حل تشریحی سوالات سؤالات امتحان نهایی درس شیمی (3) دوازدهم خرداد 1402 (ریاضی-تجربی) - امتحان نهایی دوازدهم خرداد 1402 (ریاضی)

در هر یک از جمله‌های زیر، واژه درست را از داخل کمانک‌ها انتخاب کنید. (1/25)

آ) نیروی بین‌ مولکولی غالب در چربی‌ها است. (وان‌دروالس / هیدروژنی)

ب) در آبکاری یک بند ساعت با طلا، فلز طلا به این قطب متصل می‌شود. (منفی / مثبت)

پ) برای تهیه بی‌حس‌کننده موضوعی، گاز اتن را با این گاز واکنش می‌دهند. $(HCl/C{l}_2)$

ت) یکی از سازنده‌های اصلی بسیاری از سنگ‌ها، صخره‌ها و نیز شن و ماسه است. $(Si/Si{O}_2)$

ث) به موادی که انحلال آن‌ها در آب به شکل مولکولی است، گفته می‌شود. (الکترولیت / غیرالکترولیت)

درستی یا نادرستی هر یک از عبارت‌های زیر را مشخص کنید. شکل درست عبارت‌های نادرست را بنویسید. (1/5)

آ) در واکنش محلولی از نمک وانادیم $(\underline{V})$  با فلز روی، وانادیم $(\underline{V})$ نقش کاهنده را دارد.

ب) پارازایلن ترکیبی آروماتیک است که طی فرایندهایی از نفت خام به‌دست می‌آید.

پ) هر سلول گالوانی ولتاژ معینی دارد، اما با تغییر هر یک از اجزای سلول، ولتاژ تغییر می‌کند.

ت) اگر نسبت بار به شعاع یون $O^{2-}$ برابر $1/43\times {10}^{-2}$ باشد، شعاع این یون $70pm$ است.

به پرسش‌های زیر پاسخ دهید. (1/5)

آ) مخلوط یک حلال آلی $(S)$ و یک حلال آبی $(A)$ ناپایدار است. اما اگر ماده $(C)$ را به این مخلوط اضافه کنیم و آن را هم بزنیم، یک مخلوط ناهمگن پایدار ایجاد می‌شود. در این حالت، کدام عبارت‌های زیر درست است؟

1) ماده $C$ می‌تواند نمک اسید چرب باشد.

2) مخلوط دو ماده $S$ و $A$ می‌تواند یک کلوئید باشد.

3) ماده $C$ می‌تواند هم در حلال $S$ و هم در حلال $A$ حل شود.

ب) در ساختارهای زیر، عددهای اکسایش کربن‌های $(a)$ و $(b)$ را تعیین کنید. ${(}_{6}C,{}_{8}O)$

شکل روبه‌‌رو نقشه پتانسیل الکترواستاتیکی مولکول $S{O}_2$ را نشان می‌دهد.

پ) بخش $(A)$ در این نقشه چه رنگی دارد؟

ت) با انحلال این مولکول در آب، کاغذ $pH$ چه رنگی می‌شود؟

بادام وحشی هیدروسیانیک اسید $HCN(aq)$ دارد، طعم آن تلخ و خوردن آن خطرناک است. اگر $pH$ محلولی از شیرۀ این نوع بادام در دمای اتاق برابر 5/15 باشد؛ (1/5)

$HCN(aq)\rightleftharpoons H^{+}(aq)+C{N}^{-}(aq)$

آ) غلظت یون هیدرونیوم و غلظت یون سیانید $(C{N}^{-})$ را در این محلول به‌دست آورید. $(\log 7=0/85)$

ب) اگر $K_a$ هیدروسیانیک اسید در دمای اتاق برابر با $4/9\times {10}^{-10}$ باشد، عبارت ثابت یونش اسید $(K_a)$ را بنویسید و غلظت مولی هیدروسیانیک اسید $(HCN)$ موجود در این محلول را حساب کنید.

مواد داده شده در جدول زیر، به حالت مایع در نظر بگیرید و به پرسش‌ها پاسخ دهید. (1)

 آ) کدام ماده در گستره دمایی کمتری به حالت مایع است؟ چرا؟

ب) نیروهای جاذبه میان ذره‌های سازنده کدام مایع قوی‌تر است؟ چرا؟

نمودار زیر غلظت برخی از آلاینده‌ها را در نمونه‌ای از هوای یک شهر بزرگ نشان می‌دهد. (1/5)

آ) کمترین غلظت آلاینده مربوط به کدام گاز است؟

ب) کدام آلاینده موجب قهوه‌ای شدن هوا می‌شود؟

پ) با افزایش غلظت اوزون، رنگ هوای آلوده کم‌رنگ‌تر یا پررنگ‌تر می‌شود؟ توضیح دهید.

ت) معادل واکنش موازنه شده پیدایش گاز نیتروژن مونوکسید را بنویسید.

محلولی از باریم هیدروکسید با غلظت 0/01 مول بر لیتر در دمای اتاق موجود است. (1/75)

$Ba{(OH)}_2\to B{a}^{2+}(aq)+2O{H}^{-}(aq)$

آ) غلظت یون هیدروکسید را در این محلول به‌دست آورید.

ب) شمار مول‌های یون هیدرونیوم در 0/5 لیتر این محلول را حساب کنید.

پ) $pH$ محلول را در دمای اتاق به‌دست آورید. $(\log 5=0/7)$

شکل زیر روشی برای حفاظت لوله‌های فولادی $(Fe)$ انتقال گاز در برابر خوردگی را نشان می‌دهد. (1/25)

آ) $E^{\circ }$ کدام فلز ($M$ یا $Fe$) بیشتر است؟ علت را بنویسید.

ب) با نوشتن دلیل، نماد گونه اکسنده را بنویسید.

پ) چند الکترون بین گونه‌های اکسنده و کاهنده دادوستد می‌شود؟

در مرحله پایانی استخراج فلز منیزیم از آب دریا: (1)

آ) کدام سلول الکتروشیمیایی، گالوانی یا الکترولیتی به‌کار می‌رود؟

ب) در تهیه این فلز، از کدام نمک مذاب یا محلول منیزیم کلرید استفاده می‌شود؟

پ) جهت حرکت یون‌های منیزیم در این سلول، به سمت کدام الکترود است؟ چرا؟

شکل‌های زیر الگوهای ساختاری برخی مواد را نشان می‌دهد. (1)

آ) نام و یک کاربرد برای ماده (2) بنویسید.

ب) ساختار اغلب ترکیب‌های آلی با الگوی (1) مطابقت دارد. چرا؟

پ) میانگین آنتالپی پیوند $Si-C$ و $Si-Si$ به‌ترتیب برابر $435kJ.mo{l}^{-1}$ و 327 است. پیش‌بینی کنید کدام ماده (2) یا (3) سختی کمتری دارد؟

جدول زیر اطلاعات مربوط به دو نوع اسید تک‌پروتون‌دار با غلظت 0/1 مولار در دمای $25{}^{\circ }C$ را نشان می‌دهد. (1/5)

 آ) کدام اسید رسانایی الکتریکی بیشتری دارد؟ توضیح دهید.

ب) درصد یونش اسید $HB$ را حساب کنید.

پ) در محلول (1) کدام گونه وجود ندارد؟

$A^{-},HA,O{H}^{-},H_3{O}^{+}$

ت) $pH$ محلول (1) با افزودن مقداری آب مقطر به آن، چه تغییری می‌کند؟

علت هر یک از عبارت‌های زیر را بنویسید. (1/5)

آ) رنگ‌دانه $Ti{O}_2$ سفید دیده می‌شود.

ب) استفاده از صابون مراغه عوارض جانبی کمتری دارد و برای موهای چرب مناسب است.

پ) عدد کوئوردیناسیون هر یک از یون‌های $N{a}^{+}$ و $C{l}^{-}$ در بلور سدیم کلرید با هم مساوی است.

ت) در تولید آمونیاک $(N{H}_3)$ به روش هابر، برای افزایش درصد مولی فراورده، فشار سامانه را افزایش می‌دهند.

متانول در بازیافت شیمیایی $PET$ به‌کار می‌رود. نمودار زیر دو روش تولید متانول از متان را نشان می‌دهد. (1)

آ) جای علامت (?) فرمول شیمیایی فراورده تولید شده را بنویسید.

ب) چرا فرایند تبدیل متان به متانول دشوار است؟

پ) در تهیه متانول از متان، روش (2) نسبت به روش (1) چه مزیتی دارد؟

یکی از باتری‌های قابل شارژ، باتری ساخته شده از کادمیم و ترکیبی از نیکل است. با توجه به نیم‌واکنش‌های کاهشی آن‌ها به پرسش‌ها پاسخ دهید. (1/75)

$(1)Cd{(OH)}_2(s)+\cdots (a)\cdots e^{-}\to \cdots (b)\cdots O{H}^{-}(aq)+Cd(s)E^{\circ }=-0/76V$

$(2)Ni{O}_2(s)+2H_{2}O(l)+2e^{-}\to Ni{(OH)}_2(s)+2O{H}^{-}(aq)E^{\circ }=+0/49V$

آ) با قرار دادن اعداد مناسب به‌جای $(a)$ و $(b)$، نیم‌واکنش (1) را موازنه کنید.

ب) در این باتری کدام نیم‌واکنش در آند رخ می‌دهد؟ چرا؟

پ) تغییر عدد اکسایش نیکل در نیم‌واکنش (2) را بنویسید.

ت) $emf$ این باتری را حساب کنید.

شکل زیر، سامانه تعادلی تبدیل گازهای $N_2{O}_4$ به $N{O}_2$ را در یک دمای معین نشان می‌دهد. با توجه به آن به پرسش‌ها پاسخ دهید. (1)

آ) اگر حجم سامانه 4 لیتر و هر ذره هم‌ارز با 0/02 مول از آن گونه باشد، ثابت تعادل واکنش زیر را حساب کنید.

$N_2{O}_4(g)\rightleftharpoons 2N{O}_2(g)\Delta H>0$

ب) با افزایش دما، ثابت تعادل کم یا زیاد می‌شود؟