ملف تدريبي: قياس التغيُّر في الإنثالبي

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على إجراء تجارب القياسات الحرارية، واستخدام النتائج لحساب التغيُّر في الإنثالبي في التفاعل الكيميائي.

س١:

يوضِّح الشكل التالي الإعداد العملي لمسعر بسيط يُستخدَم لقياس التغيُّر في الإنثالبي في تفاعلات مُحدَّدة. في أيِّ التفاعلات لا يكون استخدام هذا الجهاز العملي لقياس التغيُّر في الإنثالبي مُناسِبًا؟

  • أالذوبان
  • بالاحتراق
  • جالاستبدال
  • دالتعادل
  • هالترسيب

س٢:

يوضِّح الشكل الآتي الأدوات العملية لأحد مسعرات الاحتراق.

لماذا يُستخدَم الوعاء النحاسي في هذا المسعر؟

  • ألأن النحاس موصِّل جيد للحرارة يسمح بانتقال الحرارة بكفاءة إلى الماء.
  • بالنحاس قابل للطَّرْق ويسهل تشكيله.
  • جالنحاس موصِّل جيد للكهرباء.
  • دللنحاس درجة انصهار مرتفعة؛ ولذلك لا يتأثَّر بحرارة اللهب.
  • هلا يتفاعل النحاس مع الماء، ويمنع ذلك حدوث أيِّ تفاعلات كيميائية.

لماذا تُحاط الأدوات العملية بحاجز الرطوبة؟

  • ألحماية المسعر من الاهتزاز.
  • بلمنع الوقود أو الماء من التبخُّر.
  • جلمنع الرياح من إطفاء اللهب.
  • دلتقليل كمية الحرارة المفقودة إلى الوسط المحيط.
  • هللحفاظ على الضغط ثابتًا داخل المسعر.

س٣:

يريد طالب أن يغلي 150 mL من ماء موجود عند 25C. أخذ الطالب بعض الوقود الذي يُنتِج 6.75 kJ من الطاقة الحرارية لكلِّ 1 g من الوقود المُحترِق. ما كمية الوقود التي يحتاج الطالب إلى حرقها ليصل الماء إلى درجة غليانه؟ قرِّب إجابتك لأقرب رقم صحيح. افترِض أن السعة الحرارية النوعية للماء تظل ثابتة.

س٤:

في إحدى التجارب، أُضِيف 14.9 g من كلوريد البوتاسيوم إلى 150 mL من الماء عند 22C. سُجِّلَ التغيُّر في درجة الحرارة كما هو موضَّح في التمثيل البياني.

من خلال رسم خط أفضل مطابقة بين نِقاط البيانات من 0 إلى 40 ثانية، أيٌّ من الآتي يُمثِّل درجة الحرارة عند 40 ثانية؟

  • أ22.0C
  • ب21.4C
  • ج22.2C
  • د20.5C
  • ه18.0C

من خلال رسم خط أفضل مطابقة بين نِقاط البيانات من 75 إلى 120 ثانية والاستكمال الخارجي، أيٌّ من الآتي يُمثِّل درجة الحرارة عند 40 ثانية؟

  • أ18.0C
  • ب17.0C
  • ج17.5C
  • د18.4C
  • ه17.9C

باستخدام خطين مُلائِمين، احسب التغيُّر في درجة الحرارة عند 40 ثانية.

حدِّد قيمة Δ𝐻 لهذا التفاعل، علمًا بأن السعة الحرارية النوعية للماء 4.2/JgC. اكتب إجابتك بوحدة الكيلوجول لكلِّ مول ولأقرب منزلة عشرية واحدة. تذكَّر أن تكتب الإشارة في إجابتك.

س٥:

يُجهِّز طالب تجربة باستخدام القياسات الحرارية ليقيس التغيُّر في الإنثالبي لأحد تفاعلات التعادل. بدلًا من استخدام كأس البوليستيرين، قرَّر الطالب استخدام كأس زجاجية. كيف سيؤثِّر ذلك على نتائج التجربة؟

  • أالتفاعل يكون أسرع في الكأس الزجاجية، وهو ما يتسبَّب في ازدياد سرعة التغيُّر في درجة الحرارة.
  • بالتغيُّر في درجة الحرارة يكون أكبر؛ حيث تكون الكأس الزجاجية أكثر عزلًا من كأس البوليستيرين.
  • جالتغيُّر في درجة الحرارة يكون أقل؛ حيث يُفقَد قدر أكبر من الطاقة عبر الكأس الزجاجية إلى الوسط المحيط.
  • دكتلة الكأس الزجاجية أكبر من كتلة كأس البوليستيرين؛ ومن ثَمَّ تكون كمية الطاقة الحرارية المنتقلة أكبر.
  • هتُسبِّب الزيادة في درجة الحرارة حدوث تشقُّق في الكأس الزجاجية.

س٦:

وُجِدَ أنه عند حرق 40.1 g من الميثان (𝑀=16.04/gmol) ترتفع درجة حرارة 10 kg من الماء إلى 53C. ما قيمة التغيُّر في الإنثالبي المولاري لاحتراق الميثان، لأقرب عدد صحيح؟ السعة الحرارية النوعية للماء 4.2/JgC.

س٧:

لماذا يكون التغيُّر في الطاقة المقيس أقل دائمًا من الطاقة الكلية المُنتقِلة؟

  • أتُدمَّر بعض الطاقة أثناء التفاعل.
  • بيوجد خطأ في قراءة الترمومترات.
  • جتوجد دائمًا كمية من الفقد في الطاقة الحرارية إلى الوسط المحيط.
  • دلا تُستهلَك جميع المُتفاعِلات.
  • هيحتوي الماء على الشوائب التي تمتص بعض الطاقة الحرارية.

س٨:

عند خلط 50 mL من ماء يحتوي على تركيز 0.5 M من المُركَّب HSO24 عند 20C مع 50 mL من ماء يحتوي على تركيز 0.5 M من المُركَّب NaOH عند 20C، سُجِّلت أعلى درجة حرارة عند 26C.

ما قيمة 𝑞 لهذا التفاعل؟ استخدِم القيمة 4.2/JgC للسعة الحرارية النوعية للماء. اكتب إجابتك بوحدة الجول.

إذا كان المُركَّب NaOH هو العامل المُحدِّد، فما قيمة 𝑞 بوحدة الكيلوجول لكلِّ مول من NaOH؟

المعادلة الموضَّحة هي المعادلة الموزونة للتفاعل.HSO()+2NaOH()NaSO()+2HO()24242aqaqaqaqما قيمة التغيُّر في الإنثالبي المولاري لكلِّ مول من HSO24 المُستهلَك؟ اكتب إجابتك في صورة عدد صحيح.

س٩:

يوضِّح الشكل الآتي التركيب المُستخدَم عمليًّا لأحد المسعرات البسيطة.

لماذا يحتاج المسعر إلى وجود غطاء؟

  • ألمنع سقوط الشوائب في خليط التفاعل.
  • بللحفاظ على الترمومتر في موضعه.
  • جلمنع انسكاب خليط التفاعل.
  • دلمنع تفاعل الهواء مع الخليط.
  • هلتقليل فقدان الطاقة الحرارية من خلال التبخير.

لماذا يُوضَع كوب البوليستيرين داخل كوب زجاجي من القطن الطبي؟

  • ألمنع الكوب الزجاجي من التعرُّض للكسر.
  • بللمساعدة في تحفيز التفاعل.
  • جللحفاظ على كوب البوليستيرين في موضعه.
  • دلزيادة العزل ومنع فقدان الحرارة إلى الوسط المحيط.
  • هلمنع خليط التفاعل من التسرُّب خارج كوب البوليستيرين.

س١٠:

أُجرِيَت تجربة باستخدام القياسات الحرارية للمقارنة بين درجات الحرارة المُنطلِقة من مجموعة من أنواع الوقود المختلفة. أيُّ العوامل الآتية لا يُشترَط أن يظل ثابتًا عند إعادة إجراء التجربة لكلِّ نوع وقود مختلف؟

  • أنفس كتلة الوقود المُحترِق
  • بالترمومتر
  • جحجم الماء
  • ددرجة الحرارة الابتدائية للماء
  • هنفس الموقد والفتيلة

س١١:

في إحدى التجارب، قِيسَ 80 g من الماء، ووُضِعَ في وعاء من النحاس، وسُجِّلت درجة حرارته. وُزِنَ مصباح كحولي يحتوي على وقود، ثم وُضِعَ أسفل الوعاء النحاسي. أُشعِلَ فتيل المصباح الكحولي، وسُخِّنَ الماء حتى وصلت درجة الحرارة إلى 50C. أُطفِئَت الشعلة، وسُجِّلت درجة الحرارة النهائية. بعد ذلك، وُزِنَ المصباح الكحولي أيضًا. تظهر النتائج موضَّحةً في الجدول المُعطَى.

درجة الحرارة الأوَّليَّة للماء (C)درجة الحرارة النهائية للماء (C)كثافة المصباح الكحولي قبل التسخين (g)كثافة المصباح الكحولي بعد التسخين (g)
22.551.254.3852.88

ما قيمة الطاقة الحرارية المُنتقِلة 𝑞 في التجربة؟ اكتب إجابتك بوحدة الكيلوجول ولأقرب منزلة عشرية واحدة. استخدِم القيمة 4.18/JgC للسعة الحرارية النوعية للماء.

ما قيمة التغيُّر الحراري لكلِّ جرام من الوقود؟ اكتب إجابتك بوحدة الكيلوجول لكلِّ جرام من الوقود.

  • أ2.2 kJ/g من الوقود
  • ب14.4 kJ/g من الوقود
  • ج8.1 kJ/g من الوقود
  • د11.4 kJ/g من الوقود
  • ه6.4 kJ/g من الوقود

س١٢:

أيُّ المعادلات الآتية يُمكِن استخدامها مع نتائج إحدى تجارب القياسات الحرارية لحساب الطاقة الحرارية المُنتقِلة أثناء أحد التفاعلات الكيميائية؟

  • أ𝑞=(𝑐×Δ𝑇)𝑚
  • ب𝑞=𝑚𝑐×Δ𝑇
  • ج𝑞=𝑚×𝑐×Δ𝑇
  • د𝑞=𝑐𝑚×Δ𝑇
  • ه𝑞=(𝑚×𝑐)Δ𝑇

س١٣:

يُجهِّز طالب تجربة ليقيس التغيُّر في الإنثالبي لأحد تفاعلات التعادل بين حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد البوتاسيوم. قبل خلط المحلولين معًا في كوب من البوليستيرين، يضع الطالب كوبًا زجاجيًّا لكلِّ محلول في حوض ماء درجة حرارته 25C. لماذا يفعل الطالب ذلك؟

  • أللتأكُّد من أن للمُتفاعِلات طاقة تنشيط صحيحة لازمة للتفاعل.
  • بلجعل المحاليل أقلَّ لزوجة.
  • جللتأكُّد من أن المحلولين لهما نفس درجة الحرارة.
  • دلزيادة مُعدَّل التفاعل بين حمض الهيدروكلوريك وهيدروكسيد البوتاسيوم.
  • هلإزالة أيِّ شوائب في المحاليل.

س١٤:

في إحدى التجارب، وُجِدَ أن أحد التفاعلات نتج عنه تغيُّر في درجة حرارة 80 g من الماء بمقدار 15C. ما قيمة الطاقة الحرارية المُنتقِلة في هذا التفاعل بوحدة الجول؟ استخدِم القيمة 4.2/JgC للسعة الحرارية النوعية للماء.

س١٥:

احسب، لأقرب منزلتين عشريتين، كمية الحرارة بوحدة الجول اللازمة لارتفاع درجة حرارة قطعة من الحديد كتلتها 1.7 g من 25C إلى 48C. الحرارة النوعية للحديد تساوي 0.448/JgC.

  • أ87.28 J
  • ب19.04 J
  • ج17.52 J
  • د36.56 J

س١٦:

إذا ارتفعت درجة حرارة 250.5 g من الماء إلى 50C، فاحسب، لأقرب منزلة عشرية، كمية الحرارة بوحدة الكيلو جول، بافتراض أن الحرارة النوعية للماء تساوي 4.18/JgC.

  • أ52.4kJ
  • ب52.4 kJ
  • ج52354.5kJ
  • د52‎ ‎354.5 kJ

س١٧:

افترِض أن السعة الحرارية النوعية للماء تساوي 4.18/JgC. في إحدى التجارب التى أُجرِيَت بواسطة إذابة 10.5 g من مُركَّب KOH، كتلته المولية 56.1 g/mol في الماء لتكوين محلول حجمه 250 mL، ارتفعت درجة الحرارة من 25C إلى 30.5C. احسب، لأقرب منزلة عشرية، التغيُّر في الإنثالبي، بوحدة كيلو جول لكل مول.

  • أ+30.7 kJ/mol
  • ب+5.7 kJ/mol
  • ج5.7 kJ/mol
  • د30.7 kJ/mol

س١٨:

احسب، لأقرب منزلة عشرية واحدة، كمية الطاقة التي تُمتَصُّ أثناء تفكُّك 102 g من غاز الأمونيا، كتلته المولية 17.031 g/mol، طبقًا للمعادلة الموضَّحة.2NH()N()+3H()kJmol322gggΔ𝐻=+92.4/

  • أ+276.7 kJ
  • ب276.7 kJ
  • ج553.4 kJ
  • د+553.4 kJ

س١٩:

افترِض أن لدينا كتلتين متساويتين من الحديد والماء لهما نفس الكمية الحرارية (𝑞). أيٌّ من الآتي يُفسِّر لماذا يوجد الحديد عند درجة حرارة أعلى من الماء؟

  • ألأن الحرارة النوعية للحديد أعلى من الحرارة النوعية للماء
  • بلأن الحرارة النوعية للحديد أقل من الحرارة النوعية للماء
  • جلأن مساحة سطح الحديد أصغر من مساحة سطح الماء
  • دلأن مساحة سطح الحديد أكبر من مساحة سطح الماء

س٢٠:

لاحظ المعادلة الآتية: NaOH()+5HO()NaOH()kJmolslaq2+37.8/أيُّ المصطلحات الآتية يَصِف المحتوى الحراري لها؟

  • أحرارة التخفيف القياسية
  • بحرارة التعادل القياسية
  • جحرارة التكوين القياسية
  • دجميع ما سبق

س٢١:

قام طالب بتحضير محلول هيدروكسيد الصوديوم من خلال إذابة 120 g من NaOH، كتلته المولية 39.997 g/mol، في كمية محددة من الماء لإنتاج محلول حجمه 1 L. ارتفعت درجة الحرارة من 25C إلى 49.5C. افترض أن الحرارة النوعية للماء تساوي 4.18/JgC. احسب، لأقرب عدد صحيح، التغيُّر في الإنثالبي بوحدة الكيلو جول لكل مول.

  • أ+34 kJ/mol
  • ب34 kJ/mol
  • ج69 kJ/mol
  • د+69 kJ/mol

س٢٢:

افترض أن الحرارة النوعية للماء تساوي 4.18/JgC، ارتفعت درجة حرارة 25 g من الماء إلى 50C. إذا تعرَّض الحديد لنفس كمية الحرارة التي تعرَّض لها الماء، فاحسب كتلة الحديد التي تُسبِّب ارتفاع درجة الحرارة إلى 30C. افترض أن الحرارة النوعية للحديد تساوي 0.45/JgC. قرّب إجابتك لأقرب عدد صحيح.

  • أ387 g
  • ب4 g
  • ج232 g
  • د25 g

س٢٣:

في محلول مُخفَّف، الحرارة النوعية للمحلول تساوي .

  • أالحرارة النوعية للمذاب
  • بالحرارة النوعية للماء، 4.18/JgC
  • جمجموع الحرارة النوعية للماء والمذاب
  • دالحرارة النوعية للماء، 1/JgC

س٢٤:

ماذا يُمكِن أن يحدث إذا سخَّن طالبٌ كتلتين متساويتين من الحديد (حرارته النوعية 0.450/JgC) والألومنيوم (حرارته النوعية 0.9/JgC)، علمًا بأن الكتلتين لهما نفس درجة الحرارة الابتدائية، وأنهما تعرَّضتا لنفس مصدر الحرارة نفس الفترة الزمنية؟

  • أترتفع درجة حرارة الحديد أكثر من الألومنيوم؛ لأن الحرارة النوعية للحديد أقل من الحرارة النوعية للألومنيوم.
  • بترتفع درجة حرارة الألومنيوم أكثر من الحديد؛ لأن الحرارة النوعية للحديد أقل من الحرارة النوعية للألومنيوم.
  • جترتفع درجة حرارة الحديد بمُعدَّل أقل من الألومنيوم؛ لأن الحديد أثقل من الألومنيوم.
  • دتتساوى درجتا حرارة الكتلتين عند نفس الوقت.

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.