شهریور ۱۴۰۴

امتحان نهایی شیمی ۳

سوالات و پاسخ‌های تشریحی امتحان نهایی شیمی ۳
همراه با بارم‌بندی و نکات کلیدی

۲۰ بارم کل۱۴ تعداد سوال۱۱۰ دقیقه زماندانلود PDF

سوال ۸ — سؤال ۸ امتحان نهایی شیمی ۳ — شهریور ۱۴۰۴

۱ بارم

نمودارهای زیر واکنش میان گازهای هیدروژن و اکسیژن را در شرایط (ایجاد جرقه، پودر روی و توری پلاتینی) نشان می‌دهد:

نمودار سه‌بعدی انرژی واکنش هیدروژن و اکسیژن در سه شرایط؛ از واکنش‌دهنده‌ها تا فراورده‌ها سه کوه انرژی دیده می‌شود؛ بلندترین کوه با انرژی فعال‌سازی Ea1 برای جرقه، کوه میانی با Ea2 برای پودر روی و کوتاه‌ترین کوه با Ea3 برای توری پلاتینی است و سطح واکنش‌دهنده‌ها و فراورده‌ها در هر سه یکسان است

الف) آیا می‌توان گفت گرمای حاصل از واکنش در حضور پودر روی کمتر از گرمای حاصل واکنش با ایجاد جرقه در مخلوط است؟ توضیح دهید.

ب) در شرایط یکسان، سرعت انجام واکنش را در حضور پودر روی و توری پلاتینی با بیان دلیل مقایسه کنید.

دیدن پاسخپاسخ این سوال همراه با حل تشریحی و نکات آموزشی
در یک قدمی شماست!
پاسخ تشریحیبستن پاسخ

الف) خیر؛ زیرا ΔH\Delta H واکنش تغییر نمی‌کند (یا کاتالیزگر فقط بر روی EaE_a مؤثر است).

ب) در حضور توری پلاتینی بیشتر است؛ زیرا EaE_a را کاهش بیشتری داده است (یا انرژی فعال‌سازی کمتری دارد).

راه‌حل قدم‌به‌قدم

الف) خیر. گرمای واکنش (ΔH\Delta H) برابر اختلاف انرژی فراورده‌ها و واکنش‌دهنده‌هاست. در نمودار، سطح انرژی واکنش‌دهنده‌ها و فراورده‌ها در هر سه حالت یکسان است؛ فقط بلندی کوه انرژی (انرژی فعال‌سازی) فرق می‌کند. پودر روی نقش کاتالیزگر دارد و کاتالیزگر فقط انرژی فعال‌سازی را کم می‌کند، نه ΔH\Delta H را. پس گرمای آزادشده در هر دو حالت برابر است.

ب) در نمودار، کوه انرژی در حضور توری پلاتینی از همه کوتاه‌تر است (Ea3<Ea2E_{a3} < E_{a2})؛ یعنی پلاتین انرژی فعال‌سازی را بیشتر از پودر روی کاهش داده است. هرچه انرژی فعال‌سازی کمتر باشد، ذره‌های بیشتری انرژی لازم برای واکنش را دارند و واکنش سریع‌تر انجام می‌شود. پس سرعت واکنش در حضور توری پلاتینی بیشتر است.

این پاسخ مفید بود؟