در دمای معیّن، مولهای برابر از گازهای SO۲ و O۲ وارد ظرف دربستۀ ۵ لیتری میشود تا تعادل گازی: ۲SO۲ + O۲ ⇌ ۲SO۳ , K=۱۲/۵ , ΔH=-۳۴۰ kJ برقرار شود. اگر د…

شیمی سؤال ۱۰۶ کنکور ۱۴۰۵

در دمای معیّن، مول‌های برابر از گازهای $SO X_{۲}$ و $O X_{۲}$ وارد ظرف دربستهٔ $۵$ لیتری می‌شود تا تعادل گازی:

۲ SO X_{۲} + O X_{۲} ۲ SO X_{۳}, K = ۱۲/۵, Δ H = - ۳۴۰ kJ

برقرار شود. اگر در هنگام تعادل، درصد حجمی گاز $SO X_{۲}$ در مخلوط واکنش، برابر $۲۰$ باشد، تا برقراری تعادل، چند کیلوژول گرما آزاد شده است؟

۵۴/۴

۱۰۸/۸

۱۳۶

۲۷۲

پاسخ تشریحی

پاسخ: گزینهٔ ۴

پرسش دربارهٔ جدول مول تعادل، ثابت تعادل و گرمای واکنش است (شیمی $۳$ ، فصل $۴$ و شیمی $۲$ ، فصل $۲$ ). مول‌های آغازی هر گاز را $a$ و مقدار پیشرفت واکنش را $x$ مول می‌گیریم:

آغاز تعادل SO X_{۲} a a - ۲ x O X_{۲} a a - x SO X_{۳} ۰ ۲ x

مجموع مول‌های گاز در تعادل $۲ a - x$ است. چون درصد حجمی برابر درصد مولی است:

a - ۲ x = ۰/۲ (۲ a - x) \Rightarrow ۰/۶ a = ۱/۸ x \Rightarrow a = ۳ x

پس مول‌های تعادلی برابرند با $SO X_{۲} = x$ ، $O X_{۲} = ۲ x$ و $SO X_{۳} = ۲ x$ . غلظت‌ها را با تقسیم بر $۵ L$ در عبارت ثابت تعادل می‌گذاریم:

K = \frac{[ SO X _{۳} ] ^{۲}}{[ SO X _{۲} ] ^{۲} [ O X _{۲} ]} = \frac{( \frac{۲ x}{۵} ) ^{۲}}{( \frac{x}{۵} ) ^{۲} ( \frac{۲ x}{۵} )} = \frac{۱۰}{x} = ۱۲/۵ \Rightarrow x = ۰/۸ mol

مقدار $Δ H = - ۳۴۰ kJ$ برای مصرف $۲$ مول $SO X_{۲}$ (یک بار انجام معادله) است. مول $SO X_{۲}$ مصرف‌شده $۲ x = ۱/۶$ مول است:

۱/۶ mol SO X_{۲} \times \frac{۳۴۰ kJ}{۲ mol SO X _{۲}} = ۲۷۲ kJ

چرا درست، چرا نادرست

صورت سؤال
درصد حجمی برابر درصد مولی (قانون آووگادرو) یافت شد، ولی روش گام‌به‌گام جدول مول (آغاز، تغییر، تعادل) و محاسبهٔ حرارت از مول مصرف‌شده در کتاب‌ها نیست؛ جست‌وجوی جدول مول تعادل، پیشرفت واکنش
گزینهٔ ۱نادرست
۵۴/۴ با محاسبهٔ درست سازگار نیست
گزینهٔ ۲نادرست
۱۰۸/۸ با محاسبهٔ درست سازگار نیست
گزینهٔ ۳نادرست
۱۳۶ از به‌کار بردن ۳۴۰ kJ برای ۱ مول (x=۰/۸) به جای ۲ مول SO_۲ به دست می‌آید
گزینهٔ ۴درست
۲۷۲ کیلوژول درست است

از کتاب

همهٔ گزینه‌ها

نمونهٔ نوشتن عبارت ثابت تعادل: غلظت‌های فراورده به توان ضریب بر غلظت‌های واکنش‌دهنده به توان ضریب.صفحهٔ ۱۰۳ شیمی ۳

گزینه‌های ۳ و ۴