جواب تمرین های دوره ای صفحه 83 درس 2 شیمی دهم (ردِّ پای گازها در زندگی)

آ

در این مولکول، اتم نیتروژن (اتم مرکزی) با اتم اکسیژن یک پیوند دوگانه و با اتم کلر یک پیوند یگانه تشکیل می‌دهد. نیتروژن دارای یک جفت الکترون ناپیوندی، اکسیژن دارای دو جفت و کلر دارای سه جفت الکترون ناپیوندی است. با به اشتراک گذاشتن الکترون‌ها در این پیوندها، مجموع الکترون‌های لایه ظرفیت هر سه اتم (با احتساب جفت‌های مشترک و ناپیوندی) به ۸ عدد می‌رسد.

ب

طبق این قانون، در طی یک واکنش شیمیایی، اتم‌ها نه به‌وجود می‌آیند و نه از بین می‌روند؛ بلکه فقط بازآرایی شده و از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شوند. بنابراین، چون نوع و تعداد اتم‌ها در دو طرف معادله (واکنش‌دهنده‌ها و فرآورده‌ها) یکسان است، مجموع جرم مواد تغییر نمی‌کند.

پ

گوگرد تری‌اکسید (\({\rm{S}}{{\rm{O}}_3}\)​) یک اکسید نافلزی است که در اثر واکنش با آب، اسید (\({{\rm{H}}_2}{\rm{S}}{{\rm{O}}_4}\)​) تولید می‌کند؛ در حالی که کلسیم اکسید (CaO) یک اکسید فلزی است که در واکنش با آب، باز (\({\rm{Ca(OH}}{{\rm{)}}_2}\)​) تولید کرده و به آن اکسید بازی می‌گویند.

ت

فشار گاز ناشی از برخورد مولکول‌ها به دیواره ظرف است. با افزایش تعداد مولکول‌ها در یک حجم ثابت، تعداد برخوردها در واحد سطح و در واحد زمان افزایش می‌یابد که طبق رابطه مستقیم فشار با مقدار ماده در قانون گازها (\(P \propto n\) در دما و حجم ثابت)، منجر به افزایش فشار می‌شود.

2

آ

\(\begin{aligned} &\text{NaBH}_4 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{H}_2 + \text{Na}_2\text{SO}_4 + \text{B}_2\text{H}_6 \\\\ &2\text{NaBH}_4 + 1\text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow 2\text{H}_2 + 1\text{Na}_2\text{SO}_4 + 1\text{B}_2\text{H}_6 \end{aligned}\)

ب

\(\begin{aligned} &\text{H}_2\text{S} + \text{O}_2 \rightarrow \text{SO}_2 + \text{H}_2\text{O} \\\\ &2\text{H}_2\text{S} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{SO}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \end{aligned}\)

پ

\(\begin{aligned} &\text{Au} + \text{NaCN} + \text{O}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NaAu(CN)}_2 + \text{NaOH} \\\\ &4\text{Au} + 8\text{NaCN} + 1\text{O}_2 + 2\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\text{NaAu(CN)}_2 + 4\text{NaOH} \end{aligned}\)

ت

\(\begin{aligned} &\text{NH}_3 + \text{O}_2 \rightarrow \text{NO} + \text{H}_2\text{O} \\\\ &4\text{NH}_3 + 5\text{O}_2 \rightarrow 4\text{NO} + 6\text{H}_2\text{O} \end{aligned}\)

ث

\(\begin{aligned} &\text{CaCl}_2 + \text{NaF} \rightarrow \text{NaCl} + \text{CaF}_2 \\\\ &1\text{CaCl}_2 + 2\text{NaF} \rightarrow 2\text{NaCl} + 1\text{CaF}_2 \end{aligned}\)

ج

\(\begin{aligned} &\text{CaCl}_2 + \text{NaF} \rightarrow \text{NaCl} + \text{CaF}_2 \\\\ &1\text{CaCl}_2 + 2\text{NaF} \rightarrow 2\text{NaCl} + 1\text{CaF}_2 \end{aligned}\)

 4 

آ پاسخ به صورت زیر خواهد بود:

\(\begin{aligned} &\text{NH}_3 = 1 \times 14 + 3 \times 1 = 17\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1} \\\\ &?\,\text{mol}_{\text{H}_2} = 42.5\text{ kg}_{\text{NH}_3} \times \frac{1000\text{ g}_{\text{NH}_3}}{1\text{ kg}_{\text{NH}_3}} \times \frac{1\text{ mol}_{\text{NH}_3}}{17\text{ g}_{\text{NH}_3}} \times \frac{3\text{ mol}_{\text{H}_2}}{2\text{ mol}_{\text{NH}_3}} = 3750\text{ mol}_{\text{H}_2} \end{aligned}\)

ب

\(\begin{aligned} &\text{N}_2 = 28\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1} \\\\ &?\,\text{g}_{\text{H}_2} = 3360\text{ L}_{\text{NH}_3} \times \frac{1\text{ mol}_{\text{NH}_3}}{22.4\text{ L}_{\text{NH}_3}} \times \frac{3\text{ mol}_{\text{H}_2}}{2\text{ mol}_{\text{NH}_3}} \times \frac{2\text{ g}_{\text{H}_2}}{1\text{ mol}_{\text{H}_2}} = 450\text{ g}_{\text{H}_2} \\\\ &?\,\text{g}_{\text{N}_2} = 3360\text{ L}_{\text{NH}_3} \times \frac{1\text{ mol}_{\text{NH}_3}}{22.4\text{ L}_{\text{NH}_3}} \times \frac{1\text{ mol}_{\text{N}_2}}{2\text{ mol}_{\text{NH}_3}} \times \frac{28\text{ g}_{\text{N}_2}}{1\text{ mol}_{\text{N}_2}} = 2100\text{ g}_{\text{N}_2} \end{aligned}\)

 5

\(\begin{aligned} &\text{C}_{57}\text{H}_{110}\text{O}_6 = 890\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1} \\\\ &?\,\text{g H}_2\text{O} = 1\text{ kg}_{\text{C}_{57}\text{H}_{110}\text{O}_6} \times \frac{1000\text{ g}_{\text{C}_{57}\text{H}_{110}\text{O}_6}}{890\text{ g}_{\text{C}_{57}\text{H}_{110}\text{O}_6}} \times \frac{110\text{ mol}_{\text{H}_2\text{O}}}{2\text{ mol}_{\text{C}_{57}\text{H}_{110}\text{O}_6}} \times \frac{18\text{ g}_{\text{H}_2\text{O}}}{1\text{ mol}_{\text{H}_2\text{O}}} = 1112.359\text{ g}_{\text{H}_2\text{O}} \end{aligned}\)

 6 

آ ابتدا معادله شیمیایی را موازنه می کنیم:

\(10\text{Al} + 6\text{NH}_4\text{ClO}_4 \rightarrow 5\text{Al}_2\text{O}_3 + 2\text{AlCl}_3 + 12\text{H}_2\text{O} + 3\text{N}_2\)

 حال مقدار خواسته شده را طبق معادله موازنه شده بدست می آوریم:

\(\begin{aligned} &\text{Al} = 27\text{ }\frac{\text{g}}{\text{mol}} \text{ , } \text{N} = 14\text{ }\frac{\text{g}}{\text{mol}} \\\\ &\Rightarrow \text{N}_2 = 2 \times 14\text{ }\frac{\text{g}}{\text{mol}} = 28\text{ }\frac{\text{g}}{\text{mol}} \\\\ &\Rightarrow 2.16\text{ kg}_{\text{Al}} \times \frac{1000\text{ g}_{\text{Al}}}{1\text{ kg}_{\text{Al}}} \times \frac{1\text{ mol}_{\text{Al}}}{27\text{ g}_{\text{Al}}} \times \frac{3\text{ mol}_{\text{N}_2}}{10\text{ mol}_{\text{Al}}} \times \frac{22.4\text{ L}_{\text{N}_2}}{1\text{ mol}_{\text{N}_2}} \\\\ &= 537.6\text{ L}_{\text{N}_2} \end{aligned}\)

 ب نسبت جرم مولی یک ترکیب به جرم مولی یک ترکیب دیگر را نسبت جرمی گویند:

\(\begin{aligned} &\text{Al} = 27\,\text{g/mol} \quad , \quad \text{Cl} = 35.5\,\text{g/mol} \quad , \quad \text{O} = 16\,\text{g/mol} \\[10pt] &\Rightarrow \begin{cases}  \text{AlCl}_3 = \text{Al} + 3\text{Cl} = 27 + 3 \times 35.5 = 133.5\,\text{g/mol} \\\\ \text{Al}_2\text{O}_3 = 2\text{Al} + 3\text{O} = 2 \times 27 + 3 \times 16 = 102\,\text{g/mol}  \end{cases} \\\\ &\Rightarrow \frac{\frac{133.5\,\text{g}_{\text{AlCl}_3}}{1\,\text{mol}_{\text{AlCl}_3}}}{\frac{102\,\text{g}_{\text{Al}_2\text{O}_3}}{1\,\text{mol}_{\text{Al}_2\text{O}_3}}} = \frac{133.5}{102} \simeq 1.31 \end{aligned}\)

7

آ (heat = گرما)

\(2\text{CH}_4 + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO} + 4\text{H}_2\text{O} + \text{Heat}\)

ب

\(?\text{ L}_{\text{CO}} = 48\,\text{g}_{\text{CH}_4} \times \frac{1\,\text{mol}_{\text{CH}_4}}{16\,\text{g}_{\text{CH}_4}} \times \frac{2\,\text{mol}_{\text{CO}}}{2\,\text{mol}_{\text{CH}_4}} \times \frac{22.4\,\text{L}_{\text{CO}}}{1\,\text{mol}_{\text{CO}}} = 67.2\,\text{L}_{\text{CO}}\)

8

آ (heat = گرما)

\(\text{C}_2\text{H}_5\text{OH} + 3\text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2 + 3\text{H}_2\text{O} + \text{Heat}\)

ب آلاینده ای به همراه ندارد مانند گوگرد و نیتروژن – در تهیه اتانول، کربن دی اکسید که یک گاز گلخانه ایست مصرف می شود از طرف دیگر هنگام سوختن به اکسیژن کمتری نیاز دارد چون در ساختار خود اکسیژن دارد.

9

آ برچسب این خودرو A خواهد بود.

ب به عنوان مثال خودرو با برچسب B با میانگین انتشار 130 گرم کربن دی اکسید به ازای یک کیلومتر در نظر گرفته شده است.

\(?\text{ kg}_{\text{CO}_2} = 18000\,\text{km} \times \frac{130\,\text{g}_{\text{CO}_2}}{1\,\text{km}} \times \frac{1\,\text{kg}_{\text{CO}_2}}{1000\,\text{g}_{\text{CO}_2}} = 2340\,\text{kg}_{\text{CO}_2}\)

پ

میزان دی اکسید کربن اضافه بر سازمان (kg) = B میانگین آلایندگی - A میانگین آلایندگی

\(=180-120=60 \text{ kg}\)

اضافه پرداختی :

\(18000\,\text{km} \times \frac{60\,\text{g}_{\text{CO}_2}}{1\,\text{km}} \times \frac{1\,\text{kg}_{\text{CO}_2}}{1000\,\text{g}_{\text{CO}_2}} \times \frac{2\,\text{€}}{100\,\text{kg}} = 21.6\,\text{€}\)

کل پرداختی = \(100+21/6=121/6\text{ €}\)