سوال ۲۵۵ شیمی کنکور تجربی ۱۳۹۸ با پاسخ تشریحی

۱. رابطهٔ محاسبهٔ آنتالپی را می‌نویسیم.
طبق روش آنتالپی پیوند، شکستن پیوندها به انرژی نیاز دارد و تشکیل پیوندها با آزاد شدن انرژی همراه است؛ بنابراین (شیمی ۲، صفحات ۶۸–۶۹):
$\Delta H\approx\sum E_{\text{پیوندهای شکسته‌شده}}-\sum E_{\text{پیوندهای تشکیل‌شده}}$

۲. پیوندهای دو طرف را مقایسه می‌کنیم.
در پلیمری شدن اتیلن، تعداد پیوندهای $\mathrm{C-H}$ تغییر نمی‌کند؛ پس سهم آن‌ها در تفریق حذف می‌شود و به مقدار انرژی این پیوند نیازی نداریم.
هر مولکول اتیلن یک پیوند $\mathrm{C=C}$ دارد. در پلی‌اتیلن، علاوه بر پیوند یگانهٔ بین دو کربنِ هر واحد تکرارشونده، پیوندهای یگانه‌ای نیز واحدها را به یکدیگر متصل می‌کنند. برای زنجیری با $n$ واحد، تعداد پیوندهای کربن–کربن تقریباً $2n$ است؛ اثر دو انتهای زنجیر در تقریب زنجیر بلند ناچیز است.
پس به‌ازای مصرف یک مول اتیلن، یک مول پیوند $\mathrm{C=C}$ را در واکنش‌دهنده و تقریباً دو مول پیوند $\mathrm{C-C}$ را در فراورده حساب می‌کنیم.

۳. داده‌ها را جای‌گذاری می‌کنیم:
$\Delta H\approx(1\,\mathrm{mol})(612\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}})-(2\,\mathrm{mol})(348\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}})$
$\Delta H\approx612-696=-84\,\mathrm{kJ}$

منفی بودن آنتالپی نشان می‌دهد که پلیمری شدن گرماده است؛ یعنی از پلیمری شدن کامل یک مول اتیلن، تقریباً $84\,\mathrm{kJ}$ گرما آزاد می‌شود.

پاسخ: گزینهٔ ۳