الشكل 3-3

📚 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

📚 التفاعل العكسي والاتزان الكيميائي

المفاهيم الأساسية

الاتزان الكيميائي: حالة النظام عندما تتساوى سرعتا التفاعل الأمامي والعكسي، وعندها تثبت تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة.

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

كيف يصل التفاعل إلى حالة الاتزان؟

#### بداية التفاعل

سرعة التفاعل الأمامي محددة
لا توجد أمونيا

#### أثناء التفاعل

يقل تركيز N₂ و H₂
يبطؤ التفاعل الأمامي
تبدأ الأمونيا في التكون
يبدأ التفاعل العكسي بسرعة تزداد مع زيادة تركيز NH₃

#### حالة الاتزان

تتساوى سرعة التفاعل الأمامي والعكسي
تثبت تراكيز N₂ و H₂ و NH₃

```

نقاط مهمة

سرعة التفاعل الكيميائي تعتمد على تراكيز المتفاعلات.
في التفاعل العكسي، يسبب نقصان تراكيز المتفاعلات إبطاء سرعة التفاعل الأمامي.
بمجرد أن تنتج الأمونيا، يزداد سرعة التفاعل العكسي مع زيادة تركيزها.
عند الاتزان: سرعة التفاعل الأمامي = سرعة التفاعل العكسي.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

نوع: محتوى تعليمي

كيف يؤثر التفاعل العكسي في إنتاج الأمونيا؟ يوضح الشكل 3-3 بدء تفاعل مزيج من الهيدروجين والنيتروجين بسرعة أولية محددة، ولا توجد أي كمية ناتجة من الأمونيا فقط.

نوع: محتوى تعليمي

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

نوع: محتوى تعليمي

يقل تركيز كل من الهيدروجين والنيتروجين في أثناء احدهما لتكوين الأمونيا، كما هو موضح في الشكل 3-3. وتذكر مما درسته سابقاً أن سرعة التفاعل الكيميائي تعتمد على تراكيز المتفاعلات؛ إذ يسبب نقصان تراكيز المتفاعلات إبطاء سرعة التفاعل الأمامي. وفي هذا التفاعل، بمجرد أن تنتج الأمونيا يزداد سرعته مع زيادة تركيزها.

نوع: محتوى تعليمي

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

نوع: محتوى تعليمي

وفي أثناء سير التفاعل تستمر سرعة التفاعل الأمامي في النقصان، وتستمر سرعة التفاعل العكسي في الزيادة حتى تتساوى سرعتان. عند هذه النقطة تبقى تراكيز N₂ و H₂ و NH₃ ثابتة كما هو موضح في الشكلين 3-3c و 3-3d، ويكون النظام عندها قد وصل إلى حالة الاتزان.

نوع: محتوى تعليمي

ولذا يعرف الاتزان الكيميائي بأنه حالة النظام عندما تتساوى سرعتا التفاعل الأمامي والعكسي، وعندها تثبت تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة.

نوع: محتوى تعليمي

سرعة التفاعل الأمامي = سرعة التفاعل العكسي

نوع: محتوى تعليمي

توضح الرسوم من a إلى d سير التفاعل لتكوين الأمونيا من الهيدروجين والنيتروجين.

استنتج

نوع: محتوى تعليمي

ادرس الأشكال وأجب عن الأسئلة الآتية:

نوع: QUESTION_HOMEWORK

كيف تعلم أن التفاعل لم يبدأ بعد؟

نوع: QUESTION_HOMEWORK

ما الدليل الذي يشير إلى بداية التفاعل العكسي؟ قارن بين الشكلين c و d، كيف تعلم أن النظام وصل إلى حالة الاتزان؟

🔍 عناصر مرئية

سير التفاعل لتكوين الأمونيا

Panel a shows separate N₂ and H₂ molecules. Panel b shows some NH₃ molecules forming. Panel c shows more NH₃ and fewer N₂ and H₂. Panel d shows a mix of N₂, H₂, and NH₃ molecules, suggesting equilibrium.

📄 النص الكامل للصفحة

كيف يؤثر التفاعل العكسي في إنتاج الأمونيا؟ يوضح الشكل 3-3 بدء تفاعل مزيج من الهيدروجين والنيتروجين بسرعة أولية محددة، ولا توجد أي كمية ناتجة من الأمونيا فقط.

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

يقل تركيز كل من الهيدروجين والنيتروجين في أثناء احدهما لتكوين الأمونيا، كما هو موضح في الشكل 3-3. وتذكر مما درسته سابقاً أن سرعة التفاعل الكيميائي تعتمد على تراكيز المتفاعلات؛ إذ يسبب نقصان تراكيز المتفاعلات إبطاء سرعة التفاعل الأمامي. وفي هذا التفاعل، بمجرد أن تنتج الأمونيا يزداد سرعته مع زيادة تركيزها.

N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)

وفي أثناء سير التفاعل تستمر سرعة التفاعل الأمامي في النقصان، وتستمر سرعة التفاعل العكسي في الزيادة حتى تتساوى سرعتان. عند هذه النقطة تبقى تراكيز N₂ و H₂ و NH₃ ثابتة كما هو موضح في الشكلين 3-3c و 3-3d، ويكون النظام عندها قد وصل إلى حالة الاتزان.

ولذا يعرف الاتزان الكيميائي بأنه حالة النظام عندما تتساوى سرعتا التفاعل الأمامي والعكسي، وعندها تثبت تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة.

سرعة التفاعل الأمامي = سرعة التفاعل العكسي

--- SECTION: الشكل 3-3 ---
توضح الرسوم من a إلى d سير التفاعل لتكوين الأمونيا من الهيدروجين والنيتروجين.

--- SECTION: استنتج ---
ادرس الأشكال وأجب عن الأسئلة الآتية:

كيف تعلم أن التفاعل لم يبدأ بعد؟

ما الدليل الذي يشير إلى بداية التفاعل العكسي؟ قارن بين الشكلين c و d، كيف تعلم أن النظام وصل إلى حالة الاتزان؟

--- VISUAL CONTEXT ---
**DIAGRAM**: سير التفاعل لتكوين الأمونيا
Description: Panel a shows separate N₂ and H₂ molecules. Panel b shows some NH₃ molecules forming. Panel c shows more NH₃ and fewer N₂ and H₂. Panel d shows a mix of N₂, H₂, and NH₃ molecules, suggesting equilibrium.
Context: Illustrates the progression of a reversible reaction from reactants to equilibrium, showing changes in molecular concentrations over time.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 3

سؤال a: كيف تعلم أن التفاعل لم يبدأ بعد؟

الإجابة: لأن الشكل (a) يحتوي على جزيئات N2 و H2 فقط ولا يوجد NH3.

خطوات الحل:

**الشرح:** لنفهم هذا السؤال، يجب أن نعرف أولاً أن التفاعل الكيميائي يبدأ عندما تتفاعل المواد المتفاعلة (المتفاعلات) لتكوين مواد جديدة (النواتج). في الشكل (a)، إذا كان التفاعل لم يبدأ بعد، فهذا يعني أن المواد المتفاعلة الأصلية لا تزال موجودة كما هي، ولم تتحول إلى الناتج. وبما أن الناتج في هذا التفاعل هو الأمونيا (NH3)، فإذا لم نرَ أي جزيئات من NH3 في الشكل، وكانت الجزيئات الظاهرة هي فقط النيتروجين (N2) والهيدروجين (H2) (وهما المتفاعلان)، فهذا دليل واضح على أن التفاعل لم يبدأ بعد. إذن الإجابة هي: **لأن الشكل (a) يحتوي على جزيئات N2 و H2 فقط ولا يوجد NH3**

سؤال b: ما الدليل الذي يشير إلى بداية التفاعل العكسي؟

الإجابة: ظهور جزيئات NH3 في الخليط وبدء التفاعل العكسي.

خطوات الحل:

**الشرح:** الفكرة هنا هي فهم التفاعل العكسي. في التفاعلات الكيميائية القابلة للانعكاس، بعد أن يتكون الناتج، يمكن أن يتحلل أو يتفكك مرة أخرى إلى المواد المتفاعلة الأصلية. هذا يسمى التفاعل العكسي. لذلك، لكي نعرف أن التفاعل العكسي قد بدأ، نحتاج إلى دليل على أن الناتج الذي تكوّن بدأ في التحلل أو التفكك. في هذا السياق، إذا بدأنا نرى جزيئات الناتج (وهو NH3) تظهر في الخليط، فهذا يشير إلى أن التفاعل الأمامي (تكوين NH3) قد حدث، والآن بدأ التفاعل العكسي (تحلل NH3) في الحدوث أيضاً. إذن الإجابة هي: **ظهور جزيئات NH3 في الخليط وبدء التفاعل العكسي**

سؤال س: كيف تعلم أن النظام وصل للاتزان؟: قارن بين الشكلين c و d، كيف تعلم أن النظام وصل إلى حالة الاتزان؟

الإجابة: لأن الشكلين (c) و(d) يبينان ثبات أعداد الجزيئات.

خطوات الحل:

**الشرح:** لنفهم هذا السؤال، يجب أن نتذكر مفهوم الاتزان الكيميائي. الاتزان هو الحالة التي يكون فيها معدل التفاعل الأمامي (تكوين النواتج) مساوياً لمعدل التفاعل العكسي (تحلل النواتج)، وبالتالي لا يتغير تركيز المواد المتفاعلة والنواتج مع مرور الوقت. عند مقارنة الشكلين (c) و(d)، إذا كان النظام قد وصل إلى حالة الاتزان، فإن أعداد الجزيئات من كل نوع (مثل N2، H2، وNH3) يجب أن تبقى ثابتة ولا تتغير بين الشكلين. أي أننا نرى نفس الكميات في كلا الشكلين. لذلك، إذا لاحظنا أن أعداد الجزيئات في الشكل (c) هي نفسها تماماً في الشكل (d)، فهذا يدل على أن النظام قد استقر ووصل إلى حالة الاتزان. إذن الإجابة هي: **لأن الشكلين (c) و(d) يبينان ثبات أعداد الجزيئات**

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 5 بطاقة لهذه الصفحة

كيف يُعرّف الاتزان الكيميائي؟

أ) حالة النظام عندما تتوقف جميع التفاعلات الكيميائية داخله.
ب) حالة النظام عندما تتساوى سرعتا التفاعل الأمامي والعكسي، وعندها تثبت تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة.
ج) الحالة التي يكون فيها تركيز النواتج أكبر بكثير من تركيز المتفاعلات.
د) النقطة التي يبدأ عندها التفاعل العكسي فقط في الحدوث.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: حالة النظام عندما تتساوى سرعتا التفاعل الأمامي والعكسي، وعندها تثبت تراكيز المواد المتفاعلة والناتجة.

الشرح: 1. الاتزان الكيميائي هو حالة ديناميكية وليست ساكنة. 2. الشرط الأساسي هو تساوي سرعة التفاعل الأمامي مع سرعة التفاعل العكسي. 3. نتيجة هذا التساوي هو ثبات تراكيز جميع المواد (المتفاعلات والنواتج) مع مرور الزمن.

تلميح: فكر في الشرط الذي يتحقق عندما لا تتغير التراكيز مع الزمن.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما الذي يحدث لسرعة التفاعل الأمامي (تكوين NH₃) مع تقدم التفاعل N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃؟ ولماذا؟

أ) تزداد سرعة التفاعل الأمامي بسبب زيادة تركيز الناتج (NH₃).
ب) تظل سرعة التفاعل الأمامي ثابتة لأن التفاعل يحدث في وعاء مغلق.
ج) تقل سرعة التفاعل الأمامي بسبب نقصان تركيزي المتفاعلين (N₂ و H₂) مع استهلاكهما.
د) تتوقف سرعة التفاعل الأمامي فجأة عند بدء التفاعل العكسي.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تقل سرعة التفاعل الأمامي بسبب نقصان تركيزي المتفاعلين (N₂ و H₂) مع استهلاكهما.

الشرح: 1. قانون سرعة التفاعل ينص على أن سرعة التفاعل تعتمد على تركيز المواد المتفاعلة. 2. في هذا التفاعل، يتم استهلاك N₂ و H₂ لتكوين NH₃، مما يؤدي إلى نقصان تركيزهما. 3. نقصان تركيز المتفاعلات يؤدي إلى إبطاء سرعة التفاعل الأمامي تدريجياً.

تلميح: تذكر العلاقة بين سرعة التفاعل وتركيز المواد المتفاعلة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الشرط الرياضي الذي يتحقق عند الوصول إلى حالة الاتزان الكيميائي؟

أ) تركيز المتفاعلات = تركيز النواتج
ب) سرعة التفاعل الأمامي = سرعة التفاعل العكسي
ج) تركيز N₂ = تركيز H₂
د) توقف تكون الناتج NH₃ تماماً

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: سرعة التفاعل الأمامي = سرعة التفاعل العكسي

الشرح: 1. عند بدء التفاعل، تكون السرعة الأمامية عالية والعكسية صفر. 2. مع تقدم التفاعل، تقل السرعة الأمامية وتزداد العكسية. 3. الاتزان يتحقق عندما تصبح السرعتان متساويتين، مما يؤدي إلى ثبات التراكيز.

تلميح: فكر في المعادلة التي تصف الحالة التي لا تتغير فيها التراكيز.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

في تفاعل الاتزان N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)، بمجرد تكوّن الأمونيا (NH₃)، ماذا يحدث لسرعة التفاعل العكسي؟

أ) تقل سرعة التفاعل العكسي لأن التفاعل الأمامي هو المسيطر.
ب) تزداد سرعة التفاعل العكسي مع زيادة تركيز الأمونيا (NH₃).
ج) تظل سرعة التفاعل العكسي صفراً حتى يصل التفاعل الأمامي إلى نهايته.
د) تعتمد سرعة التفاعل العكسي فقط على درجة الحرارة وليس على التركيز.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تزداد سرعة التفاعل العكسي مع زيادة تركيز الأمونيا (NH₃).

الشرح: 1. التفاعل العكسي هو تحلل NH₃ إلى N₂ و H₂. 2. سرعة أي تفاعل تعتمد على تركيز المواد المتفاعلة فيه. 3. في التفاعل العكسي، NH₃ هو المتفاعل، لذا فإن زيادة تركيزه تزيد من سرعة التفاعل العكسي.

تلميح: تذكر أن سرعة التفاعل العكسي تعتمد على تركيز الناتج الذي يتحلل.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الدليل على أن النظام الكيميائي قد وصل إلى حالة الاتزان الديناميكي؟

أ) توقف التفاعل الكيميائي تماماً داخل النظام.
ب) اختفاء أحد المتفاعلات (N₂ أو H₂) من الوعاء.
ج) ثبات تراكيز جميع المواد المتفاعلة والناتجة مع مرور الزمن.
د) زيادة تركيز الناتج (NH₃) بشكل مستمر ومطرد.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: ثبات تراكيز جميع المواد المتفاعلة والناتجة مع مرور الزمن.

الشرح: 1. في الاتزان الديناميكي، يستمر حدوث التفاعلين الأمامي والعكسي. 2. لكن معدل (سرعة) التفاعل الأمامي يصبح مساوياً لمعدل التفاعل العكسي. 3. نتيجة هذا التساوي في السرعات هو بقاء التراكيز الكلية لجميع المواد ثابتة ولا تتغير مع الزمن.

تلميح: الاتزان الديناميكي يعني استمرار التفاعلين مع عدم ملاحظة تغير صافٍ.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب