سوال استوکیومتری احتمالی شیمی کنکور ۱۴۰۲ از سنتز ترفتالیک اسید

سوالات احتمالی کنکور ۱۴۰۲ – فصل چهارم شیمی دوازدهم

دکتر مهدی نباتی – استاد برتر شیمی کنکور ایران

تدریس شیمی دوازدهم کنکور ۱۴۰۲ استاد نباتی تدریس خصوصی شیمی دوازدهم کنکور تجربی ۱۴۰۲ دکتر نباتی شیمی دوازدهم کنکور ۱۴۰۲ تجربی و ریاضی نباتی

دانش آموزان کنکوری عزیزم، فصل چهارم شیمی دوازدهم یکی از فصل های نکته دار شیمی کنکور است. به طوری که از هر مبحث آن می توان به صورت ترکیبی با مباحث فصل های دیگر کتاب های درسی شیمی، سوالات زیبا و جدید طرح کرد.

یکی از واکنش های بسیار مهمی که در انتهای فصل چهارم شیمی دوازدهم آورده شده است، سنتز ترفتالیک اسید از پارازایلن با استفاده از اکسنده پتاسیم پرمنگنات می باشد. از این واکنش می توان به صورت ترکیبی با خیلی از مباحث مانند الکتروشیمی، استوکیومتری، سینتیک و آنتالپی، سوالات جدید طرح کرد. لذا در ادامه یکی از سوالات احتمالی کنکور را با هم بررسی می کنیم.

 

سوال احتمالی شیمی کنکور

در فرایند سنتز ترفتالیک اسید از ۹۰ گرم پارازایلن، مقدار ۷۹ گرم پتاسیم پرمنگنات در مدت زمان ۳۰۰ ثانیه استفاده شده است. درصد بازدهی واکنش چقدر بوده و سرعت تولید ترفتالیک اسید بر حسب مول بر دقیقه چقدر است؟

(Mn=55 و K=39 و O=16 و H=1 و C=12)

الف: ۱۴٫۷ درصد – ۰٫۵ مول بر دقیقه

ب: ۷٫۳ درصد – ۰٫۰۲۵ مول بر دقیقه

ج: ۱۴٫۷ درصد – ۰٫۰۲۵ مول بر دقیقه

د: ۷٫۶ درصد – ۰٫۰۵ مول بر دقیقه

 

پاسخ:

در سنتز ترفتالیک اسید از پارازایلن، اتم های گروه های متیل پارازایلن کسایش یافته و منگنز در پتاسیم پرمنگنات کاهش می یابد. عدد اکسایش کربن در متیل های پارازایلن و کربن گروه های کربوکسیلیک اسید در ترفتالیک اسید به ترتیب ۳- و ۳+ می باشد. از طرفی عدد اکسایش منگنز در پتاسیم پرمنگنات و منگنز دی اکسید به ترتیب برابر با ۷+ و ۴+ می باشد.

واکنش پارازایلن با پتاسیم پرمنگنات به صورت زیر است:

CH₃-C₆H₄-CH₃  +  ۴ KMnO₄  →   HOOC-C₆H₄-COOH  +  ۴ MnO₂

 

در گام بعدی، تعیین درصد بازدهی واکنش است:

x = (79×۱۰۶×۱۰۰)/(۹۰×۴×۱۵۸) = ۱۴٫۷%

 

در گام آخر، ابتدا تعداد مول ترفتالیک اسید را حساب کرده و سپس سرعت تولید آن را در مدت زمان ۵ دقیقه به دست می آوریم.

n = 79/(4×۱۵۸) = ۰٫۱۲۵ mol

R = 0.125/5 = 0.025 mol/min

گزینه صحیح:

با توجه به محاسبات انجام شده، گزینه ج پاسخ صحیح این تست احتمالی و تالیفی شیمی کنکور می باشد.

 

دکتر مهدی نباتی

استاد برند شیمی کنکور ایران

 

دبیر خوب شیمی کنکور تهران کرج شیراز تبریز مشهد اصفهان قم اهواز کرمانشاه ارومیه رشت زاهدان همدان کرمان یزد اردبیل بندرعباس اراک اسلامشهر زنجان قزوین سنندج خرم آباد گرگان ساری شهریار شهر قدس کاشان ملارد دزفول نیشابور بابل گلستان آمل بروجرد آبادان قرچک بجنورد ورامین بوشهر ساوه جهرم تربت حیدریه شهرضا مرند بندر انزلی اندیشه الوند

تدریس خصوصی آنلاین و حضوری شیمی کنکور و المپیاد شیمی

قائم شهر بیرجند نسیم شهر لاهیجان خوی شهرکرد سمنان فردیس مراغه شاهین شهر ملایر مهاباد گنبد کاووس شاهرود تنکابن مهرشهر کرج چابهار قوچان اهر میانه پرند کازرون بهشهر بناب