سوال ۲۷۰ · شیمی
کنکور تجربی ۱۳۹۸ · سوال ۲۷۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۳ · فصل ۴: شیمی، راهی به‌سوی آینده‌ای روشن‌تر
هرگاه در یک واکنش به حالت تعادل در دمای ثابت، غلظت یکی از ............ ها ............ یابد، واکنش در جهت ............ تا آنجا پیش می‌رود که به ثابت تعادل ............ برسد.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۱ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
۱. ابتدا اثر تغییر غلظت را مشخص می‌کنیم. طبق اصل لوشاتلیه، اگر غلظت یکی از مواد کاهش یابد، سامانه در جهت تولید آن ماده پیش می‌رود تا بخشی از کاهش ایجادشده را جبران کند (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۰۵).
۲. با کاهش غلظت یکی از فراورده‌ها، واکنش باید در جهت تولید فراورده پیش برود. چون در جهت رفت، واکنش‌دهنده‌ها مصرف و فراورده‌ها تولید می‌شوند، جهت جابه‌جایی تعادل «رفت» است.
۳. اکنون ثابت تعادل را بررسی می‌کنیم. تغییر غلظت در دمای ثابت می‌تواند ترکیب سامانه را تغییر دهد و تعادل جدیدی برقرار کند، اما مقدار را تغییر نمی‌دهد (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۰۵). عامل تغییر ثابت تعادل، دماست که در این پرسش ثابت نگه داشته شده است (شیمی ۳، صفحه‌های ۱۰۷ و ۱۰۸).
۴. بنابراین، پس از کاهش غلظت فراورده، واکنش در جهت رفت پیش می‌رود تا تعادل دوباره با همان مقدار آغازی ثابت تعادل برقرار شود؛ یعنی . نکتهٔ اصلی این است که «تعادل جدید» الزاماً به معنای «ثابت تعادل جدید» نیست.
پس واژه‌های درست به‌ترتیب عبارت‌اند از: «فراورده، کاهش، رفت، آغازی».
پاسخ: گزینهٔ ۱
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۲: ممکن است دانش‌آموز تصور کند کاهش فراورده با پیشرفت واکنش برگشت جبران می‌شود؛ درحالی‌که واکنش برگشت فراورده را مصرف می‌کند و کاهش آن را تشدید می‌کند. همچنین در دمای ثابت، ثابت تعادل تغییر نمی‌کند.
- گزینهٔ ۳: این گزینه از اشتباه گرفتن جهت تولید واکنش‌دهنده با جهت رفت و نیز یکی دانستن «تعادل جدید» با «ثابت تعادل جدید» ناشی می‌شود. کاهش واکنش‌دهنده، تعادل را در جهت برگشت جابه‌جا می‌کند و در دمای ثابت، مقدار ثابت تعادل همان مقدار آغازی است.
- گزینهٔ ۴: ممکن است دانش‌آموز بداند ثابت تعادل تغییر نمی‌کند، اما جهت جابه‌جایی را نادرست تشخیص دهد. افزایش غلظت واکنش‌دهنده، واکنش را در جهت رفت پیش می‌برد تا بخشی از مادهٔ افزوده‌شده مصرف شود، نه در جهت برگشت.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- اصل لوشاتلیه و اثر تغییر غلظت بر تعادل را در صفحهٔ ۱۰۵ شیمی ۳ مرور کنید؛ سامانه در جهتی پیش می‌رود که اثر تغییر ایجادشده را تا حد امکان کاهش دهد.
- اگر غلظت ماده‌ای کم شود، جهت مطلوب، جهت تولید آن ماده است. همچنین دقت کنید که در دمای ثابت، تغییر غلظت باعث تغییر ثابت تعادل نمی‌شود.
- جهت رفت، فراورده تولید می‌کند و جهت برگشت، واکنش‌دهنده. با این معیار، جهت جبران کاهش یا افزایش غلظت را بررسی کنید و «تعادل جدید» را از «ثابت تعادل جدید» جدا بدانید.