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 ۱۴۰۵ · شیمی

سوال ۸۱ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

سوال ۸۱ دفترچهٔ اختصاصی کنکور ریاضی ۱۴۰۵، 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 ۸۱ · شیمی

کنکور ریاضی ۱۴۰۵ · سوال ۸۱ · کلید رسمی سازمان سنجش

شیمی · شیمی ۱ · فصل ۲: ردّ پای گازها در زندگی

شمار مول‌های اکسیژن تشکیل‌شده از تجزیهٔ کامل 0/2 مول KClO3\mathrm{KClO_3}، مطابق با معادلهٔ واکنش داده شده، با شمار مول‌های کربن‌دی‌اکسید تشکیل‌شده از سوختن کامل 0/15 مول از کدام مادهٔ زیر برابر است؟ (معادلهٔ واکنش موازنه شود.)
KClO3(s)→ΔKCl(s)+O2(g)\mathrm{KClO_3(s)\xrightarrow{\Delta}KCl(s)+O_2(g)}

  1. گزینهٔ ۱: پروپان
  2. گزینهٔ ۲: اتانول
  3. گزینهٔ ۳: متان
  4. گزینهٔ ۴: متانول
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

گام اول ـ موازنهٔ واکنش تجزیه
برای موازنه، باید شمار اتم‌های هر عنصر در دو سوی واکنش برابر باشد و زیروندهای فرمول‌ها تغییر نکنند (شیمی ۱، صفحه‌های ۶۳–۶۵). بنابراین:
2KClO3(s)→Δ2KCl(s)+3O2(g)\mathrm{2KClO_3(s)\xrightarrow{\Delta}2KCl(s)+3O_2(g)}
در این معادله، شمار اتم‌های پتاسیم، کلر و اکسیژن در دو طرف برابر است.

گام دوم ـ محاسبهٔ مول اکسیژن تولیدشده
ضرایب معادلهٔ موازنه‌شده، نسبت مولی مواد را نشان می‌دهند و می‌توان از آن‌ها به‌عنوان عامل تبدیل استفاده کرد (شیمی ۱، صفحهٔ ۷۹). پس:
n(O2)=0.20 mol KClO3×3 mol O22 mol KClO3=0.30 mol O2n(\mathrm{O_2})=0.20\,\mathrm{mol\,KClO_3}\times\frac{3\,\mathrm{mol\,O_2}}{2\,\mathrm{mol\,KClO_3}}=0.30\,\mathrm{mol\,O_2}

گام سوم ـ تعیین ویژگی سوخت موردنظر
باید از سوختن کامل 0.15 mol0.15\,\mathrm{mol} سوخت، همین مقدار کربن‌دی‌اکسید تولید شود. بنابراین نسبت مولی لازم برابر است با:
n(CO2)n(سوخت)=0.300.15=2\frac{n(\mathrm{CO_2})}{n(\text{سوخت})}=\frac{0.30}{0.15}=2
در سوختن کامل این مواد، تمام کربن سوخت به کربن‌دی‌اکسید تبدیل می‌شود؛ پس هر مول سوخت باید دو مول کربن‌دی‌اکسید تولید کند، یعنی مولکول آن باید دو اتم کربن داشته باشد. این رابطه در نمونهٔ موازنهٔ سوختن پروپان نیز دیده می‌شود (شیمی ۱، صفحه‌های ۶۴–۶۵).

گام چهارم ـ بررسی اتانول
اتانول با فرمول C2H5OH\mathrm{C_2H_5OH} دو اتم کربن دارد. معادلهٔ موازنه‌شدهٔ سوختن کامل آن، که واکنش آن در تمرین کتاب آمده است، چنین است (شیمی ۱، صفحهٔ ۶۵):
C2H5OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(g)\mathrm{C_2H_5OH(l)+3O_2(g)\rightarrow2CO_2(g)+3H_2O(g)}
پس:
n(CO2)=0.15×2=0.30 moln(\mathrm{CO_2})=0.15\times2=0.30\,\mathrm{mol}
این مقدار دقیقاً با مول اکسیژن حاصل از تجزیهٔ پتاسیم کلرات برابر است.

پاسخ: گزینهٔ ۲

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز زیروند اکسیژن در پتاسیم کلرات را با تعداد کربن‌های سوخت مرتبط بداند و پروپان را انتخاب کند. اما از سوختن کامل 0.15 mol0.15\,\mathrm{mol} پروپان، 0.45 mol0.45\,\mathrm{mol} کربن‌دی‌اکسید تولید می‌شود که بیشتر از مقدار اکسیژن حاصل است.
  • گزینهٔ ۳: ممکن است دانش‌آموز از معادلهٔ موازنه‌نشده، نسبت مولی پتاسیم کلرات به اکسیژن را یک‌به‌یک فرض کند و به سراغ سوخت تک‌کربنی برود. درحالی‌که متان فقط 0.15 mol0.15\,\mathrm{mol} کربن‌دی‌اکسید تولید می‌کند و مقدار اکسیژن حاصل از تجزیه نیز باید با ضرایب معادلهٔ موازنه‌شده محاسبه شود.
  • گزینهٔ ۴: ممکن است دانش‌آموز نام متانول و اتانول را اشتباه بگیرد یا اکسیژن موجود در متانول را عامل افزایش تولید کربن‌دی‌اکسید بداند. متانول با فرمول CH3OH\mathrm{CH_3OH} تنها یک اتم کربن دارد و از مقدار داده‌شدهٔ آن، فقط 0.15 mol0.15\,\mathrm{mol} کربن‌دی‌اکسید تولید می‌شود.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. قانون پایستگی اتم‌ها و روش موازنه را مرور کن؛ نسبت مول‌های مواد را باید از ضرایب معادلهٔ موازنه‌شده به دست آورد، نه از معادلهٔ اولیه.
  2. ابتدا تعداد اتم‌های اکسیژن را در دو سوی واکنش تجزیه برابر کن؛ سپس مول پتاسیم کلرات را در نسبت ضریب اکسیژن به ضریب پتاسیم کلرات ضرب کن.
  3. در سوختن کامل، هر اتم کربن سوخت به یک مولکول کربن‌دی‌اکسید تبدیل می‌شود. مول اکسیژنِ محاسبه‌شده را بر مول سوخت داده‌شده تقسیم کن و حاصل را با تعداد اتم‌های کربن در فرمول هر ماده مقایسه کن.

شیمی ۱ · فصل ۲: ردّ پای گازها در زندگی

سوال‌های رسمی دیگر کنکور تجربی از همین فصل:

فصل «ردّ پای گازها در زندگی» 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 ۱۴۰۵