شیمی سؤال ۹۲ کنکور ۱۴۰۵

در واکنش گازی: $CO + ۲ H X_{۲} CH X_{۳} OH$ ، که با تزریق واکنش‌دهنده‌ها در یک ظرف دربسته آغاز می‌شود، در مدت $۲۰$ ثانیه، $۰/۰۸$ از مجموع شمار مول‌های گازی درون ظرف کاسته می‌شود. اگر سرعت واکنش، برابر $۰/۰۲۴ mol \cdot L^{- ۱} \cdot mi n^{- ۱}$ باشد، به‌ترتیب (از راست به چپ)، حجم ظرف چند لیتر و مقدار $CO$ مصرفی در طول این مدت، برابر چند گرم بوده است؟ (واکنش، یک‌طرفه درنظر گرفته شود، $C = ۱۲, O = ۱۶ : g \cdot mo l^{- ۱}$ )

۵

۲/۲۴

۲

۲/۲۴

۵

۱/۱۲

۲

۱/۱۲

پاسخ تشریحی

پاسخ: گزینهٔ ۳

پرسش استوکیومتری، سرعت واکنش و جرم مولی را می‌سنجد (شیمی $۲$ ، فصل $۲$ : در پی غذای سالم). نخست مول $CO$ مصرفی را از کاهش مجموع مول‌ها به‌دست می‌آوریم. اگر $x$ مول $CO$ مصرف شود، $۲ x$ مول $H X_{۲}$ مصرف و $x$ مول $CH X_{۳} OH$ تولید می‌شود:

کاهش مول‌های گاز = (x + ۲ x) - x = ۲ x = ۰/۰۸ mol \Rightarrow x = ۰/۰۴ mol CO

m (CO) = ۰/۰۴ mol \times \frac{۲۸ g}{۱ mol} = ۱/۱۲ g

سرعت واکنش برابر سرعت متوسط مصرف یک ماده تقسیم بر ضریب آن است. ضریب $CO$ برابر $۱$ است و سرعت برحسب $mol \cdot L^{- ۱} \cdot mi n^{- ۱}$ داده شده است، پس حجم ظرف $V$ در مخرج می‌آید. زمان $۲۰ s = \frac{۱}{۳} min$ است:

R = \frac{x}{V \times Δ t} \Rightarrow ۰/۰۲۴ = \frac{۰/۰۴}{V \times \frac{۱}{۳}}

V = \frac{۰/۰۴ \times ۳}{۰/۰۲۴} = ۵ L

اگر $۰/۰۸$ مول را مصرف $CO$ بگیریم، جرم $۲/۲۴ g$ می‌شود که به گزینه‌های $۱$ و $۲$ می‌رسد؛ اما کاهش $۰/۰۸$ مول کاهش مجموع مول‌هاست، نه مصرف $CO$ .

چرا درست، چرا نادرست

گزینهٔ ۱نادرست
حجم ۵ لیتر و CO مصرفی ۲/۲۴ گرم (نادرست: ۰/۰۸ مول را مصرف CO گرفته)
گزینهٔ ۲نادرست
حجم ۲ لیتر و ۲/۲۴ گرم نادرست است
گزینهٔ ۳درست
حجم ۵ لیتر و CO مصرفی ۱/۱۲ گرم درست است
گزینهٔ ۴نادرست
حجم ۲ لیتر و ۱/۱۲ گرم نادرست است

از کتاب

همهٔ گزینه‌ها

سرعت واکنش را از سرعت متوسط هر شرکت‌کننده و ضریب استوکیومتری آن می‌سنجند.صفحهٔ ۹۲ شیمی ۲

همهٔ گزینه‌ها

تقسیم سرعت متوسط هر ماده بر ضریبش، سرعت واکنش است (CO با ضریب ۱).صفحهٔ ۹۲ شیمی ۲

همهٔ گزینه‌ها