اختبار الرسم البياني

📚 معلومات الصفحة

الكتاب: كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 | المادة: الكيمياء | المرحلة: الصف 11 | الفصل الدراسي: 2

الدولة: المملكة العربية السعودية | المنهج: المنهج السعودي - وزارة التعليم

نوع المحتوى: درس تعليمي

📝 ملخص الصفحة

📚 التفاعلات الانعكاسية ومعدل التفاعل

المفاهيم الأساسية

التفاعل الانعكاسي: عملية يمكن فيها تحول المواد المتفاعلة إلى نواتج، والعكس.

طاقة التنشيط: الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لبدء التفاعل.

سرعة التفاعل: التغير في تركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن (mol/L.s).

خريطة المفاهيم

```markmap

سرعة التفاعلات الكيميائية

الفكرة العامة

لكل تفاعل سرعة محددة
يمكن تغيير السرعة بتغيير ظروف التفاعل

1-2 نظرية التصادم

المفتاح لفهم الاختلاف في سرعة التفاعلات
التعريف: وجوب تصادم الذرات والأيونات والجزيئات ببعضها لكي يتم التفاعل.
شرح: يجب أن تتصادم جزيئات المواد المتفاعلة معًا لتكوين النواتج.
مثال: تفاعل A₂ + B₂ → 2AB.
ملاحظة: عدد قليل فقط من الاصطدامات ينتج نواتج.

2-2 العوامل المؤثرة

طبيعة المواد المتفاعلة
التركيز
درجة الحرارة
مساحة السطح
المحفزات

3-2 قوانين السرعة

علاقة رياضية تحدد بالتجربة
تربط بين سرعة التفاعل وتركيز المادة المتفاعلة

4-2 التعبير عن سرعة التفاعل

لا نستخدم مصطلحات غير دقيقة (سريع/بطيء)
نستخدم علاقة رياضية للتعبير عن متوسط السرعة
متوسط\ السرعة = \frac{Δ quantity}{Δ t}
يقاس بوحدات مثل: mol/L·s
تعريف سرعة التفاعل: التغير في تركيز المواد المتفاعلة أو الناتجة في وحدة الزمن
وحدة القياس: mol/L·s
الرمز [X]: يمثل التركيز المولاري للمادة X
حساب متوسط السرعة: Rate = \frac{Δ[NO]}{Δt} = \frac{[NO]_{t2} - [NO]_{t1}}{t2 - t1}
مثال: Rate = \frac{0.010 M - 0.000 M}{2.00 s - 0.00 s} = 0.0050 mol/L·s

5-2 معادلة متوسط سرعة التفاعل (للمواد المتفاعلة)

الصيغة العامة: Rate = - \frac{Δ[reactants]}{Δt}
Δ[reactants]: التغير في تركيز المواد المتفاعلة.
Δt: التغير في الزمن (t₂ - t₁).
سبب الإشارة السالبة: لأن تركيز المواد المتفاعلة يقل مع الزمن، والإشارة السالبة تجعل قيمة السرعة موجبة.
مثال تطبيقي (1-2):

- تفاعل: C₄H₉Cl مع الماء.

- المعطيات:

- [C₄H₉Cl] عند t₁=0.00s = 0.220 M

- [C₄H₉Cl] عند t₂=4.00s = 0.100 M

- الحل:

Rate = - \frac{0.100 - 0.220}{4.00 - 0.00}

Rate = - \frac{-0.120}{4.00} = 0.0300 \ mol/L.s

مسائل تدريبية (ص 53)

الهدف: حساب متوسط سرعة التفاعل باستخدام بيانات جدول.
التفاعل: 2HCl → H₂ + Cl₂
بيانات الجدول:

| الزمن (s) | [H₂] | [Cl₂] | [HCl] |

|---|---|---|---|

| 0.00 | 0.030 | 0.050 | 0.000 |

| 4.00 | 0.020 | 0.040 | ? |

الأسئلة:

1. احسب متوسط سرعة التفاعل معبرًا عنه بعدد مولات H₂ المستهلكة لكل لتر في كل ثانية.

2. احسب متوسط سرعة التفاعل معبرًا عنه بعدد مولات Cl₂ المستهلكة لكل لتر في كل ثانية.

3. إذا علمت أن متوسط سرعة التفاعل لحمض الهيدروكلوريك HCl الناتج هو 0.050 mol/L.s، فما تركيز HCl الذي يتكون بعد مرور 4.00 s؟

أنشطة تمهيدية

تجربة استهلالية

الهدف: تسريع تفاعل بطيء
المواد: فوق أكسيد الهيدروجين (H₂O₂)، خميرة الخبز
خطوات العمل

- املأ بطاقة السلامة

- سجل المشاهدات في جدول

- أضف فوق أكسيد الهيدروجين (10 مل) وسجل الملاحظات

- أضف خميرة الخبز (0.1 جم) وحرك بلطف وسجل الملاحظات

التحليل

- حدد نواتج تحلل فوق أكسيد الهيدروجين

- فسر ظهور الفقاعات بعد إضافة الخميرة

استقصاء

- تأثير تغيير كمية الخميرة

- تأثير عدم مزج المخلوط

منظم أفكار (مطوية)

الغرض: تنظيم المعلومات حول العوامل المؤثرة في سرعة التفاعل
العناوين: المحفزات، درجة الحرارة، مساحة السطح، التركيز، طبيعة المواد المتفاعلة

المفردات الجديدة

سرعة التفاعل الكيميائي
نظرية التصادم
المعقد المنشط
طاقة التنشيط
التركيز (Concentration)

حقائق كيميائية

نظام الاحتراق الداخلي اخترعه ألفونس بيير دي روشاز (1862م)
احتراق البنزين مع الأكسجين ينتج:

- ثاني أكسيد الكربون

- بخار الماء

- طاقة لتحريك السيارة

6-2 شروط التصادم الفعال

الاتجاه المناسب: يجب أن يكون اتجاه الجزيئات مناسبًا أثناء التصادم.

- مثال: في تفاعل CO مع NO₂، يجب أن تلامس ذرة الكربون (من CO) ذرة الأكسجين (من NO₂) في لحظة الاصطدام.

- نتيجة الاتجاه غير المناسب: تردد الجزيئات دون تكوين روابط، ولا يحدث تفاعل.

طاقة كافية: يجب أن تتصادم الجزيئات بقوة كافية (طاقة حركية كافية).

- سبب عدم التفاعل: عدم توافر طاقة كافية لحدوث التفاعل.

- تعريف طاقة التنشيط (Ea): الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لتكوين المعقد المنشط وإحداث التفاعل.

المعقد المنشط (Activated Complex):

- التعريف: جسيمات عمرها قصير، وهي حالة غير مستقرة من تجمع الذرات.

- ما يحدث فيه: تكسير الروابط القديمة وتكوين روابط جديدة.

- مصيره: قد يؤدي إلى تكوين المواد الناتجة، أو يتكسر ليعود إلى المواد المتفاعلة.

7-2 شروط التصادم الفعال أو المثمر

الشرط الأول: يجب أن تتصادم (ذرات أو أيونات أو جزيئات) المواد المتفاعلة.
الشرط الثاني: ليس من الضروري أن يؤدي كل تصادم إلى حدوث تفاعل.
علاقة طاقة التنشيط بالسرعة:

- Ea عالية: عدد قليل من الاصطدامات له طاقة كافية، وبالتالي تكون سرعة التفاعل بطيئة.

- Ea منخفضة: عدد كبير من الاصطدامات له طاقة كافية، وبالتالي يكون التفاعل أسرع.

مخطط الطاقة للتفاعل الطارد للحرارة:

- الخاصية: طاقة النواتج أقل من طاقة المواد المتفاعلة.

- المسار: المواد المتفاعلة → (تتغلب على حاجز طاقة التنشيط) → المعقد المنشط → النواتج.

- مثال: تفاعل أول أكسيد الكربون (CO) مع ثاني أكسيد النيتروجين (NO₂).

8-2 التفاعلات الانعكاسية

التعريف: عمليات يمكن فيها التحول بين المواد المتفاعلة والناتجة.
مثال: التفاعل العكسي للغازين CO و NO₂ لإعادة إنتاج CO و NO.
طاقة التفاعل الانعكاسي:

- مستوى طاقة التفاعلات أدنى من مستوى طاقة النواتج.

- يجب التغلب على طاقة التنشيط لإعادة إنتاج المواد الأصلية.

- إذا احتاج التفاعل العكسي إلى طاقة تنشيط أعلى من التفاعل الأمامي، فسيكون مستوى طاقته أعلى.

9-2 حساب سرعة التفاعل من البيانات التجريبية

التفاعل المدروس: 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g)
البيانات التجريبية: جدول يبين تركيز N₂O₅ مقابل الزمن عند 45°C.
طريقة الحساب:

- احسب متوسط سرعة التفاعل خلال فترات زمنية مختلفة (مثل 0-20 دقيقة).

- عبر عن السرعة بقيمة موجبة وبوحدة mol/L.s.

- استخدم المعادلة الكيميائية لربط سرعة اختفاء N₂O₅ بسرعة ظهور NO₂.

```

نقاط مهمة

في التفاعل الانعكاسي، مستوى طاقة المواد المتفاعلة قد يكون أدنى من مستوى طاقة النواتج.
يمكن تحديد تركيز مادة متفاعلة في أي وقت من خلال معرفة سرعة التحول.
سرعة تحلل N₂O₅ تتغير مع الزمن، ويمكن حساب متوسط السرعة لفترات زمنية محددة باستخدام البيانات التجريبية.
نظرية التصادم تستخدم لتفسير سبب تغير سرعة التفاعل.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

تعد عملية التحول بين المواد المتفاعلة والناتجة لبعض التفاعلات عمليات انعكاسية.

نوع: محتوى تعليمي

ويبين الشكل 6-2 التفاعل العكسي للغازين CO و NO2 لإعادة إنتاج CO و NO. ويكون مستوى طاقة التفاعلات في هذا التفاعل أدنى من مستوى طاقة النواتج. لذلك يجب التغلب على طاقة التنشيط لإعادة إنتاج CO و NO2. وإذا احتاج إلى طاقة عالية أكبر من طاقة التفاعل الأمامي، فسيكون مستوى طاقتها أعلى.

نوع: محتوى تعليمي

قارن بين طاقتي التنشيط الأمامي والعكسي؟

مختبر حل المشكلات

نوع: محتوى تعليمي

تفسير البيانات

نوع: محتوى تعليمي

كيف تتغير سرعة التحول خلال الزمن؟ يتحلل مركب خامس أكسيد ثنائي النيتروجين N2O5 في الهواء وفقاً للمعادلة الآتية:

نوع: محتوى تعليمي

2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g)

نوع: محتوى تعليمي

ويمكن تحديد التركيز في أي وقت من خلال معرفة سرعة التحول.

التحليل

نوع: محتوى تعليمي

يبين الجدول المقابل النتائج التجريبية التي تم الحصول عليها عند قياس تركيز N2O5 خلال فترة زمنية محددة، وعند الضغط الجوي العادي، ودرجة حرارة 45°C.

التفكير الناقد

نوع: QUESTION_ACTIVITY

1. احسب متوسط سرعة التفاعل خلال كل فترة زمنية:

نوع: محتوى تعليمي

(0 – 20 min)، (20 – 40 min)، (40 – 60 min)، (60 – 80 min)، (80 – 100 min)

نوع: محتوى تعليمي

عبر عن سرعة التفاعل في كل فترة بقيمة موجبة، وبوحدة L.mol/s من N2O5.

2

نوع: QUESTION_HOMEWORK

أحسب متوسط سرعة التفاعل خلال كل فترة زمنية بعد مرور مولات NO2 الناتجة لكل لتر في الدقيقة (mol/L.s) واستعمل المعادلة الكيميائية لتفسير العلاقة بين السرعات المحسوبة في هذا السؤال، وتلك المحسوبة في السؤال 1.

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

فسر البيانات واستعملها في وصف كيفية تغير سرعة تحلل N2O5 خلال الزمن.

4

نوع: QUESTION_HOMEWORK

طبق نظرية التصادم لتفسير سبب سرعة التفاعل.

🔍 عناصر مرئية

طاقة التفاعل

Diagram illustrating the energy changes during a chemical reaction, showing reactants, products, activation energy, and enthalpy change.

الزمن (min) مقابل [N2O5]

A table showing the concentration of N2O5 over time.

📄 النص الكامل للصفحة

تعد عملية التحول بين المواد المتفاعلة والناتجة لبعض التفاعلات عمليات انعكاسية.

ويبين الشكل 6-2 التفاعل العكسي للغازين CO و NO2 لإعادة إنتاج CO و NO. ويكون مستوى طاقة التفاعلات في هذا التفاعل أدنى من مستوى طاقة النواتج. لذلك يجب التغلب على طاقة التنشيط لإعادة إنتاج CO و NO2. وإذا احتاج إلى طاقة عالية أكبر من طاقة التفاعل الأمامي، فسيكون مستوى طاقتها أعلى.

--- SECTION: اختبار الرسم البياني ---
قارن بين طاقتي التنشيط الأمامي والعكسي؟

--- SECTION: مختبر حل المشكلات ---
تفسير البيانات

كيف تتغير سرعة التحول خلال الزمن؟ يتحلل مركب خامس أكسيد ثنائي النيتروجين N2O5 في الهواء وفقاً للمعادلة الآتية:

2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g)

ويمكن تحديد التركيز في أي وقت من خلال معرفة سرعة التحول.

--- SECTION: التحليل ---
يبين الجدول المقابل النتائج التجريبية التي تم الحصول عليها عند قياس تركيز N2O5 خلال فترة زمنية محددة، وعند الضغط الجوي العادي، ودرجة حرارة 45°C.

--- SECTION: التفكير الناقد ---
1. احسب متوسط سرعة التفاعل خلال كل فترة زمنية:

(0 – 20 min)، (20 – 40 min)، (40 – 60 min)، (60 – 80 min)، (80 – 100 min)

عبر عن سرعة التفاعل في كل فترة بقيمة موجبة، وبوحدة L.mol/s من N2O5.

--- SECTION: 2 ---
أحسب متوسط سرعة التفاعل خلال كل فترة زمنية بعد مرور مولات NO2 الناتجة لكل لتر في الدقيقة (mol/L.s) واستعمل المعادلة الكيميائية لتفسير العلاقة بين السرعات المحسوبة في هذا السؤال، وتلك المحسوبة في السؤال 1.

--- SECTION: 3 ---
فسر البيانات واستعملها في وصف كيفية تغير سرعة تحلل N2O5 خلال الزمن.

--- SECTION: 4 ---
طبق نظرية التصادم لتفسير سبب سرعة التفاعل.

--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: طاقة التفاعل
Description: Diagram illustrating the energy changes during a chemical reaction, showing reactants, products, activation energy, and enthalpy change.
X-axis: سير التفاعل
Y-axis: الطاقة
Context: Illustrates the concept of activation energy and enthalpy change for a reaction.

**TABLE**: الزمن (min) مقابل [N2O5]
Description: A table showing the concentration of N2O5 over time.
Table Structure:
Headers: [N2O5] | الزمن (min)
Rows:
Row 1: 0.01756 | 0
Row 2: 0.00933 | 20.0
Row 3: 0.00531 | 40.0
Row 4: 0.00295 | 60.0
Row 5: 0.00167 | 80.0
Row 6: 0.00094 | 100.0
Calculation needed: Data for calculating reaction rates.
X-axis: الزمن (min)
Y-axis: [N2O5]
Data: Concentration of N2O5 decreases over time.
Context: Provides experimental data to analyze the rate of decomposition of N2O5.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 5

سؤال اختبار الرسم البياني: قارن بين طاقتي التنشيط، للتفاعلين الأمامي والعكسي؟

الإجابة: س: اختبار الرسم البياني ج: طاقة التنشيط للتفاعل العكسي أكبر من طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي.

خطوات الحل:

**الشرح:** لنفهم هذا السؤال، علينا أولاً أن نتذكر مفهوم طاقة التنشيط. طاقة التنشيط هي الحد الأدنى من الطاقة التي يجب أن تمتلكها الجزيئات المتفاعلة حتى تحدث التفاعل الكيميائي. في أي تفاعل كيميائي، هناك تفاعل أمامي (من المواد المتفاعلة إلى النواتج) وتفاعل عكسي (من النواتج إلى المواد المتفاعلة). عند النظر إلى رسم بياني للطاقة مقابل تقدم التفاعل، نلاحظ أن طاقة التنشيط للتفاعل العكسي هي الطاقة اللازمة للانتقال من النواتج (التي تكون عادةً في حالة طاقة أقل) إلى المواد المتفاعلة (التي تكون في حالة طاقة أعلى). بما أن النواتج عادةً تكون أكثر استقراراً وطاقتها أقل، فإن الطاقة اللازمة لتحويلها مرة أخرى إلى مواد متفاعلة تكون أكبر من الطاقة اللازمة للتفاعل الأمامي. إذن الإجابة هي: **طاقة التنشيط للتفاعل العكسي أكبر من طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي**.

سؤال تفسير البيانات: كيف تتغير سرعة التحلل خلال الزمن؟

الإجابة: ج: تقل سرعة التحلل بمرور الزمن (تكون أكبر في البداية ثم تتناقص).

خطوات الحل:

**الشرح:** الفكرة هنا هي فهم كيفية تغير سرعة التفاعل الكيميائي مع مرور الزمن. في تفاعلات التحلل، تبدأ بكمية معينة من المادة المتفاعلة. في البداية، يكون تركيز المادة المتفاعلة مرتفعاً، مما يعني أن هناك عدداً كبيراً من الجزيئات التي يمكن أن تتصادم وتتفاعل. هذا يؤدي إلى سرعة تحلل عالية في اللحظات الأولى. مع مرور الزمن، تتحول المادة المتفاعلة إلى نواتج، فيقل تركيزها تدريجياً. عندما يقل تركيز المادة المتفاعلة، تقل فرص التصادمات الفعالة بين الجزيئات، وبالتالي تقل سرعة التفاعل. لذلك، سرعة التحلل لا تبقى ثابتة، بل تتناقص مع مرور الزمن. إذن الإجابة هي: **تقل سرعة التحلل بمرور الزمن (تكون أكبر في البداية ثم تتناقص)**.

سؤال 1: 1. احسب متوسط سرعة التفاعل خلال كل فترة زمنية: (0- 20 min)، (40 - 60 min)، (80- 100 min) عبر عن سرعة التفاعل في كل فترة بقيمة موجبة، وبوحدة mol / L.s من N2O5.

الإجابة: $6.86 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s} : (20-0) -$ $1.97 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s} : (60-40) -$ $6.08 \times 10^{-7} \text{ mol/L.s} : (100-80) -$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - الفترات الزمنية: (0-20 دقيقة)، (40-60 دقيقة)، (80-100 دقيقة). - المادة: $N_2O_5$. - المطلوب: حساب متوسط سرعة التفاعل لكل فترة، والتعبير عنها بوحدة $\text{mol/L.s}$.
**الخطوة 2 (القانون):** نستخدم قانون حساب متوسط سرعة التفاعل: $$\text{متوسط السرعة} = -\frac{\Delta [N_2O_5]}{\Delta t}$$ حيث $\Delta [N_2O_5]$ هو التغير في التركيز، و $\Delta t$ هو التغير في الزمن. الإشارة السالبة تجعل السرعة موجبة لأن تركيز $N_2O_5$ يقل مع الزمن.
**الخطوة 3 (الحل):** بالتعويض للفترات المعطاة: - للفترة (0-20 دقيقة): السرعة = $6.86 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$ - للفترة (40-60 دقيقة): السرعة = $1.97 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$ - للفترة (80-100 دقيقة): السرعة = $6.08 \times 10^{-7} \text{ mol/L.s}$ لاحظ أن السرعة موجبة كما طُلب.
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن متوسط سرعة التفاعل لكل فترة هو: - (0-20 دقيقة): **$6.86 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$** - (40-60 دقيقة): **$1.97 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$** - (80-100 دقيقة): **$6.08 \times 10^{-7} \text{ mol/L.s}$**

سؤال 2: 2. أحسب متوسط سرعة التفاعل خلال كل فترة زمنية بعدد مولات NO2 الناتجة لكل لتر في الدقيقة (mol/L.s) واستعمل المعادلة الكيميائية لتفسير العلاقة بين السرعات المحسوبة في هذا السؤال، وتلك المحسوبة في السؤال 1.

الإجابة: سرعة $NO_2 = 2 \times$ سرعة $N_2O_5$ $1.37 \times 10^{-5} : (20-0) -$ $3.93 \times 10^{-6} : (60-40) -$ $1.22 \times 10^{-6} : (100-80) -$

خطوات الحل:

**الخطوة 1 (المعطيات):** لنحدد ما لدينا: - نفس الفترات الزمنية: (0-20 دقيقة)، (40-60 دقيقة)، (80-100 دقيقة). - المادة: $NO_2$ (أحد نواتج التفاعل). - المطلوب: حساب متوسط سرعة التفاعل بناءً على تكوّن $NO_2$، ثم تفسير العلاقة مع سرعات $N_2O_5$ من السؤال 1.
**الخطوة 2 (القانون والعلاقة):** المعادلة الكيميائية للتحلل هي: $$2N_2O_5 \rightarrow 4NO_2 + O_2$$ من المعادلة، نرى أن كل 2 مول من $N_2O_5$ ينتج 4 مول من $NO_2$. لذلك، معدل تكوّن $NO_2$ يساوي ضعف معدل اختفاء $N_2O_5$. رياضياً: $$\text{سرعة تكوّن } NO_2 = 2 \times \text{سرعة اختفاء } N_2O_5$$
**الخطوة 3 (الحل والتفسير):** باستخدام السرعات من السؤال 1: - للفترة (0-20 دقيقة): سرعة $NO_2 = 2 \times (6.86 \times 10^{-6}) = 1.37 \times 10^{-5} \text{ mol/L.s}$ - للفترة (40-60 دقيقة): سرعة $NO_2 = 2 \times (1.97 \times 10^{-6}) = 3.93 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$ - للفترة (80-100 دقيقة): سرعة $NO_2 = 2 \times (6.08 \times 10^{-7}) = 1.22 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$ العلاقة: **سرعة $NO_2$ تساوي ضعف سرعة $N_2O_5$**، وهذا يتوافق مع المعادلة الكيميائية.
**الخطوة 4 (النتيجة):** إذن متوسط سرعة التفاعل بناءً على $NO_2$ لكل فترة هو: - (0-20 دقيقة): **$1.37 \times 10^{-5} \text{ mol/L.s}$** - (40-60 دقيقة): **$3.93 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$** - (80-100 دقيقة): **$1.22 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$** والعلاقة مع السؤال 1: **سرعة $NO_2 = 2 \times$ سرعة $N_2O_5$**.

سؤال 3: 3. فسّر البيانات والنتائج التي توصلت إليها، ثم استعملها في وصف كيفية تغير سرعة تحلل N2O5 خلال الزمن.

الإجابة: س3: يتناقص تركيز $N_2O_5$ مع الزمن فتتناقص سرعة تحلله؛ فالسرعة في الفترة الأولى أكبر.

خطوات الحل:

**الشرح:** لنفسر البيانات والنتائج التي توصلنا إليها. من السؤالين 1 و2، لاحظنا أن متوسط سرعة تحلل $N_2O_5$ (وتكوّن $NO_2$) يقل مع مرور الزمن. في الفترة الأولى (0-20 دقيقة)، كانت السرعة $6.86 \times 10^{-6} \text{ mol/L.s}$، بينما في الفترة الأخيرة (80-100 دقيقة)، انخفضت إلى $6.08 \times 10^{-7} \text{ mol/L.s}$. هذا التناقص في السرعة يحدث لأن تركيز $N_2O_5$ يقل مع الزمن. في بداية التفاعل، يكون التركيز مرتفعاً، مما يزيد من فرص التصادمات بين الجزيئات ويجعل السرعة عالية. مع استمرار التفاعل، يتحول $N_2O_5$ إلى $NO_2$ و $O_2$، فيقل تركيز $N_2O_5$ تدريجياً. عندما يقل التركيز، تقل التصادمات الفعالة، وبالتالي تقل سرعة التفاعل. إذن، وصف كيفية تغير سرعة تحلل $N_2O_5$ خلال الزمن هو: **تتناقص سرعة تحلل $N_2O_5$ مع مرور الزمن؛ حيث تكون السرعة أكبر في الفترات الزمنية الأولى وتقل في الفترات اللاحقة**.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 8 بطاقة لهذه الصفحة

في تفاعل تحلل مادة ما، كيف تتغير سرعة التفاعل مع مرور الزمن؟

أ) تزداد سرعة التفاعل مع مرور الزمن.
ب) تظل سرعة التفاعل ثابتة مع مرور الزمن.
ج) تقل سرعة التفاعل مع مرور الزمن.
د) تتغير سرعة التفاعل بشكل عشوائي مع الزمن.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تقل سرعة التفاعل مع مرور الزمن.

الشرح: ١. في بداية التفاعل، يكون تركيز المادة المتفاعلة مرتفعاً، مما يزيد من فرص التصادمات الفعالة. ٢. مع مرور الزمن، يتحول جزء من المادة المتفاعلة إلى نواتج، فيقل تركيزها. ٣. انخفاض التركيز يؤدي إلى تقليل فرص التصادمات الفعالة، وبالتالي تقل سرعة التفاعل تدريجياً.

تلميح: فكر في العلاقة بين تركيز المادة المتفاعلة وفرص التصادم بين جزيئاتها.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

ما القانون المستخدم لحساب متوسط سرعة اختفاء مادة متفاعلة (مثل N₂O₅) خلال فترة زمنية محددة؟

أ) متوسط السرعة = (Δ[المادة المتفاعلة] / Δt)
ب) متوسط السرعة = - (Δ[المادة المتفاعلة] / Δt)
ج) متوسط السرعة = (Δ[المادة الناتجة] / Δt)
د) متوسط السرعة = (Δ[المادة المتفاعلة] × Δt)

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: متوسط السرعة = - (Δ[المادة المتفاعلة] / Δt)

الشرح: ١. متوسط سرعة التفاعل يُقاس بالتغير في تركيز مادة متفاعلة أو ناتجة خلال فترة زمنية. ٢. بالنسبة للمادة المتفاعلة، يقل تركيزها مع الزمن (Δ[المادة] سالب). ٣. نضع إشارة سالبة أمام التغير في التركيز (-Δ[المادة]) لجعل قيمة السرعة موجبة. ٤. القانون: متوسط السرعة = - (التغير في تركيز المادة المتفاعلة / التغير في الزمن).

تلميح: تذكر أن سرعة اختفاء المادة المتفاعلة تُعبر عنها بتغير تركيزها مع الزمن، مع إشارة سالبة لجعل السرعة موجبة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

بالنسبة لتفاعل تحلل N₂O₅: 2N₂O₅(g) → 4NO₂(g) + O₂(g)، ما العلاقة بين متوسط سرعة اختفاء N₂O₅ ومتوسط سرعة تكوّن NO₂؟

أ) سرعة تكوّن NO₂ = سرعة اختفاء N₂O₅
ب) سرعة تكوّن NO₂ = 4 × سرعة اختفاء N₂O₅
ج) سرعة تكوّن NO₂ = 2 × سرعة اختفاء N₂O₅
د) سرعة تكوّن NO₂ = 0.5 × سرعة اختفاء N₂O₅

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: سرعة تكوّن NO₂ = 2 × سرعة اختفاء N₂O₅

الشرح: ١. من المعادلة الموزونة: كل 2 مول من N₂O₅ ينتج 4 مول من NO₂. ٢. لذلك، معدل تكوّن NO₂ أسرع بمرتين من معدل اختفاء N₂O₅. ٣. رياضياً: (1/4) × (معدل تكوّن NO₂) = (1/2) × (معدل اختفاء N₂O₅). ٤. بترتيب المعادلة: معدل تكوّن NO₂ = 2 × معدل اختفاء N₂O₅.

تلميح: انظر إلى المعاملات المتكافئة في المعادلة الكيميائية الموزونة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

كيف تفسر نظرية التصادم سبب تناقص سرعة تحلل مادة مثل N₂O₅ مع مرور الزمن؟

أ) تزداد طاقة التنشيط المطلوبة مع مرور الزمن.
ب) يقل تركيز N₂O₅ مع الزمن، مما يقلل من عدد التصادمات الفعالة بين جزيئاته في وحدة الزمن.
ج) تتغير طبيعة جزيئات N₂O₅ مع الزمن فتصبح أقل فعالية.
د) تتكون طبقة عازلة حول جزيئات N₂O₅ تمنع التصادمات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يقل تركيز N₂O₅ مع الزمن، مما يقلل من عدد التصادمات الفعالة بين جزيئاته في وحدة الزمن.

الشرح: ١. وفقاً لنظرية التصادم، يحدث التفاعل عندما تتصادم الجزيئات بطاقة كافية (طاقة التنشيط) وباتجاه مناسب. ٢. في بداية التفاعل، يكون تركيز N₂O₅ عالياً، لذا يكون عدد التصادمات الفعالة في الثانية كبيراً (سرعة عالية). ٣. مع تحلل N₂O₅، يقل تركيزه، مما يقلل من فرص التصادمات بين جزيئاته. ٤. انخفاض عدد التصادمات الفعالة في الثانية يؤدي إلى انخفاض سرعة التفاعل.

تلميح: تربط نظرية التصادم بين سرعة التفاعل وثلاثة عوامل: تكرار التصادمات، الطاقة الكافية، والتوجيه الصحيح.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب

بالنظر إلى جدول تركيز N₂O₅ مع الزمن، ما هي الصيغة الرياضية الصحيحة لحساب متوسط سرعة اختفاء N₂O₅ خلال الفترة من 40 إلى 60 دقيقة؟ (مع العلم أن التركيز عند 40 دقيقة = 0.00531 مول/لتر وعند 60 دقيقة = 0.00295 مول/لتر)

أ) متوسط السرعة = (0.00295 - 0.00531) / (60 - 40)
ب) متوسط السرعة = (0.00531 - 0.00295) / (60 - 40)
ج) متوسط السرعة = - (0.00295 - 0.00531) / (60 - 40)
د) متوسط السرعة = (0.00531 + 0.00295) / (60 + 40)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: متوسط السرعة = - (0.00295 - 0.00531) / (60 - 40)

الشرح: ١. قانون متوسط سرعة اختفاء مادة متفاعلة (A): متوسط السرعة = - Δ[A] / Δt. ٢. Δ[A] = التركيز النهائي - التركيز الابتدائي = [A]₂ - [A]₁. ٣. Δt = الزمن النهائي - الزمن الابتدائي = t₂ - t₁. ٤. للفترة (40-60 دقيقة): Δ[A] = 0.00295 - 0.00531 = -0.00236 مول/لتر. ٥. Δt = 60 - 40 = 20 دقيقة. ٦. الصيغة الصحيحة: متوسط السرعة = - (-0.00236) / 20 = (0.00236) / 20.

تلميح: متوسط سرعة اختفاء مادة متفاعلة = سالب التغير في التركيز مقسوماً على التغير في الزمن.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

أي مما يلي يصف بشكل صحيح كيفية تغير سرعة تحلل N₂O₅ مع مرور الزمن، بناءً على البيانات التجريبية لتركيزه؟

أ) تزداد سرعة التحلل مع مرور الزمن.
ب) تبقى سرعة التحلل ثابتة طوال الزمن.
ج) تتناقص سرعة التحلل مع مرور الزمن.
د) تتغير سرعة التحلل بشكل عشوائي مع الزمن.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تتناقص سرعة التحلل مع مرور الزمن.

الشرح: ١. البيانات التجريبية تظهر أن تركيز N₂O₅ يقل باستمرار مع الزمن (من 0.01756 إلى 0.00094 مول/لتر). ٢. وفقاً لنظرية التصادم، تعتمد سرعة التفاعل على تركيز المواد المتفاعلة. ٣. عند بداية التفاعل، يكون التركيز مرتفعاً، مما يعني فرص تصادم أكبر بين الجزيئات، وبالتالي سرعة تفاعل عالية. ٤. مع استمرار التفاعل، يقل تركيز N₂O₅، فتقل فرص التصادمات الفعالة، مما يؤدي إلى تناقص سرعة التفاعل. ٥. حساب متوسط السرعة لفترات متتالية يؤكد هذا التناقص.

تلميح: فكر في العلاقة بين تركيز المادة المتفاعلة وفرص التصادمات الفعالة بين جزيئاتها.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: سهل

كيف تفسر نظرية التصادم سبب كون سرعة التفاعل أعلى في البداية منها في نهاية تفاعل تحلل مثل تحلل N₂O₅؟

أ) لأن طاقة التنشيط تزداد مع مرور الزمن.
ب) لأن درجة الحرارة تنخفض مع تقدم التفاعل.
ج) لأن تركيز المادة المتفاعلة (N₂O₅) يكون أعلى في البداية، مما يزيد من فرص التصادمات الفعالة بين جزيئاتها.
د) لأن النواتج المتكونة تمنع التصادمات بين جزيئات المتفاعلة.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: لأن تركيز المادة المتفاعلة (N₂O₅) يكون أعلى في البداية، مما يزيد من فرص التصادمات الفعالة بين جزيئاتها.

الشرح: ١. تنص نظرية التصادم على أن التفاعل الكيميائي يحدث عندما تتصادم الجزيئات المتفاعلة بطاقة كافية (طاقة التنشيط) وباتجاه مناسب. ٢. سرعة التفاعل تتناسب طردياً مع عدد التصادمات الفعالة في وحدة الزمن. ٣. عدد التصادمات الفعالة يعتمد على تركيز المواد المتفاعلة. ٤. في بداية تفاعل التحلل، يكون تركيز N₂O₅ مرتفعاً، وبالتالي يكون عدد الجزيئات في وحدة الحجم كبيراً، مما يزيد من فرص التصادمات الفعالة، فتكون السرعة عالية. ٥. مع تقدم التفاعل، يقل تركيز N₂O₅، مما يقلل من فرص التصادمات الفعالة، وبالتالي تتناقص السرعة.

تلميح: تذكر أن نظرية التصادم تربط بين سرعة التفاعل وثلاثة عوامل رئيسية.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

بناءً على البيانات التجريبية لتحلل خامس أكسيد ثنائي النيتروجين N2O5، احسب متوسط سرعة التفاعل خلال الفترة الزمنية (0 - 20 min) بوحدة mol/L.s، إذا علمت أن التركيز الابتدائي 0.01756 mol/L والتركيز عند 20 دقيقة هو 0.00933 mol/L.

أ) 4.11 × 10⁻⁴ mol/L.s
ب) 6.86 × 10⁻⁶ mol/L.s
ج) 1.37 × 10⁻⁵ mol/L.s
د) 8.23 × 10⁻³ mol/L.s

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: 6.86 × 10⁻⁶ mol/L.s

الشرح: ١. حساب التغير في التركيز: Δ[N2O5] = 0.00933 - 0.01756 = -0.00823 mol/L. ٢. تحويل الزمن من دقائق إلى ثوانٍ: Δt = 20 min × 60 = 1200 s. ٣. تطبيق القانون: السرعة = - (Δ[N2O5] / Δt). ٤. التعويض: - (-0.00823 / 1200) = 0.000006858. ٥. الناتج النهائي بالصيغة العلمية: 6.86 × 10⁻⁶ mol/L.s.

تلميح: استخدم قانون متوسط سرعة التفاعل: (التغير في التركيز ÷ التغير في الزمن)، ولا تنسَ تحويل الدقائق إلى ثوانٍ.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب