صفحة 52 - كتاب العلوم - الصف 9 - الفصل 2 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: زن المعادلة التالية: Fe2O3 + CO → Fe + CO2

الإجابة: 3Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطيات | المطلوب | |----------|---------| | المعادلة الكيميائية غير الموزونة: $Fe_2O_3 + CO \rightarrow Fe + CO_2$ | إيجاد المعاملات الستوكيومترية الصحيحة (وزن المعادلة) بحفظ عدد ذرات كل عنصر في الطرفين. |
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** مبدأ **حفظ الكتلة** (حفظ عدد الذرات)، حيث يجب أن يكون عدد ذرات كل عنصر في المواد المتفاعلة مساوياً لعدده في المواد الناتجة.
3. **الخطوة 3: فحص عدد الذرات لكل عنصر في المعادلة غير الموزونة** | العنصر | الطرف الأيسر (المتفاعلات) | الطرف الأيمن (النواتج) | التوازن | |---------|----------------------------|-------------------------|---------| | الحديد (Fe) | 2 | 1 | غير متوازن | | الأكسجين (O) | 3 + 1 = 4 | 2 | غير متوازن | | الكربون (C) | 1 | 1 | متوازن |
4. **الخطوة 4: موازنة ذرات الحديد (Fe)** - ذرات الحديد في المتفاعلات: 2 (في $Fe_2O_3$). - لجعلها تساوي ذرات الحديد في النواتج، نضرب $Fe$ في النواتج بالمعامل **2**. - تصبح المعادلة: $Fe_2O_3 + CO \rightarrow 2Fe + CO_2$.
5. **الخطوة 5: موازنة ذرات الكربون (C) والأكسجين (O) معاً** - بعد الخطوة السابقة، أصبح عدد ذرات الكربون: 1 في المتفاعلات، و1 في النواتج (متوازن). - لكن ذرات الأكسجين: في المتفاعلات: 3 (من $Fe_2O_3$) + 1 (من $CO$) = 4 ذرات. في النواتج: 2 ذرة (من $CO_2$). > نحتاج إلى زيادة ذرات الأكسجين في النواتج مع الحفاظ على توازن الكربون. نلاحظ أن كل جزيء $CO_2$ يحتوي على ذرة كربون واحدة وذرتي أكسجين. - نضع المعامل **3** أمام $CO_2$ في النواتج لزيادة الأكسجين، فيصبح عدد ذرات الأكسجين في النواتج = $3 \times 2 = 6$ ذرة. - لكن هذا يزيد ذرات الكربون في النواتج إلى 3، لذلك نضطر لوضع المعامل **3** أمام $CO$ في المتفاعلات للحفاظ على توازن الكربون. - تصبح المعادلة: $Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$.
6. **الخطوة 6: التحقق النهائي من عدد جميع الذرات** | العنصر | الطرف الأيسر (المتفاعلات) | الطرف الأيمن (النواتج) | التوازن | |---------|----------------------------|-------------------------|---------| | الحديد (Fe) | $1 \times 2 = 2$ | $2 \times 1 = 2$ | ✔ | | الكربون (C) | $3 \times 1 = 3$ | $3 \times 1 = 3$ | ✔ | | الأكسجين (O) | $(1 \times 3) + (3 \times 1) = 6$ | $3 \times 2 = 6$ | ✔ | جميع الذرات متوازنة.
7. **الخطوة 7: الإجابة النهائية** المعادلة الكيميائية الموزونة بالمعاملات الصحيحة هي: **$Fe_2O_3 + 3CO \rightarrow 2Fe + 3CO_2$**

سؤال 2: زن المعادلة التالية: Al + I2 → AlI3

الإجابة: 2Al + 3I2 → 2AlI3

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1: جدول المعطيات والمطلوب** | المعطيات | المطلوب | |----------|---------| | المعادلة الكيميائية غير الموزونة: $Al + I_2 \rightarrow AlI_3$ | إيجاد المعاملات الستوكيومترية الصحيحة (وزن المعادلة) بحفظ عدد ذرات كل عنصر في الطرفين. |
2. **الخطوة 2: المبدأ المستخدم** مبدأ **حفظ الكتلة** (حفظ عدد الذرات)، حيث يجب أن يكون عدد ذرات كل عنصر في المواد المتفاعلة مساوياً لعدده في المواد الناتجة.
3. **الخطوة 3: فحص عدد الذرات لكل عنصر في المعادلة غير الموزونة** | العنصر | الطرف الأيسر (المتفاعلات) | الطرف الأيمن (النواتج) | التوازن | |---------|----------------------------|-------------------------|---------| | الألومنيوم (Al) | 1 | 1 | متوازن | | اليود (I) | 2 | 3 | غير متوازن |
4. **الخطوة 4: موازنة ذرات اليود (I)** - ذرات اليود في النواتج: 3 (في $AlI_3$). - في المتفاعلات، يأتي اليود على شكل جزيء ثنائي الذرة $I_2$، لذا عدد الذرات يجب أن يكون زوجياً. - لأجل أن يكون عدد ذرات اليود في المتفاعلات من مضاعفات العدد 3 (للتوافق مع النواتج) وفي نفس الوقت زوجياً، نجد أن **أقل مضاعف مشترك** للعددين 2 و 3 هو 6. - لذلك، نحتاج إلى 6 ذرات يود في كل طرف. - في النواتج: كل جزيء $AlI_3$ يحتوي على 3 ذرات يود، لذا للحصول على 6 ذرات نضع المعامل **2** أمام $AlI_3$: $2AlI_3$. - في المتفاعلات: كل جزيء $I_2$ يحتوي على ذرتين يود، لذا للحصول على 6 ذرات نضع المعامل **3** أمام $I_2$: $3I_2$.
5. **الخطوة 5: موازنة ذرات الألومنيوم (Al) بعد موازنة اليود** - بعد الخطوة السابقة، أصبح عدد ذرات الألومنيوم في النواتج: $2 \times 1 = 2$ ذرة (من $2AlI_3$). - لذلك، يجب أن يكون عدد ذرات الألومنيوم في المتفاعلات 2 ذرة. - نضع المعامل **2** أمام $Al$ في المتفاعلات. - تصبح المعادلة: $2Al + 3I_2 \rightarrow 2AlI_3$.
6. **الخطوة 6: التحقق النهائي من عدد جميع الذرات** | العنصر | الطرف الأيسر (المتفاعلات) | الطرف الأيمن (النواتج) | التوازن | |---------|----------------------------|-------------------------|---------| | الألومنيوم (Al) | $2 \times 1 = 2$ | $2 \times 1 = 2$ | ✔ | | اليود (I) | $3 \times 2 = 6$ | $2 \times 3 = 6$ | ✔ | جميع الذرات متوازنة.
7. **الخطوة 7: الإجابة النهائية** المعادلة الكيميائية الموزونة بالمعاملات الصحيحة هي: **$2Al + 3I_2 \rightarrow 2AlI_3$**

ماذا يحدث للطاقة والروابط الكيميائية في التفاعلات التي تُحرّر طاقة؟

• أ) تتكون روابط جديدة ذات طاقة أعلى من المتفاعلات، فيتم امتصاص الطاقة.
• ب) تتكسر الروابط في المتفاعلات وتتكون روابط جديدة في النواتج تكون ذات طاقة أقل، مما يؤدي إلى تحرر الطاقة الزائدة.
• ج) تزداد طاقة الروابط في المتفاعلات وتقل في النواتج، فلا يحدث تغير في الطاقة.
• د) تبقى الروابط الكيميائية كما هي في المتفاعلات والنواتج، لكن تتغير حالة المادة فقط.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تتكسر الروابط في المتفاعلات وتتكون روابط جديدة في النواتج تكون ذات طاقة أقل، مما يؤدي إلى تحرر الطاقة الزائدة.

الشرح: في التفاعلات الطاردة للطاقة (التي تحرر طاقة)، تكون الروابط الجديدة المتكونة في النواتج أكثر استقرارًا وأقل طاقة من الروابط التي تم كسرها في المتفاعلات. هذا الفارق في الطاقة يظهر على شكل طاقة متحررة (حرارة، ضوء، إلخ).

تلميح: فكر في العلاقة بين طاقة الروابط في المتفاعلات والنواتج وكيف تؤثر على تحرر أو امتصاص الطاقة.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

ما الخطوة الأولى والأساسية عند البدء بوزن المعادلة الكيميائية؟

• أ) تحديد المعاملات النهائية للمعادلة مباشرة.
• ب) كتابة أسماء العناصر الكيميائية للمتفاعلات والنواتج.
• ج) تحديد أعداد ذرات كل عنصر في المتفاعلات والنواتج.
• د) البدء بموازنة الأكسجين والهيدروجين أولاً دائماً.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: تحديد أعداد ذرات كل عنصر في المتفاعلات والنواتج.

الشرح: الخطوة الأولى والحاسمة هي فحص عدد ذرات كل عنصر في طرفي المعادلة (المتفاعلات والنواتج) لتحديد أي العناصر غير متوازنة وكم تحتاج للموازنة.

تلميح: تذكر أن الهدف من وزن المعادلة هو تحقيق قانون حفظ الكتلة، والذي يتطلب معرفة عدد الذرات قبل وبعد التفاعل.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: سهل

ما هي المعادلة الكيميائية الموزونة بشكل صحيح للتفاعل التالي: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O؟

• أ) 2CH₄ + O₂ → 2CO₂ + 2H₂O
• ب) CH₄ + O₂ → CO₂ + 2H₂O
• ج) CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O
• د) CH₄ + 3O₂ → CO₂ + 3H₂O

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

الشرح: 1. المعادلة غير الموزونة: CH₄ + O₂ → CO₂ + H₂O 2. وازن الهيدروجين (H): يوجد 4 ذرات H في المتفاعلات (CH₄)، وذرتان H في النواتج (H₂O). نضرب H₂O في 2 لتصبح 2H₂O (4 ذرات H). تصبح: CH₄ + O₂ → CO₂ + 2H₂O 3. وازن الكربون (C): يوجد ذرة C واحدة في المتفاعلات والنواتج، لذا هو متوازن. 4. وازن الأكسجين (O): يوجد ذرتان O في المتفاعلات (O₂). في النواتج يوجد ذرتان O في CO₂ وذرتان O في 2H₂O (بالمجموع 4 ذرات O). نضرب O₂ في 2 لتصبح 2O₂ (4 ذرات O). المعادلة الموزونة النهائية: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

تلميح: ابدأ بموازنة الهيدروجين، ثم الكربون، ثم الأكسجين، وتذكر مبدأ حفظ الكتلة.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط

ما هي المعادلة الكيميائية الموزونة بشكل صحيح للتفاعل التالي: Fe₂O₃ + CO → Fe₃O₄ + CO₂؟

• أ) Fe₂O₃ + CO → Fe₃O₄ + CO₂
• ب) 2Fe₂O₃ + 2CO → Fe₃O₄ + 3CO₂
• ج) 3Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂
• د) Fe₂O₃ + 3CO → Fe₃O₄ + 3CO₂

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 3Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂

الشرح: 1. المعادلة غير الموزونة: Fe₂O₃ + CO → Fe₃O₄ + CO₂ 2. وازن الحديد (Fe): في المتفاعلات ذرتان Fe (في Fe₂O₃)، وفي النواتج 3 ذرات Fe (في Fe₃O₄). أقل مضاعف مشترك للعددين 2 و 3 هو 6. - نضرب Fe₂O₃ في 3 (يصبح 6 ذرات Fe): 3Fe₂O₃ - نضرب Fe₃O₄ في 2 (يصبح 6 ذرات Fe): 2Fe₃O₄ تصبح: 3Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂ 3. وازن الكربون (C): ذرة واحدة C في المتفاعلات (CO)، وذرة واحدة C في النواتج (CO₂). الكربون متوازن. 4. وازن الأكسجين (O): في المتفاعلات (3 × 3) + 1 = 10 ذرات O. في النواتج (2 × 4) + (1 × 2) = 8 + 2 = 10 ذرات O. الأكسجين متوازن. المعادلة الموزونة النهائية: 3Fe₂O₃ + CO → 2Fe₃O₄ + CO₂

تلميح: ابدأ بموازنة ذرات الحديد (Fe) أولاً، ثم تحقق من باقي العناصر. تذكر LCM لأعداد الذرات.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: صعب

ما هي المعادلة الكيميائية الموزونة بشكل صحيح للتفاعل التالي: Al + I₂ → AlI₃؟

• أ) Al + I₂ → AlI₃
• ب) 2Al + I₂ → 2AlI₃
• ج) 2Al + 3I₂ → 2AlI₃
• د) 3Al + 2I₂ → 3AlI₃

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: 2Al + 3I₂ → 2AlI₃

الشرح: 1. المعادلة غير الموزونة: Al + I₂ → AlI₃ 2. وازن اليود (I): في المتفاعلات ذرتان I (في I₂)، وفي النواتج 3 ذرات I (في AlI₃). أقل مضاعف مشترك للعددين 2 و 3 هو 6. - للحصول على 6 ذرات I في المتفاعلات، نضرب I₂ في 3: 3I₂ - للحصول على 6 ذرات I في النواتج، نضرب AlI₃ في 2: 2AlI₃ تصبح: Al + 3I₂ → 2AlI₃ 3. وازن الألومنيوم (Al): في المتفاعلات ذرة واحدة Al. في النواتج ذرتان Al (في 2AlI₃). نضرب Al في المتفاعلات في 2. المعادلة الموزونة النهائية: 2Al + 3I₂ → 2AlI₃

تلميح: ابدأ بموازنة اليود (I)، فكر في المضاعف المشترك الأصغر لأعداد الذرات الفردية والزوجية.

التصنيف: مسألة تدريبية | المستوى: متوسط