اسئلة الفصل الثالث

1.3

يتفاعل 1.26mol من النحاس مع 0.8mol من الكبريت لتكوين كبريتيد النحاس حسب المعادلة الآتية:

2Cu_(s) + S_(s) $\to$Cu₂S_(s)

أ. ما المادة المتفاعلة المحددة للناتج.

• عدد مولات المعلومة: 1.26
• المادة المتفاعلة المحددة للتفاعل: 0.8
• عدد مولات Cu₂S_(s) الناتجة من تفاعل Cu

$\frac{1mol C{u}_{2}S}{2mol Cu}$

عدد مولات Cu₂S_(s) الناتجة من تفاعل S

$\frac{1mol C{u}_{2}S}{1mol S}$

لذا بما أن عدد مولات الناتج المحسوبة من التفاعل التام للنحاس أقل من الناتج من الكبريت فالنحاس هو المادة المتفاعلة المحددة للتفاعل.

2.3

يُنتج الحديد من تفاعل اختزال أوكسيد الحديد Fe₂O₃ III بواسطة غاز أحادي أوكسيد الكربون، حسب المعادلة الآتية:

Fe₂O_3(s) + 3CO_(g) $\to$2Fe_(s) + 3CO_2(g)

أ - ما أعلى كتلة للحديد يمكن الحصول عليها من اختزال 454g من أوكسيد الحديد.

(Fe₂O₃) n = $\frac{m}{M}\Rightarrow \frac{454\cancel{g}}{160 \cancel{g}/mol}$ = 2.84 mol

(Fe)mol = $\frac{2mol \times 2.84mol}{1mol}$ = 568 mol

نحول إلى عدد الغرامات.

n = $\frac{m}{M}\Rightarrow 568 = \frac{m}{56}$= 318.08 g (Fe)

ب - ما كتلة CO اللازمة لعملية الاختزال.

n(Co) = $\frac{3mol\times 2.84mol}{1mol}$= 8.52mol

ثم نجد عدد الغرامات

n = $\frac{m}{M}$

8.52 = $\frac{m}{28g/mol}$

m(Co) = 8.52 mol × 28 g/mol

m(Co) = 238.56 g Co

ج - ما النسبة المئوية لإنتاج الحديد إذا كانت كتلته المنتجة فعلياً تساوي 265.8g

$\%100 \times \frac{\mathrm{الكتلة} \mathrm{الفعلية}}{\mathrm{كتلة} \mathrm{الحديد}}= \mathrm{النسبة} \mathrm{المئوية}$

%Fe = $\frac{265.8 g}{318.08}\times 100\%$ = 83.56%

3.3

يتفاعل 50.0g من ثنائي أوكسيد السليكون SiO₂ مع كمية كافية من الكربون حسب المعادلة الآتية:

SiO_2(s) + 3C_(s) $\to$SiC_(s) + 2CO_(g)

احسب:

أ. عدد غرامات كاربيد السليكون SiC الناتجة.

M(SiO₂) = 1 × 28 + 2 × 16 = 60 g/mol

nSiO₂ = $\frac{50}{60}$ = 0.8 mol SiO₂

n_Si = $\frac{1mol Sic}{1mol Si{o}_2}$ × 0.833 mol SiO₂ = 0.833 mol

M Sic = 1 × 28 + 1 × 12 = 40 g/mol

M Sic = n_Sic + M_Sic = 0.8mol × 40 g/mol = 33.32g

ب. عدد غرامات أحادي أوكسيد الكربون CO الناتجة.

n_Co = $\frac{2}{1}$ × 0.833 = 1.666 mol

M_Co = 1 × 12 + 1 × 16 = 28 g/mol

لذا فالكتلة Co تساوي

m_Co = n_co × M_Co = 1.666 × 28 = 45.65 g

4.3

يحضر غاز الهيدروجين من تفاعل المغنيسيوم مع حامض الهيدروكلوريك المخفف حسب المعادلة الآتية:

Mg(s) + 2HCl_(aq) $\to$MgCl_2(aq) + H_2(g)

أ. ما هي المادة المتفاعلة المحددة للناتج عند تفاعل HCl 6g مع Mg 5g.

M(HCI) = 1 × 1 + 1 × 35.5 = 36.5 g/mol

n_HCL = $\frac{6g}{36.5g/mol}$=0.16 mol HCl

نستخرج عدد مولات MgCl₂ باستخدام النسب المولية

n_MgCl2 = $\frac{1mol MgC{l}_2}{2mol HCl}$ × 0.16 mol HCl = 0.08 mol

نجد عدد مولات Mg

M(Mg) = 1 × 24 = 24 g/mol

n_Mg = $\frac{5g}{24g/mol}$= 0.2 mol Mg

ومن عدد مولات Mg نجد عدد مولات MgCl₂ باستخدام النسب المولية.

n_MgCl2 = $\frac{1mol MgC{l}_2}{1mol Mg}$ × 0.2 mol Mg = 0.2 mol

بما أن عدد مولات MgCl_2(aq) الناتجة من التفاعل التام HCI أقل من تلك الناتجة من التفاعل التام Mg فالمادة HCI المادة المتفاعلة المحددة للناتج.

ب. ما عدد مولات MgCl₂ الناتجة.

عدد مولات MgCl₂ = 0.08

ج. ما حجم H₂ الناتج في (STP).

n_H2 = $\frac{1mol H_2}{2 mol Hcl}$ × 0.16 mol Hcl = 0.08

وباستخدام العلاقة بين الحجم المولي وعدد المولات

V_H2 = (L) n_H2 (mol) × (L/mol) = 0.08(mol) × 2204 (L/mol)

V_H2 = 1.79 L

د. احسب كتلة MgCl₂ الناتجة.

M (MgCl₂) = 1 × 24 + 2 × 35.5 = 95 g/mol

mMgCl₂ = nMgCl₂ × MMgCl₂

mMgCl₂ = 0.08 mol × 95 g/mol = 7.6 g

ه. ما حجم H₂ الناتج عند درجة حرارة 37C وضغط 2.5atm.

T (K) = 0 C° + 273 = 273 K

P₁ = 1 atm

V₁ = 1.79 L

T₂ (K) = 37 C° + 273 = 310K

P₂ = 2.5 atm

V₂ = ?

$\frac{P_1{V}_1}{T_1}=\frac{P_2{V}_2}{T_2}\Rightarrow V_2 = \frac{P_1{V}_1{T}_2}{P_2{T}_1}$

V₂ = $\frac{1\left(atm\right) \times 1.79 \left(L\right)\times 310\left(k\right)}{2.5\left(atm\right) \times 273\left(k\right)}$= 0.81 L

5.3

يحترق الأسلتين بتفاعله مع الأوكسجين لتوليد الشعلة الاوكسي استيلينية، حسب المعادلة الآتية:

2C₂H_2(g) + 5O_2(g) $\to$4CO_2(g) + 2H₂O_(g)

احسب:

أ. حجم O₂ مقاس في (STP) اللازم للتفاعل مع 55g مع الأسيتيلين.

M(C₂H₂) = 2 × 12 + 2 × 1 = 26 g/mol

n(mol) = $\frac{m\left(g\right)}{M(g mol)}=\frac{55 g}{26 g mol}$ = 2.1 mol

نجد عدد مولات O_2(g)

n_o2 = $\frac{5mol O_2}{2mol C_2{H}_2}$× 2.1 mol C₂H₂ = 5.28 mol

ومن عدد المولات نجد الحجم بالظروف القياسية.

V(L) = n (mol) × 22.4 (L/mol)

V_o2 = 5.28 (mol) × 22.4 (L/mol) = 11.76 L

ب. عدد جزيئات CO₂ الناتجة من التفاعل.

n_co2 = $\frac{4mol C{O}_2}{2mol C_2{H}_2}$× 2.1 mol C₂H₂ = 4.2 mol

باستخدام العلاقة عدد الجزيئات = عدد المولات × عدد أفوجادرو

عدد الجزيئات = 4.2 mol × 6.023 × 10²³ (molecule/mol) = 25.29 × 10²³ molecule

6.3

للتفاعل الآتي:

P_4(s) + 6F_2(q) 4PF_3(g)

عدد غرامات F₂ اللازمة للتفاعل مع 6.02g من P₄ هي:

• 2.85g
• 5.70g
• 11.4g
• 37.2g

7.3

يحضر كحول المثيل CH₃OH صناعياً من تسخين غاز أحادي أوكسيد الكربون مع الهيدروجين تحت ضغط عالٍ وبوجود عامل مساعد من أوكسيد الكروم Cr₂O₃ وأوكسيد الخارصين ZnO وحسب المعادلة الآتية:

CO_(g) + 2H_2(g) $\to$CH₃OH_(g)

أ. احسب حجم CH₃OH الناتج عند تفاعل 60.0L من CO مع 80.0L من H₂.

نحسب الحجم النات من تفاعل 60.0L من CO.

n(co) = $\frac{V\left(STP\right)}{22.4}\Rightarrow$$\frac{60.0L}{22.4}$ = 2.67 mol

n(H₂) = $\frac{V\left(STP\right)}{22.4}\Rightarrow$$\frac{80.0L}{22.4}$= 3.57 mol

نحسب الحجم النات من تفاعل 80.0L من H₂.

n(CH₃OH) = $\frac{2.67mol \times 1mol}{1mol}$= 2.67 mol

n(CH₃OH) = $\frac{3.57mol \times 1mol}{2mol}$ = 1.785

V(CH₃OH) = n × 22.4 = 1.785 mol × 22.4 = 39.984 L

حجم CH₃OH الناتج هو 40l لأن H2 هو المحدد للتفاعل.

ب. ما حجم غاز CO أو H₂ غير المتفاعل.

60 -39.3 = 20.016 L CO الحجم غير متفاعل

80 - 39.98 = 40.016 L H₂ الحجم غير متفاعل

8.3

للتفاعل الآتي:

3Cl_2(g) + 6KOH_(aq)5 $\to$KCl_(aq) +KClO_3(aq) + 3H₂O_(l) احسب عدد مولات KClO₃ الناتجة من تفاعل 24.7L من الكلور مقاس في (STP).

نجد المولات الناتجة من تفاعل 24.7L من الكلور مقاس في (STP).

n(Cl₂) = $\frac{V\left(STP\right)}{22.4}\Rightarrow \frac{24.7L}{22.4}$= 1.1 mol

نجد عدد المولات ل KClO₃

n(KCIO₃) = $\frac{1.1 mol \times 1mol}{3mol}$ = 0.366 KCIO₃

9.3

افترض التفاعل الآتي بين الرصاص الصلب ومحلول نترات الفضة:

Pb_(s) + 2AgNO_3(aq) $\to$Pb(NO₃)_2(aq)+ 2Ag_(s)

أ. احسب عدد مولات نترات الفضة اللازمة للتفاعل بشكل تام مع 9.3mol من الرصاص.

$$\begin{gathered} Ag N{O}_3 Pb \\ 2mol 1mol \\ س \mathrm{مول} 9.3 mol \end{gathered}$$

n(Ag NO₃) = $\frac{9.3 mol \times 2mol}{1mol}$ = 18.6 mol AgNO₃

ب. احسب عدد مولات Ag الناتجة من تفاعل 28.4mol من الرصاص بشكل تام.

$$\begin{gathered} Ag Pb \\ 2mol 1mol \\ س \mathrm{مول} 28.4 mol \end{gathered}$$

n(Ag) = $\frac{2mol \times 28.4 mol}{1mol}$ = 56.8 mol Ag

10.3

في التفاعل التالي، احسب عدد الغرامات الناتجة من كل ناتج عند تفاعل الكميات أدناه بشكل تام:

2Al_(s) + Fe₂O_3(s) $\to$Al₂O_3(s) + 2Fe_(s)

أ. 4.70g من Al

ب. 4.79g من Fe₂O

نحسب عدد مولات Al.

n(Al) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{4.07 g}{27 g/mol}\Rightarrow$ 0.174 mol

$n\left(A{l}_2{O}_3\right) =\frac{1.174mol \times 1mol}{2mol}$ = 0.087 mol

n(Al₂O₃) = $\frac{m}{M}$

0.087 mol = $\frac{m}{102g/mol}\Rightarrow$8.874 g Al₂O₃

نحسب عدد مولات النواتج Al₂O_3(s) + 2Fe_(s)

$$\begin{gathered} Fe Al \\ 2mol 2mol \\ سmol 0.174 mol \end{gathered}$$

n(Fe) = $\frac{2mol \times 0.174mol}{2mol}$ = 0.174 mol Fe

n(Fe) = $\frac{m}{M}$

n(Fe₂O₃) = 0.029 mol

$$\begin{gathered} A{l}_2{O}_3 F{e}_2{O}_3 \\ 2mol 1mol \\ سmol 0.029mol \end{gathered}$$

n(Al₂O₃) = $\frac{m}{M}$

0.029 mol = $\frac{m}{102 g/mol}\Rightarrow$2.958 (Al₂O₃)

$$\begin{gathered} Fe F{e}_2{O}_3 \\ 2mol 1mol \\ سmol 0.029 mol \end{gathered}$$

n(Fe) = $\frac{0.029 mol \times 2mol}{1mol}$ = 0.058 mol Fe

n(Fe) = $\frac{m}{M}$

0.058 mol = $\frac{m}{56g/mol}$ = 3.248 g Fe

11.3

افترض التفاعل الآتي:

2A + 3B $\to$C

ما هي المادة المتفاعلة المحددة للناتج عند مزج الكميات التالية من A وB؟

أ. 2molA و3molB

ب. 24molA و75molB

$$\begin{gathered} A C \\ 2mol 1mol \\ 2mol سmol \end{gathered}$$

n(C) = $\frac{2mol A \times 1mol C}{2mol A}$ = 1mol C

$$\begin{gathered} B C \\ 3mol 1mol \\ 3mol سmol \end{gathered}$$

n(C) = $\frac{3mol B \times 1mol C}{3mol B}$ = 1mol C

لا توجد مادة تحدد الناتج

$$\begin{gathered} A C \\ 2mol 1mol \\ 24mol سmol \end{gathered}$$

n(C) = $\frac{24mol A \times 1mol C}{2mol A}$ = 1mol C

$$\begin{gathered} B C \\ 7.5mol 1mol \\ 3mol سmol \end{gathered}$$

n(C) = $\frac{75mol B \times 1mol C}{3mol B}$ = 25mol C

المادة المتفاعلة للناتج هي A