پاسخ خودرابیازماییدصفحه 69 شیمی یازدهم

پاسخ و توضیح تمرین 1 خود را بیازمایید صفحه 69 شیمی یازدهم این تمرین به بررسی $\mathbf{\text{رابطه‌ی محاسبه‌ی آنتالپی واکنش}}$ از طریق $\mathbf{\text{انرژی‌های پیوند}}$ می‌پردازد. این رابطه یکی از روش‌های اصلی $\mathbf{\text{ترمودینامیک}}$ برای تخمین گرمای واکنش است. 💡 --- ## بررسی درستی رابطه‌ی محاسبه‌ی آنتالپی واکنش **پاسخ:** این رابطه $\mathbf{\text{درست}}$ است. $$\mathbf{\Delta H (\text{واکنش}) = \sum E_{\text{پیوند شکسته شده}} - \sum E_{\text{پیوند تشکیل شده}}}$$ **توضیح دلیل درستی:** 1. **شکستن پیوندها (واکنش‌دهنده‌ها):** شکستن پیوندهای شیمیایی همواره یک فرآیند $\mathbf{\text{گرماگیر}}$ است؛ یعنی سیستم باید $\mathbf{\text{انرژی جذب}}$ کند ($athbf{+E}$). بنابراین، مجموع آنتالپی پیوندهای در مواد $\mathbf{\text{واکنش‌دهنده}}$ (پیوندهای شکسته شده) با $\mathbf{\text{علامت مثبت}}$ وارد محاسبه می‌شود. 2. **تشکیل پیوندها (فرآورده‌ها):** تشکیل پیوندهای جدید همواره یک فرآیند $\mathbf{\text{گرماده}}$ است؛ یعنی سیستم $\mathbf{\text{انرژی آزاد}}$ می‌کند. بنابراین، مجموع آنتالپی پیوندهای در مواد $\mathbf{\text{فرآورده}}$ (پیوندهای تشکیل شده) با $\mathbf{\text{علامت منفی}}$ وارد محاسبه می‌شود. 3. **نتیجه:** رابطه‌ی فوق، $\mathbf{\text{انرژی ورودی}}$ (گرماگیر) را از $\mathbf{\text{انرژی خروجی}}$ (گرماده) کم می‌کند تا $\mathbf{\text{تغییر آنتالپی خالص } (\Delta H)}$ واکنش به دست آید. * $\mathbf{\text{اگر حاصل مثبت باشد}}$: واکنش $\mathbf{\text{گرماگیر}}$ است ($athbf{\text{شکستن پیوندها } > \text{تشکیل پیوندها}}$). * $\mathbf{\text{اگر حاصل منفی باشد}}$: واکنش $\mathbf{\text{گرماده}}$ است ($athbf{\text{شکستن پیوندها } < \text{تشکیل پیوندها}}$).

پاسخ و توضیح تمرین 2 خود را بیازمایید صفحه 69 شیمی یازدهم در اینجا از $\mathbf{\text{جدول میانگین آنتالپی پیوندها}}$ ($athbf{N \equiv N} = 945$, $\mathbf{H-H} = 436$, $\mathbf{N-H} = 391$, $\mathbf{C-H} = 413$, $\mathbf{C-C} = 348$, $\mathbf{C=C} = 614$, $\mathbf{O=O} = 495$, $\mathbf{O-H} = 463$ $\mathbf{\text{kJ/mol}}$) برای محاسبه‌ی $\mathbf{\text{آنتالپی واکنش}}$ استفاده می‌کنیم. 🧮 --- ## الف) محاسبه $\mathbf{\Delta H}$ برای تولید هیدرازین ($athbf{N_2H_4}$) **واکنش:** $\mathbf{N_2(g) + 2H_2(g) \rightarrow H_2N - NH_2(g)}$ ($athbf{N_2H_4}$) ### 1. پیوندهای شکسته شده (گرماگیر) * $\mathbf{1 \times N \equiv N}$: $1 \times 945 = 945 \text{ kJ}$ * $\mathbf{2 \times H-H}$: $2 \times 436 = 872 \text{ kJ}$ * $\mathbf{\sum E_{\text{شکسته}}} = 945 + 872 = 1817 \text{ kJ}$ ### 2. پیوندهای تشکیل شده (گرماده) * $\mathbf{1 \times N-N}$: $1 \times 163 = 163 \text{ kJ}$ (از جدول تمرین قبل) * $\mathbf{4 \times N-H}$: $4 \times 391 = 1564 \text{ kJ}$ * $\mathbf{\sum E_{\text{تشکیل}}} = 163 + 1564 = 1727 \text{ kJ}$ ### 3. محاسبه و مقایسه $$\mathbf{\Delta H_{\text{محاسبه}} = 1817 - 1727 = +90 \text{ kJ}}$$ * $\mathbf{\Delta H_{\text{محاسبه}}} \approx \mathbf{+90 \text{ kJ}}$ * $\mathbf{\Delta H_{\text{داده شده}}} = \mathbf{+91 \text{ kJ}}$ **نتیجه:** $\mathbf{\text{مقادیر بسیار نزدیک}}$ هستند. این نشان می‌دهد که $\mathbf{\text{فرمول انرژی پیوند}}$ یک $\mathbf{\text{تخمین معتبر}}$ است. --- ## ب) محاسبه $\mathbf{\Delta H}$ برای تولید اتان ($athbf{C_2H_6}$) **واکنش:** $\mathbf{2CH_4(g) \rightarrow C_2H_6(g) + H_2(g)}$ ### 1. پیوندهای شکسته شده (گرماگیر) * $\mathbf{8 \times C-H}$ (در $\mathbf{2CH_4}$): $8 \times 413 = 3304 \text{ kJ}$ * $\mathbf{\sum E_{\text{شکسته}}} = 3304 \text{ kJ}$ ### 2. پیوندهای تشکیل شده (گرماده) * $\mathbf{1 \times C-C}$ (در $\mathbf{C_2H_6}$): $1 \times 348 = 348 \text{ kJ}$ * $\mathbf{6 \times C-H}$ (در $\mathbf{C_2H_6}$): $6 \times 413 = 2478 \text{ kJ}$ * $\mathbf{1 \times H-H}$ (در $\mathbf{H_2}$): $1 \times 436 = 436 \text{ kJ}$ * $\mathbf{\sum E_{\text{تشکیل}}} = 348 + 2478 + 436 = 3262 \text{ kJ}$ ### 3. محاسبه و مقایسه $$\mathbf{\Delta H_{\text{محاسبه}} = 3304 - 3262 = +42 \text{ kJ}}$$ * $\mathbf{\Delta H_{\text{محاسبه}}} = \mathbf{+42 \text{ kJ}}$ * $\mathbf{\Delta H_{\text{داده شده}}} = \mathbf{+65 \text{ kJ}}$ **نتیجه:** تفاوت قابل توجهی وجود دارد ($athbf{42 \text{ kJ}}$ در مقابل $\mathbf{65 \text{ kJ}}$). این نشان می‌دهد که $\mathbf{\text{استفاده از میانگین آنتالپی پیوندها}}$ به ویژه در واکنش‌های حاوی $\mathbf{\text{رادیکال‌ها}}$ یا $\mathbf{\text{تغییرات شدید ساختاری}}$، می‌تواند $\mathbf{\text{خطا}}$ داشته باشد. --- ## پ) محاسبه $\mathbf{\Delta H}$ برای تشکیل آب **واکنش:** $\mathbf{2H_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2H_2O(g)}$ ### 1. پیوندهای شکسته شده (گرماگیر) * $\mathbf{2 \times H-H}$: $2 \times 436 = 872 \text{ kJ}$ * $\mathbf{1 \times O=O}$: $1 \times 495 = 495 \text{ kJ}$ * $\mathbf{\sum E_{\text{شکسته}}} = 872 + 495 = 1367 \text{ kJ}$ ### 2. پیوندهای تشکیل شده (گرماده) * $\mathbf{4 \times O-H}$ (در $\mathbf{2}$ مول $\mathbf{H_2O}$): $4 \times 463 = 1852 \text{ kJ}$ * $\mathbf{\sum E_{\text{تشکیل}}} = 1852 \text{ kJ}$ ### 3. محاسبه و مقایسه $$\mathbf{\Delta H_{\text{محاسبه}} = 1367 - 1852 = -485 \text{ kJ}}$$ * $\mathbf{\Delta H_{\text{محاسبه}}} = \mathbf{-485 \text{ kJ}}$ * $\mathbf{\Delta H_{\text{داده شده}}} = \mathbf{-484 \text{ kJ}}$ **نتیجه:** $\mathbf{\text{مقادیر بسیار نزدیک}}$ هستند. این مثال، $\mathbf{\text{اعتبار بالای}}$ استفاده از $\mathbf{\text{انرژی پیوند}}$ در تخمین آنتالپی واکنش‌های $\mathbf{\text{ساده و متداول}}$ (مانند سوختن) را تأیید می‌کند. 🧪