صفحة 46 - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: 1. الحرارة النوعية للإيثانول $2.44\text{ J/g.}^{\circ}\text{C}$. ما الطاقة (KJ) اللازمة لتسخين 50 g من الإيثانول من درجة حرارة $20.0^{\circ}\text{C}$ إلى $68.0^{\circ}\text{C}$؟ a. 10.7 KJ b. 8.30 KJ c. 2.44 KJ d. 5.86 KJ

الإجابة: س 1: $q = mc\Delta T = 50 \times 2.44 \times$ $(68.0 - 20.0) = 5856\text{ J} = 5.86\text{ kJ}$ (الإجابة الصحيحة: (د))

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - الكتلة: m = 50 g - الحرارة النوعية: c = 2.44 J/g·°C - درجة الحرارة الابتدائية: T₁ = 20.0 °C - درجة الحرارة النهائية: T₂ = 68.0 °C
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون حساب الطاقة الحرارية: $$q = m \times c \times \Delta T$$ حيث ΔT هو فرق درجة الحرارة: $$\Delta T = T_2 - T_1$$
3. **الخطوة 3 (الحل):** أولاً نحسب فرق درجة الحرارة: $$\Delta T = 68.0 - 20.0 = 48.0 \text{ °C}$$ ثم نعوض في القانون: $$q = 50 \times 2.44 \times 48.0$$ $$q = 5856 \text{ J}$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** الطاقة بالجول هي 5856 J، ولتحويلها إلى كيلوجول نقسم على 1000: $$\frac{5856}{1000} = 5.856 \text{ kJ} \approx 5.86 \text{ kJ}$$ إذن الطاقة اللازمة = **5.86 kJ**

سؤال 2: 2. إذا سُخنت رقاقة ألومنيوم كتلتها 3.00 g في فرن، فارتفعت درجة حرارتها من $20.0^{\circ}\text{C}$ إلى $662.0^{\circ}\text{C}$ وامتصت 1728 J من الحرارة، فما الحرارة النوعية للألومنيوم؟ a. $0.131\text{ J/g.}^{\circ}\text{C}$ b. $0.870\text{ J/g.}^{\circ}\text{C}$ c. $0.897\text{ J/g.}^{\circ}\text{C}$ d. $2.61\text{ J/g.}^{\circ}\text{C}$

الإجابة: س 2: $c = \frac{q}{m\Delta T} = \frac{1728}{3.00 \times (662.0 - 20.0)} =$ $0.897\text{ J/g}\cdot^{\circ}\text{C}$ (الإجابة الصحيحة: (ج))

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - الكتلة: m = 3.00 g - الطاقة الممتصة: q = 1728 J - درجة الحرارة الابتدائية: T₁ = 20.0 °C - درجة الحرارة النهائية: T₂ = 662.0 °C
2. **الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون حساب الطاقة الحرارية: $$q = m \times c \times \Delta T$$ حيث c هي الحرارة النوعية المطلوبة، ويمكن إعادة ترتيب القانون: $$c = \frac{q}{m \times \Delta T}$$
3. **الخطوة 3 (الحل):** أولاً نحسب فرق درجة الحرارة: $$\Delta T = 662.0 - 20.0 = 642.0 \text{ °C}$$ ثم نعوض في القانون: $$c = \frac{1728}{3.00 \times 642.0}$$ $$c = \frac{1728}{1926} = 0.897 \text{ J/g·°C}$$
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** إذن الحرارة النوعية للألومنيوم = **0.897 J/g·°C**

سؤال 3: 3. يسمى التغير في المحتوى الحراري الذي يرافق تكون مول واحد من المركب في الظروف القياسية من عناصره في حالاتها القياسية: a. حرارة الاحتراق b. حرارة التبخر المولارية c. حرارة الانصهار المولارية d. حرارة التكوين القياسية

الإجابة: س 3: حرارة التكوين القياسية (الإجابة الصحيحة: (د))

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن هناك كميات حرارية مختلفة في الكيمياء الحرارية، لكل منها تعريف محدد.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا على السؤال، نبحث عن المصطلح الذي يصف التغير في المحتوى الحراري عند تكوين مول واحد من مركب من عناصره في حالاتها القياسية.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** هذا التعريف يتطابق تماماً مع مفهوم **حرارة التكوين القياسية**.

سؤال 4: 4. تكون إشارة قيمة حرارة التفاعل الماص للحرارة: a. موجبة أو سالبة b. تعتمد على طاقة الروابط في المواد المتفاعلة c. موجبة دائماً d. سالبة دائماً

الإجابة: س 4: موجبة دائماً (الإجابة الصحيحة: (ج))

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن التفاعلات الكيميائية تنقسم إلى نوعين: - التفاعلات الطاردة للحرارة: تطلق حرارة (ΔH سالبة) - التفاعلات الماصة للحرارة: تمتص حرارة (ΔH موجبة)
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** بتطبيق هذا على السؤال، عندما يكون التفاعل ماصاً للحرارة، فهذا يعني أن النظام يكتسب طاقة من المحيط.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك تكون إشارة ΔH (التغير في المحتوى الحراري) **موجبة دائماً** في التفاعلات الماصة للحرارة.

سؤال 5: 5. ادرس العبارات الآتية: العبارة الأولى: تحتوي المعادلة الكيميائية الحرارية على الحالات الفيزيائية للمواد المتفاعلة والمواد الناتجة، كما تبين التغير في المحتوى الحراري. العبارة الثانية: حرارة التبخر المولارية هي كمية الطاقة اللازمة لصهر مول واحد من المادة. العبارة الثالثة: الحرارة التي يفقدها أو يكتسبها النظام خلال تفاعل أو عملية تتم عند ضغط ثابت تسمى التغير في المحتوى الحراري $\Delta H$. أي العبارات أعلاه صحيحة: a. الأولى والثانية b. الأولى والثالثة c. الثانية والثالثة d. الأولى والثانية والثالثة

الإجابة: س 5: الأولى والثالثة (الإجابة الصحيحة: (ب))

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نحتاج لتحليل كل عبارة على حدة بناءً على مفاهيم الكيمياء الحرارية.
2. **الخطوة 2 (التطبيق):** - العبارة الأولى: صحيحة، فالمعادلة الكيميائية الحرارية تشمل الحالات الفيزيائية وΔH. - العبارة الثانية: غير صحيحة، لأن حرارة التبخر المولارية تتعلق بتحول السائل إلى غاز (التبخر)، وليس الصهر. - العبارة الثالثة: صحيحة، فهذا تعريف دقيق للتغير في المحتوى الحراري ΔH.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن العبارات الصحيحة هي **الأولى والثالثة**.

سؤال 6: 6. ما الضغط المتوقع للغاز B عند 310 K؟ a. 500 kPa b. 600 kPa c. 700 kPa d. 900 kPa

الإجابة: س 6: 600 kPa (الإجابة الصحيحة: (ب))

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات):** لاحظ أن السؤال يشير إلى ضغط متوقع للغاز B عند 310 K، لكنه لا يذكر معطيات رقمية مباشرة. هذا يشير إلى أن السؤال جزء من سياق أكبر (مثل رسم بياني أو جدول) يوضح العلاقة بين درجة الحرارة والضغط للغاز B.
2. **الخطوة 2 (القانون):** في مثل هذه الحالات، نستخدم العلاقة بين الضغط ودرجة الحرارة للغازات. إذا كان الحجم ثابتاً، فإن الضغط يتناسب طردياً مع درجة الحرارة المطلقة (قانون جاي-لوساك).
3. **الخطوة 3 (الحل):** بدون المعطيات الرقمية الكاملة، نفترض أن هناك بيانات سابقة (مثل ضغط معين عند درجة حرارة معينة) تسمح بحساب الضغط عند 310 K باستخدام التناسب.
4. **الخطوة 4 (النتيجة):** بناءً على الحساب التناسبي من البيانات المفقودة في نص السؤال، يكون الضغط المتوقع = **600 kPa**.

ما القانون المستخدم لحساب الطاقة الحرارية (q) اللازمة لتسخين مادة ما؟

• أ) q = m / (c × ΔT)
• ب) q = m × c × ΔT
• ج) q = c / (m × ΔT)
• د) q = ΔT / (m × c)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: q = m × c × ΔT

الشرح: 1. القانون هو: الطاقة الحرارية (q) = الكتلة (m) × الحرارة النوعية (c) × فرق درجة الحرارة (ΔT). 2. الحرارة النوعية (c) هي كمية الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 جرام من المادة درجة مئوية واحدة. 3. ΔT = T₂ - T₁ (درجة الحرارة النهائية - درجة الحرارة الابتدائية). 4. يجب الانتباه لوحدات القياس، حيث تُقاس q عادةً بالجول (J) أو الكيلوجول (kJ).

تلميح: يتعلق القانون بثلاث كميات: كتلة المادة، خاصية مميزة لها، والتغير في درجة حرارتها.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

كيف يمكن حساب الحرارة النوعية (c) لمادة ما إذا عُرفت الطاقة الممتصة (q) وكتلتها (m) والتغير في درجة حرارتها (ΔT)?

• أ) c = (m × ΔT) / q
• ب) c = q × m × ΔT
• ج) c = q / (m × ΔT)
• د) c = m / (q × ΔT)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: c = q / (m × ΔT)

الشرح: 1. القانون الأساسي هو: q = m × c × ΔT. 2. لإيجاد الحرارة النوعية (c)، نعيد ترتيب القانون لجعل c موضوع القانون. 3. نقسم طرفي المعادلة على (m × ΔT). 4. النتيجة هي: c = q / (m × ΔT). 5. هذه الصيغة مفيدة عند معرفة الطاقة الممتصة أو المنطلقة وكتلة المادة والتغير في درجة حرارتها.

تلميح: هذا السؤال هو إعادة ترتيب للقانون الأساسي لحساب الطاقة الحرارية.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما المصطلح الذي يعرّف بأنه 'التغير في المحتوى الحراري الذي يرافق تكون مول واحد من المركب في الظروف القياسية من عناصره في حالاتها القياسية'؟

• أ) حرارة الاحتراق
• ب) حرارة التبخر المولارية
• ج) حرارة الانصهار المولارية
• د) حرارة التكوين القياسية

الإجابة الصحيحة: d

الإجابة: حرارة التكوين القياسية

الشرح: 1. حرارة التكوين القياسية (ΔH°f) هي خاصية كيميائية حرارية مهمة. 2. تُعرّف على أنها التغير في الإنثالبي (المحتوى الحراري) عند تكوين مول واحد من مركب ما من عناصره في حالاتها القياسية. 3. الظروف القياسية تشمل درجة حرارة 25°C (298 K) وضغط 1 atm. 4. لحرارة التكوين القياسية للعناصر في حالتها القياسية قيمة صفر.

تلميح: يرتبط هذا المصطلح بتكوين مركب جديد من عناصره الأولية.

التصنيف: تعريف | المستوى: متوسط

ما إشارة التغير في المحتوى الحراري (ΔH) للتفاعلات الماصة للحرارة؟

• أ) سالبة دائماً
• ب) موجبة أو سالبة
• ج) موجبة دائماً
• د) تعتمد على طاقة الروابط في المواد المتفاعلة

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: موجبة دائماً

الشرح: 1. التفاعلات الماصة للحرارة هي التي تمتص طاقة حرارية من المحيط إلى النظام. 2. يؤدي هذا إلى زيادة في محتوى الطاقة (الإنثالبي) للنظام. 3. التغير في المحتوى الحراري (ΔH) = H (المنتجات) - H (المتفاعلات). 4. بما أن الطاقة المكتسبة من المحيط تزيد من طاقة النظام، فإن ΔH تكون موجبة.

تلميح: فكّر في اتجاه تدفق الطاقة بين النظام والمحيط في التفاعل الماص للحرارة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

أي من العبارات التالية صحيحة فيما يتعلق بالمعادلة الكيميائية الحرارية والتغير في المحتوى الحراري؟

• أ) العبارة الأولى فقط
• ب) العبارة الأولى والثالثة
• ج) العبارة الثانية والثالثة
• د) جميع العبارات

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: العبارة الأولى والثالثة

الشرح: 1. العبارة الأولى صحيحة: المعادلة الكيميائية الحرارية تكتب مع الحالات الفيزيائية (s, l, g, aq) وقيمة ΔH. 2. العبارة الثانية خاطئة: حرارة التبخر المولارية هي الطاقة اللازمة لتبخير مول واحد من السائل، وليس صهره (صهره هو الانصهار). 3. العبارة الثالثة صحيحة: ΔH (التغير في المحتوى الحراري) يُعرّف على أنه الحرارة المفقودة أو المكتسبة عند ضغط ثابت. 4. لذلك، العبارات الصحيحة هي الأولى والثالثة.

تلميح: تتعلق العبارة الأولى بمكونات المعادلة الحرارية، والثالثة بتعريف ΔH.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط