سوال ۸۰ · شیمی
کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت اول · سوال ۸۰ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۱ · فصل ۲: ردّ پای گازها در زندگی
کدام مورد درست است؟
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای پاسخ، باید تفاوت دگرشکل‌های اکسیژن و نقش انرژی در تبدیل آن‌ها را بررسی کنیم.
۱. اکسیژن با فرمول و اوزون با فرمول دو دگرشکل یک عنصرند؛ یعنی از اتم‌های یک عنصر ساخته شده‌اند، اما ساختار یکسانی ندارند. تفاوت ساختار می‌تواند باعث تفاوت خواص فیزیکی و شیمیایی شود. کتاب نیز اوزون را واکنش‌پذیرتر از اکسیژن معرفی می‌کند؛ پس ادعای یکسان‌بودن خواص شیمیایی دگرشکل‌ها نادرست است و گزینهٔ ۲ رد می‌شود. (شیمی ۱، صفحه‌های ۷۲–۷۴)
۲. در استراتوسفر، تابش فرابنفش در چرخهٔ تبدیل اکسیژن و اوزون نقش دارد و کتاب این تبدیل را به‌صورت یک واکنش برگشت‌پذیر نمایش می‌دهد:
این توضیح مربوط به لایهٔ اوزون در استراتوسفر است، نه فرایند تشکیل اوزونِ آلاینده در تروپوسفر؛ بنابراین گزینهٔ ۳ این دو موقعیت را با یکدیگر اشتباه گرفته است. (شیمی ۱، صفحهٔ ۷۴)
۳. در تروپوسفر، آلاینده‌های حاصل از سوختن سوخت‌ها در تشکیل اوزون نقش دارند؛ بنابراین یکسان‌بودن محصول نهایی، به معنای مشابه‌بودن واکنش‌دهنده‌های فرایند تشکیل آن در دو لایه نیست. پس گزینهٔ ۱ نیز درست نیست.
۴. تبدیل خالص اکسیژن به اوزون به دریافت انرژی نیاز دارد. می‌توان جهت انرژی‌گیر این تبدیل را به‌صورت زیر نشان داد:
در نتیجه، اوزون نسبت به اکسیژن در سطح انرژی بالاتری قرار دارد. دقت کنید که این تبدیل خالص با واکنشِ ترکیب یک اتم اکسیژن و یک مولکول اکسیژن تفاوت دارد؛ کتاب برای واکنش اخیر، آزادشدن انرژی به شکل تابش فروسرخ را بیان می‌کند. (شیمی ۱، صفحهٔ ۷۴)
پس عبارت مربوط به بالاتربودن سطح انرژی اوزون درست است.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینه‌های دیگر نادرست‌اند
- گزینهٔ ۱: ممکن است یکسان‌بودن فراورده، یعنی اوزون، به‌اشتباه به یکسان‌بودن واکنش‌دهنده‌ها تعمیم داده شود؛ درحالی‌که تشکیل اوزون در استراتوسفر به اکسیژن و تابش فرابنفش وابسته است، اما در تروپوسفر آلاینده‌های حاصل از سوختن سوخت‌ها نیز در فرایند تشکیل آن نقش دارند.
- گزینهٔ ۲: این گزینه از یکسان‌بودن عنصر سازنده، یکسان‌بودن خواص شیمیایی را نتیجه می‌گیرد؛ اما دگرشکل‌ها ساختار متفاوتی دارند و خواص شیمیایی آن‌ها نیز می‌تواند متفاوت باشد؛ برای نمونه، اوزون از اکسیژن واکنش‌پذیرتر است.
- گزینهٔ ۳: احتمالاً واکنش برگشت‌پذیر اکسیژن و اوزون در لایهٔ استراتوسفر، به تروپوسفر تعمیم داده شده است. فرایند تشکیل اوزونِ آلاینده در تروپوسفر را نباید با چرخهٔ برگشت‌پذیر لایهٔ اوزون یکسان دانست.
راهنمایی قدم‌به‌قدم (پیش از دیدن پاسخ)
- بخش «اوزون، دگرشکلی از اکسیژن در هواکره» را مرور کن؛ تفاوت ساختار و واکنش‌پذیری این دو ماده و نقش انرژی در تبدیل آن‌ها مهم است.
- یکسان‌بودن عنصر سازنده، به معنای یکسان‌بودن خواص شیمیایی نیست. همچنین توضیح کتاب دربارهٔ چرخهٔ برگشت‌پذیر لایهٔ اوزون را نباید به هر فرایند تشکیل اوزون تعمیم داد.
- تبدیل خالص اکسیژن به اوزون به دریافت انرژی نیاز دارد؛ بررسی کن دریافت این انرژی چه اثری بر انرژی ذخیره‌شده در فراورده می‌گذارد.