سوال ۸۶ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۳ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

گام اول: مصرف هیدروژن هر ماده را تعیین می‌کنیم.

اتن با فرمول $\mathrm{C_2H_4}$ دارای یک پیوند دوگانه است (شیمی ۲، صفحهٔ ۴۰). در واکنش افزایشی، پیوند دوگانه به یگانه تبدیل می‌شود و اتم‌ها به دو کربن افزوده می‌شوند (شیمی ۲، صفحهٔ ۴۱). بنابراین برای سیرشدن هر مول اتن، یک مول هیدروژن لازم است:

$\mathrm{C_2H_4+H_2\longrightarrow C_2H_6}$

اتین با فرمول $\mathrm{C_2H_2}$ دارای یک پیوند سه‌گانه است (شیمی ۲، صفحهٔ ۴۲). برای سیرشدن کامل آن و تشکیل اتان، به ازای هر مول اتین دو مول هیدروژن مصرف می‌شود:

$\mathrm{C_2H_2+2H_2\longrightarrow C_2H_6}$

گام دوم: جرم هیدروژن را به مول تبدیل می‌کنیم.

با توجه به جرم مولی گاز هیدروژن داریم:

$M(\mathrm{H_2})=2\times1=2\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$

$n(\mathrm{H_2})=\dfrac{0.6\,\mathrm{g}}{2\,\mathrm{g\,mol^{-1}}}=0.3\,\mathrm{mol}$

این تبدیل جرم به مول و استفاده از نسبت ضرایب واکنش، مطابق روش محاسبات استوکیومتری کتاب است (شیمی ۲، صفحه‌های ۲۴–۲۵).

گام سوم: از برابر بودن مول‌های اتن و اتین استفاده می‌کنیم.

اگر مقدار هرکدام در مخلوط آغازین $x$ مول باشد، اتن $x$ مول و اتین $2x$ مول هیدروژن مصرف می‌کند؛ پس:

$x+2x=0.3\quad\Rightarrow\quad x=0.1\,\mathrm{mol}$

گام چهارم: جرم اتن آغازین را حساب می‌کنیم.

$M(\mathrm{C_2H_4})=2\times12+4\times1=28\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$

$m(\mathrm{C_2H_4})=0.1\,\mathrm{mol}\times28\,\mathrm{g\,mol^{-1}}=2.8\,\mathrm{g}$

بنابراین در مخلوط آغازین، $2.8\,\mathrm{g}$ اتن وجود داشته است.

پاسخ: گزینهٔ ۱