تحلیل سوال شیمی کنکور بسیار زیبای مبتکران از انرژی انیشتین – شیمی دهم

تحلیل سوالات شیمی کنکور دکتر مهدی نباتی

آموزش آنلاین و مجازی شیمی کنکور استاد دکتر مهدی نباتی

سوال فصل اول شیمی دهم انتشارات مبتکران

در انفجار مهیب ستاره ها، یکی از منابع تولید انرژی، واکنش هسته ای زیر است:

۲^۷۶Ge  →   ^۱۵۲Gd

اگر جرم مولی ژرمانیم و گادولینیم را به ترتیب برابر ۷۵٫۹۲ و ۱۵۱٫۷۶ گرم بر مول در نظر بگیریم، ΔH فرایند ذکر شده بر حسب کیلوژول بر مول کدام است؟

الف: ۱۰^۸ × ۷٫۲-

ب: ۱۰^۹ × ۷٫۲-

ج: ۱۰^۸ × ۹٫۶-

د: ۱۰^۹ ×۹٫۶-

 

پاسخ:

دانش آموزان عزیزم این سوال بسیار زیبا حاوی چند نکته بسیار مهم است که حتما باید در حل مسئله به ان ها دقت کنیم.

نکته اول: چون واکنش، هسته ای است پس انرژی از طریق فرمول انرژی انیشتین به دست خواهد آمد.

نکته دوم: چون واکنش، در فضای بسته درون ستاره ها انجام می گیرد پس می توان به انرژی واژه آنتالپی رو اطلاق کرد. بنابراین منظور از آنتالپی در صورت سوال همان انرژی انیشتین است.

نکته سوم: چون جرم اتمی ها را داده است پس برای محاسبه جرم نقصانی از جرم های اتمی استفاده خواهیم کرد نه از عددهای جرمی.

نکته چهارم: با توجه به این که واحد جرم در فرمول انیشتین، کیلوگرم است بنابراین جرم نقصانی را که بر حسب گرم به دست خواهیم آورد، قبل از جاگذاری در فرمول بایستی به کیلوگرم تبدیل کنیم.

نکته پنجم: انرژی ای که به دست خواهد آمد بر حسب ژول می باشد ولی صورت سوال از ما بر حسب کیلوژول خواسته است بنابراین انرژی به دست آمده را باید به کیلوژول تبدیل کنیم.

نکته ششم: چون در واکنش هسته ای، انرژی آزاد می شود بنابراین علامت انرژی منفی خواهد بود.

 

حالا با دانستن این نکته ها بپردازیم به حل مسئله:

قدم اول: پیدا کردن جرم نقصانی:

Δm = 2 × ۷۵٫۹۲ – ۱۵۱٫۷۶ = ۰٫۰۸ g

⇓

Δm = 8 × ۱۰^-۵ kg

 

قدم دوم: محاسبه انرژی انیشتین:

E = Δm × C²

⇓

E = 8 × ۱۰^-۵ × ۹ × ۱۰^۱۶

⇓

E = 7.2 × ۱۰^۱۲ j

⇓

E = – 7.2 × ۱۰^۹ kj/mol

 

گزینه صحیح:

با توجه به تحلیل های انجام شده و محاسبات صورت گرفته، گزینه ب پاسخ صحیح این سوال مبتکران می باشد.

 

دکتر مهدی نباتی

 

 

 

تدریس خصوصی و گروهی شیمی کنکور و المپیاد در تهران