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 ۸۸ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۵ با پاسخ تشریحی

سوال ۸۸ 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 ۸۸ · شیمی

کنکور ریاضی ۱۴۰۵ · سوال ۸۸ · کلید رسمی سازمان سنجش

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

اگر در ساختار آلکانی غیرحلقوی، نسبت شمار اتم‌های هیدروژن به شمار اتم‌های کربن، برابر 2/4 باشد، در ساختار چند ایزومر از آن، 3 اتم کربن با عدد اکسایش −3-3 وجود دارد؟

  1. گزینهٔ ۱: 1
  2. گزینهٔ ۲: 2
  3. گزینهٔ ۳: 3
  4. گزینهٔ ۴: 4
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی

پاسخ درست: گزینهٔ ۱ (کلید رسمی سازمان سنجش)

پاسخ تشریحی

گام اول: فرمول مولکولی آلکان را تعیین می‌کنیم.

در آلکان‌ها، هر کربن چهار پیوند یگانه دارد و زنجیر کربنی می‌تواند راست‌زنجیر یا شاخه‌دار باشد (شیمی ۲، صفحهٔ ۳۳–۳۴). فرمول عمومی آلکان غیرحلقوی CnH2n+2\mathrm{C_nH_{2n+2}} است. نسبت داده‌شده در صورت سؤال، عدد اعشاری 2.42.4 است، نه کسر 24\frac{2}{4}؛ بنابراین:

NHNC=2n+2n=2.4\frac{N_{\mathrm H}}{N_{\mathrm C}}=\frac{2n+2}{n}=2.4

2+2n=2.4⇒n=52+\frac{2}{n}=2.4\quad\Rightarrow\quad n=5

پس فرمول مولکولی ترکیب، C5H12\mathrm{C_5H_{12}} است.

گام دوم: مشخص می‌کنیم کدام کربن‌ها عدد اکسایش −3-3 دارند.

در پیوند کربن–هیدروژن، سهم کربن از عدد اکسایش برابر −1-1 است و پیوند کربن–کربن سهمی در عدد اکسایش ندارد. پس کربنی که به سه هیدروژن متصل باشد، یعنی کربنِ گروه متیل CH3\mathrm{CH_3}، عدد اکسایش −3-3 دارد. بنابراین باید ایزومرهای دارای دقیقاً سه گروه متیل را پیدا کنیم.

گام سوم: همهٔ ایزومرهای ساختاری پنتان را بررسی می‌کنیم. تفاوت این ساختارها در شیوهٔ اتصال کربن‌ها و شاخه‌دار شدن زنجیر است؛ همان ویژگی‌ای که در توضیح ساختار آلکان‌ها آمده است (شیمی ۲، صفحهٔ ۳۳–۳۴).

  • پنتان راست‌زنجیر:

CH3−CH2−CH2−CH2−CH3\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_2-CH_3}
این ساختار دو گروه متیل دارد؛ پس شرط سؤال را ندارد.

  • ۲ـمتیل‌بوتان:

CH3−CH(CH3)−CH2−CH3\mathrm{CH_3-CH(CH_3)-CH_2-CH_3}
این ساختار سه گروه متیل دارد؛ بنابراین دقیقاً سه اتم کربن آن دارای عدد اکسایش −3-3 هستند.

  • ۲،۲ـدی‌متیل‌پروپان:

C(CH3)4\mathrm{C(CH_3)_4}
این ساختار چهار گروه متیل دارد؛ پس شرط سؤال را ندارد.

در نتیجه، فقط یک ایزومر، یعنی ۲ـمتیل‌بوتان، واجد شرط است.

پاسخ: گزینهٔ ۱

چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند

  • گزینهٔ ۲: ممکن است با شمردن دو گروه متیلِ دو سر زنجیر در پنتان راست‌زنجیر به این گزینه برسید؛ اما سؤال تعداد ایزومرهای دارای سه کربن با عدد اکسایش −3-3 را می‌خواهد، نه تعداد گروه‌های متیل در یک ساختار.
  • گزینهٔ ۳: این گزینه ممکن است از شمردن همهٔ ایزومرهای پنتان یا گزارش تعداد گروه‌های متیلِ ایزومر مطلوب به دست آید. درحالی‌که باید فقط ایزومرهایی را بشمارید که دقیقاً سه گروه متیل دارند.
  • گزینهٔ ۴: ممکن است چهار گروه متیلِ نئوپنتان را بشمارید و آن را پاسخ بدانید. نئوپنتان چهار کربن با عدد اکسایش −3-3 دارد و شرط سؤال را برآورده نمی‌کند؛ ضمن اینکه سؤال تعداد ایزومرهای واجد شرط را می‌خواهد.

راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)

  1. ویژگی آلکان‌های غیرحلقوی و چهارپیوندی بودن کربن را از شیمی ۲، صفحه‌های ۳۳–۳۴، به یاد بیاورید؛ ابتدا از نسبت هیدروژن به کربن، فرمول مولکولی را پیدا کنید.
  2. نسبت داده‌شده، عدد اعشاری 2.42.4 است. برای آلکان غیرحلقوی بنویسید 2n+2n=2.4\frac{2n+2}{n}=2.4؛ همچنین در یک هیدروکربن، کربنِ گروه CH3\mathrm{CH_3} عدد اکسایش −3-3 دارد.
  3. ایزومرهای فرمول به‌دست‌آمده را به صورت راست‌زنجیر و شاخه‌دار رسم کنید و کنار هرکدام تعداد گروه‌های CH3\mathrm{CH_3} را بنویسید؛ فقط ساختارهای دارای دقیقاً سه گروه متیل را نگه دارید.

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