سوال ۱۰۴ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

گام اول: پیام نمودار را مشخص می‌کنیم.
با افزایش دما، مقدار $K$ کاهش می‌یابد؛ پس در تعادل جدید، نسبت حاصل‌ضرب غلظت فراورده‌ها به حاصل‌ضرب غلظت واکنش‌دهنده‌ها، با توان‌های استوکیومتری، کوچک‌تر می‌شود. بنابراین افزایش دما تعادل را در جهت برگشت جابه‌جا می‌کند.

گام دوم: گرماده یا گرماگیر بودن واکنش را تعیین می‌کنیم.
طبق اصل لوشاتلیه، افزایش دما جهت گرماگیر را تقویت می‌کند. چون در این نمودار با گرم‌کردن، جهت برگشت تقویت می‌شود، جهت برگشت گرماگیر و جهت رفت گرماده است؛ یعنی $\Delta H<0$ (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۰۷–۱۰۸).

گام سوم: واکنش‌های پیشنهادی را بررسی می‌کنیم.
واکنش $\mathrm{N_2H_4+H_2\rightleftharpoons 2NH_3}$ در جهت تولید آمونیاک گرماده است؛ بنابراین افزایش دما جهت برگشت آن را تقویت می‌کند و مقدار $K$ کاهش می‌یابد. پس این واکنش می‌تواند با نمودار سازگار باشد.
در مقابل، واکنش $\mathrm{2SO_3\rightleftharpoons 2SO_2+O_2}$ گرماگیر است. جدول کتاب نیز نشان می‌دهد که ثابت تعادل آن با افزایش دما بیشتر می‌شود؛ پس با نمودار نزولی سؤال سازگار نیست (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۰۷–۱۰۸).

گام چهارم: عبارت‌های مربوط به غلظت را بررسی می‌کنیم.
برای واکنش پیشنهادیِ سازگار با نمودار داریم:
$K=\dfrac{[\mathrm{NH_3}]^2}{[\mathrm{N_2H_4}][\mathrm{H_2}]}$
افزایش دما تعادل را به چپ می‌برد و باعث مصرف فراورده می‌شود؛ بنابراین ادعای افزایش غلظت فراورده‌ها درست نیست. برعکس، کاهش دما جهت رفتِ گرماده را تقویت می‌کند؛ در نتیجه واکنش‌دهنده‌های موجود در مخرج کسر مصرف می‌شوند و ادعای افزایش غلظت آن‌ها نیز نادرست است.

پاسخ: گزینهٔ ۱