سوال ۹۳ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت اول با پاسخ تشریحی

طبق قانون هس، اگر واکنش هدف از جمع چند واکنش به دست آید، تغییر آنتالپی آن نیز برابر جمع جبری تغییر آنتالپی همان واکنش‌هاست (شیمی ۲، صفحهٔ ۷۵). هنگام ضرب معادله در یک ضریب، آنتالپی نیز در همان ضریب ضرب می‌شود و هنگام وارونه‌کردن معادله، علامت آنتالپی تغییر می‌کند.

گام اول: برای تأمین کربنِ سمت واکنش‌دهنده‌ها، واکنش اول را سه‌برابر می‌کنیم:
$\mathrm{3C(s)+3O_2(g)\rightarrow 3CO_2(g)}$
$\Delta H_a=3(-394)=-1182\,\mathrm{kJ}$

گام دوم: برای قرارگرفتن هیدروژن در سمت واکنش‌دهنده‌ها، واکنش سوم را وارونه و چهاربرابر می‌کنیم:
$\mathrm{4H_2(g)+2O_2(g)\rightarrow 4H_2O(g)}$
$\Delta H_b=4(-245)=-980\,\mathrm{kJ}$

گام سوم: برای قرارگرفتن پروپان در سمت فراورده‌ها، واکنش دوم را وارونه می‌کنیم:
$\mathrm{3CO_2(g)+4H_2O(g)\rightarrow C_3H_8(g)+5O_2(g)}$
$\Delta H_c=+2056\,\mathrm{kJ}$

گام چهارم: سه معادله را جمع می‌کنیم. کربن دی‌اکسید و بخار آب از دو طرف حذف می‌شوند؛ همچنین مجموع اکسیژنِ سمت چپ، یعنی $3+2=5$ مول، با اکسیژن سمت راست حذف می‌شود. بنابراین واکنش باقی‌مانده دقیقاً واکنش هدف است:
$\mathrm{3C(s)+4H_2(g)\rightarrow C_3H_8(g)}$

در نتیجه:
$\Delta H=\Delta H_a+\Delta H_b+\Delta H_c=(-1182)+(-980)+2056=-106\,\mathrm{kJ}$

علامت منفی نشان می‌دهد واکنش هدف گرماده است (شیمی ۲، صفحه‌های ۶۶–۶۷).

پاسخ: گزینهٔ ۱