پاسخ سوال ۱۱ از سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول – استوکیومتری المپیاد

تدریس المپیاد شیمی و شیمی کنکور

استاد شیمی آنلاین (همه شهرها) و حضوری (فقط تهران)

دکتر مهدی نباتی – مدرس شیمی رتبه های برتر ایران

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

سوال ۱۱ المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲

برای تهیه روی از سولفید آن از واکنشهای زیر استفاده می شود:

ZnS  +  O₂  →   ZnO  +  SO₂

ZnO  +  C  →   Zn  +  CO

اگر بازده هر واکنش ۸۰ درصد باشد، برای تهیه یک تن روی، در مجموع چند کیلوگرم گاز CO و SO₂ وارد محیط زیست می شود؟

[S=32 و C=12 و O=16 و Zn=65.4]

الف: ۳۳۰۴

ب: ۱۶۵۱

ج: ۱۲۲۴

د: ۲۴۴۹

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ:

دانش آموزان عزیزم برای حل این سوال بایستی ۵ مرحله پیش برویم:

گام اول:

مرحله اول برای حل این سوال موازنه واکنش های داده شده است. اما بایستی به یک نکته توجه کنیم و آن هم اینکه چون واکنش ها زنجیره ای است بایستی ضریب ماده مشترک یعنی ماده ZnO در هر دو واکنش برابر باشد. بنابراین کافی است فقط در واکنش اول برای گاز اکسیژن ضریب سه دوم قرار دهیم تا واکنش ها موازنه شوند.

ZnS  +  ۳/۲ O₂  →   ZnO  +  SO₂

ZnO  +  C  →   Zn  +  CO

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

گام دوم:

در مرحله دوم باید حساب کنیم چه مقدار از ZnS برای تولید یک تن فلز روی به کار رفته است. اما عزیزان من، توجه کنید چون ZnS در واکنش اول و Zn در واکنش دوم است پس درصد بازدهی هر دو واکنش باید در محاسبات مدنظر قرار بگیرد:

ZnS  →   Zn

حالا کافی است داده های مربوط به فلز روی و روی سولفید را مرتب کنیم:

جرم مولی ۶۵٫۴	جرم  مولی ۹۷٫۴
Zn	ZnS
جرم ۱۰۰۰ kg	جرم  × بازدهی اول × بازدهی دوم a (kg) × ۰٫۸ × ۰٫۸

حالا با یک طرفین وسطین ساده، مقدار جرم اولیه روی سولفید به دست می آید:

a × ۰٫۸ × ۰٫۸ × ۶۵٫۴ = ۱۰۰۰ × ۹۷٫۴

⇓

a = 2327 kg

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

گام سوم:

در مرحله بعد باید جرم گاز گوگرد دی اکسید را حساب کنیم. از واکنش اول متوجه می شویم که از واکنش هر مول ZnS یک مول SO₂ تولید می شود:

ZnS  →  SO₂

فقط موقع مرتب کردن داده ها برای حل، به این نکته توجه داشته باشیم که چون گوگرد دی اکسید در واکنش مرحله اول تولید می شود بنابراین فقط بازدهی واکنش مرحله اول باید توی محاسبات مدنظر قرار بگیرد:

جرم مولی ۶۴	جرم  مولی ۹۷٫۴
SO2	ZnS
جرم b	جرم  × بازدهی اول ۲۳۲۷ (kg) × ۰٫۸

حالا با یک طرفین وسطین ساده، مقدار جرم گاز SO₂ تولیدی به دست می آید:

۶۴ × ۲۳۲۷ × ۰٫۸ = b × ۹۷٫۴

⇓

b = 1223.24 kg

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

گام چهارم:

در مرحله بعد باید جرم گاز کربن منواکسید تولید شده در مرحله دوم را محاسبه کنیم. اگر دقت کنیم متوجه می شویم به ازای مصرف یک مول روی سولفید یک مول گاز کربن منواکسید تولید می شود:

ZnS  →   CO

توجه داشته باشیم چون روی سولفید در مرحله اول استفاده می شود و گاز کربن منواکسید در مرحله دوم تولید می شود بنابراین درصد بازدهی هر دو مرحله اول و دوم باید توی محاسبات مورد استفاده قرار بگیرد:

جرم مولی ۲۸	جرم  مولی ۹۷٫۴
CO	ZnS
جرم c	جرم  × بازدهی اول × بازدهی دوم ۲۳۲۷ × ۰٫۸ × ۰٫۸

حالا با یک طرفین وسطین ساده، مقدار جرم گاز کربن منواکسید تولید شده در واکنش مرحله دوم به دست می آید:

۲۳۲۷ × ۰٫۸ × ۰٫۸ × ۲۸ = c × ۹۷٫۴

⇓

c = 428.13 kg

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

گام پنجم:

حالا می توانیم با جمع کردن مقادیر گازهای گوگرد دی اکسید و کربن منواکسید به خواسته سوال برسیم:

b + c = 1223.24 + 428.13

⇓

m_SO2+CO = 1651.37 kg

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

گزینه صحیح:

با توجه به محاسبات تکنیکی انجام شده، گزینه ب پاسخ صحیح سوال ۱۱ المپیاد شیمی مرحله اول سال ۱۴۰۲ می باشد.

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیم مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

پاسخ سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول – حل تکنیکی سوال ۱۱

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

المپیاد شیمی مرحله اول المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس المپیاد شیمی مرحله اول تدریس المپیاد شیمی مرحله دوم تدریس خصوصی المپیاد شیمی مرحله اول

با آرزوی موفقیت برای شما دانش آموزان عزیزم

دانلود دفترچه سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول دانلود دفترچه سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول دانلود دفترچه سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول

دکتر مهدی نباتی

استاد شیمی کنکور و المپیاد ایران

دانلود دفترچه سوالات المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲ دانلود دفترچه سوالات المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲ دانلود دفترچه سوالات المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲

دانلود سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول دانلود سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول دانلود سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول دانلود سوالات المپیاد شیمی ۱۴۰۲ مرحله اول

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور و المپیاد شیمی ایران

دانلود سوالات المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲ دانلود سوالات المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲ دانلود سوالات المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲ دانلود سوالات المپیاد شیمی مرحله اول ۱۴۰۲