الشكل 3-2 - كتاب الكيمياء - الصف 11 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

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

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

الدرس: الشكل 3-2

📚 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 العكسية والاتزان الكيميائي

المفاهيم الأساسية

التفاعل العكسي: هو التفاعل الكيميائي الذي يحدث في الاتجاهين الأمامي والعكسي.

تحويل: هو التغيير في شكل أو وظيفة إلى أخرى.

خريطة المفاهيم

```markmap

الاتزان الكيميائي

المفردات الجديدة

التفاعل العكسي

قانون الاتزان الكيميائي

ثابت الاتزان

الاتزان المتجانس

الاتزان غير المتجانس

ما الاتزان؟

مثال: تفاعل تحضير الأمونيا (طريقة هابر)

#### المعادلة: N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)

#### الأهمية

  • الزراعة: سماد ومادة إضافية في أطعمة الحيوانات
  • الصناعة: مادة خام (مثل صناعة النايلون)
#### الظروف

  • تلقائي في الظروف القياسية (298 K، 1 atm) لكنه بطيء جداً
  • يتطلب درجات حرارة أعلى وضغط أكبر للإنتاج بكميات عملية

مثال تطبيقي: النايلون

خطوة كيميائية: تفاعل الأمونيا لتكوين 1،6 – ثنائي أمينوهكسان

التطبيق الصناعي: إنتاج ألياف النايلون المستخدمة في صناعة الإطارات

التفاعلات العكسية والاتزان الكيميائي

سلوك التراكيز في التفاعل العكسي

#### المتفاعلات (N₂، H₂)

  • يقل تركيزها تدريجياً مع بدء التفاعل
  • لا تستهلك تماماً (لا تصل تركيزها إلى صفر)
#### الناتج (NH₃)

  • يبدأ تركيزه من الصفر
  • يزداد مع الوقت
#### حالة الاتزان

  • بعد فترة زمنية تصبح جميع التراكيز ثابتة
  • الخطوط في الرسم البياني تصبح أفقية

معادلة التفاعل العكسي

#### التفاعل الأمامي

N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g)

#### التفاعل العكسي

2NH₃(g) → N₂(g) + 3H₂(g)

#### المعادلة الكلية (باستخدام السهم الثنائي)

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

  • الجهة اليسرى: متفاعلات التفاعل الأمامي
  • الجهة اليمنى: متفاعلات التفاعل العكسي
```

نقاط مهمة

  • معظم التفاعلات لا تكتمل (لا تتحول كل المتفاعلات إلى نواتج)، بل تصل إلى حالة يبدو فيها أنها توقفت.
  • عند وضع 1 مول من النيتروجين و 3 مول من الهيدروجين في وعاء مغلق عند 723 كلفن، يتفاعلان تلقائياً.
  • في حالة الاتزان، يكون معدل التفاعل الأمامي مساوياً لمعدل التفاعل العكسي، لذلك تصبح التراكيز ثابتة.
  • في الرسم البياني (الشكل 3-2)، ميل منحنى كل مادة في الطرف الأيسر (قبل الاتزان) غير صفري (إما موجب أو سالب)، بينما في الطرف الأيمن (عند الاتزان) يصبح ميل كل المنحنيات صفراً (أفقياً).

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

الشكل 3-2

نوع: محتوى تعليمي

يتناقص تركيز المواد المتفاعلة H2 ، N2 في البداية، في حين يزداد تركيز الناتج NH3 ، بحيث لا تستهلك المتفاعلات تمامًا وتصبح جميع المواد ثابتة.

نوع: محتوى تعليمي

ماذا يحدث عندما يوضع 1 mol من النيتروجين و مع 3 mol من الهيدروجين في وعاء مغلق للتفاعل عند درجة حرارة 723 K ؟ سوف يتفاعل النيتروجين والهيدروجين تلقائياً.

نوع: محتوى تعليمي

يوضح الشكل 3-2 سير التفاعل. لاحظ أن تركيز الأمونيا NH3 الناتجة يساوي صفراً في البداية، ويزداد مع الوقت، وأن المتفاعلات N2 و H2 تستهلك في أثناء التفاعل، لذلك يقل تركيزها تدريجياً. وبعد مرور فترة من الزمن لا تتغير تراكيز NH3 و N2 و H2 (أي تصبح جميع التراكيز ثابتة) كما هو موضح في الخطوط الأفقية في الجانب الأيمن من الرسم البياني. لاحظ أن تراكيز H2 و N2 لا تساوي صفراً، وهذا يعني أنه لم يتم تحويل كامل التفاعلات إلى نواتج.

اختبار الرسم البياني

نوع: محتوى تعليمي

وضح كيف يبين الرسم البياني أن تراكيز المواد المتفاعلة والمواد الناتجة تصبح ثابتة.

نوع: محتوى تعليمي

صف ميل كل منحنى من الهيدروجين والنيتروجين والأمونيا في الطرف الأيسر من الرسم البياني. كيف يختلف ميل كل منحنى في الطرف الأيمن عن ميله في الطرف الأيسر من الرسم؟

التفاعلات العكسية والاتزان الكيميائي

نوع: محتوى تعليمي

إلى نواتج يصف العلماء التفاعل بأنه مكتمل. إلا أن معظم التفاعلات لا تكتمل، بل تظهر وكأنها توقفت. التفاعل العكسي هو التفاعل الكيميائي الذي يحدث في الاتجاهين الأمامي والعكسي.

نوع: محتوى تعليمي

الأمامي: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

نوع: محتوى تعليمي

العكسي: N2(g) ← 2NH3(g) + 3H2(g)

نوع: محتوى تعليمي

يدمج الكيميائيون المعادلتين في معادلة واحدة يستعمل فيها السهم الثنائي ليشير إلى اتجاهي التفاعلين الحادثين.

نوع: محتوى تعليمي

N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g)

نوع: محتوى تعليمي

تكون المتفاعلات للتفاعل الأمامي في الجهة اليسرى من الأسهم، في حين تكون المتفاعلات للتفاعل العكسي في الجهة اليمنى من الأسهم. في التفاعل الأمامي يتحد النيتروجين والهيدروجين لتكوين الأمونيا. أما في التفاعل العكسي فتتحلل الأمونيا لتكوين كلا من غاز الهيدروجين وغاز النيتروجين.

المفردات الأكاديمية

نوع: METADATA

تحويل Convert هو التغيير في شكل أو وظيفة إلى أخرى. حولت الغرفة الزائدة في منزلنا إلى مكتب.

🔍 عناصر مرئية

A graph illustrating the change in concentration of reactants (N2 and H2) and product (NH3) over time. The concentrations of reactants decrease, and the concentration of the product increases until they reach a plateau, indicating equilibrium.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: الشكل 3-2 --- يتناقص تركيز المواد المتفاعلة H2 ، N2 في البداية، في حين يزداد تركيز الناتج NH3 ، بحيث لا تستهلك المتفاعلات تمامًا وتصبح جميع المواد ثابتة. ماذا يحدث عندما يوضع 1 mol من النيتروجين و مع 3 mol من الهيدروجين في وعاء مغلق للتفاعل عند درجة حرارة 723 K ؟ سوف يتفاعل النيتروجين والهيدروجين تلقائياً. يوضح الشكل 3-2 سير التفاعل. لاحظ أن تركيز الأمونيا NH3 الناتجة يساوي صفراً في البداية، ويزداد مع الوقت، وأن المتفاعلات N2 و H2 تستهلك في أثناء التفاعل، لذلك يقل تركيزها تدريجياً. وبعد مرور فترة من الزمن لا تتغير تراكيز NH3 و N2 و H2 (أي تصبح جميع التراكيز ثابتة) كما هو موضح في الخطوط الأفقية في الجانب الأيمن من الرسم البياني. لاحظ أن تراكيز H2 و N2 لا تساوي صفراً، وهذا يعني أنه لم يتم تحويل كامل التفاعلات إلى نواتج. --- SECTION: اختبار الرسم البياني --- وضح كيف يبين الرسم البياني أن تراكيز المواد المتفاعلة والمواد الناتجة تصبح ثابتة. صف ميل كل منحنى من الهيدروجين والنيتروجين والأمونيا في الطرف الأيسر من الرسم البياني. كيف يختلف ميل كل منحنى في الطرف الأيمن عن ميله في الطرف الأيسر من الرسم؟ --- SECTION: التفاعلات العكسية والاتزان الكيميائي --- إلى نواتج يصف العلماء التفاعل بأنه مكتمل. إلا أن معظم التفاعلات لا تكتمل، بل تظهر وكأنها توقفت. التفاعل العكسي هو التفاعل الكيميائي الذي يحدث في الاتجاهين الأمامي والعكسي. الأمامي: N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) العكسي: N2(g) ← 2NH3(g) + 3H2(g) يدمج الكيميائيون المعادلتين في معادلة واحدة يستعمل فيها السهم الثنائي ليشير إلى اتجاهي التفاعلين الحادثين. N2(g) + 3H2(g) ⇌ 2NH3(g) تكون المتفاعلات للتفاعل الأمامي في الجهة اليسرى من الأسهم، في حين تكون المتفاعلات للتفاعل العكسي في الجهة اليمنى من الأسهم. في التفاعل الأمامي يتحد النيتروجين والهيدروجين لتكوين الأمونيا. أما في التفاعل العكسي فتتحلل الأمونيا لتكوين كلا من غاز الهيدروجين وغاز النيتروجين. --- SECTION: المفردات الأكاديمية --- تحويل Convert هو التغيير في شكل أو وظيفة إلى أخرى. حولت الغرفة الزائدة في منزلنا إلى مكتب. --- VISUAL CONTEXT --- **GRAPH**: Untitled Description: A graph illustrating the change in concentration of reactants (N2 and H2) and product (NH3) over time. The concentrations of reactants decrease, and the concentration of the product increases until they reach a plateau, indicating equilibrium. X-axis: الزمن (min) Y-axis: التركيز (M) Data: The graph shows that N2 and H2 concentrations decrease over time, while NH3 concentration increases. After approximately 10 minutes, all concentrations become constant, indicating the reaction has reached equilibrium. Key Values: Initial N2 concentration: ~45 M, Initial H2 concentration: ~60 M, Initial NH3 concentration: 0 M, Equilibrium N2 concentration: ~10 M, Equilibrium H2 concentration: ~20 M, Equilibrium NH3 concentration: ~40 M, Time to reach equilibrium: ~10 minutes Context: Illustrates the concept of chemical equilibrium by showing how reactant and product concentrations change over time until they become constant.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 2

سؤال مربع-1: اختبار الرسم البياني: وضح كيف يبين الرسم البياني أن تراكيز المواد المتفاعلة والمواد الناتجة تصبح ثابتة.

الإجابة: س: وضح كيف يبين الرسم ثبات التراكيز؟ يوضح الرسم أنه بعد مرور زمن معين تصبح منحنيات تراكيز H2 و N2 و NH3 أفقية (ميلها = 0)، أي لا تتغير التراكيز مع الزمن؛ لذلك تكون تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة ثابتة.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. الفكرة هنا هي قراءة الرسم البياني الذي يوضح تغير تراكيز المواد مع الزمن في تفاعل كيميائي. عندما يكون التفاعل مستمراً، نلاحظ أن التراكيز تتغير (إما تزيد أو تنقص). الجزء المهم في الرسم هو ما يحدث بعد فترة زمنية معينة. إذا لاحظنا أن منحنيات التراكيز (الخطوط على الرسم) أصبحت أفقية، فهذا يعني أن ميلها أصبح صفراً. ميل المنحنى يساوي صفراً عندما لا يكون هناك تغير في التركيز مع مرور الزمن. إذن، عندما تصبح منحنيات المواد المتفاعلة (مثل الهيدروجين والنيتروجين) والمواد الناتجة (مثل الأمونيا) أفقية، فهذا دليل مباشر على أن تراكيزها لم تعد تتغير، أي أصبحت ثابتة. لذلك، يبين الرسم البياني ثبات التراكيز من خلال تحول المنحنيات إلى خطوط أفقية بعد زمن معين.

سؤال مربع-2: اختبار الرسم البياني: صف ميل كل منحنى من الهيدروجين والنيتروجين والأمونيا في الطرف الأيسر من الرسم البياني. كيف يختلف ميل كل منحنى في الطرف الأيمن عن ميله في الطرف الأيسر من الرسم؟

الإجابة: س: صف ميل منحنيات H2 و N2 و NH3 - في الطرف الأيسر: ميل منحنى H2 سالب (يتناقص تركيزه)، وميل منحنى N2 سالب (يتناقص تركيزه)، وميل منحنى NH3 موجب (يزداد تركيزه). - في الطرف الأيمن: تصبح المنحنيات أفقية تقريبًا؛ أي الميل = 0 لكل المواد لأن التراكيز أصبحت ثابتة.

خطوات الحل:

  1. **الشرح:** لنبدأ بتحليل الرسم البياني. في الطرف الأيسر (أي في بداية التفاعل أو الأزمنة الأولى)، ننظر إلى ميل كل منحنى: - منحنى الهيدروجين (H₂): ميله سالب، وهذا يعني أن تركيز الهيدروجين يتناقص مع الزمن لأنه مادة متفاعلة تُستهلك. - منحنى النيتروجين (N₂): ميله أيضاً سالب، مما يدل على أن تركيز النيتروجين يتناقص لأنه مادة متفاعلة أخرى تُستهلك. - منحنى الأمونيا (NH₃): ميله موجب، وهذا يشير إلى أن تركيز الأمونيا يزداد مع الزمن لأنه مادة ناتجة تتكون أثناء التفاعل. الآن، لننتقل إلى الطرف الأيمن من الرسم (أي بعد مرور فترة زمنية طويلة). هنا، نلاحظ أن المنحنيات أصبحت أفقية تقريباً، مما يعني أن ميل كل منها أصبح صفراً. بمعنى آخر، في الطرف الأيمن، لم يعد هناك تغير في التراكيز: فالمواد المتفاعلة لم تعد تتناقص، والمواد الناتجة لم تعد تزيد. إذن، الاختلاف بين الطرفين هو: في الطرف الأيسر، الميل ليس صفراً (سالب للمواد المتفاعلة وموجب للمواد الناتجة)، بينما في الطرف الأيمن، الميل أصبح صفراً لجميع المواد لأن التراكيز استقرت وأصبحت ثابتة.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

في التفاعل N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)، ماذا يحدث لتركيز المواد عند الوصول إلى حالة الاتزان الكيميائي؟

  • أ) يصل تركيز الناتج إلى أقصى قيمة ثم يبدأ بالانخفاض.
  • ب) يصل تركيز المتفاعلات إلى الصفر ويتوقف التفاعل تماماً.
  • ج) تصبح جميع التراكيز ثابتة ولا تتغير مع الزمن.
  • د) تستمر التراكيز في التغير ولكن بمعدل أبطأ.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تصبح جميع التراكيز ثابتة ولا تتغير مع الزمن.

الشرح: 1. في بداية التفاعل، يقل تركيز المتفاعلات (N₂, H₂) ويزداد تركيز الناتج (NH₃). 2. مع مرور الزمن، تقل سرعة التفاعل الأمامي وتزداد سرعة التفاعل العكسي. 3. عند نقطة معينة، تتساوى سرعة التفاعل الأمامي مع سرعة التفاعل العكسي. 4. عند هذه النقطة (الاتزان)، تصبح تراكيز جميع المواد ثابتة ولا تتغير.

تلميح: فكر في ما يحدث للمنحنيات في الرسم البياني بعد فترة زمنية طويلة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما المقصود بالتفاعل العكسي في الكيمياء؟

  • أ) هو التفاعل الذي يحدث مرة واحدة فقط ولا يمكن عكسه.
  • ب) هو التفاعل الذي تكون سرعته ثابتة بغض النظر عن التركيز.
  • ج) هو التفاعل الكيميائي الذي يحدث في الاتجاهين الأمامي والعكسي.
  • د) هو التفاعل الذي ينتج عنه حرارة فقط دون امتصاصها.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: هو التفاعل الكيميائي الذي يحدث في الاتجاهين الأمامي والعكسي.

الشرح: 1. معظم التفاعلات الكيميائية لا تكتمل بالتحول الكامل للمتفاعلات إلى نواتج. 2. التفاعل العكسي هو الذي يمكن أن يسير في اتجاهين متعاكسين. 3. في الاتجاه الأمامي، تتحول المتفاعلات إلى نواتج. 4. في الاتجاه العكسي، تتحول النواتج إلى متفاعلات مرة أخرى.

تلميح: انتبه إلى السهم المستخدم في كتابة معادلة التفاعل.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

في حالة الاتزان للتفاعل N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃، ماذا يمكن استنتاج حول تراكيز المتفاعلات؟

  • أ) تراكيز المتفاعلات تساوي صفراً تماماً لأن التفاعل اكتمل.
  • ب) تراكيز المتفاعلات لا تساوي صفراً، أي لم يتم تحويل كامل المتفاعلات إلى نواتج.
  • ج) تراكيز المتفاعلات تزداد باستمرار مع الزمن.
  • د) تراكيز المتفاعلات تساوي دائمًا تركيز النواتج.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تراكيز المتفاعلات لا تساوي صفراً، أي لم يتم تحويل كامل المتفاعلات إلى نواتج.

الشرح: 1. عند الوصول إلى حالة الاتزان الكيميائي، تتساوى سرعة التفاعل الأمامي مع سرعة التفاعل العكسي. 2. هذا يعني أن المتفاعلات تتحول إلى نواتج، والنواتج تتحول إلى متفاعلات بنفس المعدل. 3. لذلك، تبقى كميات من المتفاعلات موجودة في الوعاء. 4. استنتاج: تركيز المتفاعلات عند الاتزان لا يساوي الصفر.

تلميح: تذكر أن التفاعل لا يكتمل في حالة الاتزان.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: متوسط

ما الرمز المستخدم في المعادلة الكيميائية للإشارة إلى أن التفاعل عكسي؟

  • أ) السهم الأحادي (→)
  • ب) علامة المساواة (=)
  • ج) السهم الثنائي (⇌)
  • د) علامة الزائد (+)

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: السهم الثنائي (⇌)

الشرح: 1. للتفريق بين التفاعل التام (الذي يسير في اتجاه واحد) والتفاعل العكسي، يستخدم رموز مختلفة. 2. التفاعل التام يرمز له بسهم واحد (→) يشير إلى اتجاه التحول. 3. التفاعل العكسي يرمز له بسهم ثنائي (⇌) يشير إلى إمكانية سير التفاعل في كلا الاتجاهين. 4. هذا الرمز يعني أن التفاعلين الأمامي والعكسي يحدثان في نفس الوقت عند الاتزان.

تلميح: انظر إلى المعادلة الموحدة التي تجمع التفاعلين الأمامي والعكسي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل