دانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه بگیر، و اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسد ۲ میلیون تومان دیگرجدول دانشگاه‌هادانشجو؟ ۵۰۰ هزار تومان هدیه همین حالادانشجو؟ با کارت دانشجویی یا ایمیل دانشگاهی ۵۰۰٬۰۰۰ تومان هدیه همین حالا، و ۲ میلیون تومان دیگر اگر دانشگاهت تا ۱۶ آذر به ۵۰ دانشجوی فعال برسدجدول دانشگاه‌ها
1xAi
کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم · شیمی

سوال ۸۷ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

سوال ۸۷ دفترچهٔ اختصاصی کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم، با کلید رسمی سازمان سنجش. پاسخ تشریحی، دلیل نادرستی گزینه‌های دیگر و راهنمایی‌ها را هوش مصنوعی 1xAi بر پایهٔ همین کلید و متن کتاب درسی نوشته است.

سوال ۸۷ · شیمی

کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم · سوال ۸۷ · کلید رسمی سازمان سنجش

شیمی · شیمی ۲ · فصل ۱: قدر هدایای زمینی را بدانیم

۱۰/۲ گرم گاز هیدروژن سولفید با مقدار کافی نیتریک اسید واکنش می‌دهد. اگر بازده درصدی واکنش، برابر ۷۵ باشد، چند لیتر گاز در شرایط آزمایش تشکیل می‌شود؟ (حجم مولی گازها، برابر ۲۴ لیتر درنظر گرفته شود، معادلۀ واکنش موازنه شود، H=1, S=32: g.mol−1\mathrm{H=1,\ S=32:\ g.mol^{-1}})
HNO3(aq)+H2S(g)→S(s)+NO(g)+H2O(l)\mathrm{HNO_3(aq)+H_2S(g)\rightarrow S(s)+NO(g)+H_2O(l)}

  1. گزینهٔ ۱: ۷/۲
  2. گزینهٔ ۲: ۳/۶
  3. گزینهٔ ۳: ۲/۷
  4. گزینهٔ ۴: ۱/۸
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

گام اول: معادلهٔ واکنش را موازنه می‌کنیم:
2HNO3(aq)+3H2S(g)→3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)\mathrm{2HNO_3(aq)+3H_2S(g)\rightarrow 3S(s)+2NO(g)+4H_2O(l)}
بنابراین به ازای مصرف 3 mol3\,\mathrm{mol} هیدروژن سولفید، 2 mol2\,\mathrm{mol} نیتروژن مونوکسید تولید می‌شود. تنها فراوردهٔ گازی، NO\mathrm{NO} است؛ گوگرد جامد و آب مایع‌اند.

گام دوم: مقدار مول هیدروژن سولفید را حساب می‌کنیم. جرم داده‌شده در صورت سؤال، 10.2 g10.2\,\mathrm{g} است:
M(H2S)=2(1)+32=34 g mol−1M(\mathrm{H_2S})=2(1)+32=34\,\mathrm{g\,mol^{-1}}
n(H2S)=10.2 g34 g mol−1=0.30 moln(\mathrm{H_2S})=\frac{10.2\,\mathrm{g}}{34\,\mathrm{g\,mol^{-1}}}=0.30\,\mathrm{mol}
چون نیتریک اسید به مقدار کافی وجود دارد، مقدار نظری فراورده را از هیدروژن سولفید به دست می‌آوریم:
nنظری(NO)=0.30×23=0.20 moln_{\text{نظری}}(\mathrm{NO})=0.30\times\frac{2}{3}=0.20\,\mathrm{mol}

گام سوم: حجم نظری گاز را با حجم مولی داده‌شده در شرایط آزمایش محاسبه می‌کنیم:
Vنظری=nVm=0.20 mol×24 L mol−1=4.8 LV_{\text{نظری}}=nV_m=0.20\,\mathrm{mol}\times24\,\mathrm{L\,mol^{-1}}=4.8\,\mathrm{L}

گام چهارم: بازده را اعمال می‌کنیم. مطابق تعریف کتاب، بازده درصدی برابر نسبت مقدار عملی به مقدار نظری، ضرب در صد است؛ پس باید مقدار نظری را در کسر بازده ضرب کنیم (شیمی ۲، صفحه‌های ۲۳–۲۴):
بازده درصدی=مقدار عملیمقدار نظری×100\text{بازده درصدی}=\frac{\text{مقدار عملی}}{\text{مقدار نظری}}\times100
Vعملی=4.8×75100=3.6 LV_{\text{عملی}}=4.8\times\frac{75}{100}=3.6\,\mathrm{L}
پس حجم گاز تولیدشده در شرایط آزمایش برابر 3.6 L3.6\,\mathrm{L} است.

پاسخ: گزینهٔ ۲

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: اگر مقدار مول هیدروژن سولفید را مستقیماً در حجم مولی ضرب کنید، به 7.2 L7.2\,\mathrm{L} می‌رسید. در این روش هم نسبت مولی واکنش‌دهنده به گاز فراورده و هم بازده واکنش نادیده گرفته شده است.
  • گزینهٔ ۳: اگر ضریب بازده را دو بار اعمال کنید، حجم 2.7 L2.7\,\mathrm{L} به دست می‌آید. بازده فقط یک بار برای تبدیل مقدار نظری فراورده به مقدار عملی به کار می‌رود.
  • گزینهٔ ۴: اگر نسبت مولی نیتروژن مونوکسید به هیدروژن سولفید را به‌اشتباه 13\frac{1}{3} بگیرید، حجم 1.8 L1.8\,\mathrm{L} به دست می‌آید. در معادلهٔ موازنه‌شده، این نسبت 23\frac{2}{3} است.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. روش محاسبهٔ مقدار نظری و سپس مقدار عملی فراورده را در نمونهٔ حل‌شدهٔ شیمی ۲، صفحه‌های ۲۳–۲۴، به یاد بیاورید. ابتدا باید معادلهٔ واکنش را موازنه کنید.
  2. در معادلهٔ موازنه‌شده، به ازای مصرف 3 mol3\,\mathrm{mol} هیدروژن سولفید، 2 mol2\,\mathrm{mol} نیتروژن مونوکسید تشکیل می‌شود. تنها فراوردهٔ گازی همین ماده است؛ آب به حالت مایع تولید می‌شود.
  3. جرم مولی هیدروژن سولفید 34 g mol−134\,\mathrm{g\,mol^{-1}} است. جرم داده‌شده را به مول تبدیل کنید، در نسبت مولی 23\frac{2}{3} و حجم مولی 24 L mol−124\,\mathrm{L\,mol^{-1}} ضرب کنید و در پایان، ضریب بازده 0.750.75 را فقط یک بار اعمال کنید.

شیمی ۲ · فصل ۱: قدر هدایای زمینی را بدانیم

سوال‌های رسمی دیگر کنکور تجربی از همین فصل:

فصل «قدر هدایای زمینی را بدانیم» را در پنل یادگیری تمرین کن

در پنل یادگیری 1xAi سوال‌هایی مثل همین را جواب می‌دهی و جوابت ثبت می‌شود؛ پیش از دیدن پاسخ، سه راهنمایی پله‌پله داری و معلم هوشمند بی‌آن‌که جواب را لو بدهد کمکت می‌کند. تمرین و آزمون رایگان است؛ معلم هوشمند هم سهمیهٔ روزانهٔ رایگان دارد.

ساختن حساب رایگان است و بعد از ثبت‌نام مستقیم به همین بخش از پنل برمی‌گردی.

شیمی · ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم