مسألة تحفيز - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 56: تأمل خطط الطاقة لتفاعل ماص للطاقة، مكون من خطوة واحدة، ثم قارن ارتفاع طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي والتفاعل العكسي.

الإجابة: 56: طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي أكبر من العكسي لأن طاقة النواتج أعلى.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن طاقة التنشيط هي الحد الأدنى من الطاقة اللازمة لحدوث التصادم بين الجزيئات المتفاعلة لتكوين النواتج. في خطط الطاقة، تمثل طاقة التنشيط الارتفاع من مستوى طاقة المتفاعلات إلى حالة الانتقال.
2. **الخطوة 2 (مقارنة طاقات التنشيط):** في تفاعل ماص للطاقة، تكون طاقة النواتج أعلى من طاقة المتفاعلات. هذا يعني أن التفاعل يحتاج إلى امتصاص طاقة ليتم. - **التفاعل الأمامي:** يبدأ من طاقة المتفاعلات ويحتاج للوصول إلى طاقة حالة الانتقال. - **التفاعل العكسي:** يبدأ من طاقة النواتج ويحتاج للوصول إلى طاقة حالة الانتقال. بما أن طاقة النواتج أعلى من طاقة المتفاعلات، فإن المسافة (الفرق في الطاقة) من طاقة المتفاعلات إلى حالة الانتقال (طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي) ستكون أكبر من المسافة من طاقة النواتج إلى حالة الانتقال (طاقة التنشيط للتفاعل العكسي).
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، ارتفاع طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي أكبر من ارتفاع طاقة التنشيط للتفاعل العكسي في تفاعل ماص للطاقة.

سؤال 57: طبق طريقة مقارنة السرعات الابتدائية لتحديد رتبة التفاعل الكيميائي للمادة المتفاعلة X، واكتب مجموعة من البيانات التجريبية التي تقود إلى استنتاج أن تفاعل المادة X من الرتبة الثانية.

الإجابة: 57: بمضاعفة [X] تضاعفت السرعة 4 مرات - الرتبة 2. القانون: Rate = k[X]²

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (فهم طريقة مقارنة السرعات الابتدائية):** تعتمد هذه الطريقة على إجراء عدة تجارب مع تغيير تركيز أحد المتفاعلات في كل مرة مع تثبيت تراكيز المتفاعلات الأخرى. بمقارنة التغير في السرعة الابتدائية مع التغير في التركيز، يمكن تحديد رتبة التفاعل بالنسبة لذلك المتفاعل.
2. **الخطوة 2 (بناء بيانات تجريبية):** لنفترض أن لدينا تفاعلاً يتضمن المادة X. نريد أن نستنتج أن رتبته الثانية. هذا يعني أن السرعة تتناسب مع مربع تركيز X (Rate ∝ [X]²). لنفترض البيانات التالية: | التجربة | تركيز [X] (M) | السرعة الابتدائية (M/s) | |---|---|---| | 1 | 0.10 | 0.002 | | 2 | 0.20 | 0.008 | الآن نقارن بين التجربتين: - عند مضاعفة تركيز [X] من 0.10 M إلى 0.20 M (التجربة 2 مقارنة بالتجربة 1)، تزداد السرعة الابتدائية من 0.002 M/s إلى 0.008 M/s. نلاحظ أن السرعة قد تضاعفت 4 مرات (0.008 / 0.002 = 4). - بما أن مضاعفة التركيز مرتين (2²) أدت إلى زيادة السرعة 4 مرات (2²)، فإن هذا يشير إلى أن التفاعل من الرتبة الثانية بالنسبة للمادة X.
3. **الخطوة 3 (كتابة قانون السرعة):** إذا كان التفاعل من الرتبة الثانية بالنسبة للمادة X، فإن قانون سرعة التفاعل يكون: $$Rate = k[X]^2$$

سؤال 58: طبق نظرية التصادم لتفسير سببين يوضحان أن الزيادة في درجة حرارة التفاعل بمقدار 10 K تؤدي غالبًا إلى مضاعفة سرعة التفاعل.

الإجابة: 58: 1) زيادة طاقة الحركة والتصادمات. 2) زيادة نسبة الجزيئات المنشطة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تطبيق نظرية التصادم):** تنص نظرية التصادم على أن التفاعلات الكيميائية تحدث عندما تتصادم الجزيئات المتفاعلة ببعضها البعض بالطاقة والاتجاه المناسبين. زيادة درجة الحرارة تؤثر على عاملين رئيسيين يتعلقان بهذه التصادمات.
2. **الخطوة 2 (تفسير تأثير درجة الحرارة):** 1. **زيادة طاقة الحركة وزيادة عدد التصادمات الفعالة:** عندما ترتفع درجة الحرارة، تزداد الطاقة الحركية للجزيئات. هذا يعني أنها تتحرك بشكل أسرع وتتصادم بشكل أكثر تكرارًا. ليس كل تصادم يؤدي إلى تفاعل، ولكن زيادة عدد التصادمات بشكل عام تزيد من احتمالية حدوث التصادمات الفعالة (التي تمتلك طاقة كافية واتجاه مناسب). 2. **زيادة نسبة الجزيئات التي تمتلك طاقة التنشيط:** عند درجة حرارة أعلى، يكون عدد أكبر من الجزيئات قد اكتسب طاقة كافية لتجاوز حاجز طاقة التنشيط. هذا يعني أن نسبة أكبر من التصادمات ستكون تصادمات فعالة وقادرة على تكوين النواتج. عادةً، الزيادة بمقدار 10 كلفن تزيد من عدد الجزيئات التي تمتلك طاقة التنشيط بشكل كافٍ، مما يؤدي إلى مضاعفة سرعة التفاعل تقريبًا.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، سببان لتضاعف سرعة التفاعل عند زيادة درجة الحرارة بمقدار 10 K هما: زيادة عدد التصادمات الكلية وزيادة نسبة الجزيئات التي تمتلك طاقة التنشيط اللازمة.

سؤال 59: ارسم خطوطًا يبين جميع الاحتمالات للتصادمات بين جزيئين من المادة المتفاعلة A، وجزيئين من المادة المتفاعلة B، ثم زد عدد جزيئات A من 2 إلى 4، وارسم جميع احتمالات التصادم التي ينتج فيها اتحاد A مع B؟ وعلل يدل ذلك فيما يتعلق بسرعة التفاعل؟

الإجابة: 59: زيادة A للضعف تزيد عدد التصادمات المحتملة للضعف (من 4 إلى 8) فتزداد السرعة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (رسم التصادمات الأولية):** لدينا جزيئان من A وجزيئان من B. الاحتمالات الممكنة للتصادم بين A و B هي: - A₁ يتصادم مع B₁ - A₁ يتصادم مع B₂ - A₂ يتصادم مع B₁ - A₂ يتصادم مع B₂ هذه تمثل 4 احتمالات للتصادم بين جزيئات A و B.
2. **الخطوة 2 (رسم التصادمات بعد زيادة A):** عند زيادة عدد جزيئات A من 2 إلى 4 (A₁, A₂, A₃, A₄)، مع بقاء جزيئي B (B₁, B₂)، فإن احتمالات التصادم بين A و B تصبح: - A₁ مع B₁ - A₁ مع B₂ - A₂ مع B₁ - A₂ مع B₂ - A₃ مع B₁ - A₃ مع B₂ - A₄ مع B₁ - A₄ مع B₂ هذه تمثل 8 احتمالات للتصادم.
3. **الخطوة 3 (التعليل ودلالة السرعة):** عندما زدنا عدد جزيئات A من 2 إلى 4 (أي ضاعفنا تركيز A)، زاد عدد التصادمات المحتملة بين A و B من 4 إلى 8. هذا يعني أن عدد التصادمات قد تضاعف. إذا افترضنا أن كل هذه التصادمات لها فرصة متساوية للتفاعل، فإن زيادة عدد التصادمات إلى الضعف ستؤدي إلى زيادة سرعة التفاعل إلى الضعف. هذا يدل على أن التفاعل من الرتبة الأولى بالنسبة للمادة A.

سؤال 60: صمم جدولاً لكتابة تراكيز المواد المتفاعلة في المعادلة الآتية، مبتدئًا بـ 0.100 M لكل المتفاعلات، ثم حدد قانون سرعة التفاعل باستعمال طريقة مقارنة السرعات الابتدائية: نواتج → cD + bB + aA

الإجابة: 60: طبق التجربة، مضاعفة [A] تضاعف السرعة (رتبة 1). مضاعفة [B] تربع السرعة [D] رتبة 0. القانون: Rate = k[A][B]²

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تصميم جدول البيانات التجريبية):** لنفترض أن لدينا تفاعلاً يتضمن المتفاعلين A و B، وأننا نريد تحديد قانون سرعة التفاعل باستخدام طريقة مقارنة السرعات الابتدائية. سنبدأ بتركيز 0.100 M لكل من A و B ونقوم بتغيير التراكيز في تجارب لاحقة. | التجربة | تركيز [A] (M) | تركيز [B] (M) | السرعة الابتدائية (M/s) | |---|---|---|---| | 1 | 0.100 | 0.100 | v₁ | | 2 | 0.200 | 0.100 | v₂ | | 3 | 0.100 | 0.200 | v₃ | | 4 | 0.200 | 0.200 | v₄ |
2. **الخطوة 2 (تحديد الرتب بناءً على البيانات المفترضة):** لنفترض أن لدينا البيانات التالية (وهي بيانات مفترضة لتوضيح الطريقة): - **مقارنة التجربة 1 والتجربة 2:** عند مضاعفة [A] (من 0.100 إلى 0.200) مع تثبيت [B]، نلاحظ أن السرعة تضاعفت (مثلاً، إذا كانت v₁ = 1، فإن v₂ = 2). هذا يعني أن السرعة تتناسب طرديًا مع [A]، أي أن رتبة A هي 1. - **مقارنة التجربة 1 والتجربة 3:** عند مضاعفة [B] (من 0.100 إلى 0.200) مع تثبيت [A]، نلاحظ أن السرعة تضاعفت 4 مرات (مثلاً، إذا كانت v₁ = 1، فإن v₃ = 4). هذا يعني أن السرعة تتناسب مع مربع [B]، أي أن رتبة B هي 2. - **التحقق (اختياري):** بمقارنة التجربة 1 والتجربة 4، حيث تضاعف كل من [A] و [B]، نتوقع أن تزداد السرعة بمقدار 2¹ × 2² = 8 مرات (إذا كانت v₁ = 1، فإن v₄ = 8). (ملاحظة: السؤال الأصلي يذكر أن "[D] رتبة 0"، وهذا يعني أن D ليس متفاعلاً بل ناتج، وأن تركيزه لا يؤثر على السرعة. كما أن السؤال يذكر "نواتج → cD + bB + aA"، مما يعني أن A و B هما المتفاعلان الوحيدان المؤثران على السرعة.)
3. **الخطوة 3 (كتابة قانون سرعة التفاعل):** بناءً على الرتب التي استنتجناها (رتبة A = 1، ورتبة B = 2)، فإن قانون سرعة التفاعل هو: $$Rate = k[A]^1[B]^2$$

سؤال 61: الهيدروكربونات يتحول البروبان الحلقي C₃H₆ عند تسخينه إلى برومين CH₃CH=CH₂. فإذا علمت أن سرعة التفاعل مسن الرتبة الأولى للبروبان الحلقي، وكان ثابت السرعة عند درجة حرارة معينة 6.22 × 10⁻⁴ s⁻¹ ، وثبت تركيز البروبان الحلقي عند 0.0300 mol/L، فما كتلة البروبين الناتجة خلال 10.0 min في حجم مقداره 2.50 L ؟

الإجابة: 0.0207 M=t = 0.03e^(-kt) [A]=0.093 Delta[A]=0.0093 mol g = 0.982 g = 0.0233mol

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات والقانون):** لدينا: - التفاعل: تحول البروبان الحلقي إلى بروبين. - رتبة التفاعل: الأولى بالنسبة للبروبان الحلقي. - ثابت السرعة: k = 6.22 × 10⁻⁴ s⁻¹ - التركيز الابتدائي للبروبان الحلقي: [A]₀ = 0.0300 mol/L - الزمن: t = 10.0 min = 10.0 × 60 s = 600 s - حجم المحلول: V = 2.50 L نحتاج لحساب كتلة البروبين الناتجة. بما أن التفاعل من الرتبة الأولى، نستخدم قانون سرعة الرتبة الأولى: $$ln[A]_t - ln[A]_0 = -kt$$ أو $$[A]_t = [A]_0 e^{-kt}$$
2. **الخطوة 2 (حساب تركيز البروبان الحلقي المتبقي):** نحسب تركيز البروبان الحلقي المتبقي بعد 10 دقائق: $$[A]_t = (0.0300 ext{ mol/L}) imes e^{-(6.22 imes 10^{-4} ext{ s}^{-1}) imes (600 ext{ s})}$$ $$[A]_t = (0.0300 ext{ mol/L}) imes e^{-0.3732}$$ $$[A]_t = (0.0300 ext{ mol/L}) imes 0.6886$$ $$[A]_t = 0.02066 ext{ mol/L}$$
3. **الخطوة 3 (حساب كمية البروبين الناتجة):** التفاعل هو: $$C_3H_6 ightarrow C_3H_6$$ (هذا يبدو خطأ في السؤال، البروبان الحلقي هو نفسه البروبين. نفترض أن المقصود هو تحول متصاوغ إلى متصاوغ آخر أو تحلل. لكن بالنظر إلى أن السؤال يطلب كتلة البروبين الناتجة، نفترض أن البروبان الحلقي هو المتفاعل وأن البروبين هو الناتج، وأن النسبة المولية بينهما 1:1). مقدار البروبان الحلقي الذي تفاعل = التركيز الابتدائي - التركيز المتبقي $$Δ[A] = [A]_0 - [A]_t = 0.0300 ext{ mol/L} - 0.02066 ext{ mol/L} = 0.00934 ext{ mol/L}$$ بما أن نسبة البروبان الحلقي إلى البروبين هي 1:1، فإن تركيز البروبين الناتج هو 0.00934 mol/L. الكمية المولية للبروبين الناتجة = التركيز × الحجم $$n_{C_3H_6} = (0.00934 ext{ mol/L}) imes (2.50 ext{ L}) = 0.02335 ext{ mol}$$
4. **الخطوة 4 (حساب كتلة البروبين):** الكتلة المولية للبروبين (C₃H₆) = (3 × 12.01) + (6 × 1.008) = 36.03 + 6.048 = 42.078 g/mol. الكتلة = عدد المولات × الكتلة المولية $$m_{C_3H_6} = (0.02335 ext{ mol}) imes (42.078 ext{ g/mol})$$ $$m_{C_3H_6} = 0.982 ext{ g}$$

سؤال 62: ما كتلة كلوريد الحديد III اللازمة لتحضير محلول مائي منه حجمه 1.0 L وتركيزه 0.225 M؟

الإجابة: n =MV=0.225 mol كتلة = 0.225×162.2 = 36.5 g

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات والقانون):** لدينا: - حجم المحلول: V = 1.0 L - التركيز المطلوب: M = 0.225 M (مولارية) - الصيغة الكيميائية لكلوريد الحديد III: FeCl₃ نحتاج لحساب كتلة FeCl₃. القانون الذي يربط بين المولارية والتركيز وعدد المولات هو: $$M = rac{n}{V}$$ حيث n هو عدد المولات.
2. **الخطوة 2 (حساب عدد المولات):** باستخدام القانون، يمكننا حساب عدد المولات اللازمة: $$n = M imes V$$ $$n = (0.225 ext{ mol/L}) imes (1.0 ext{ L})$$ $$n = 0.225 ext{ mol}$$
3. **الخطوة 3 (حساب الكتلة المولية):** نحتاج أولاً لحساب الكتلة المولية لكلوريد الحديد III (FeCl₃). - الكتلة الذرية للحديد (Fe) ≈ 55.845 g/mol - الكتلة الذرية للكلور (Cl) ≈ 35.45 g/mol الكتلة المولية لـ FeCl₃ = (1 × 55.845) + (3 × 35.45) $$M_{FeCl_3} = 55.845 + 106.35$$ $$M_{FeCl_3} = 162.195 ext{ g/mol}$$ (تقريبًا 162.2 g/mol)
4. **الخطوة 4 (حساب الكتلة):** الآن نستخدم عدد المولات والكتلة المولية لحساب الكتلة المطلوبة: $$كتلة = عدد المولات imes الكتلة المولية$$ $$كتلة = (0.225 ext{ mol}) imes (162.2 ext{ g/mol})$$ $$كتلة = 36.495 ext{ g}$$

سؤال 63: ما المعلومات التي يجب معرفتها لحساب الارتفاع في درجة غليان محلول المكسان في البنزين؟

الإجابة: 63: يلزم معرفة: Kb للبنزين، المولالية m، وعامل فانت هو i.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (فهم الارتفاع في درجة الغليان):** الارتفاع في درجة الغليان (ΔTb) هو خاصية تجميعية للمحلول، وتعتمد على عدد جسيمات المذاب في كمية معينة من المذيب. القانون الذي يصف هذه الظاهرة هو: $$ΔT_b = i imes K_b imes m$$
2. **الخطوة 2 (تحليل عناصر القانون):** لفهم ما نحتاجه لحساب الارتفاع في درجة غليان محلول المكسان في البنزين، نحلل عناصر القانون: - **ΔTb:** هو الارتفاع في درجة الغليان الذي نريد حسابه. - **i:** هو عامل فانت هوف، ويمثل عدد الجسيمات التي يتفكك إليها جزيء المذاب في المذيب. بالنسبة للمكسان (وهو مركب عضوي غير متأين)، فإن i = 1. - **Kb:** هو ثابت الارتفاع في درجة الغليان للمذيب (البنزين في هذه الحالة). هذه قيمة معروفة للبنزين. - **m:** هي المولالية (molality) للمحلول، والتي تُعرف بأنها عدد مولات المذاب لكل كيلوجرام من المذيب.
3. **الخطوة 3 (تحديد المعلومات المطلوبة):** من تحليل القانون، نجد أننا نحتاج إلى معرفة: 1. **Kb للبنزين:** وهي قيمة ثابتة للمذيب. 2. **المولالية (m) للمحلول:** وهي تعتمد على كمية المذاب (المكسان) وكمية المذيب (البنزين). 3. **عامل فانت هوف (i) للمكسان:** بما أن المكسان مركب عضوي، فمن المتوقع أن i = 1 (ما لم يكن يتفكك أو يتأين، وهو أمر غير شائع للمكسانات البسيطة). إذا كان السؤال يعني أننا نريد حساب الارتفاع في درجة الغليان *إذا عرفنا* هذه المعلومات، فالإجابة هي أننا نحتاج لمعرفة Kb للبنزين، المولالية m، وعامل فانت هوف i. أما إذا كان السؤال يعني ما هي المعلومات التي يجب أن تكون متوفرة لدينا *لنفترض* أننا سنحسبها، فالإجابة هي أننا نحتاج لمعرفة كمية المكسان وكمية البنزين (لتحسب المولالية) بالإضافة إلى قيمة Kb للبنزين.

سؤال 64: إذا كانت ΔH لتفاعل ما سالبة، فقارن طاقة المواد الناتجة بطاقة المواد المتفاعلة، وهل التفاعل ماص أم طارد للطاقة؟

الإجابة: 64: طاقة النواتج أقل من المتفاعلات، والتفاعل طارد للحرارة.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (فهم إشارة ΔH):** في الكيمياء الحرارية، تشير قيمة ΔH (التغير في المحتوى الحراري) إلى كمية الحرارة الممتصة أو المنبعثة خلال التفاعل عند ضغط ثابت. - إذا كانت ΔH سالبة (ΔH < 0)، فهذا يعني أن التفاعل يطلق حرارة إلى الوسط المحيط. - إذا كانت ΔH موجبة (ΔH > 0)، فهذا يعني أن التفاعل يمتص حرارة من الوسط المحيط.
2. **الخطوة 2 (مقارنة طاقة المواد الناتجة والمتفاعلة):** عندما يكون التفاعل طاردًا للحرارة (ΔH سالبة)، فإن النظام (المواد المتفاعلة والناتجة) يفقد طاقة على شكل حرارة. هذا يعني أن طاقة المواد الناتجة يجب أن تكون أقل من طاقة المواد المتفاعلة، لأن الطاقة الزائدة قد انبعثت. بالمقابل، في التفاعل الماص للحرارة (ΔH موجبة)، يمتص النظام طاقة، مما يجعل طاقة النواتج أعلى من طاقة المتفاعلات.
3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، إذا كانت ΔH لتفاعل ما سالبة، فإن طاقة المواد الناتجة تكون **أقل** من طاقة المواد المتفاعلة، والتفاعل يكون **طاردًا** للطاقة.

في تفاعل ماص للطاقة مكون من خطوة واحدة، كيف تقارن طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي بطاقة التنشيط للتفاعل العكسي؟

• أ) طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي تساوي طاقة التنشيط للتفاعل العكسي.
• ب) طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي أقل من طاقة التنشيط للتفاعل العكسي.
• ج) طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي أكبر من طاقة التنشيط للتفاعل العكسي.
• د) لا يمكن المقارنة بينهما دون معرفة قيمة ΔH.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: طاقة التنشيط للتفاعل الأمامي أكبر من طاقة التنشيط للتفاعل العكسي.

الشرح: 1. في التفاعل الماص للطاقة: طاقة النواتج > طاقة المتفاعلات. 2. طاقة التنشيط هي الطاقة اللازمة للوصول إلى حالة الانتقال. 3. المسافة من طاقة المتفاعلات (الأدنى) إلى حالة الانتقال أكبر من المسافة من طاقة النواتج (الأعلى) إلى حالة الانتقال. 4. النتيجة: طاقة التنشيط (الأمامي) > طاقة التنشيط (العكسي).

تلميح: تذكر أن طاقة النواتج في التفاعل الماص تكون أعلى من طاقة المتفاعلات.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما القانون الرياضي المستخدم لحساب تركيز المادة المتبقية بعد زمن معين في تفاعل من الرتبة الأولى؟

• أ) [A]ₜ = [A]₀ - kt
• ب) Rate = k[A]
• ج) [A]ₜ = [A]₀ e⁻ᵏᵗ
• د) 1/[A]ₜ = 1/[A]₀ + kt

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: [A]ₜ = [A]₀ e⁻ᵏᵗ

الشرح: 1. للتفاعلات من الرتبة الأولى، يتناقص تركيز المتفاعل أُسياً مع الزمن. 2. القانون: [A]ₜ = [A]₀ e⁻ᵏᵗ، حيث: - [A]₀: التركيز الابتدائي. - k: ثابت سرعة التفاعل. - t: الزمن. - [A]ₜ: التركيز المتبقي بعد الزمن t. 3. يمكن كتابته أيضاً بصيغة اللوغاريتم الطبيعي: ln([A]₀/[A]ₜ) = kt.

تلميح: هذا القانون يربط التركيز الابتدائي بالتركيز عند الزمن t باستخدام الثابت الأسي e.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

ما المعلومات الثلاثة الأساسية المطلوبة لحساب الارتفاع في درجة غليان محلول ما باستخدام القانون ΔTb = i × Kb × m؟

• أ) التركيز المولاري، درجة غليان المذيب النقي، وحجم المحلول.
• ب) عامل فانت هوف (i)، ثابت الارتفاع الإيبولوسكوبي للمذيب (Kb)، والمولالية (m).
• ج) الكتلة المولية للمذاب، كثافة المحلول، ودرجة الحرارة.
• د) ضغط بخار المحلول، ثابت الغازات العام، والكتلة المولية للمذيب.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: عامل فانت هوف (i)، ثابت الارتفاع الإيبولوسكوبي للمذيب (Kb)، والمولالية (m).

الشرح: 1. ΔTb = i × Kb × m هو قانون الارتفاع في درجة الغليان (خاصية تجميعية). 2. العناصر المطلوبة للحساب: - i (عامل فانت هوف): عدد الجسيمات الناتجة من تفكك المذاب. - Kb: ثابت خاص بالمذيب (قيمة تجريبية). - m: المولالية (مولات المذاب/كجم مذيب). 3. بمعرفة هذه القيم الثلاث، يمكن حساب ΔTb مباشرة.

تلميح: يرمز كل رمز في القانون ΔTb = i × Kb × m إلى خاصية محددة تؤثر في الارتفاع.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

إذا كانت قيمة ΔH لتفاعل كيميائي سالبة، فماذا يعني ذلك بالنسبة لطاقة النواتج والمتفاعل ونوع التفاعل؟

• أ) طاقة النواتج أعلى من طاقة المتفاعلات، والتفاعل ماص للحرارة.
• ب) طاقة النواتج أقل من طاقة المتفاعلات، والتفاعل طارد للحرارة.
• ج) طاقة النواتج تساوي طاقة المتفاعلات، والتفاعل متعادل حراريًا.
• د) طاقة النواتج أقل من طاقة المتفاعلات، والتفاعل ماص للحرارة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: طاقة النواتج أقل من طاقة المتفاعلات، والتفاعل طارد للحرارة.

الشرح: 1. ΔH = H(النواتج) - H(المتفاعلات). 2. إذا كانت ΔH < 0 (سالبة)، فإن H(النواتج) < H(المتفاعلات). 3. هذا يعني أن طاقة النواتج أقل من طاقة المتفاعلات، والفرق في الطاقة يتحرر على شكل حرارة. 4. النتيجة: التفاعل طارد للحرارة.

تلميح: ΔH السالبة تشير إلى انطلاق حرارة من النظام إلى الوسط المحيط.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

عند استخدام طريقة مقارنة السرعات الابتدائية، ما التغير في السرعة الذي يشير إلى أن رتبة التفاعل بالنسبة لمادة متفاعلة (X) هي الثانية؟

• أ) عند مضاعفة تركيز [X]، تزداد السرعة الابتدائية إلى الضعف.
• ب) عند مضاعفة تركيز [X]، تزداد السرعة الابتدائية إلى أربعة أضعاف.
• ج) عند مضاعفة تركيز [X]، تبقى السرعة الابتدائية كما هي.
• د) عند مضاعفة تركيز [X]، تزداد السرعة الابتدائية إلى ثمانية أضعاف.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: عند مضاعفة تركيز [X]، تزداد السرعة الابتدائية إلى أربعة أضعاف.

الشرح: 1. في طريقة مقارنة السرعات الابتدائية، نثبت تراكيز جميع المتفاعلات عدا المادة قيد الدراسة (X). 2. نلاحظ التغير في السرعة عند تغيير تركيز X. 3. إذا تضاعف التركيز (أصبح 2[X]) وزادت السرعة 4 أضعاف (أصبحت 4 × السرعة الأصلية)، فهذا يعني أن السرعة ∝ [X]². 4. الاستنتاج: رتبة التفاعل بالنسبة لـ X هي الثانية.

تلميح: تذكر أن رتبة التفاعل هي الأس الذي يرفع إليه التركيز في قانون السرعة. للرتبة الثانية، الأس هو 2.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط