حل اسئلة 3-1

79. لماذا يعد من الضروري موازنة المعادلة قبل استخدامها في تحديد حجوم الغازات المتضمنة في التفاعل؟

تمثل معاملات المعادلة نسب حجوم الغازات في التفاعل.

80. ليس من الضروري أخذ درجة الحرارة والضغط بعين الاعتبار عند استخدام المعادلة الموزونة لتحديد الحجم النسبي للغاز. لماذا؟

لأن درجة الحرارة والضغط متساويان لكل غاز متضمن في التفاعل. وبالتالي هذه الظروف تؤثر في كل غاز بنفس الطريقة.

81. فسر لماذا لا تمثل المعاملات في المعادلة الكيميائية الموزونة أعداد المولات فقط وإنما أيضاً الحجوم النسبية للغازات؟

ينص مبدأ أفوجادرو على أن الأحجام المتساوية من الغازات عند نفس درجة الحرارة والضغط تحتوي العدد نفسه من الجزئيات أو (العدد نفسه من المولات) لذلك فإن المعاملات أيضاً تمثل الحجوم النسبية للغازات.

82. هل تمثل المعاملات في المعادلة الكيميائية الموزونة الحجوم النسبية للسوائل والمواد الصلبة؟ فسر إجابتك

كلا، هذه العلاقة تنطبق فقط على الغازات التي تسلك سلوك الغاز المثالي.

83. إنتاج الامونيا. تتكون الأمونيا من تفاعل غاز النيتروجين مع غاز الهيدروجين ما عدد لترات غاز الأمونيا التي يمكن إنتاجها من 13.7l من غاز الهيدروجين عند 93.0C وضغط مقداره 40.0kpa.

N₂ + 3H₂$\to$2NH₃

من المعادلة الموزونة: $\frac{2LN{H}_3}{3L{H}_2}$

$13.7{\mathrm{LH}}_2\times \frac{2L{\mathrm{NH}}_3}{3L{\mathrm{H}}_2}=9.13 {\mathrm{L} \mathrm{NH}}_3$

84. عينة من غاز كبريتيد الهيدروجين حجمها 6.5l، تمت معالجتها مع محفز لتسريع التفاعل الآتي:

2H₂S_(g)+ O_2(g) → 2H₂O_(g) + 2S_(s)

فإذا تفاعل H₂S تماماً عند ضغط 2.0atm ودرجة حرارة مقدارها 290k فما كتلة(g) بخار الماء الناتج.

نحدد النسب الحجمية من المعادلة: $\frac{2L{H}_{2}O}{2L{H}_{2}S}$

نحسب حجم بخار الماء H₂o:

$6.5\mathrm{L}\times \frac{2\mathrm{L}}{2\mathrm{L}}=6.5{\mathrm{LH}}_2\mathrm{O}$

نحسب عدد مولات بخار الماء H₂o:

$n=\frac{P.V}{R.T}=\frac{2\times 6.5}{0.0821\times 290}=0.54 \mathrm{mol}$

نحسب الكتلة المولية ل H₂o:

$\begin{array}{r}2\mathrm{moL}\times \frac{1.008 \mathrm{g} }{1\mathrm{moL}}=2.016 \mathrm{g} \mathrm{H}\\ 1\mathrm{mol}\times \frac{15.999 \mathrm{g}}{1\mathrm{mol}}=15.999 \mathrm{g} \mathrm{O}\end{array}$

الكتلة المولية ل H₂o$\frac{g}{moL}18.015=2.016+15.999=$

$n= \frac{\mathrm{الكتلة}}{\mathrm{المولية} \mathrm{الكتلة} }$

$m=n\times M=0.54\times 18.015=9.7 g$

85. ما عدد لترات غاز النيتروجين وغاز الأوكسجين اللازمة لإنتاج 15.4l من أكسيد النيتروجين عند درجة حرارة 310k وضغط جوي 2.0atm؟

نكتب معادلة التفاعل:

N₂+ 2o₂ → 2N₂O

من خلال النسب الحجمية لكل من الأوكسجين وأكسيد النتروجين نجد:

Vo₂= 15.4,V_N2 = 7.7 L

86. ادرس التفاعل المبين أدناه ثم أجب عن الأسئلة التي تليه:

2CO_(g)+2NO_(g) → N2_(g) + 2CO_2(g)

a. ما نسبة حجم أول أكسيد الكربون إلى حجم ثاني أكسيد الكربون في المعادلة الكيميائية الموزونة.

1:1

b. إذا تفاعل 42.7gCo تماماً عند STP فما حجم غاز النيتروجين الناتج؟

نحسب النسب الوزنية لغاز النتروجين الناتج وذلك بالاستفادة من المعادلة الكيميائية:

$m_{N_2}=42.7 g\times \frac{1 {\mathrm{N}}_2}{2 \mathrm{CO}}=21.35 \mathrm{g}$

لحساب الحجم نستخدم قانون الغاز المثالي ونقوم بحساب عدد المولات بالاستفادة من قانون الكتلة:

$\begin{array}{c}n=\frac{m}{\mathrm{M}}=\frac{21.35 \mathrm{g}}{14.01\times 2}=0.76\\ V=\frac{n\cdot R\cdot T}{P}=\frac{0.76\mathrm{mol}.0.0821 {\displaystyle \frac{\mathrm{atm}\cdot L}{mol k}}\times 273}{1 \mathrm{atm}}=17.1 \mathrm{L}\end{array}$
87. عندما يحترق 3.00l من غاز البروبان تماماً لإنتاج بخار الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة تساوي 350C وضغط جوي 0.990atm فما كتلة بخار الماء الناتجة؟

نكتب المعادلة الكيميائية الموزونة:

3C₃H₈ + 10O₂→6CO₂+8H₂o

من المعادلة الكيميائية الموزونة:$\frac{8L{H}_{2}O}{2L{C}_3{H}_8}$

نحسب حجم H₂o بخار الماء بوحدة L:

$3L{C}_3{H}_8\times \frac{8L{H}_{2}O}{2L{C}_3{H}_8}=12L$

نحسب عدد مولات بخار الماء H₂o:

$n=\frac{P.V}{R.T}=\frac{0.9 \mathrm{atm}\times 12 \mathrm{L}}{0.0821 \frac{\mathrm{L}.\mathrm{atm}}{\mathrm{mol}.\mathrm{K}}\times 623 \mathrm{K}}=0.232 \mathrm{mol} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

نحسب كتلة بخار الماء H₂o:

$0.232 \mathrm{moL}\times \frac{18.02 \mathrm{g}}{1\mathrm{moL}}=4.2 \mathrm{g} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$
88. عند تسخين كلورات البوتاسيوم الصلبة KClO₃ فإنها تتحلل لتنتج كلوريد البوتاسيوم الصلب وغاز الأوكسجين فإذا تحلل 20.8g من كلورات البوتاسيومفما عدد لترات غاز الأوكسجين التي ستنتج في الظروف المعيارية stp؟

2kclo₃→2KCl + 3O₂

احسب الكتلة المولية ل 2kclo₃:

$\begin{array}{r}1\mathrm{moLk}\times \frac{39.10 \mathrm{g} \mathrm{K}}{1\mathrm{moL} \mathrm{K}}=39.10 \mathrm{g} \mathrm{K}\\ 1\mathrm{moL} \mathrm{cl}\times \frac{35.45 \mathrm{g} \mathrm{Cl}}{1\mathrm{moL} \mathrm{Cl}}=35.45 \mathrm{g} \mathrm{Cl}\\ 3\mathrm{moL} \mathrm{C}\times \frac{16.00\mathrm{gO}}{1\mathrm{moLC}}=48.00 \mathrm{g} 0\end{array}$

48g + 35.45g + 39.1g = الكتلة المولية kclo₃

122.55g/mol =

احسب عدد مولات kclo₃:

$n_{KClo3}=20.8\mathrm{g}{ \mathrm{KclO}}_3\times \frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{KClO}}_3}{122.55 \mathrm{g}{ \mathrm{KElO}}_3}$

$=0.170 \mathrm{mol}{ \mathrm{KClO}}_3$

احسب عدد مولات غاز O₂ من المعادلة: $\frac{3 \mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2}{2 \mathrm{mol}{ \mathrm{KClO}}_3}$

$n_{0_2}=0.170{ \mathrm{mol} \mathrm{KClO}}_3\times \frac{3 {\mathrm{mol} \mathrm{O}}_2}{2 {\mathrm{mol} \mathrm{KClO}}_3}=0.255 \mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2$

احسب حجم غاز O₂ بوحدة L:

$V=0.255 \mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2\times \frac{22.4 \mathrm{L} {\mathrm{O}}_2}{1\mathrm{mol} {\mathrm{O}}_2}=5.70 \mathrm{L} {\mathrm{O}}_2$