حل تمرین دوره ای فصل 2 شیمی یازدهم - سوال 6

پاسخ و توضیح تمرین 6 تمرین دوره ای فصل دوم شیمی یازدهم این یک مسئله‌ی $\mathbf{\text{سرعت واکنش}}$ است که در آن باید داده‌های $\mathbf{\text{تصویری}}$ را به $\mathbf{\text{غلظت}}$ و سپس به $\mathbf{\text{سرعت}}$ تبدیل کنیم. 📝 **واکنش:** $\mathbf{H_2(g) + I_2(g) \rightarrow 2HI(g)}$ **داده‌های تبدیل:** $\mathbf{1 \text{ ذره}} = 0.1 \text{ mol}$. $\mathbf{\text{حجم } (V)} = 2 \text{ L}$. $\mathbf{\text{سرعت کل} = \frac{\Delta[HI]}{2\Delta t}}$ --- ## 1. استخراج داده‌ها و تبدیل به غلظت | زمان ($athbf{min}$) | حالت | $\mathbf{\text{شمار ذرات } HI}$ | $\mathbf{n(HI) (mol)}$ | $\mathbf{[HI] (mol/L)}$ | | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | | $\mathbf{0}$ | $athbf{(a)}$ | $\mathbf{0}$ | $0$ | $0$ | | $\mathbf{20}$ | $athbf{(b)}$ | $\mathbf{4}$ | $4 \times 0.1 = 0.4$ | $0.4 / 2 = 0.20$ | | $\mathbf{40}$ | $athbf{(c)}$ | $\mathbf{6}$ | $6 \times 0.1 = 0.6$ | $0.6 / 2 = 0.30$ | --- ## 2. محاسبه‌ی سرعت واکنش در بازه‌ی $\mathbf{0 \text{ تا } 20 \text{ دقیقه}}$ **هدف:** $\mathbf{\bar{R}_{0-20 \text{ min}}} \text{ (واحد } mol \cdot L^{-1} \cdot h^{-1})$ 1. **محاسبه‌ی $\mathbf{\bar{R}(HI)}$ بر حسب $\mathbf{mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}$:** $$\mathbf{\bar{R}(HI)} = \frac{\Delta[HI]}{elta t} = \frac{0.20 - 0}{20 - 0 \text{ min}} = 0.01 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}$$ 2. **محاسبه‌ی $\mathbf{R}$ و تبدیل واحد زمانی:** $\mathbf{R = \frac{\bar{R}(HI)}{2}}$. $\mathbf{1 \text{ h} = 60 \text{ min}}$. $$\mathbf{R} = \frac{0.01 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}}{2} \times \frac{60 \text{ min}}{1 \text{ h}} = \mathbf{0.3 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot h^{-1}}$$ --- ## 3. محاسبه‌ی سرعت واکنش در بازه‌ی $\mathbf{20 \text{ تا } 40 \text{ دقیقه}}$ 1. **محاسبه‌ی $\mathbf{\bar{R}(HI)}$ بر حسب $\mathbf{mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}$:** $$\mathbf{\bar{R}(HI)} = \frac{0.30 - 0.20}{40 - 20 \text{ min}} = \frac{0.10}{20} = 0.005 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}$$ 2. **محاسبه‌ی $\mathbf{R}$ و تبدیل واحد زمانی:** $$\mathbf{R} = \frac{0.005 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}}{2} \times \frac{60 \text{ min}}{1 \text{ h}} = \mathbf{0.15 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot h^{-1}}$$ --- ## 4. مقایسه * $\mathbf{\text{سرعت در } 20 \text{ دقیقه اول:}} \mathbf{0.30 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot h^{-1}}$ * $\mathbf{\text{سرعت در } 20 \text{ دقیقه دوم:}} \mathbf{0.15 \text{ mol} \cdot L^{-1} \cdot h^{-1}}$ **نتیجه:** $\mathbf{\text{سرعت واکنش در } 20 \text{ دقیقه اول دو برابر سرعت در } 20 \text{ دقیقه دوم}}$ است. $\mathbf{\text{سرعت واکنش با گذشت زمان کاهش می‌یابد}}$، زیرا $\mathbf{\text{غلظت مواد واکنش‌دهنده } (H_2, I_2)}$ کم می‌شود.