سوال ۱۰۵ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

برای انتخاب پاسخ، ابتدا اثر فشار و سپس اثر دما را بررسی می‌کنیم.

گام اول: مقایسهٔ فشار دو منحنی
واکنش داده‌شده عبارت است از:
$\mathrm{A(g)+D(g)\rightleftharpoons AD(g)}$
در سمت چپ، مجموع ضرایب گازها برابر $2$ و در سمت راست برابر $1$ است. طبق اصل لوشاتلیه، افزایش فشار بر اثر کاهش حجم در دمای ثابت، تعادل را به سمت دارای مول گازی کمتر، یعنی به راست، جابه‌جا می‌کند؛ بنابراین تشکیل فراورده بیشتر می‌شود. این همان مبنای بررسی اثر فشار در نمودارهای تعادلی کتاب است (شیمی ۳، صفحه‌های ۱۰۹–۱۱۰).

در یک دمای معین، منحنی $P_2$ بالاتر از منحنی $P_1$ قرار دارد؛ یعنی غلظت تعادلی $\mathrm{AD}$ در آن بیشتر است. پس:
$P_2>P_1$

گام دوم: تعیین گرماده یا گرماگیر بودن واکنش
هر دو منحنی با افزایش دما نزولی‌اند؛ یعنی افزایش دما تشکیل فراورده را نامساعد می‌کند و تعادل به سمت واکنش‌دهنده‌ها می‌رود. از آنجا که افزایش دما جهت مصرف گرما را تقویت می‌کند، جهت برگشت گرماگیر و جهت رفت گرماده است. بنابراین می‌توان نوشت:
$\mathrm{A(g)+D(g)\rightleftharpoons AD(g)}+\text{گرما}$
این تحلیل بر قاعدهٔ اثر دما بر تعادل استوار است (شیمی ۳، صفحه‌های ۱۰۷–۱۰۸).

گام سوم: بررسی تغییر ثابت تعادل
عبارت ثابت تعادل این واکنش چنین است:
$K=\dfrac{[\mathrm{AD}]}{[\mathrm{A}][\mathrm{D}]}$
در واکنش گرماده، کاهش دما جهت رفت و تشکیل فراورده را تقویت می‌کند؛ در نتیجه ثابت تعادل افزایش می‌یابد. توجه کن که در این مبحث، دما عامل تغییر $K$ است و تغییر فشار در دمای ثابت، مقدار آن را تغییر نمی‌دهد (شیمی ۳، صفحه‌های ۱۰۷–۱۰۸).

پس هر دو بخش گزینهٔ نخست درست‌اند: $P_1<P_2$ و با کاهش دما، $K$ افزایش می‌یابد.

پاسخ: گزینهٔ ۱