حل اسئلة المراجعات - التفكير الناقد

89. تلفاز. احسب الضغط داخل أنبوب الصورة في التلفاز إذا كان حجمه 3.50l ويحتوي على 2x10^-5g من غاز النيتروجين عند درجة حرارة تساوي (22.0C).

نحسب عدد المولات من قانون الكتلة:

$n=\frac{2\times {10}^{-5}}{28.02}=7.14\times {10}^{-7}$

حسب قانون الغاز المثالي:

$P=\frac{n.\mathrm{R}.\mathrm{T}}{V}=\frac{7.14\times {10}^{-7}\times 0.0821\times (22+273)}{3.5}=4.94\times {10}^{-6}\mathrm{atm}$

90. احسب. عدد اللترات التي يمكن أن تشغلها كتلة مقدارها 8.80g من غاز ثاني أكسيد الكربون الموجودة عند:
STP .a

$\begin{array}{c}n=\frac{m}{M}=\frac{8.8\mathrm{g}}{44 {\displaystyle \frac{g}{mol}}}=0.2 \mathrm{mol}\\ V=\frac{n.R.T}{P}=\frac{0.2\times 0.0821\times 273}{1}=4.48 L\end{array}$

3atm .b و 160C

$V=\frac{n\cdot R\cdot T}{P}=\frac{0.2\times 0.0821\times (160+273)}{3}=2.37 L$

288k .C و118kpa

$V=\frac{n\cdot R\cdot T}{P}=\frac{0.2\times 8.314\times 288}{118}=4.06 L$

91. إذا احترق 2.33l من غاز البروبان عند درجة حرارة 24C وضغط جوي 67.2kpa احتراقاً تاماً في كمية فائضة من الأوكسجين فما عدد مولات ثاني أكسيد الكربون التي تنتج؟

نكتب معادلة التفاعل:

${\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_8+5{\mathrm{O}}_2\to 3{\mathrm{CO}}_2+4{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$

نحسب عدد مولات غاز البروبان:

$n=\frac{P.V}{R.T}=\frac{67.2\times 2.33}{8.314\times (24+273)}=0.06 \mathrm{mol}$

نحسب عدد مولات غاز ثنائي اوكسيد الكربون:

$0.06\times \frac{3}{1}0.19 \mathrm{mol}$

92. التنفس. يتنفس الإنسان 0.50l من الهواء تقريباً خلال التنفس الطبيعي افترض أن ذلك يتم في الظروف الطبيعية STP.

a. ما حجم النفس الواحد في يوم بارد على قمة جبل إفرست إذا كانت درجة الحرارة 60c- والضغط 253mmHz؟

نحسب عدد المولات وذلك بالاستفادة من الظروف الطبيعية:

$\begin{array}{c}n=\frac{P.V}{R.T}=\frac{1\times 0.5}{0.0821\times 273}=0.022 \mathrm{mol}\\ L=\frac{n.R.T}{P}=\frac{0.022\times 62.4\times (60+273)}{253}=1.2 L\end{array}$

b. يحتوي الهواء الطبيعي على %21 أوكسجين فإذا كان يحتوي على %14 من الأوكسجين فوق قمة إفرست فما حجم الهواء الذي يحتاج إليه الإنسان لتزويد الجسم بالمقدار نفسه من الأوكسجين؟

باعتبار أن حجم الهواء 1.2l في الحالة الطبيعية %21 أوكسجين يمكننا أن نأخذ النسبة بين الحالة الطبيعية والحالة فوق قمة افرست حيث تكون كمية الهواء % 14.

بالحساب نجد:

$\frac{1.2\times 14}{21}=0.8 L$

93. يحترق غاز الميثان CH₄ كاملاً عند تفاعله مع غاز الأوكسجين ليكون ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

a. اكتب المعادلة الكيميائية الموزونة لهذا التفاعل.

${\mathrm{CH}}_{4\left(g\right)}+2{\mathrm{O}}_{2\left(g\right)}\to {\mathrm{CO}}_{2\left(g\right)}+2{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(g\right)}$

b. اكتب النسبة الحجمية بين الميثان والماء في هذا التفاعل.

2:1

.94. طبق. يجب أن يكون حجم بالون من الهيليوم 3.8l على الأقل ليرتفع في الهواء وعند إضافة 0.1mol من الهيليوم إلى البالون الفارغ أصبح حجمه (2.8l) ما عدد جرامات He التي يجب إضافتها إلى البالون حتى يرتفع؟ افترض أن كلاًّ من T، P ثابتان.

إن النسبة بين كل من الحجم وعدد المولات هي:

$\begin{array}{c}\frac{V_1}{n_1}=\frac{V_2}{n_2}\\ n_1=\frac{V_1\cdot n_2}{V_2}=\frac{3.8\times 0.1}{2.8}=0.136 \mathrm{mol}\end{array}$

نحسب كتلة He بالغرام:

$0.14 \mathrm{mo}L\times \frac{4.003 \mathrm{g}}{1 \mathrm{moL}}=0.56 g \mathrm{He}$

95. أحسب. يستخدم مصنع للألعاب تترافلورو إيثان C₂H₂F₄ عند درجة حرارة عالية لملء القوالب البلاستيكية.

a. ما كثافة C₂H₂F₄ بوحدة g/l في الظروف المعيارية STP؟

احسب الكتلة المولية ل C₂H₂F₄:

$\begin{array}{r}2 \mathrm{mo}LC\times \frac{12.011 \mathrm{g} \mathrm{C}}{1\mathrm{motC}}=24.022 \mathrm{g} \mathrm{C}\\ \\ 2 \mathrm{moL} \mathrm{H}\times \frac{1.008 \mathrm{g} \mathrm{H}}{1\mathrm{moL} \mathrm{H}}=2.016 \mathrm{g} \mathrm{H}\\ \\ 4 \mathrm{moL} \mathrm{F}\times \frac{18.998 \mathrm{g} \mathrm{F}}{1 \mathrm{moL} \mathrm{F}}=75.99 \mathrm{g} \mathrm{F}\end{array}$

$= 24.022 g+2.016 g+75.99 g$ الكتلة المولية ل C₂H₂F₄

$=102.03 g/mol$

$D=\frac{MP}{\mathrm{R}T}=\frac{(102.03 {\displaystyle \frac{g}{moL}} )\left(1.00\mathrm{atm}\right)}{\left(0.0821\frac{\mathrm{L}.\mathrm{atm}}{\mathrm{molK}}\right)\left(273\mathrm{K}\right)}=4.55 \mathrm{g}/\mathrm{l}$

b. أوجد عدد الجزئيات في لتر من C₂H₂F₄ عند درجة حرارة 220C و1atm ضغط جوي.

احسب درجة غاز الهواء بوحدة ال k:

$T={220.0}^{\circ }\mathrm{C}+273=493 \mathrm{K}$

احسب عدد مولات C₂H₂F₄ الموجودة في 1l:

$n=\frac{PV}{\mathrm{RT}}=\frac{(1.0 \mathrm{atm})(1.0 L)}{\left(0.0821 \frac{\mathrm{Latm}}{\mathrm{mol}.\mathrm{K}}\right)(493 \mathrm{K})}$

$=0.025 \mathrm{mol} {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_2{\mathrm{F}}_4$

يحتوي كل 1l من C₂H₂F₄ على 0.025mol من C₂H₂F₄

$6.023\times {10}^{23}\text{ molecules }=1 \mathrm{mol}$

احسب عدد جزيئات C₂H₂F₄:

$\begin{array}{r}0.025\text{ mo1 }\times \frac{6.023\times {10}^{23}\text{ molecules }}{1\text{ mol }}\\ =1.51\times {10}^{22}\text{ molecules }\end{array}$

96. حلل. يزن مكعب صلب من الجليد الجاف 0.75kg (CO₂) تقريباً فما حجم غاز CO₂ في الظروف المعيارية عندما يتسامى المكعب كلياً؟

نحسب عدد مولات المكعب وذلك بالاستفادة من قانون الكتلة:

$\pi =\frac{\pi }{M}=\frac{0.75\times {10}^{3}g}{44 {\displaystyle g/mol}}=17.05 \mathrm{mol}$'

وعند تسامي المكعب أي تحوله إلى الحالة الغازية يمكننا استخدام قانون الغاز المثالي لحساب الحجم:

$L=\frac{n\cdot R\cdot f}{P}=\frac{17.05 \mathrm{mol}\times 0.0821{\displaystyle \frac{\mathrm{atm}\cdot L}{\mathrm{moL}\cdot K}}\times 273}{1 \mathrm{atm}}=381 L$

97. حلل. عندما يتفكك النيتروجلسرين C₃H₅N₃O₉ فإنه يتحلل إلى الغازات الآتية: CO₂ ،N₂ ،NO ،H₂O ما حجم مزيج الغازات الناتجة عند ضغط 1.00atm ودرجة حرارة 2678C إذا تفكك 239g من النيتروجلسرين؟

احسب الكتلة المولية ل C₃H₅N₃O₉:

$3\mathrm{molC}\times \frac{12.01 \mathrm{g} \mathrm{C}}{1\mathrm{mol} \mathrm{C}}=36.03 \mathrm{g} \mathrm{C}$

$5\mathrm{moL} \mathrm{H}\times \frac{1.008 \mathrm{g} \mathrm{H}}{1\mathrm{mol} \mathrm{H}}=5.04 \mathrm{g} \mathrm{H}$

$3 \mathrm{mol} \mathrm{N}\times \frac{14.01 \mathrm{g} \mathrm{N}}{1\mathrm{mol} \mathrm{N}}=42.03 \mathrm{g} \mathrm{N}$

$\mathrm{N}\times \frac{14.01 \mathrm{g} \mathrm{N}}{1\mathrm{mol} \mathrm{N}}=42.03 \mathrm{g} \mathrm{N}$

$g/mol$ 227.10 = $g$ 42.03 + $g$ 5.04 + $g$ 36.03 = الكتلة المولية ل C₃H₅N₃O₉

احسب عدد مولات C₃H₅N₃O₉:

$\begin{array}{r}n=239 \mathrm{g} {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_3{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_9\times \frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_5{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_9}{227.10 \mathrm{g} {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_3{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_9}\\ =1.05\mathrm{mol} {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_5{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_9\end{array}$

اكتب المعادلة الكيميائية الموزونة:

$4{\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_5{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_{9\left(\mathrm{s}\right)}\to 12{\mathrm{CO}}_{2\left(\mathrm{gj}\right)}+5{\mathrm{N}}_{2\left(\mathrm{g}\right)}+2{\mathrm{NO}}_{\mathrm{g}} + 10{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{g}\right)}$

من المعادلة الموزونة تنتج كل $mol$ 4 من C₃H₅N₃O₉:

$mol$ 29 من الغازات المختلفة اي $\frac{29 \mathrm{mol}\text{ gas }}{4 \mathrm{mol} {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_5{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_9}$

احسب عدد مولات الغازات الناتجة:

$1.05\mathrm{mol} {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_5{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_9\times \frac{29\mathrm{mol}\text{ gas }}{4\mathrm{mol} {\mathrm{C}}_3{\mathrm{H}}_5{\mathrm{N}}_3{\mathrm{O}}_9}=7.61\mathrm{mol}\text{ gas }$

98. طبق. ما القيمة الرقمية لثابت الغاز المثالي (R) في المعادلة$\frac{{\mathrm{Cm}}^3\cdot \mathrm{Pa}}{\mathrm{K}\cdot \mathrm{mol}}$؟

$\begin{array}{c}L={10}^3\mathrm{m}\ell ={10}^3{\mathrm{Cm}}^3\\ KPa={10}^3\mathrm{Pa}\\ R=8.314\frac{L\cdot KPa}{mol\cdot K}=8.314\frac{{10}^{-3}{\mathrm{Cm}}^3\times {10}^{-3}\mathrm{Pa}}{mol\cdot K}=8.314\times {10}^6\frac{{\mathrm{Cm}}^3\cdot \mathrm{Pa}}{\mathrm{K}\cdot \mathrm{mol}}\end{array}$

99. استنتج. هل يكون الضغط المحسوب من خلال قانون الغاز المثالي أعلى أم أقل من قيمة الضغط الحقيقي الذي تحدثه عينة من الغاز؟ وكيف يكون ضغط الغاز المحسوب بالمقارنة بالضغط الحقيقي عند درجات حرارة منخفضة؟ فسر إجابتك.

عند الضغوط العالية، ودرجات الحرارة المنخفضة فإن قانون الغاز المثالي يعطي ضغطاً أعلى من الضغط الذي يحدثه الغاز فعلياًوفي ظل هذه الظروف فإن أثر قوى التجاذب بين الجسيمات يصبح أكثر أهمية إذ تعمل قوى التجاذب بين الجسيمات على تقليل قوى التصادم مع جدران الإناء، مما ينتج ضغطاً حقيقياً أقل من الضغط المحسوب من خلال قانون الغاز المثالي.

مسالة تحفيز:

100. الخبز. يستخدم أحد الخبازين صودا الخبز لنفخ الكعك وتتحلل صودا الخبز في أثناء ذلك وفقا للتفاعلين الآتيين:

2NaHCO_3(s)  Na₂CO_3(s) + H₂O_(l) + CO _2(g)

NaHCO_3(s) + H⁺_(aq)  H2O_(l) + CO_2(g) + Na⁺_(aq)

احسب حجم CO₂ المتكون لكل جرام من NaHCO₃ في كلا التفاعلين افترض أن التفاعل يحدث عند 210C وضغط جوي مقداره 0.985atm.

حجم غازCO_2(g) المكون من التفاعل:

2NaHCO_3(s) $\to$ Na₂CO_3(s) + H₂O_(l) + CO _2(g)

من المعادلة:

2 mol NaoH$\to$ 1mol CO ₂

احسب درجة حرارة الغازات بواحدة ال k:

t =210ْ C+ 273 = 483 k

:CO_2(g) احسب حجم غاز

40 .2 LCo₂

2mol NaHCO₃$\to$ 40.2 LCo₂

NaHCO₃ الكتلة المولية = $84.2 g/mol$

NaHCO₃ كتلة $moL$ 2 من = $2 \mathrm{mol}\times 84.02 \mathrm{g}/\mathrm{mol}=168.4 \mathrm{g}$

:NaHCO₃ $\mathrm{من}$1g المتكون من CO_2(g) احسب حجم غاز

$\frac{40.2 \mathrm{L} {\mathrm{CO}}_2}{168.4 \mathrm{g} {\mathrm{NaHCO}}_3}=0.24 \frac{L {\mathrm{CO}}_2}{\mathrm{g} {\mathrm{NaHCO}}_3}$

NaHCO_3(s) + H⁺_(aq)  H2O_(l) + CO_2(g) + Na⁺_(aq) :المعادلة 2

:من المعادلة

1 moL NaHCO_3(s) $\to$ 1 moL CO₂

:احسب درجة حرارة الغازات بواحدة ال

t =210ْ C+ 273 = 483 k

:CO_2(g) احسب حجم غاز

$\begin{array}{r}V=\frac{n\mathrm{R}T}{P}=\frac{\left(1.00\mathrm{mol}{\mathrm{CO}}_2\right)\left(0.0821\frac{\mathrm{Latm}}{\mathrm{mol}.\mathrm{K}}\right)\left(483\mathrm{K}\right)}{\left(0.985\mathrm{atm}\right)}\\ =40.2\mathrm{L}{\mathrm{CO}}_2\end{array}$

2mol NaHCO₃$\to$ 40.2 LCo₂

NaHCO₃ الكتلة المولية = $84.2 g/mol$

1 mol NaHCO₃ = 1 mol x 84.2g/mol = 84.2 g

84.2 g NaHCO₃ $\to$ 40.2 LCo₂

:NaHCO₃ $\mathrm{من}$1g المتكون من CO_2(g) احسب حجم غاز

$\frac{40.2 \mathrm{L} {\mathrm{CO}}_2}{84 \mathrm{g} {\mathrm{NaHCO}}_3}=0.48 \frac{L {\mathrm{CO}}_2}{\mathrm{g} {\mathrm{NaHCO}}_3}$

101. حول كل كتلة مما يأتي إلى ما يكافئها ب kg:

247g .a

0.247 kg

53mg .b

5.3 × 10 ^-5 kg

7.23mg .c

7.23 × 10 ^-6 kg

975mg .d

9.75 × 10 ⁻⁴ kg

102. أي جسيمات الغازات الآتية لها أعلى متوسط سرعة وأيها لها أقل متوسط سرعة؟

a. أول أكسيد الكربون عند 90C

b. ثالث فلوريد النيتروجين عند 30C

c. الميثان عند 90C

d. أول أكسيد الكربون عند 30C

b ،c يكون متوسط السرعة أعلى عند درجة الحرارة المرتفعة، ويقل عندما تكون الكتلة المولية كبيرة.

103. اكتب التوزيع الإلكتروني لكل ذرة فيما يأتي:
a. اليود

[Kr]4 d¹⁰ 5 s ² 5 p ⁵

b. البورون

[He]2s² 2p¹

c. الكروم

[Ar]3d⁵4s¹

d. الكربتون

[Ar]3d¹⁰ 4s² 4p ⁶

e. الكالسيوم

[Ar]4s²

f. الكادميوم

[Kr]4d¹⁰ 5s 2

104. اذكر عدد الإلكترونات في كل مستوى من مستويات الطاقة ثم اكتب البناء الإلكتروني النقطي لكل عنصر من العناصر الآتية:

kr .a

$\mathbf{\text{ :}}\ddot{\underset{\mathbf{.}\mathbf{.}}{\mathbf{kr}}}\mathbf{:}$2,8,18,8

Sr .b

$\mathbf{\text{ .}}\stackrel{\mathbf{ }}{\underset{ }{\mathbf{sr}}}\text{.}$2,8,18,8,2

P .c

$\mathbf{\text{ .}}\ddot{\underset{\mathbf{.}}{\mathbf{p}}\text{.}}$2,8,5

B .d

$\mathbf{\text{ .}}\stackrel{.}{\text{B.}}$2,3

Br .e

$\mathbf{\text{ :}}\ddot{\underset{\mathbf{.}\mathbf{.}}{\mathbf{Br}}}\text{.}$2,8,18,7

Se .f

$\mathbf{\text{ :}}\ddot{\underset{\mathbf{.}}{\mathbf{se}}}\text{.}$2,8,18,6

105. إذا أعطيت محلولين شفافين عديمي اللون وكان أحدهما يحتوي مركباً أيونياً والآخر مركباً تساهمياً فكيف يمكنك تحديد أي المحلولين أيوني وأيهما تساهمي؟

يوصل المحلول الأيوني التيار الكهربائي، أما المحلول التساهمي فلا يوصل التيار الكهربائي.

106. اكتب معادلة كيميائية موزونة لكل تفاعل من التفاعلات الآتية:

a. إحلال الزنك مكان الفضة في محلول كلوريد الفضة.

Zn_{( s)} + 2AgCl_(aq)  $\to$ ZnCl_2(aq) + 2Ag_(s)

b. تفاعل هيدروكسيد الصوديوم وحمض الكبريتيك لتكوين كبريتات الصوديوم والماءِِ

2NaOH_(aq) + H₂SO_4(aq) $\to$ N a₂SO_4(aq) + 2H₂O_(l)