سوال ۸۱ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۴ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

گام اول: تبدیل جرم اکسیژن به مول

گاز اکسیژن به صورت $\mathrm{O_2}$ است؛ بنابراین جرم مولی آن برابر است با:

$M(\mathrm{O_2})=2\times16=32\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$

با استفاده از عامل تبدیل جرم به مول، مانند روش کتاب درسی (شیمی ۱، صفحهٔ ۸۰)، داریم:

$\text{مول اکسیژن}=\frac{48\,\mathrm{g}}{32\,\mathrm{g\,mol^{-1}}}=1.5\,\mathrm{mol}$

گام دوم: تعیین نسبت مولی واکنش‌دهنده‌ها

نسبت مول‌های مصرف‌شده برابر نسبت ضرایب آن‌ها در معادلۀ موازنه‌شده است (شیمی ۱، صفحهٔ ۷۹). پس به‌ازای یک مول ترکیب، مقدار اکسیژن مصرفی برابر است با:

$\frac{1.5}{0.3}=5$

بنابراین اگر ضریب ترکیب را یک بگیریم، ضریب اکسیژن برابر $5$ خواهد بود.

گام سوم: موازنۀ اتم‌ها

برای موازنۀ کربن و هیدروژن، ضرایب کربن دی‌اکسید و آب را به‌ترتیب $4$ و $\frac{n}{2}$ می‌گذاریم:

$\mathrm{C_4H_nO_2(l)}+5\mathrm{O_2(g)}\rightarrow4\mathrm{CO_2(g)}+\frac{n}{2}\mathrm{H_2O(g)}$

اکنون شمار اتم‌های اکسیژن در دو طرف باید برابر باشد. سمت چپ، هم اکسیژنِ خود ترکیب و هم اکسیژن گازی را در نظر می‌گیریم:

$2+2\times5=4\times2+\frac{n}{2}$

$12=8+\frac{n}{2}\quad\Rightarrow\quad n=8$

پس معادلۀ موازنه‌شده چنین است:

$\mathrm{C_4H_8O_2(l)+5O_2(g)\rightarrow4CO_2(g)+4H_2O(g)}$

زیروند هر عنصر در فرمول مولکولی، شمار اتم‌های آن عنصر را در هر مولکول نشان می‌دهد (شیمی ۱، صفحه‌های ۵۶ و ۵۷). بنابراین هر مولکول این ترکیب دارای $8$ اتم هیدروژن است.

پاسخ: گزینهٔ ۳