سختترین سوال شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم – سوال ۷۶ – استوکیومتری واکنش های موازی – سوال ترکیبی شیمی دهم و شیمی یازدهم

پاسخ سوال ۷۶ کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم

دکتر مهدی نباتی – استاد شیمی کنکور و المپیاد

مدرس شیمی رتبه های تک رقمی و دو رقمی

شیمی کنکور استاد نباتی

تدریس خصوصی شیمی کنکور

بدون شک، زیباترین، سخت ترین و نکته دارترین سوال شیمی کنکور ۱۴۰۲ نوبت دوم رشته تجربی، سوال ۷۶ بود.

سوال ۷۶ کنکور تجربی ۱۴۰۲ تیرماه، یک سوال ترکیبی از مبحث استوکیومتری فصل دوم شیمی دهم و فصل سوم شیمی یازدهم است.

این سوال به خوبی نشان داد که برای کسب درصدهای بالاتر در درس شیمی کنکور، حتما باید تکنیک بلد بود. وگرنه اگر این سوال با روش تشریحی حل شود، حداقل چند دقیقه زمان نیاز است که دانش آموز سر جلسه تازه متوجه شود که از کجا شروع به حل سوال کند و تازه اگر منظور سوال را متوجه شده و روش حل را بفهمد، خود حل سوال با روش تشریحی نیاز به چهار پنج دقیقه زمان دارد.

خب حالا بریم سراغ حل سوال…

شیمی کنکور استاد نباتی

سوال ۷۶ کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم

در یک ظرف دربسته، مخلوطی شامل ۱٫۸ مول متانول و اتانول با اکسیژن به طور کامل سوزانده می شوند. اگر حجم گاز CO₂ تشکیل شده از سوختن متانول، ۰٫۴ حجم گاز CO₂ تشکیل شده از سوختن اتانول باشد، درصد جرمی متانول در مخلوط آغازین واکنش، به تقریب کدام بوده است و در شرایط STP، چند لیتر گاز در ظرف واکنش وجود خواهد داشت؟

(O=16 و C=12 و H=1)

الف: ۳۵٫۷ و ۶۲٫۷۲

ب: ۶۴٫۳ و ۶۲٫۷۲

ج: ۳۵٫۷ و ۱۶۵٫۷۶

د: ۶۴٫۳ و ۱۶۵٫۷۶

شیمی کنکور استاد نباتی

پاسخ:

خب دانش آموزان عزیزم برای حل این سوال اولین قدم، نوشتن واکنش های مربوطه و موازنه آنها است.

با توجه به اینکه نوشتن واکنش ها و موازنه آن ها، زمانبر است، پیشنهاد می کنم حتما از روش تکنیکی برای نوشتن واکنش سوختن الکل ها استفاده کنید.

الگوی کلی برای واکنش های موازنه شده سوختن الکل ها به صورت زیر است:

C_nH_2n+2O  +  (۳n/2) O₂  →   n CO₂  +  (n+1) H₂O

شیمی کنکور استاد نباتی

واکنش های سوختن کامل متانول و اتانول:

نکته بسیار مهم: عزیزان من توجه کنید وقتی سوال گفته است که واکنش ها در ظرف دربسته در شرایط استاندارد (دمای صفر درجه سانتی گراد و فشار ۱ اتمسفر) انجام شده اند، یعنی تنها محصول گازی در این واکنش ها گاز کربن دی اکسید است و دیگر آب را در حالت فیزیکی گازی در نظر نمی گیریم.

CH₄O  +  ۳/۲ O₂  →   CO₂  +  ۲ H₂O

C₂H₆O  +  ۳ O₂  →   ۲ CO₂  +  ۳ H₂O

فقط توجه داشته باشید در مسائل استوکیومتری نیازی نیست که حتما ضرایب مواد شرکت کننده در واکنش را از حالت کسری دربیاورید!

شیمی کنکور استاد نباتی

واکنش های موازی سوختن متانول و اتانول:

نکته بسیار مهم: عزیزان من توجه کنید وقتی دو یا چند واکنش داشته باشیم که این واکنش ها ماده مشترک داشته باشند ولی با یک شرط!! آن هم اینکه این ماده مشترک در هر دو واکنش یا فراورده باشند و یا واکنش دهنده باشد. برای مثال در این واکنش می بینید که که گاز کربن دی اکسید و مولکول آب در هر دو واکنش، فراورده هستند و یا گاز اکسیژن در هر دو واکنش، واکنش دهنده هستند. به ابن واکنش ها در استوکیومتری، واکنش های پارالل یا موازی می گویند.

برای حل مسائل استوکیومتری واکنش های پارالل کافی است که هر واکنش را در یک ضریبی ضرب کنیم.

x CH₄O  +  ۳x/2 O₂  →   x CO₂  +  ۲x H₂O

y C₂H₆O  +  ۳y O₂  →   ۲y CO₂  +  ۳y H₂O

شیمی کنکور استاد نباتی

نوشتن معادله به تعداد ضریب به کار رفته:

نکته بسیار مهم: دانش آموزان عزیزم به تعداد ضریبی که به کار بردیم، بایستی معادله تشکیل دهیم و از حل آن معادلات، ضرایب را به دست بیاوریم.

معادله اول: سوال گفته مجموع مول متانول و اتانول برابر با ۱٫۸ مول می باشد. پس کافی است ضرایب متانول (x) و اتانول (y) را با هم جمع کرده و برابر با ۱٫۸ قرار دهیم.

معادله دوم: سوال گفته که حجم گاز CO₂ تشکیل شده از سوختن متانول، ۰٫۴ حجم گاز CO₂ تشکیل شده از سوختن اتانول می باشد. بنابراین یعنی حجم مولی ۲۲٫۴ ضرب در ضریب CO₂ تشکیل شده از سوختن متانول (x) مساوی با ۰٫۴ برابر حجم مولی ۲۲٫۴ ضرب در ضریب CO₂ تشکیل شده از سوختن اتانول (۲y) می باشد.

x + y = 1.8

۲۲٫۴ × x = 0.4 × ۲۲٫۴ × ۲y

⇓

y = 1   و   x = 0.8

شیمی کنکور استاد نباتی

محاسبه درصد جرمی متانول:

نکته بسیار مهم: درصد جرمی یک ماده در یک مخلوط از تقسیم جرم آن ماده به جرم کل مخلوط ضرب در ۱۰۰ به دست می آید.

جرم متانول: جرم متانول از ضرب جرم مولی متانول (۳۲ گرم بر مول) در ضریب متانول در واکنش موازنه شده (x) به دست می آید.

جرم اتانول: جرم اتانول از ضرب جرم مولی اتانول (۴۶ گرم بر مول) در ضریب اتانول در واکنش موازنه شده (y) به دست می آید.

a_CH4O % = [m_CH4O / (m_CH4O + m_C2H6O)] × ۱۰۰

a_CH4O % = [32x / (32x + 46y)] × ۱۰۰

y = 1   و   x = 0.8

⇓

a_CH4O % = [25.6 / (25.6 + 46)] × ۱۰۰

⇓

a_CH4O % = 35.75 %

شیمی کنکور استاد نباتی

محاسبه حجم گاز کربن دی اکسید:

نکته بسیار مهم: در شرایط STP و در ظرف دربسته، کربن دی اکسید تنها محصول گازی در واکنش سوختن ترکیبات آلی است.

حجم گاز کربن دی اکسید: برای محاسبه حجم گاز کربن دی اکسید از هر واکنش کافی است، ضریب گاز کربن دی اکسید را ضرب در حجم مولی یعنی ۲۲٫۴ لیتر بر مول بکنیم.

برای محاسبه حجم نهایی کافی است حجم گاز کربن دی اکسید در هر دو واکنش را حساب کرده و با هم جمع کنیم.

V_CO2 = 22.4x + 44.8y

y = 1   و   x = 0.8

⇓

V_CO2 = 17.92 + 44.8

⇓

V_CO2 = 62.72 L

شیمی کنکور استاد نباتی

گزینه صحیح:

با توجه به محاسبات انجام شده، گزینه الف پاسخ صحیح سوال ۷۶ کنکور تجربی نوبت دوم ۱۴۰۲ می باشد.

شیمی کنکور استاد نباتی

*** در فایل ویدیویی زیر، سوال ۷۶ کنکور تجربی نوبت دوم ۱۴۰۲ را به طور کامل برای شما عزیزان تحلیل کرده و با روش تکنیکی حل کرده ام و توضیح داده ام که چنین مسائل سنگینی را چگونه حل کنید.

پس حتما فایل آموزشی زیر را به دقت ببینید و روش ها و نکات و تکنیک های گفته شده برای حل مسائل استوکیومتری پیچیده را یاد بگیرید.

شیمی کنکور استاد نباتی

شیمی کنکور استاد نباتی

پاسخ سوالات کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت دوم – پاسخ تکنیکی سوال ۷۶

شیمی کنکور استاد نباتی

شیمی کنکور استاد نباتی

با آرزوی موفقیت برای شما دانش آموزان عزیزم

شیمی کنکور استاد نباتی

دکتر مهدی نباتی

استاد شیمی کنکور و المپیاد ایران

شیمی کنکور استاد نباتی

تدریس خصوصی آنلاین شیمی کنکور و المپیاد شیمی تهران کرج شیراز بندرعباس ساری شهریار آستارا اردبیل لاهیجان بابل تبریز کرمان دزفول اهواز همدان خرم آباد بوشهر

تدریس خصوصی و تکنیکی شیمی کنکور تجربی و ریاضی

استاد خصوصی آنلاین المپیاد شیمی و شیمی کنکور کرمانشاه شهرکرد زاهدان زنجان آمل قائم شهر شاهین شهر سبزوار نیشابور نهاوند بندر انزلی سنندج ایلام مراغه گرگان