سوال ۱۰۸ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت اول · سوال ۱۰۸ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۳ · فصل ۴: شیمی، راهی به‌سوی آینده‌ای روشن‌تر
کدام مورد، نادرست است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۲ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
صورت سؤال، عبارت «نادرست» را می‌خواهد؛ بنابراین باید نوع واکنش‌ها و شرایط تبدیل مواد را بررسی کنیم.
۱. مونومرهای پلیمر را مشخص می‌کنیم.
پلی‌اتیلن ترفتالات یا از واکنش اتیلن گلیکول، یک الکل دوعاملی، با ترفتالیک اسید، یک اسید دوعاملی، تهیه می‌شود (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۱۵–۱۱۶).
۲. نوع واکنش تهیهٔ این مونومرها را بررسی می‌کنیم.
- در تبدیل اتن به اتیلن گلیکول، ساختار به تبدیل می‌شود. عدد اکسایش هر اتم کربن از به افزایش می‌یابد؛ پس این تبدیل، اکسایش است، نه کاهش.
- در تبدیل پارازایلن به ترفتالیک اسید، دو گروه به دو گروه تبدیل می‌شوند. عدد اکسایش کربن هر گروه از به افزایش می‌یابد؛ بنابراین این واکنش نیز اکسایش است. کتاب هم پتاسیم پرمنگنات را به‌عنوان اکسندهٔ مناسب برای این تبدیل معرفی می‌کند (شیمی ۳، صفحهٔ ۱۱۷).
در نتیجه، گزینهٔ ۲ به‌اشتباه تهیهٔ این دو مونومر از اتن و پارازایلن را «کاهش» نامیده است.
۳. درستی عبارت‌های دیگر را کنترل می‌کنیم.
- گزینهٔ ۱ درست است: متان جزء اصلی گاز طبیعی است و سوزاندن بخشی از گازهای همراه نفت در میدان‌های نفتی، با هدف افزایش ایمنی انجام می‌شود.
- گزینهٔ ۳ درست است: در شرایط مناسب و با کاتالیزگر، می‌توان متان را با اکسیژن به متانول تبدیل کرد. این فرایند را نباید با سوختن کامل متان یکسان دانست.
- گزینهٔ ۴ درست است: امکان‌پذیر بودن این تبدیل به معنای آسان‌بودن آن نیست؛ کنترل واکنش برای تولید متانول و جلوگیری از اکسایش بیشتر، به دانش و فناوری پیشرفته نیاز دارد.
پاسخ: گزینهٔ ۲
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است سوزاندن گازی ارزشمند، غیرمنطقی به نظر برسد و این عبارت را نادرست بدانید؛ اما متان جزء اصلی گاز طبیعی است و در میدان‌های نفتی، بخشی از گازهای همراه نفت را برای جلوگیری از تجمع خطرناک آن‌ها می‌سوزانند.
- گزینهٔ ۳: ممکن است واکنش متان با اکسیژن را فقط به معنای سوختن کامل و تولید کربن دی‌اکسید و آب بدانید؛ درحالی‌که در شرایط کنترل‌شده و با کاتالیزگر مناسب، تبدیل متان به متانول نیز امکان‌پذیر است.
- گزینهٔ ۴: ممکن است از ساده‌بودن ساختار متان و متانول نتیجه بگیرید که تبدیل آن‌ها به یکدیگر آسان است؛ اما کنترل واکنش و جلوگیری از اکسایش بیشتر فراورده دشوار است و به فناوری پیشرفته نیاز دارد.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- بخش «ساخت بطری آب» را مرور کنید: مونومرهای پلی‌اتیلن ترفتالات چه موادی هستند و از کدام مواد اولیه تهیه می‌شوند؟
- برای تشخیص اکسایش یا کاهش، تغییر عدد اکسایش کربن را بررسی کنید؛ افزایش پیوندهای کربن با اکسیژن معمولاً نشانهٔ اکسایش است.
- در تبدیل پارازایلن به اسید دوعاملی، گروه‌های متیل به کربوکسیل تبدیل می‌شوند؛ در تبدیل اتن به الکل دوعاملی نیز به هر کربن یک گروه هیدروکسیل متصل می‌شود. اکنون نوع واکنش‌های ادعاشده در گزینه‌ها را با این تغییرات مقایسه کنید.