حل أسئلة اتقان المسائل

73. يوضح الشكل 13- 5 التفاعل بين الإيثاين (C₂H2) والهيدروجين، والمادة الناتجة هي الإيثان (C₂H₆). ما المادة المُحدِّدة للتفاعل وما المادة الفائضة؟ وضح ذلك.

الهيدروجين هو المادة المُحدِّدة للتفاعل؛ الإيثاين هو المادة الفائضة. تبقَّى مول واحد من الإيثاين لم يتفاعل.

74. بطارية نيكل - حديد. اخترع توماس أديسون عام 1901 بطارية نيكل-حديد. وتمثل المعادلة الآتية التفاعل الكيميائي في هذه البطارية:

Fe_(s) + 2NiO(OH)_(s) + 2H₂O_(l) → Fe(OH )_2(s) + 2Ni(OH )_2(aq) ما عدد مولات Fe(OH)₂ التي تنتج عن تفاعل 5.0mol من Fe مع 8.0mol من (NiO(OH؟

وفقًا للمعادلة الكيميائية الموزونة، يتفاعل $\mathrm{mol}$ 2 من ( NiO(OH مع كلّ $\mathrm{mol}$ 1 من Fe ، لذا سيتفاعل $\mathrm{mol}$ 4 من Fe مع $\mathrm{mol}$ 8 من ( NiO(OH تاركة $\mathrm{mol}$ 1 من Fe الفائض. وكلّ $\mathrm{mol}$ 1 من Fe المتفاعل، يُنتِج $\mathrm{mol}$ 1من ₍ Fe(OH)_2(s، وذلك لأن$\mathrm{mol}$ 4 من Fe قد تفاعلت، فسيَنتُج $\mathrm{mol}$ 4 من Fe(OH)₂.

75. أحد مركبات الزينون القليلة التي تتكون هو سابع فلوريد زينون سيزيوم CsXeF_7، ما عدد مولات CsXeF₇ التي يمكن إنتاجها من خلال تفاعل 12.5mol من فلوريد السيزيوم مع 10.0mol من سادس فلوريد الزينون.

CsF_(s) + XeF_6(s) → CsXeF_7(s)

$10.0 {\mathrm{mol} \mathrm{XeF}}_6\times \frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{CsXeF}}_7}{1 \mathrm{mol} {\mathrm{XeF}}_6}=10.0 \mathrm{mol} {\mathrm{CsXeF}}_7$

76. إنتاج الحديد. يستخرج الحديد تجارياً من تفاعل الهيماتيت Fe₂O₃ مع أول أكسيد الكربون، ما مقدار الحديد، بالجرامات، الذي يمكن إنتاجه من تفاعل 25.0 mol هيماتيت Fe₂O₃ مع 30.0 mol من أول أكسيد الكربون؟ Fe₂O_3(s) + 3CO_(g) → 2Fe_(s) + 3CO_2(g)

وفقاً للمعادلة الكيميائية الموزونة، يتفاعل $\mathrm{mol}$ 1 من الهيماتيت Fe₂O₃ مع $\mathrm{mol}$ 3 من أول أكسيد الكربون CO . لذا، يحتاج $\mathrm{mol}$ 25.0 من الهيماتيت Fe₂O₃ إلى $\mathrm{mol}$ 75.0 من CO حتى يتفاعل كليّاً، ولكن الكمية المتوافرة منها مقدارها $\mathrm{mol}$ 30 فقط، لذا تُعدّ CO المادة المُحدِّدة للتفاعل.

الخطوة 1: احسب عدد مولات Fe.

$30.0 \mathrm{mol} \mathrm{CO}\times \frac{2 \mathrm{mol} \mathrm{Fe}}{3 \mathrm{mol} \mathrm{C}0}=20.0 \mathrm{mol} \mathrm{Fe}$

الخطوة 2: احسب كتلة Fe بالجرامات.

$20.0 \mathrm{mol} \mathrm{Fe}\times \frac{55.85 \mathrm{g} \mathrm{Fe}}{1 \mathrm{mol} \mathrm{Fe}}=1117 \mathrm{g} \mathrm{Fe}$

77. ينتج خماسي كلوريد الفسفور عن تفاعل غاز الكلور مع الفوسفور P₄ الصلب، وعند تفاعل 16.0 g من الكلور مع 32.0 g من الفوسفور، فأي المادتين المتفاعلتين مِّحددة للتفاعل، وأيهما فائضة؟

10Cl_2(g) + P_4(s) → 4PCl5_(s

احسب عدد مولات Cl₂

$16.0 \mathrm{g} C{\mathrm{F}}_2\times \frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{Cl}}_2}{70.90 \mathrm{g} {\mathrm{Cl}}_2}=0.226 \mathrm{mol} {\mathrm{Cl}}_2$

احسب عدد مولات P₄

$32.0 \mathrm{g} {\mathrm{P}}_4\times \frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{P}}_4}{123.88 \mathrm{g} {\mathrm{P}}_4}=0,258 \mathrm{mol} {\mathrm{P}}_4$

وفقًا للمعادلة الكيميائية الموزونة، يتفاعل$\mathrm{mol}$ 10 من Cl₂ مع $\mathrm{mol}$ 1 من P₄

احسب عدد مولات P₄ اللازمة للتفاعل.

$0.226 \mathrm{mol} \mathrm{Cl}2\times \frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{P}}_4}{10 \mathrm{mol} {\mathrm{Cl}}_2}=0.0226 \mathrm{mol} {\mathrm{P}}_4$

Cl₂ هو المادة المُحدِّدة للتفاعل، في حين أن P₄ هو المادة الفائضة.

78. البطارية القلوية. تنتج البطارية القلوية الطاقة الكهربائية حسب المعادلة الآتية: Zn_(s) + 2MnO_2(s) + H₂O_(l) → Zn(OH)_2(s) + Mn₂O_3(s)

a. ما المادة المُحدّدة للتفاعل إذا تفاعلت 25.0 g Zn مع 30.0 g MnO₂؟

الخطوة 1: احسب عدد مولات Zn.

$25.0 \mathrm{gZn}\times \frac{1 \mathrm{mol} \mathrm{Zn}}{65.3 \mathrm{g} \mathrm{Zn}}=0.380 \mathrm{mol} \mathrm{Zn}$

الخطوة 2: احسب عدد مولات MnO.

$30.0 \mathrm{g} \mathrm{Mn}{O}_2\times \frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{MnO}}_2}{86.92 \mathrm{g} \mathrm{Mn}{\Theta }_2^{-}}=0.345 \mathrm{mol} {\mathrm{MnO}}_2$

وفقاً للمعادلة الكيميائية الموزونة، تتفاعل $\mathrm{mol}$ 2 من​​MnO₂ مع $\mathrm{mol}$ 1 من Zn ، وفي التفاعل فالنسبة هي $\mathrm{mol}$ 1 من MnO₂ مع $\mathrm{mol}$.1.1 من Zn لذا، MnO₂ هي المادة المُحدِّدة للتفاعل

b. حدد كتلة Zn(OH)₂ الناتجة من التفاعل.

الخطوة 1: احسب عدد مولات Zn(OH)_2.

$\begin{array}{r}0.345 \mathrm{mol} {\mathrm{Mno}}_2\times \frac{1\mathrm{mol} \mathrm{Zn}(\mathrm{OH}{)}_2}{2\mathrm{mol} {\mathrm{Mno}}_2}\\ =0.173\mathrm{mol} \mathrm{Zn}(\mathrm{OH}{)}_2\end{array}$

الخطوة 2: احسب كتلة Zn(OH)₂ ​​​بالجرامات.

$\begin{array}{r}0.173\mathrm{molZn}(\mathrm{OH}{)}_2\times \frac{99.39\mathrm{gZn}(\mathrm{OH}{)}_2}{1\mathrm{molZn}(\mathrm{OH}{)}_2}\\ =17.1\mathrm{gZn}(\mathrm{OH}{)}_2\end{array}$

79. يتفاعل الليثيوم تلقائياً مع البروم لإنتاج بروميد الليثيوم، اكتب معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل، وإذا تفاعل 25.0 g من الليثيوم مع 25.0 g من البروم معاً فما:

a. المادة المُحدِّدة للتفاعل.

2Li_(s) + Br_2(L) → 2LiBr_(s)

الخطوة 1: احسب عدد مولات Li.

$25.0 \mathrm{g} \mathrm{Li}\times \frac{1 \mathrm{mol} \mathrm{Li}}{6.94 \mathrm{g} \mathrm{Li}}=3.60 \mathrm{mol} \mathrm{Li}$

الخطوة 2: احسب عدد مولات Br_2.

_{$25.0 \mathrm{g} {\mathrm{Br}}_2\times \frac{ 1\mathrm{mol} {\mathrm{Br}}_2}{159.80 \mathrm{g} {\mathrm{Br}}_2}=0.156 \mathrm{mol} {\mathrm{Br}}_2$}

النسبة الفعليّة لمولات الليثيوم إلى مولات البروم هي $\frac{3.60 \mathrm{mol} \mathrm{Li}}{0.156 \mathrm{mol} {\mathrm{Br}}_2}$او 23mol Li : 1 mol Br ، ولكن فعليًّا يلزم $\mathrm{mol}$ 2 من Li فقط لكلّ $\mathrm{mol}$ 1 من Br₂ . لذا، Br₂ هي المادة المُحدِّدة للتفاعل.

b. كتلة بروميد الليثيوم الناتجة.

الخطوة 1: احسب عدد مولات LiBr.

$0.156 {\mathrm{mol} \mathrm{Br}}_2\times \frac{2 \mathrm{mol} \mathrm{LiBr}}{1 {\mathrm{mol} \mathrm{Br}}_2}=0.312 \mathrm{mol} \mathrm{LiBr}$

الخطوة 2: احسب كتلة LiBr بالجرامات.

$0.312 \mathrm{mol} \mathrm{HBr}\times \frac{86.84 \mathrm{g} \mathrm{LiBr}}{1\mathrm{mol} \mathrm{LiBr}}=27.1 \mathrm{g} \mathrm{LiBr}$

c. المادة الفائضة وكتلتها المتبقية.

Li هي المادة الفائضة.

الخطوة 1: احسب عدد مولات Li.

$0.156 {\mathrm{mol} \mathrm{Br}}_2\times \frac{2 \mathrm{mol} \mathrm{Li}}{1\mathrm{mol} {\mathrm{Br}}_2}=0.312 \mathrm{mol} \mathrm{Li}$

عدد مولات Li المتبقية = عدد مولات Li المتفاعلة - عدد مولات Li جميعها

= 3.60 mol – 0.312 mol
= 3.29 mol.

الخطوة 2: احسب كتلة Li بالجرامات.

$0.329 \mathrm{mol} \mathrm{Li}\times \frac{6.94 \mathrm{g} \mathrm{Li}}{1 \mathrm{mol} \mathrm{Li}}=22.8 \mathrm{g} \mathrm{Li}$