مثال 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: مثال 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

📚 تعابير ثابت الاتزان غير المتجانس

المفاهيم الأساسية

الاتزان غير المتجانس: اتزان تكون فيه المتفاعلات والنواتج في أكثر من حالة فيزيائية واحدة (مثل مواد صلبة وغازات معاً).

خريطة المفاهيم

```markmap

الاتزان الكيميائي

تفاعلات الاتزان غير المتجانس

قاعدة كتابة تعبير ثابت الاتزان (Keq)

  • يتم إزالة المواد الصلبة والسائلة النقية من التعبير.
  • يبقى في التعبير تركيز المواد الغازية فقط.

مثال: تحلل صودا الخبز

2NaHCO₃(s) ⇌ Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g)

#### كتابة تعبير ثابت الاتزان

  • إزالة المواد الصلبة (NaHCO₃ و Na₂CO₃).
  • كتابة تراكيز الغازات الناتجة.

Keq = [CO₂][H₂O]

مسائل تدريبية (كتابة تعبير Keq)

#### C₁₀H₈(s) ⇌ C₁₀H₈(g)

Keq = [C₁₀H₈(g)]

#### H₂O(l) ⇌ H₂O(g)

Keq = [H₂O(g)]

#### CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g)

Keq = [CO₂]

#### C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g)

Keq = \frac{[CO][H₂]}{[H₂O]}

#### FeO(s) + CO(g) ⇌ Fe(s) + CO₂(g)

Keq = \frac{[CO₂]}{[CO]}

```

نقاط مهمة

  • عند كتابة تعبير ثابت الاتزان لتفاعل غير متجانس، لا تُكتب تراكيز المواد الصلبة أو السوائل النقية.
  • يقتصر تعبير ثابت الاتزان (Keq) في هذه الحالات على المواد الغازية أو المذابة.
  • الخطوات: اكتب المعادلة الموزونة، ثم شكل تعبير Keq العام، ثم احذف المواد الصلبة والسائلة النقية.

📋 المحتوى المنظم

📖 محتوى تعليمي مفصّل

مثال 3-2

نوع: محتوى تعليمي

تعابير ثابت الاتزان غير المتجانس

نوع: محتوى تعليمي

تستعمل صودا الخبز (كربونات الصوديوم الهيدروجينية) في الخبز، ومضاداً للحموضة، وفي التنظيف، كما أنها توضع في أوعية مفتوحة في الثلاجات ليبقى الجو منعشاً، كما هو موضح في الشكل 9-3. اكتب تعبير ثابت الاتزان لتحلل صودا الخبز.

نوع: محتوى تعليمي

2NaHCO₃(s) ⇌ Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g)

تحليل المسألة

نوع: محتوى تعليمي

هذا الاتزان غير المتجانس يحتوي على غازات ومواد صلبة، يتم إزالة المواد الصلبة من تعبير ثابت الاتزان.

المطلوب

نوع: محتوى تعليمي

تعبير ثابت الاتزان = ؟

نوع: محتوى تعليمي

المعطيات [Na₂CO₃] = [C] ، معاملها = 1 [CO₂] = [D] ، معاملها = 1 [H₂O] = [E] ، معاملها = 1 [NaHCO₃] = [A] ، معاملها = 2

حساب المطلوب

نوع: محتوى تعليمي

كوّن نسبة تراكيز النواتج إلى تراكيز المتفاعلات.

نوع: محتوى تعليمي

ضع التعبير العام لثابت الاتزان D = CO₂, A = NaHCO₃, C = Na₂CO₃, E = H₂O عوّض a = 2, c = 1, d = 1, e = 1 عوّض قم بإزالة المواد الصلبة

نوع: محتوى تعليمي

Keq = [C]ᶜ[D]ᵈ[E]ᵉ [A]ᵃ[B]ᵇ

نوع: محتوى تعليمي

Keq = [Na₂CO₃]ᶜ[CO₂]ᵈ[H₂O]ᵉ [NaHCO₃]ᵃ

نوع: محتوى تعليمي

Keq = [Na₂CO₃]¹[CO₂]¹[H₂O]¹ [NaHCO₃]²

نوع: محتوى تعليمي

Keq = [CO₂][H₂O]

تقويم الإجابة

نوع: محتوى تعليمي

يطبق تعبير ثابت الاتزان قوانين الاتزان الكيميائي بصورة صحيحة على المعادلة.

مسائل تدريبية

نوع: محتوى تعليمي

اكتب تعبير ثابت الاتزان غير المتجانس لكل مما يلي:

3

نوع: QUESTION_HOMEWORK

اكتب تعبير ثابت الاتزان غير المتجانس لكل مما يلي: C₁₀H₈(s) ⇌ C₁₀H₈(g) .a H₂O(l) ⇌ H₂O(g) .b CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g) .c C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g) .d FeO(s) + CO(g) ⇌ Fe(s) + CO₂(g) .e

نوع: QUESTION_HOMEWORK

4. تحفيز يتفاعل الحديد الصلب مع غاز الكلور لتكوين كلوريد الحديد III اكتب معادلة كيميائية موزونة وتعبر ثابت الاتزان للتفاعل.

🔍 عناصر مرئية

الشكل 9-3

A box of baking soda labeled 'BAKING SODA' is shown inside a refrigerator.

📄 النص الكامل للصفحة

--- SECTION: مثال 3-2 --- تعابير ثابت الاتزان غير المتجانس تستعمل صودا الخبز (كربونات الصوديوم الهيدروجينية) في الخبز، ومضاداً للحموضة، وفي التنظيف، كما أنها توضع في أوعية مفتوحة في الثلاجات ليبقى الجو منعشاً، كما هو موضح في الشكل 9-3. اكتب تعبير ثابت الاتزان لتحلل صودا الخبز. 2NaHCO₃(s) ⇌ Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g) --- SECTION: تحليل المسألة --- هذا الاتزان غير المتجانس يحتوي على غازات ومواد صلبة، يتم إزالة المواد الصلبة من تعبير ثابت الاتزان. --- SECTION: المطلوب --- تعبير ثابت الاتزان = ؟ المعطيات [Na₂CO₃] = [C] ، معاملها = 1 [CO₂] = [D] ، معاملها = 1 [H₂O] = [E] ، معاملها = 1 [NaHCO₃] = [A] ، معاملها = 2 --- SECTION: حساب المطلوب --- كوّن نسبة تراكيز النواتج إلى تراكيز المتفاعلات. ضع التعبير العام لثابت الاتزان D = CO₂, A = NaHCO₃, C = Na₂CO₃, E = H₂O عوّض a = 2, c = 1, d = 1, e = 1 عوّض قم بإزالة المواد الصلبة Keq = [C]ᶜ[D]ᵈ[E]ᵉ [A]ᵃ[B]ᵇ Keq = [Na₂CO₃]ᶜ[CO₂]ᵈ[H₂O]ᵉ [NaHCO₃]ᵃ Keq = [Na₂CO₃]¹[CO₂]¹[H₂O]¹ [NaHCO₃]² Keq = [CO₂][H₂O] --- SECTION: تقويم الإجابة --- يطبق تعبير ثابت الاتزان قوانين الاتزان الكيميائي بصورة صحيحة على المعادلة. --- SECTION: مسائل تدريبية --- اكتب تعبير ثابت الاتزان غير المتجانس لكل مما يلي: --- SECTION: 3 --- اكتب تعبير ثابت الاتزان غير المتجانس لكل مما يلي: C₁₀H₈(s) ⇌ C₁₀H₈(g) .a H₂O(l) ⇌ H₂O(g) .b CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g) .c C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g) .d FeO(s) + CO(g) ⇌ Fe(s) + CO₂(g) .e a. C₁₀H₈(s) ⇌ C₁₀H₈(g) b. H₂O(l) ⇌ H₂O(g) c. CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g) d. C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g) e. FeO(s) + CO(g) ⇌ Fe(s) + CO₂(g) 4. تحفيز يتفاعل الحديد الصلب مع غاز الكلور لتكوين كلوريد الحديد III اكتب معادلة كيميائية موزونة وتعبر ثابت الاتزان للتفاعل. --- VISUAL CONTEXT --- **FIGURE**: الشكل 9-3 Description: A box of baking soda labeled 'BAKING SODA' is shown inside a refrigerator. Context: Illustrates the use of baking soda, as mentioned in the example problem.

✅ حلول أسئلة الكتاب الرسمية

عدد الأسئلة: 2

سؤال 3: اكتب تعبير ثابت الاتزان غير المتجانس لكل مما يلي: a. $C_{10}H_8(s) \rightleftharpoons C_{10}H_8(g)$ b. $H_2O(l) \rightleftharpoons H_2O(g)$ c. $CaCO_3(s) \rightleftharpoons CaO(s) + CO_2(g)$ d. $C(s) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2(g)$ e. $FeO(s) + CO(g) \rightleftharpoons Fe(s) + CO_2(g)$

الإجابة: س3: (a $K_{eq} = [C_{10}H_8(g)]$ (b $K_{eq} = [H_2O(g)]$ (c $K_{eq} = [CO_2]$ (d $K_{eq} = \frac{[CO][H_2]}{[H_2O]}$ (e $K_{eq} = \frac{[CO_2]}{[CO]}$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المفهوم):** لنفهم هذا السؤال. ثابت الاتزان (K_eq) هو تعبير رياضي يصف حالة الاتزان الكيميائي. القاعدة الأساسية هي أننا نكتب تعبير ثابت الاتزان باستخدام تراكيز المواد في الحالة الغازية (g) أو الذائبة (aq) فقط، ولا نكتب المواد في الحالة الصلبة (s) أو السائلة النقية (l) في التعبير. لأن تركيزها ثابت ولا يتغير.
  2. **الخطوة 2 (التطبيق):** لنطبق هذه القاعدة على كل جزء من السؤال: **a.** $C_{10}H_8(s) \rightleftharpoons C_{10}H_8(g)$ المادة الصلبة (s) لا تدخل في التعبير. المادة الغازية (g) تدخل. إذن التعبير هو تركيز $C_{10}H_8(g)$ فقط. **b.** $H_2O(l) \rightleftharpoons H_2O(g)$ المادة السائلة النقية (l) لا تدخل في التعبير. المادة الغازية (g) تدخل. إذن التعبير هو تركيز $H_2O(g)$ فقط. **c.** $CaCO_3(s) \rightleftharpoons CaO(s) + CO_2(g)$ المادتان الصلبتان (CaCO_3 و CaO) لا تدخلان في التعبير. المادة الغازية (CO_2) تدخل. إذن التعبير هو تركيز $CO_2(g)$ فقط. **d.** $C(s) + H_2O(g) \rightleftharpoons CO(g) + H_2(g)$ المادة الصلبة (C) لا تدخل في التعبير. المواد الغازية (H_2O, CO, H_2) تدخل جميعها. تعبير ثابت الاتزان هو حاصل ضرب تراكيز النواتج مقسوماً على حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات (كلها في الحالة الغازية). **e.** $FeO(s) + CO(g) \rightleftharpoons Fe(s) + CO_2(g)$ المادتان الصلبتان (FeO و Fe) لا تدخلان في التعبير. المواد الغازية (CO و CO_2) تدخل. تعبير ثابت الاتزان هو تركيز الناتج الغازي مقسوماً على تركيز المتفاعل الغازي.
  3. **الخطوة 3 (النتيجة):** إذن، بتطبيق القاعدة على كل جزء: (a) $K_{eq} = [C_{10}H_8(g)]$ (b) $K_{eq} = [H_2O(g)]$ (c) $K_{eq} = [CO_2]$ (d) $K_{eq} = \frac{[CO][H_2]}{[H_2O]}$ (e) $K_{eq} = \frac{[CO_2]}{[CO]}$

سؤال 4: تحفيز يتفاعل الحديد الصلب مع غاز الكلور لتكوين كلوريد الحديد $FeCl_3$ III. اكتب معادلة كيميائية موزونة وتعبير ثابت الاتزان للتفاعل.

الإجابة: س4: المعادلة الموزونة: $2Fe(s) + 3Cl_2(g) \rightleftharpoons 2FeCl_3(s)$ تعبير ثابت الاتزان: $K_{eq} = \frac{1}{[Cl_2]^3}$

خطوات الحل:

  1. **الخطوة 1 (المعطيات والقانون):** لنحدد ما لدينا. يتفاعل الحديد الصلب (Fe(s)) مع غاز الكلور (Cl_2(g)) لتكوين كلوريد الحديد (III) الصلب (FeCl_3(s)). نحتاج أولاً إلى كتابة معادلة كيميائية موزونة. نعرف أن صيغة كلوريد الحديد (III) هي FeCl_3، مما يعني أن شحنة أيون الحديد هي +3 وأيون الكلوريد هو -1. لوزن المعادلة، نبدأ بذرات الحديد. في الناتج FeCl_3، معامل Fe هو 1. في المتفاعلات، لدينا Fe. لنضع معامل 2 أمام FeCl_3 لنسهل موازنة الكلور. إذا وضعنا 2FeCl_3، فهذا يعني أن لدينا 2 ذرة حديد و 6 ذرات كلور في النواتج. لذلك، في المتفاعلات: - نحتاج 2 ذرة حديد: نضع معامل 2 أمام Fe(s). - نحتاج 6 ذرات كلور: جزيء Cl_2 يحتوي على ذرتي كلور، لذلك نحتاج 3 جزيئات: نضع معامل 3 أمام Cl_2(g). إذن المعادلة الموزونة هي: $2Fe(s) + 3Cl_2(g) \rightleftharpoons 2FeCl_3(s)$.
  2. **الخطوة 2 (تطبيق قاعدة ثابت الاتزان):** الآن نكتب تعبير ثابت الاتزان (K_eq). نتذكر القاعدة: المواد في الحالة الصلبة (s) أو السائلة النقية (l) لا تدخل في تعبير ثابت الاتزان، فقط المواد الغازية (g) أو الذائبة (aq). في معادلتنا: - المتفاعلات: $Fe(s)$ (صلب - لا يدخل)، $Cl_2(g)$ (غاز - يدخل). - النواتج: $FeCl_3(s)$ (صلب - لا يدخل). إذن، التعبير سيكون بناءً على المادة الغازية الوحيدة، وهي $Cl_2(g)$ في جانب المتفاعلات. بما أنه لا توجد مواد غازية في جانب النواتج، فإن بسط التعبير (الذي يمثل النواتج) سيكون 1. تعبير ثابت الاتزان هو: $K_{eq} = \frac{[النواتج]}{[المتفاعلات]}$ هنا: - النواتج (غازية): لا يوجد، فنكتب 1. - المتفاعلات (غازية): $[Cl_2]$، ومعاملها في المعادلة هو 3، لذلك نرفعها للأس 3. إذن التعبير هو: $K_{eq} = \frac{1}{[Cl_2]^3}$.

🎴 بطاقات تعليمية للمراجعة

عدد البطاقات: 4 بطاقة لهذه الصفحة

ما القاعدة الأساسية لكتابة تعبير ثابت الاتزان (K_eq) للاتزان غير المتجانس؟

  • أ) يُكتب باستخدام تراكيز جميع المواد المتفاعلة والناتجة بغض النظر عن حالتها الفيزيائية.
  • ب) يُكتب باستخدام تراكيز المواد في الحالة الغازية (g) أو الذائبة (aq) فقط، ولا تُكتب المواد الصلبة (s) أو السائلة النقية (l).
  • ج) يُكتب باستخدام تراكيز المواد الصلبة فقط لأنها الأكثر استقراراً.
  • د) يُكتب باستخدام تراكيز المواد السائلة فقط لأنها الوسيط الشائع للتفاعلات.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يُكتب باستخدام تراكيز المواد في الحالة الغازية (g) أو الذائبة (aq) فقط، ولا تُكتب المواد الصلبة (s) أو السائلة النقية (l).

الشرح: 1. ثابت الاتزان يصف حالة الاتزان الكيميائي. 2. تركيز المواد الصلبة النقية والسائلة النقية ثابت ولا يتغير. 3. لذلك، لا تدخل هذه المواد في التعبير الرياضي لـ K_eq. 4. فقط المواد الغازية والذائبة (التي يتغير تركيزها) تدخل في التعبير.

تلميح: فكر في الحالات الفيزيائية للمواد وأيها يكون تركيزها ثابتاً.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

بالنسبة للاتزان غير المتجانس: 2NaHCO₃(s) ⇌ Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(g)، ما تعبير ثابت الاتزان الصحيح؟

  • أ) K_eq = [Na₂CO₃][CO₂][H₂O] / [NaHCO₃]²
  • ب) K_eq = [CO₂][H₂O] / [NaHCO₃]²
  • ج) K_eq = [CO₂][H₂O]
  • د) K_eq = [Na₂CO₃] / [NaHCO₃]²

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: K_eq = [CO₂][H₂O]

الشرح: 1. المتفاعل: NaHCO₃(s) (صلب) → لا يدخل. 2. النواتج: Na₂CO₃(s) (صلب) → لا يدخل، CO₂(g) (غاز) → يدخل، H₂O(g) (غاز) → يدخل. 3. تعبير K_eq هو حاصل ضرب تراكيز النواتج الغازية مقسوماً على حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات الغازية. 4. لا توجد مواد متفاعلة غازية، لذا المقام = 1. 5. الناتج: K_eq = [CO₂]¹[H₂O]¹ = [CO₂][H₂O].

تلميح: تذكر القاعدة: المواد الصلبة (s) لا تدخل في تعبير K_eq.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

أي مما يلي يمثل تعبير ثابت الاتزان الصحيح للتفاعل: C(s) + H₂O(g) ⇌ CO(g) + H₂(g)؟

  • أ) K_eq = [CO][H₂]
  • ب) K_eq = [CO][H₂] / [C][H₂O]
  • ج) K_eq = [CO][H₂] / [H₂O]
  • د) K_eq = [H₂O] / [CO][H₂]

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: K_eq = [CO][H₂] / [H₂O]

الشرح: 1. المتفاعلات: C(s) (صلب) → لا يدخل، H₂O(g) (غاز) → يدخل. 2. النواتج: CO(g) (غاز) → يدخل، H₂(g) (غاز) → يدخل. 3. تعبير K_eq = (حاصل ضرب تراكيز النواتج الغازية) / (حاصل ضرب تراكيز المتفاعلات الغازية). 4. الناتج: K_eq = ([CO]¹ * [H₂]¹) / ([H₂O]¹) = [CO][H₂] / [H₂O].

تلميح: حدد الحالات الفيزيائية: C(s) صلب، والباقي غازات.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: متوسط

لتفاعل تكوين كلوريد الحديد III من عناصره الأولية، أي من تعابير ثابت الاتزان التالية صحيح؟ (المعادلة الموزونة: 2Fe(s) + 3Cl₂(g) ⇌ 2FeCl₃(s))

  • أ) K_eq = [FeCl₃]² / [Fe]²[Cl₂]³
  • ب) K_eq = [Cl₂]³
  • ج) K_eq = 1 / [Cl₂]³
  • د) K_eq = [FeCl₃] / [Fe][Cl₂]

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: K_eq = 1 / [Cl₂]³

الشرح: 1. المتفاعلات: Fe(s) (صلب) → لا يدخل، Cl₂(g) (غاز) → يدخل. 2. النواتج: FeCl₃(s) (صلب) → لا يدخل. 3. تعبير K_eq = (تراكيز النواتج الغازية) / (تراكيز المتفاعلات الغازية). 4. لا توجد نواتج غازية، لذا البسط = 1. 5. المتفاعل الغازي هو Cl₂ ومعامله 3، لذا المقام = [Cl₂]³. 6. الناتج: K_eq = 1 / [Cl₂]³.

تلميح: جميع المواد صلبة ما عدا Cl₂ غاز.

التصنيف: تفكير ناقد | المستوى: صعب