سوال ۲۴۵ · شیمی
کنکور تجربی ۱۳۹۹ · سوال ۲۴۵ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۱ · فصل ۳: آب، آهنگ زندگی
چند مورد از مطالب زیر، درست است؟
- قطبیت مولکول از مولکول کمتر است.
- با کاهش دمای آب، انحلالپذیری گازها در آب افزایش مییابد.
- در مواد مولکولی با جرم مولی مشابه، ماده با مولکول ناقطبی، نقطهٔ جوش پایینتری دارد.
- مواد یونی در مقایسه با مواد مولکولی، در گسترهٔ دمایی بیشتری به حالت مایع باقی میمانند.
- در شرایط یکسان، مولکول کربن دیاکسید آسانتر از مولکول گوگرد دیاکسید به مایع تبدیل میشود.
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۳ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
عبارتها را جداگانه بررسی میکنیم:
عبارت نخست: درست است. میزان قطبیت مولکول را میتوان با گشتاور دوقطبی مقایسه کرد؛ هرچه این کمیت بیشتر باشد، مولکول قطبیتر است. طبق دادههای کتاب:
پس مولکول هیدروژن سولفید از مولکول آب قطبیت کمتری دارد؛ هرچند هر دو قطبیاند. (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۶–۱۰۷)
عبارت دوم: درست است. مطابق مبحث انحلالپذیری گازها در فصل سوم شیمی ۱، در فشار ثابت، با کاهش دمای آب، انحلالپذیری گازها در آن افزایش مییابد. بنابراین نباید رفتار گازها را با روند انحلالپذیری بسیاری از جامدها یکسان فرض کرد.
عبارت سوم: درست است. وقتی جرم مولی مواد مولکولی مشابه باشد، مادهٔ دارای مولکولهای قطبی، جاذبهٔ بینمولکولی قویتر و نقطهٔ جوش بالاتری دارد. در نتیجه، مادهٔ دارای مولکولهای ناقطبی نقطهٔ جوش پایینتری خواهد داشت. مقایسهٔ فلوئور و هیدروژن کلرید در کتاب نیز همین نتیجه را نشان میدهد. (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۴–۱۰۵)
عبارت چهارم: درست است. گسترهٔ دمایی مایعبودن، فاصلهٔ میان دمای ذوب و دمای جوش در فشار معین است، نه صرفاً بالا بودن دمای ذوب. در مقایسهٔ کلی مواد یونی و مولکولی در سطح کتاب درسی، جاذبههای الکتروستاتیکی قوی میان یونها باعث میشود مواد یونی در گسترهٔ دمایی بیشتری به حالت مایع باقی بمانند.
عبارت پنجم: نادرست است. مولکول ناقطبی است؛ کتاب نیز گشتاور دوقطبی آن را صفر معرفی میکند. (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۴–۱۰۵ و ۱۰۶–۱۰۷) در مقابل، مولکول خمیدهٔ قطبی است و جرم مولی بیشتری هم دارد. با توجه به وابستگی نیروهای بینمولکولی به قطبیت و جرم مولکولها، جاذبهٔ میان مولکولهای گوگرد دیاکسید قویتر است؛ پس در شرایط یکسان، گوگرد دیاکسید آسانتر به مایع تبدیل میشود، نه کربن دیاکسید. (شیمی ۱، صفحهٔ ۱۰۵–۱۰۶)
در نتیجه، چهار عبارت نخست درست و فقط عبارت پایانی نادرست است؛ بنابراین تعداد عبارتهای درست برابر با است.
پاسخ: گزینهٔ ۳
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۱: ممکن است با وارونهگرفتن اثر دما بر انحلالپذیری گازها و نادرست دانستن مقایسهٔ گسترهٔ مایعبودن مواد یونی و مولکولی، فقط دو عبارت را درست بشمارید؛ در حالی که عبارتهای دوم و چهارم نیز درستاند.
- گزینهٔ ۲: ممکن است چون هر دو مولکول آب و هیدروژن سولفید قطبیاند، قطبیت آنها را برابر بدانید و عبارت نخست را نادرست بشمارید. قطبیبودن به معنای برابری میزان قطبیت نیست؛ گشتاور دوقطبی آب بیشتر است.
- گزینهٔ ۴: این انتخاب از درست دانستن عبارت پایانی ناشی میشود. در واقع، گوگرد دیاکسید قطبی است و جاذبهٔ بینمولکولی قویتری دارد؛ بنابراین در شرایط یکسان آسانتر از کربن دیاکسید به مایع تبدیل میشود.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- مفهوم گشتاور دوقطبی، اثر دما بر انحلالپذیری گازها و رابطهٔ نیروهای بینمولکولی با جوشیدن و مایعشدن را مرور کنید؛ همهٔ عبارتها دربارهٔ یک ویژگی واحد نیستند.
- برای عبارت نخست، گشتاور دوقطبی دو مولکول را مقایسه کنید. برای عبارت سوم نیز توجه کنید که با مشابهبودن جرم مولی، قطبیت بیشتر معمولاً به جاذبهٔ قویتر و نقطهٔ جوش بالاتر میانجامد.
- در بررسی عبارت پایانی، کربن دیاکسید را ناقطبی و گوگرد دیاکسید را قطبی در نظر بگیرید؛ جاذبهٔ قویتر میان مولکولها، تبدیل گاز به مایع را آسانتر میکند. سپس نتیجهٔ بررسی همهٔ عبارتها را بشمارید.