سوال ۱۰۴ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۳ نوبت اول با پاسخ تشریحی

۱. ابتدا نمودار را در فشار ثابت می‌خوانیم. اگر خطی قائم در یک فشار دلخواه رسم کنیم، منحنی مربوط به $T_2$ بالاتر از منحنی مربوط به $T_1$ قرار دارد؛ بنابراین:
$[\mathrm{AD}]_{T_2}>[\mathrm{AD}]_{T_1}$

۲. جهت اثر دما را تعیین می‌کنیم. چون $\Delta H<0$ است، واکنش رفت گرماده است و می‌توان نقش گرما را چنین نمایش داد:
$\mathrm{A(g)+D(g)\rightleftharpoons AD(g)}+\text{گرما}$
طبق اصل لوشاتلیه، کاهش دما جهت تولید گرما، یعنی واکنش رفت، را تقویت می‌کند. پس در فشار یکسان، منحنی دارای غلظت بیشتر فراورده به دمای پایین‌تر مربوط است؛ در نتیجه:
$T_2<T_1$
این نتیجه با رفتار تعادل گرمادهٔ تولید آمونیاک در کتاب نیز سازگار است: افزایش دما، سهم آمونیاک در مخلوط تعادلی را کاهش می‌دهد (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۰۸–۱۰۹).

۳. اکنون ثابت‌های تعادل را مقایسه می‌کنیم. عبارت ثابت تعادل این واکنش برابر است با:
$K=\dfrac{[\mathrm{AD}]}{[\mathrm{A}][\mathrm{D}]}$
در واکنش گرماده، کاهش دما تعادل را به سود فراورده جابه‌جا می‌کند و ثابت تعادل را افزایش می‌دهد. بنابراین، چون $T_2<T_1$ است، داریم:
$K(T_2)>K(T_1)\quad\Rightarrow\quad\dfrac{K(T_2)}{K(T_1)}>1$
کتاب تأکید می‌کند که دما عامل تغییر ثابت تعادل است و جهت این تغییر به گرماده یا گرماگیر بودن واکنش بستگی دارد (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۰۷–۱۰۸). پس هر دو بخش گزینهٔ سوم درست‌اند.

۴. صعودی بودن منحنی‌ها نیز با واکنش سازگار است: در واکنش رفت، مجموع ضرایب گازی از $2$ به $1$ کاهش می‌یابد؛ بنابراین افزایش فشار بر اثر کاهش حجم، در دمای ثابت تعادل را به سوی تشکیل فراورده جابه‌جا می‌کند. این رفتار مشابه اثر افزایش فشار بر تولید آمونیاک است (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۰۹–۱۱۰). البته تغییر فشار یا مقدار واکنش‌دهنده‌ها در دمای ثابت، مقدار $K$ را تغییر نمی‌دهد.

پاسخ: گزینهٔ ۳