سوال ۲۳۰ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۱ · سوال ۲۳۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۲ · فصل ۲: در پی غذای سالم
سرعت واکنش گازی ، به ازای هر ۱۰ درجهٔ سلسیوس افزایش دما، بهتقریب دو برابر میشود. اگر سرعت مصرف در دمای ۲۵ درجهٔ سلسیوس، برابر باشد، به ازای چند درجهٔ سلسیوس افزایش دما، سرعت واکنش به میرسد؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۱ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
۱. سرعت اولیهٔ واکنش را مشخص میکنیم.
طبق تعریف کتاب، سرعت واکنش از تقسیم سرعت مصرف یا تولید هر ماده بر ضریب استوکیومتری آن به دست میآید (شیمی ۲، صفحهٔ ۹۲–۹۳). در واکنش ، ضریب برابر است؛ بنابراین سرعت اولیهٔ واکنش با سرعت مصرف آن برابر است:
۲. نسبت سرعت نهایی به سرعت اولیه را حساب میکنیم:
پس سرعت باید سه بار دو برابر شود.
۳. افزایش دمای لازم را به دست میآوریم.
کتاب، افزایش دما را یکی از عوامل افزایش سرعت واکنش معرفی میکند (شیمی ۲، صفحهٔ ۸۲). طبق دادهٔ همین سؤال، هر بار دو برابر شدن سرعت به افزایش دما نیاز دارد؛ پس:
دقت کنید که سؤال «افزایش دما» را میخواهد؛ بنابراین نباید دمای آغازین را به این مقدار اضافه کنیم.
پاسخ: گزینهٔ ۱
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۲: ممکن است دمای آغازین، یعنی ، با مقدار افزایش دما اشتباه گرفته شود؛ اما افزایش دما باید از تعداد دفعات دو برابر شدن سرعت به دست آید.
- گزینهٔ ۳: این انتخاب از شمردن یک مرحلهٔ اضافیِ دو برابر شدن ناشی میشود. افزایش دمای سرعت را برابر میکند، درحالیکه نسبت سرعت خواستهشده به سرعت اولیه است.
- گزینهٔ ۴: با افزودن افزایش دمای لازم به دمای آغازین، دمای نهایی به دست میآید؛ اما سؤال افزایش دما را میخواهد، نه دمای نهایی را.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- اثر افزایش دما بر سرعت واکنش را به یاد بیاورید؛ در این سؤال، مقدار این اثر با قاعدهٔ دو برابر شدن به ازای هر افزایش دما مشخص شده است.
- چون ضریب استوکیومتری برابر است، سرعت مصرف آن با سرعت واکنش برابر است. ابتدا نسبت سرعت نهایی به سرعت اولیه را حساب کنید.
- نسبت را به صورت توانی از بنویسید؛ توان بهدستآمده، تعداد بازههای افزایش دمای را نشان میدهد.