سوال ۹۱ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۲ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

برای بررسی عبارت‌ها، واکنش کلی $aA+bB\rightarrow cC+dD$ را در نظر می‌گیریم. در یک بازهٔ زمانی مشترک، رابطهٔ سرعت واکنش چنین است:
$R=-\frac{\Delta n(A)}{a\Delta t}=-\frac{\Delta n(B)}{b\Delta t}=\frac{\Delta n(C)}{c\Delta t}=\frac{\Delta n(D)}{d\Delta t}$
علامت منفی برای واکنش‌دهنده‌ها باعث می‌شود سرعت مصرف، با وجود کاهش مقدار ماده، مثبت گزارش شود. این رابطه همان قاعدهٔ تقسیم سرعت متوسط مصرف یا تولید بر ضریب استوکیومتری است (شیمی ۲، صفحه‌های ۹۲–۹۳).

عبارت اول: درست است. سرعت واکنش کمیتی کاربردی برای بیان آهنگ پیشرفت واکنش است؛ با استفاده از آن، به‌جای گزارش سرعت‌های متفاوت مواد، یک مقدار مشترک برای پیشرفت واکنش در واحد زمان بیان می‌کنیم (شیمی ۲، صفحه‌های ۹۲–۹۳).

عبارت دوم: درست است. برای فراورده‌ای مانند $C$ داریم:
$R=\frac{\bar{R}_{\text{تولید }C}}{c}$
اگر ضریب استوکیومتری آن $c=1$ باشد، نتیجه می‌شود:
$R=\bar{R}_{\text{تولید }C}$
پس سرعت متوسط تشکیل چنین فراورده‌ای با سرعت واکنش برابر است (شیمی ۲، صفحه‌های ۹۲–۹۳).

عبارت سوم: درست است. شیب خط واصل دو نقطه در نمودار مول ـ زمان برابر $\frac{\Delta n}{\Delta t}$ است و اندازهٔ آن، سرعت متوسط مصرف یا تولید ماده را نشان می‌دهد (شیمی ۲، صفحه‌های ۸۸–۹۰). از رابطهٔ کلی بالا نتیجه می‌شود:
$\left|\frac{\Delta n(A)}{\Delta t}\right|:\left|\frac{\Delta n(B)}{\Delta t}\right|:\left|\frac{\Delta n(C)}{\Delta t}\right|:\left|\frac{\Delta n(D)}{\Delta t}\right|=a:b:c:d$
بنابراین اندازهٔ شیب‌ها با ضرایب استوکیومتری متناسب است. توجه کنید که شیب برای واکنش‌دهنده‌ها منفی و برای فراورده‌ها مثبت است؛ این تفاوت علامت، تناسب اندازهٔ شیب‌ها را نقض نمی‌کند (شیمی ۲، صفحه‌های ۹۲–۹۳).

عبارت چهارم: درست است. مطابق تعریف، برای هر شرکت‌کننده در واکنش داریم:
$R=\frac{\text{سرعت متوسط مصرف یا تولید ماده}}{\text{ضریب استوکیومتری ماده}}$
پس با انتخاب هر ماده و تقسیم سرعت متوسط مصرف یا تولید آن بر ضریبش، همان سرعت واکنش به دست می‌آید (شیمی ۲، صفحه‌های ۹۲–۹۳).

در نتیجه هر چهار عبارت درست‌اند.

پاسخ: گزینهٔ ۱