حل اسئلة المسائل التدريبية

الشكل 4-5 يجب أن تحتوي كل مجموعة على مطرقة لذا يمكن تشكيل أربع مجموعات فسر كم مطرقة يتطلب إكمال المجموعة الخامسة؟

الحل:

مطرقة واحدة.

توسع. ما عدد جزيئات الهيدروجين التي تلزم للتفاعل مع جزيئات النيتروجين الفائضة في الشكل 5-5؟

6 جزيئات الهيدروجين.

22. يتفاعل الصوديوم مع أكسيد الحديد (III) وفق المعادلة الكيميائية:

6Na_(s) + Fe₂O_3(s) → 3Na₂O_(s) + 2Fe_(s) إذا تفاعل 100g من Na مع 100.0g من Fe₂O₃، فاحسب كل مما يأتي:

a. المادة المحددة للتفاعل.

$6{\mathrm{Na}}_{\left(\mathrm{s}\right)}+{\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_{3( \mathrm{s})}\to 3{\mathrm{Na}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathrm{s}\right)}+2{\mathrm{Fe}}_{\left(\mathrm{s}\right)}$

$\times \frac{(\mathrm{g}) \mathrm{المولية} \mathrm{الكتلة} }{1\mathrm{mol}}$ الكتلة (g) = عدد المولات

$100 \mathrm{g}\times \frac{1 \mathrm{mol}}{22.990 \mathrm{g}}=4.3497 \mathrm{mol}$عدد مولات Na

$=100 \mathrm{g}\times \frac{1 \mathrm{mol}}{159.687 \mathrm{g}}=0.6262 \mathrm{mol}$عدد مولات Fe₂O₃

$\begin{array}{r}\mathrm{Na}\mathrm{و} \mathrm{Fe}2\mathrm{O} \mathrm{ل} \mathrm{الفعلية} \mathrm{المولية} \mathrm{النسبة}=\frac{4.3497 \mathrm{mol} \mathrm{Na}}{0.6262 \mathrm{mol} {\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3} =\frac{6.9462 \mathrm{mol} \mathrm{Na}}{1 \mathrm{mol} {\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}\\ \end{array}$

$=\frac{6 \mathrm{mol} \mathrm{Na}}{1 \mathrm{mol} {\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}$النسب المولية ل Na و Fe₂O₃ من المعادلة الموزونة.

b. المادة الفائضة.

بما أنه يتوفر 6.9462 من Na في حين أن التفاعل يحتاج إلى 6 من Na ليتفاعل مع 1 من Fe₂O وبالتالي الصوديوم Na هو المادة الفائضة ويكون أكسيد الحديد Fe₂O₃ هو المادة المحددة للتفاعل.

c. كتلة الحديد الناتجة.

المطاوب: كتلة الحديد الناتجة.

بما أن Fe₂O₃ هو المادة المحددة للتفاعل لذلك نستعمل Fe₂O₃ لحساب عدد مولات Fe.

$\text{ عدد مولات المادة المجهولة } =\frac{\mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المادة} \mathrm{المجهولة} }{\mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المادة} المعروفة}\times \text{ عدد مولات المادة المعروفة}$.

$\begin{array}{r} \mathrm{Fe} \mathrm{مولات} \mathrm{عدد}=\frac{2 \mathrm{mol} \mathrm{Fe}}{1\mathrm{mol} {\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}\times 0.6262 \mathrm{mol} {\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3 =1.2524 \mathrm{mol} \mathrm{Fe}\\ \end{array}$

$\times \frac{(\mathrm{g}) \mathrm{المولية} \mathrm{الكتلة} }{1\mathrm{mol}}$ عدد المولات = الكتلة (g)

$=1.252 \mathrm{mol}\times \frac{55.845 \mathrm{g}}{1 \mathrm{mol}}=69.94 \mathrm{g}$كنلة Fe

d. كتلة المادة الفائضة المتبقية بعد انتهاء التفاعل.

$\begin{array}{r}\mathbf{ }\mathbf{Na}\mathbf{ }\mathbf{مولات}\mathbf{ }\mathbf{عدد}=\frac{6 \mathrm{mol} \mathrm{Na}}{1 \mathrm{mol}{ \mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3}\times 0.6262 \mathrm{mol} {\mathrm{Fe}}_2{\mathrm{O}}_3=3.7572 \mathrm{mol} \mathrm{Na}\\ \end{array}$

$3.7572\times \frac{22.990 \mathrm{g}}{1 \mathrm{mol}}=86.378 \mathrm{g}$= كتلة Na المتفاعلة

كتلة المادة اللازمة - كتلة المادة المعطاة = كتلة المادة الفائضة

= 100.0g Na – 86.37g Na

فائضة 13.6g Na =

23. تحفيز. يَستعمل تفاعل البناء الضوئي في النباتات ثاني أكسيد الكربون والماء لإنتاج السكر C₆H₁₂O₆، وغاز الأوكسجين فإذا توافر لنبتة ما 88.0g من ثاني أكسيد الكربون و64.0g من الماء للقيام بعملية البناء الضوئي:

a. فاكتب معادلة التفاعل الموزونة.

$6{\mathrm{CO}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2$

b. وحدد المادة المحددة للتفاعل.

$6{\mathrm{CO}}_2+6{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\to {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6+6{\mathrm{O}}_2$

احسب عدد مولات CO₂

$88.0 \mathrm{g}\times \frac{1 \mathrm{mol}}{44.009 \mathrm{g}}=2 \mathrm{mol}$

احسب عدد مولات H₂O

$64 \mathrm{g}\times \frac{1 \mathrm{mol}}{18.015 \mathrm{g}}=3.55 \mathrm{mol}$

$=\frac{2 \mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2}{3.55 \mathrm{mol} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\frac{1 \mathrm{mol}{ \mathrm{Co}}_2}{1.78 \mathrm{mol} {\mathrm{H}}_2}$ النسبة المولية الفعليّة واللازمة لCO₂ و H₂O

$\begin{array}{r}{{\mathrm{CO}}_{2 \mathrm{و}}}_{\backslash } {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\mathrm{ل} \mathrm{الموزونة} \mathrm{المعادلة} \mathrm{من} \mathrm{المولية} \mathrm{النسب} =\frac{6 \mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2}{6 \mathrm{mol} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}=\frac{1 \mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2}{1 \mathrm{mo} {\mathrm{lH}}_2\mathrm{O}}\\ \end{array}$

c. وحدد المادة الفائضة.

بما أنه يتوفر $\mathrm{mol}$1.78 من H₂O في حين أن التفاعل يحتاج إلى $\mathrm{mol}$1 من H₂O ليتفاعل مع $\mathrm{mol}$1 من CO₂

_{وبالتالي الماء هو المادة الفائضة وثاني أكسيد الكربون هو المادة المحددة للتفاعل.}

d. واحسب كتلة المادة الفائضة.

$\text{ عدد مولات المادة المجهولة } =\frac{\mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المادة} \mathrm{المجهولة} }{\mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المادة} المعروفة}\times \text{ عدد مولات المادة المعروفة}$

$\begin{array}{r}\mathrm{Na} \mathrm{مولات} \mathrm{عدد}=\frac{1\mathrm{mol} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}}{1\mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2}\times 2 \mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2=2 \mathrm{mol} {\mathrm{H}}_2\mathrm{O}.\\ \end{array}$

$=2\times \frac{18.015 \mathrm{g}}{1\mathrm{mol}}=36.03 \mathrm{g}$كتلة Na المتفاعلة

كتلة Na اللازمة للتفاعل - كتلة Na الكلية = كتلة Na الفائضة

= 100.0g Na – 86.37g Na

فائضة 13.6g Na =

e. واحسب كتلة السكر الناتج.

$\text{ عدد مولات المادة المجهولة } =\frac{\mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المادة} \mathrm{المجهولة} }{\mathrm{عدد} \mathrm{مولات} \mathrm{المادة} المعروفة}\times \text{ عدد مولات المادة المعروفة}$

$\begin{array}{r}{\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6 \mathrm{مولات} \mathrm{عدد}=\frac{1\mathrm{mol} {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6}{ 6 \mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2}\times 2 \mathrm{mol} {\mathrm{CO}}_2\\ =0.333 \mathrm{mol} {\mathrm{C}}_6{\mathrm{H}}_{12}{\mathrm{O}}_6.\end{array}$

$\times \frac{(\mathrm{g}) \mathrm{المولية} \mathrm{الكتلة} }{1\mathrm{mol}}$ عدد المولات = الكتلة(g)

$0.333 \mathrm{mol}\times \frac{180.156 \mathrm{g}}{1 \mathrm{mol}}=59.992 \mathrm{g}$