟

• أ) الحالة الغازية
• ب) الحالة السائلة
• ج) الحالة الصلبة
• د) حالة البلازما

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: الحالة الصلبة

الشرح: 1. في مخططات الطور، تمثل المنطقة اليسرى السفلى (درجات حرارة منخفضة وضغوط مرتفعة) عادة الحالة الصلبة. 2. عند درجات الحرارة المنخفضة، تكون الطاقة الحركية للجزيئات قليلة. 3. عند الضغوط المرتفعة، تُضغط الجزيئات معاً بقوة. 4. يؤدي الجمع بين هذين العاملين إلى ترتيب الجزيئات في شبكة ثابتة، وهي سمة الحالة الصلبة.

تلميح: تسود القوى بين الجزيئية وتقل الحركة الجزيئية في هذه الظروف.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما القانون العام المستخدم لحساب عدد مولات غاز عند معرفة حجمه وضغطه ودرجة حرارته؟

• أ) قانون شارل-جايلوساك: V/T = ثابت
• ب) قانون الغاز المثالي: PV = nRT
• ج) قانون دالتون للضغوط الجزئية: Pₜ = ΣPᵢ
• د) قانون جراهام للانتشار: v ∝ 1/√M

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: قانون الغاز المثالي: PV = nRT

الشرح: 1. قانون الغاز المثالي هو معادلة حالة تصف سلوك الغاز المثالي. 2. الصيغة: PV = nRT، حيث: - P: الضغط - V: الحجم - n: عدد المولات - R: ثابت الغازات العام - T: درجة الحرارة بالكلفن. 3. يُستخدم لحساب أي متغير مجهول إذا عُرفت المتغيرات الثلاثة الأخرى.

تلميح: يربط هذا القانون بين الخواص الأربعة الأساسية للغاز المثالي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

في تفاعل احتراق الهيدروجين مع الأكسجين لتكوين الماء، ما النسبة المولية بين الهيدروجين والأكسجين في المعادلة الموزونة؟

• أ) مول واحد من الهيدروجين يتفاعل مع مول واحد من الأكسجين.
• ب) مولان من الهيدروجين يتفاعلان مع مول واحد من الأكسجين.
• ج) مول واحد من الهيدروجين يتفاعل مع مولين من الأكسجين.
• د) مولان من الهيدروجين يتفاعلان مع مولين من الأكسجين.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: مولان من الهيدروجين يتفاعلان مع مول واحد من الأكسجين.

الشرح: 1. معادلة احتراق الهيدروجين الموزونة هي: 2H₂(g) + O₂(g) → 2H₂O(l) 2. من المعاملات في المعادلة: - معامل H₂ هو 2 - معامل O₂ هو 1 3. لذلك، النسبة المولية هي: 2 mol H₂ : 1 mol O₂. 4. هذه النسبة ثابتة وتُستخدم في الحسابات الكيميائية المتعلقة بهذا التفاعل.

تلميح: اكتب المعادلة الكيميائية الموزونة لتفاعل الاحتراق أولاً.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

أي العبارات الآتية لا تصف ما يحدث بشكل صحيح للمادة السائلة عند وصولها إلى درجة الغليان تحت ضغط ثابت؟

• أ) تستمر درجة حرارة النظام في الارتفاع أثناء عملية التحول
• ب) يتساوى الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي المحيط
• ج) يمتص النظام طاقة حرارية للتغلب على القوى الجاذبة بين الجزيئات
• د) تبدأ جزيئات السائل في التحول إلى الطور الغازي

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: تستمر درجة حرارة النظام في الارتفاع أثناء عملية التحول

الشرح: ١. عند وصول السائل لدرجة الغليان، يتساوى ضغطه البخاري مع الضغط الجوي. ٢. يمتص النظام طاقة حرارية تُعرف بحرارة التبخر المولية. ٣. تُستهلك هذه الطاقة بالكامل في كسر القوى بين الجزيئات للتحول من الحالة السائلة للغازية. ٤. نتيجة لذلك، تبقى درجة الحرارة ثابتة تماماً طوال فترة الغليان حتى تتحول المادة بالكامل إلى غاز، لذا فإن القول بارتفاعها وصف خاطئ.

تلميح: تذكر الفرق بين استخدام الطاقة الحرارية لرفع درجة الحرارة واستخدامها لتغيير حالة المادة (كسر الروابط).

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

أي العبارات الآتية لا تصف ما يحدث عندما يغلي السائل؟

• أ) ترتفع درجة حرارة النظام.
• ب) يمتص النظام الطاقة الحرارية.
• ج) يتساوى الضغط البخاري للسائل مع الضغط الجوي المحيط.
• د) تتحول جزيئات السائل إلى طور الغاز.

الإجابة الصحيحة: a

الإجابة: ترتفع درجة حرارة النظام.

الشرح: ١. عند الغليان، يمتص السائل طاقة حرارية (الحرارة الكامنة للتبخر) لكسر قوى التجاذب بين الجزيئات. ٢. تُستخدم هذه الطاقة بالكامل لتغيير حالة المادة من السائل إلى الغاز. ٣. لذلك، تظل درجة الحرارة ثابتة خلال عملية الغليان ولا ترتفع حتى يتحول السائل بالكامل. ٤. العبارات الأخرى (امتصاص الطاقة، تساوي الضغط البخاري مع الجوي، والتحول لغاز) كلها تصف عملية الغليان بدقة.

تلميح: فكر في العلاقة بين الطاقة الممتصة ودرجة الحرارة أثناء عملية تغير حالة المادة (التبخر).

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط