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 ۸۷ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

سوال ۸۷ 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 ۸۷ · شیمی

کنکور ریاضی ۱۴۰۵ · سوال ۸۷ · کلید رسمی سازمان سنجش

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

با توجه به معادلهٔ واکنش داده‌شده، اگر 6/72 لیتر گاز هیدروژن سولفید (در شرایط STP)، با مقدار کافی محلول نیتریک اسید واکنش داده و در مجموع، 0/45 مول ترکیب مولکولی تشکیل دهد، بازدهٔ درصدی واکنش کدام است؟ (معادلهٔ واکنش موازنه شود.)
HNO3(aq)+H2S(g)→S(s)+NO(g)+H2O(l)\mathrm{HNO_3(aq)+H_2S(g)\to S(s)+NO(g)+H_2O(l)}

  1. گزینهٔ ۱: 45
  2. گزینهٔ ۲: 50
  3. گزینهٔ ۳: 60
  4. گزینهٔ ۴: 75
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

گام اول ـ موازنهٔ واکنش

با برابر کردن تعداد اتم‌های هر عنصر در دو طرف، داریم:

2HNO3(aq)+3H2S(g)⟶3S(s)+2NO(g)+4H2O(l)\mathrm{2HNO_3(aq)+3H_2S(g)\longrightarrow 3S(s)+2NO(g)+4H_2O(l)}

گام دوم ـ تشخیص ترکیب‌های مولکولیِ تولیدشده

نیتروژن مونوکسید، NO\mathrm{NO}، و آب، H2O\mathrm{H_2O}، ترکیب‌های مولکولی‌اند؛ اما گوگرد، S\mathrm{S}، ماده‌ای عنصری است و نباید در مجموع مول ترکیب‌ها شمرده شود. مایع بودن آب نیز مانع شمارش آن نیست؛ پرسش دربارهٔ ترکیب‌های مولکولی است، نه فقط فراورده‌های گازی.

گام سوم ـ محاسبهٔ مول هیدروژن سولفید

در شرایط STP\mathrm{STP}، حجم هر مول گاز برابر 22.4 L22.4\,\mathrm{L} است. بنابراین:

n(H2S)=6.72 L22.4 L mol−1=0.30 moln(\mathrm{H_2S})=\dfrac{6.72\,\mathrm{L}}{22.4\,\mathrm{L\,mol^{-1}}}=0.30\,\mathrm{mol}

چون نیتریک اسید به مقدار کافی وجود دارد، مقدار نظری فراورده‌ها را بر اساس هیدروژن سولفید محاسبه می‌کنیم.

گام چهارم ـ محاسبهٔ مجموع مول نظری ترکیب‌های مولکولی

طبق معادلهٔ موازنه‌شده، مصرف 3 mol3\,\mathrm{mol} هیدروژن سولفید در حالت نظری، مجموعاً 2+4=6 mol2+4=6\,\mathrm{mol} ترکیب مولکولی تولید می‌کند. پس:

nنظری(NO+H2O)=0.30×2+43=0.60 moln_{\text{نظری}}(\mathrm{NO}+\mathrm{H_2O})=0.30\times\dfrac{2+4}{3}=0.60\,\mathrm{mol}

این روشِ استفاده از نسبت ضرایب برای محاسبهٔ مقدار نظری، همان روش نمونهٔ حل‌شدهٔ کتاب است (شیمی ۲، صفحات ۲۳–۲۴).

گام پنجم ـ محاسبهٔ بازده درصدی

کتاب، مقدار مورد انتظار از محاسبات واکنش را «مقدار نظری» و مقدار به‌دست‌آمده در عمل را «مقدار عملی» می‌نامد و بازده را از نسبت این دو به دست می‌آورد (شیمی ۲، صفحات ۲۳–۲۴). در این سؤال، مجموع مول عملی ترکیب‌های مولکولی برابر 0.45 mol0.45\,\mathrm{mol} است؛ بنابراین:

بازده درصدی=مقدار عملیمقدار نظری×100=0.450.60×100=75%\text{بازده درصدی}=\dfrac{\text{مقدار عملی}}{\text{مقدار نظری}}\times100=\dfrac{0.45}{0.60}\times100=75\%

پاسخ: گزینهٔ ۴

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۱: ممکن است دانش‌آموز مقدار عملی 0.45 mol0.45\,\mathrm{mol} را مستقیماً در 100100 ضرب کند و به 45%45\% برسد. بازده، درصدِ نسبت مقدار عملی به مقدار نظری است، نه مقدار عملی ضرب‌در صد.
  • گزینهٔ ۲: این گزینه می‌تواند ناشی از موازنه یا شمارش نادرست فراورده‌های مولکولی و رسیدن به مقدار نظریِ نادرست 0.90 mol0.90\,\mathrm{mol} باشد. گوگرد ترکیب نیست و مجموع مول نظریِ دو ترکیب مولکولی باید از ضرایب معادلهٔ موازنه‌شده به دست آید.
  • گزینهٔ ۳: اگر بر اثر اشتباه در نسبت‌های مولی، مقدار نظری ترکیب‌های مولکولی 0.75 mol0.75\,\mathrm{mol} به دست آید، بازده به‌اشتباه 60%60\% محاسبه می‌شود. نسبت درست، مجموع ضرایب نیتروژن مونوکسید و آب به ضریب هیدروژن سولفید در معادلهٔ موازنه‌شده است.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. تعریف مقدار نظری، مقدار عملی و بازده درصدی را در شیمی ۲، صفحات ۲۳–۲۴ مرور کن. پیش از محاسبهٔ بازده، باید واکنش را موازنه و فراورده‌های «ترکیب مولکولی» را شناسایی کنی.
  2. گوگرد یک مادهٔ عنصری است، نه ترکیب؛ بنابراین فقط نیتروژن مونوکسید و آب را بشمار. برای تبدیل حجم هیدروژن سولفید به مول نیز از حجم مولی گازها در شرایط استاندارد، یعنی 22.4 L mol−122.4\,\mathrm{L\,mol^{-1}}، استفاده کن.
  3. در معادلهٔ موازنه‌شده، به‌ازای 3 mol3\,\mathrm{mol} هیدروژن سولفید، 2 mol2\,\mathrm{mol} نیتروژن مونوکسید و 4 mol4\,\mathrm{mol} آب تولید می‌شود. مقدار نظری مجموع این دو فراورده را حساب کن؛ سپس مقدار عملی داده‌شده را بر آن تقسیم و در 100100 ضرب کن.

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 ۱۴۰۵