ملف تدريبي: تكوين وتكسير الروابط الكيميائية

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على وصْف تكوين وتكسير الروابط الكيميائية، وحساب تغيُّر الطاقة في التفاعل.

س١:

يوضِّح الجدول مقادير الطاقة لعِدَّة روابط كيميائية.

الرابطةCCCHHHNNOO
الطاقة (kJ/mol)602411432942494

أيُّ هذه الروابط هي الأقوى؟

  • أCH
  • بCC
  • جNN
  • دOO
  • هHH

س٢:

يُعتبَر الشكل الأكثر استقرارًا لعنصر الكبريت هو جزيء S8، وهو الترتيب الحلقي للروابط التساهمية الأحادية. يمكن أن تشكل أيضًا ذرات الكبريت روابط تساهمية مزدوجة، ولكن يُعتبَر جزيء S2 الناتج غير مستقر للغاية، ويتحوَّل سريعًا إلى جزيء S8. توضِّح المعادلة الآتية هذا التفاعل.

4SSSSSSSSSS

يَنتُج هذا التفاعل عن انتقال كبير للحرارة.

ما عدد الروابط المزدوجة لجزيء S2 التي تُكسَّر خلال تكوين جزيء S8 واحد؟

لماذا ينتج انتقال كبير للحرارة عن تحول S2 إلى S8؟

  • أيُطلِق التفاعل الطاقة بسبب أنَّ رابطة كبريت-كبريت المزدوجة الواحدة أضعف من رابطة فردية واحدة.
  • بيُطلِق التفاعل الطاقة بسبب أنَّ رابطة كبريت-كبريت المزدوجة الواحدة أقوى من رابطة فردية واحدة.
  • جيمتص التفاعل الطاقة بسبب أنَّ رابطة كبريت-كبريت المزدوجة الواحدة أقوى من رابطتين فرديتين.
  • ديمتص التفاعل الطاقة بسبب أنَّ رابطة كبريت-كبريت المزدوجة الواحدة أضعف من رابطتين فرديتين.
  • هيُطلِق التفاعل الطاقة بسبب أنَّ رابطة كبريت-كبريت المزدوجة الواحدة أضعف من رابطتين فرديتين.

أيُّ المخططات البيانية الآتية يوضِّح الفرق في طاقة الرابطة بين الروابط المزدوجة والفردية للكبريت؟

  • أ
  • ب
  • ج
  • د
  • ه

س٣:

الصورة الأكثر استقرارًا لعنصر الأكسجين هي جزيء O2، الذي يحتوي على رابطة تساهمية مزدوجة. يمكن أن تتفاعل جزيئات O2 لتنتج الأوزون، O3. المعادلة الخاصة بهذا التفاعل موضَّحة كالآتي:

32OO+OOO

يُنتج هذا التفاعل انخفاضًا في درجة الحرارة

ما عدد روابط OO المزدوجة التي تتكسَّر أثناء تكوين جزيء واحد من O3؟

ما عدد روابط OO الأحادية التي تتكوَّن أثناء تكوين جزيء واحد من O3؟

لماذا يَنتج عن تحوُّل O2 إلى O3 انخفاض في درجة الحرارة؟

  • أيُعَد هذا التفاعل طاردًا للحرارة؛ لأن رابطة مزدوجة واحدة من OO تكون أقوى من رابطتين أحاديتين.
  • بيُعَد هذا التفاعل ماصًّا للحرارة؛ لأن رابطة مزدوجة واحدة من OO تكون أضعف من رابطتين أحاديتين.
  • جيُعَد هذا التفاعل ماصًّا للحرارة؛ لأن رابطة مزدوجة واحدة من OO تكون أقوى من رابطتين أحاديتين.
  • ديُعَد هذا التفاعل طاردًا للحرارة؛ لأن رابطة مزدوجة واحدة من OO تكون أضعف من رابطتين أحاديتين.

ما التمثيل البياني الذي يوضِّح الفرق في طاقة الرابطة بين الروابط الأحادية والمزدوجة لذرة الأكسجين؟

  • أ
  • ب
  • ج
  • د
  • ه

س٤:

يُعَدُّ الجزيء N2 الصورة العنصرية الأكثر استقرارًا للنيتروجين، التي تحتوي على رابطة تساهمية ثلاثية:

NN.

قد تُشكِّل أيضًا ذرات النيتروجين روابط أحادية أو مزدوجة بعضها مع بعض، ولكن الجزيئات المحتوية على هذه الروابط تكون غير مستقرة جدًّا. أيُّ المُخطَّطات البيانية الآتية يوضِّح الفرق في طاقة الرابطة بين الروابط الأحادية والمزدوجة والثلاثية للنيتروجين؟

  • أ
  • ب
  • ج
  • د
  • ه

س٥:

يحتوي البولي(إيثين) على عدد كبير من روابط الكربون-كربون الأحادية. يوضِّح الشكل التالي عملية إنتاج البوليمر من الألكين إيثين، الذي يحتوي فقط على روابط كربون-كربون مزدوجة. تحويل الإيثين إلى بولي(إيثين) عملية طاردة للحرارة بدرجة عالية.

nnCCHHHHCCHHHH

يُكوَّن جزيء البولي (إيثين)، ذو العدد 𝑛 من الوحدات المتكررة، من عدد 𝑛 من جزيئات الإيثين. مقابل كل رابطة كربون-كربون مزدوجة في هذا التفاعل، كم رابطةً أحاديةً توجد في الناتج؟

لماذا يُعَد تحويل الإيثين إلى بولي(إيثين) عملية طاردة للحرارة بدرجة عالية؟

  • أرابطة الكربون-كربون المزدوجة الواحدة أضعف من رابطتَي كربون-كربون أحاديتين.
  • برابطة الكربون-كربون المزدوجة الواحدة أقوى من رابطتَي كربون-كربون أحاديتين.
  • جعدد إلكترونات الترابط في الناتج أكثر منه في المتفاعل.
  • ديحوِّل التفاعل الغاز إلى مادة صلبة.
  • هرابطة الكربون-كربون الأحادية أضعف من رابطة CH.

لماذا لا يتفاعل الإيثين في ظروف الضغط ودرجة حرارة الغرفة العادية؟

  • أطاقة التنشيط ضئيلة.
  • بيمنع الهواء حدوث التفاعل.
  • جطاقة التنشيط كبيرة.
  • دعملية تكوين البوليمرات تمتص الحرارة.
  • هعملية تكوين البوليمرات تطلق الحرارة.

س٦:

تنشأ العديد من العناصر بشكل طبيعي في صورة جزيئات ثنائية الذرة. يوضِّح الجدول العديد من الخواص الذرية للعناصر N وO وF، وطاقات الرابطة لجزيئاتها الثنائية الذرة.

العنصرالطاقة اللازمة لإزالة إلكترون التكافؤ (kJ/mol)عدد البروتونات في النواةعدد إلكترونات التكافؤ في الذرةالمسافة بين نوى الذرات المترابطة (pm)طاقة الرابطة لثنائيات الذرة (kJ/mol)
N1‎ ‎40275110942
O1‎ ‎31386121494
F1‎ ‎68197142155

أيٌّ ممَّا يلي أفضل تفسير للتغيُّر الهائل في طاقة الرابطة بين N2 وF2؟

  • أتزيد المسافة بين النوى؛ ممَّا يؤدي إلى تنافر كهروستاتيكي أكبر بين الذرات.
  • بتزيد المسافة بين النوى وإلكترونات التكافؤ المشاركة؛ مما ينتج عنه تجاذب كهروستاتيكي أقل بين الذرات.
  • جتزيد الطاقة اللازمة لإزالة إلكترونات التكافؤ؛ ممَّا ينتج عنه تجاذب كهروستاتيكي أقل بين الذرات.
  • ديقل عدد إلكترونات التكافؤ المشاركة؛ ممَّا يَنتج عنه تجاذب كهروستاتيكي أقل بين الذرات.
  • هتزيد شحنات النوى؛ ممَّا ينتج عنه تنافر كهروستاتيكي بين الذرات.

س٧:

توضِّح المعادلة الآتية تفاعل استبدال بين غازَي الميثان والفلور.CH+FCHF+HF423يوضِّح الجدول قِيَم إنثالبي الروابط في المُتفاعِلات والنواتج.

الرابطة CFCHFFHF
إنثالبي الرابطة (kJ/mol)485411155565

ما مقدار تغيُّر الإنثالبي لتفاعل الاستبدال؟

س٨:

في أكسدة أندروسو، يتفاعل الميثان والأمونيا والأكسجين لإنتاج سيانيد الهيدروجين (HCN) والماء. يوضِّح الجدول طاقات بعض الروابط المختارة.

الرابطةCHNHOHOOOOCNCNCN
طاقة الرابطة (كج/مول)411386459142494305615887

اكتب معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل.

  • أ2CH+4NH+9O4HCN+18HO4322
  • ب2CH+2NH+5O2HCN+10HO4322
  • جCH+NH+2OHCN+4HO4322
  • د4CH+2NH+7O2HCN+14HO4322
  • ه2CH+2NH+3O2HCN+6HO4322

احسب تغيُّر الطاقة الكلي لهذا التفاعل لكل مول من سيانيد الهيدروجين الناتج.

س٩:

في عملية هابر، يتفاعل غازا النيتروجين والهيدروجين انعكاسيًّا لإنتاج الأمونيا الغازية (NH)3. لا توجد نواتج أخرى. يوضِّح الجدول الآتي طاقات بعض الروابط.

الرابطةNNNNNNHHNH
طاقة الرابطة (kJ/mol)167418942432386

أوجد معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل.

  • أN+6H4NH223
  • بN+6H2NH223
  • ج2N+4H3NH223
  • د2N+3H4NH223
  • هN+3H2NH223

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل، لكل مول من الأمونيا الناتجة.

س١٠:

يُمكِن تحويل الألكانات الناتجة عن التقطير التجزيئي لزيت خام إلى ألكينات أكثر تفاعلية عن طريق التكسير الحفزي. يَنْتج عن عملية تكسير البنتان (CH)512 ألكين واحد وألكان واحد. يوضِّح الجدول طاقات بعض الروابط.

الرابطة CHCCCCCC
طاقة الرابطة (kJ/mol) 411346602835

احسب التغيُّر الكلي في طاقة رابطة هذا التفاعل لكلِّ مول من البنتان المُتفاعِل.

س١١:

يَنتج عن الاحتراق الكامل للميثان الماء وثاني أكسيد الكربون فقط. باستخدام قيم طاقة الرابطة المذكورة في الجدول، احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل لكل مول محترق من غاز الميثان. قد لا يلزم استخدام جميع قيم الطاقة المذكورة.

الرابطةCHCOCOCOOHOOOO
طاقة الرابطة (kJ/mol)4113587991‎ ‎072459142494
  • أ294 kJ/mol
  • ب588 kJ/mol
  • ج802 kJ/mol
  • د360 kJ/mol
  • ه378 kJ/mol

س١٢:

يَنتج عن الاحتراق التام لغاز الإيثين (CH)24 الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون، وهما الناتجان الوحيدان. باستخدام طاقات الروابط المذكورة في الجدول، احسب التغيُّر الكلي في طاقة الروابط لهذا التفاعل، لكل مول من غاز الإيثين المحترق.

الرابطة CHCCCCCOCOCOOHOOOO
طاقة الرابطة (kJ/mol)4113466023587991‎ ‎072459142494

س١٣:

يَنْتج عن الاحتراق التام للهبتين (CH)714 الماء وغاز ثاني أكسيد الكربون، وهما الناتجان الوحيدان. باستخدام قِيَم طاقة الرابطة الموضَّحة، احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل، لكلِّ مول من الهبتين المُحترِق.

الرابطة CHCCCCCOCOCOOHOOOO
طاقة الرابطة (kJ/mol) 4113466023587991‎ ‎072459142494

س١٤:

يُنتَج البولي تيترافلوروايثيلين (PTFE)، وهو بوليمر يُستخدَم على نطاق واسع في زيوت التشحيم والطلاءات المضادة للالتصاق، من التيترافلوروايثين:

CFFCFF

يُحضَّر التيترافلوروايثين من خلال خطوتين. في الخطوة الأولى، يتفاعل الكلوروفورم (CHCl)3 مع غاز فلوريد الهيدروجين ليكوِّن كلورو ثنائي فلورو الميثان (CHClF)2. في الخطوة الثانية، يتحوَّل كلورو ثنائي فلورو الميثان إلى تيترافلوروايثين. كلا التفاعلين ينتج عنهما غاز كلوريد الهيدروجين؛ وهو الناتج الوحيد الآخر. يوضِّح الجدول طاقات بعض الروابط.

الرابطة HFHClCHCFCClCCCCCH
طاقة الرابطة (kJ/mol)565428411485327346602411

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة عندما يتحوَّل مول واحد من الكلوروفورم إلى كلورو ثنائي فلورو الميثان.

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة عندما يتحوَّل مول واحد من الكلوروفورم إلى تيترافلوروايثين.

س١٥:

يُستخدَم الأكريلونيتريل (CHN)33 لإنتاج المطاط الصناعي ومواد بوليمرية أخرى. الطريقة الأساسية لتصنيع الأكريلونيتريل هي مفاعلة غاز البروبين (CH)36 مع الأمونيا والأكسجين عند درجة حرارة عالية. تختلف طاقات الروابط في هذه الجزيئات، كما هو موضَّح في الشكل. تقاس جميع مقادير طاقة الرابطة المحددة في الشكل بوحدة كيلو جول لكل مول.

+60241134664592+4943+38626024112887OHHCCCHHHHHHOOHNHHCCCHNHH

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل لكل مول من الأكريلونيتريل الناتج.

س١٦:

الأوزون غاز ذو لون أزرق فاتح ورائحة نفَّاذة، يدخل في العديد من التفاعلات المهمة في الغلاف الجوي. يَنتُج الأوزون بالتفاعل الانعكاسي من غاز الأكسجين، ويتفاعل مع أكسيد النيتريك (NO) لإنتاج ثاني أكسيد النيتروجين (NO)2، وثالث أكسيد النيتروجين (NO)3. تحتوي الروابط في تلك الجزيئات على طاقات مختلفة، يوضِّح الشكل الآتي بعضها. جميع طاقات الرابطة بوحدة كيلو جول لكل مول.

379626466494NONOONOOOOO

في التفاعل: O+NONO+O322, التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لكلِّ مول من الأوزون المُتفاعِل 202 kJ/mol.

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة عند إنتاج مول واحد من ثالث أكسيد النيتروجين من الأوزون وثاني أكسيد النيتروجين.

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة عند إنتاج مول واحد من الأوزون من غاز الأكسجين.

س١٧:

يتفاعل ثاني أكسيد النيتروجين (NO)2 في الغلاف الجوي مع الميثانول (CHOH)3 الناتج عن الملوثات العضوية. يُنتج هذا التفاعل حمض النيتريك (HNO)3 ونيتريت الميثيل، وهو من الأنواع المؤكسِدة للغاية. تختلف طاقات الروابط في هذه الجزيئات، كما هو موضَّح في الرسم. وتقاس جميع مقادير طاقة الرابطة المحددة في الرسم بوحدة كيلو جول لكل مول.

205466423500377411437345398177607OHCHHHNOONOOOHOCNHHHO

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل، لكل مول من حمض النيتريك المنتج.

س١٨:

يتفاعل الأسيتيلين (CH)24 مع مجموعة مُتنوِّعة من المُركَّبات لإنتاج مُركَّبات عضوية مفيدة تحتوي على رابطة كربون-كربون مزدوجة. يوضِّح الجدول مُتوسِّط طاقات بعض الروابط.

الرابطة HHHClHBrCCCCCCCClCBrCH
طاقة الرابطة (kJ/mol)432428362346602835327285411

من خلال حساب التغيُّرات الكلية في طاقة الروابط لكلِّ مول من الأسيتيلين المُتفاعِل، رتِّب التفاعلات الآتية من الأكثر طردًا للحرارة إلى الأقل.

+++2.1.3.CHCHCCHHClHHClCHCHCHHCHHHHCCHHCHCHHBrHBr
  • أ2، 3، 1
  • ب1، 3، 2
  • ج1، 2، 3
  • د3، 2، 1
  • ه2، 1، 3

س١٩:

أحادي أكسيد النيتروجين (NO) هو غاز عديم اللون يتم إنتاجه صناعيًّا من خلال تفاعل الأمونيا (NH)3 مع الأكسجين عند درجة حرارة عالية. قد يَنتج عن التفاعل مع كمية إضافية من الأكسجين غاز ثاني أكسيد النيتروجين (NO)2، وهو غاز سام لونه بني يساهم بشكل كبير في تلوث الهواء. تختلف طاقات الروابط في هذه الجزيئات، كما هو موضَّح في الرسم. وتقاس جميع مقادير طاقة الرابطة المحددة في الرسم بوحدة كيلو جول لكل مول.

494459386626466NONOOOHHNHHHOO

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الروابط عند إنتاج مول واحد من أحادي أكسيد النيتروجين من الأمونيا والأكسجين.

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الروابط عند إنتاج مول واحد من ثاني أكسيد النيتروجين من الأمونيا والأكسجين.

س٢٠:

الفوسجين (COCl)2 غاز عالي السمِّيَّة وبنيتة موضَّحة في الشكل.

CClClO

يَنْتج عن تفاعل الفوسجين مع الماء غاز ثاني أكسيد الكربون وحمض الهيدروكلوريك، وهما الناتجان الوحيدان. باستخدام طاقات الرابطة الموضَّحة في الجدول، احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل، لكلِّ مول من غاز الفوسجين المُتفاعِل.

الرابطة CHOHClHCOCOCOCCl
طاقة الرابطة (kJ/mol)4114594283587991072327

س٢١:

يوضِّح الآتي مُخطَّط منحنى التفاعل لأحد التفاعلات الماصة للحرارة.

ما السهم الذي يُمثِّل الطاقة الممتصة اللازمة لكسر الروابط الكيميائية؟

  • أ(ج)
  • ب(أ)
  • ج(ب)

ما السهم الذي يُمثِّل الطاقة المُنطلِقة أثناء تكوين الروابط الكيميائية؟

  • أ(ب)
  • ب(أ)
  • ج(ج)

س٢٢:

تتضمن تفاعلات الهيدروكربونات عادة تكوين وكسر روابط CC المزدوجة، وروابط CC وCH وHH الأحادية. تتبع قوة هذه الروابط ثلاث قواعد عامة:

  1. رابطة CC واحدة مزدوجة تكون أضعف قليلًا من رابطتي CC الأحاديتين.
  2. روابط CC الأحادية تكون أضعف قليلًا من روابط HH الأحادية.
  3. روابط HH وCH الأحادية لهما قوة متشابهة.

لماذا ينتج عن تكوين رابطة CH تغيُّر أكبر في الطاقة من تكوين رابطة CC الأحادية؟

  • أتكوين رابطة CH أكثر طردًا للحرارة؛ لأن رابطة CH لها طاقة رابطة أقلُّ.
  • بتكوين رابطة CH أكثر مصًّا للحرارة؛ لأن رابطة CH لها طاقة رابطة أقلُّ.
  • جتكوين رابطة CH أكثر مصًّا للحرارة؛ لأن رابطة CH لها طاقة رابطة أعلى.
  • دتكوين رابطة CH أكثر طردًا للحرارة؛ لأن رابطة CH لها طاقة رابطة أعلى.

لماذا ينتج عن تكوين رابطة CC الأحادية تغيُّر أكبر في الطاقة من تحوُّل رابطة CC الأحادية إلى رابطة مزدوجة؟

  • أتكوين رابطة CC الأحادية أكثر طردًا للحرارة؛ لأن طاقة رابطة واحدة مزدوجة أقلُّ من طاقة رابطتين أحاديتين.
  • بتكوين رابطة CC الأحادية أكثر مصًّا للحرارة؛ لأن طاقة رابطة واحدة مزدوجة أقلُّ من طاقة رابطتين أحاديتين.
  • جتكوين رابطة CC الأحادية أكثر طردًا للحرارة؛ لأن طاقة رابطة واحدة مزدوجة أعلى من طاقة رابطتين أحاديتين.
  • دتكوين رابطة CC الأحادية أكثر مصًّا للحرارة؛ لأن طاقة رابطة واحدة مزدوجة أعلى من طاقة رابطتين أحاديتين.

في التفاعلات الآتية، قارن كمية الحرارة المنبعثة من كل ذرة كربون. أيُّ التفاعلات أكثر مصًّا للحرارة؟

  • أ
    2+HCHHCHHHHCHHHHH
  • ب
    +CCHHHHHHHCCHHHHH
  • ج
    3CHCHCCHHHCHHCHHHHHCHCHHH
  • د
    +33CCCHHHHCCHHHCHHHHHHHCCHHHHHH

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