ملف تدريبي: تغيُّرات الطاقة في التفاعلات

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على حساب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة أثناء تفاعل من طاقات الروابط في المتفاعلات والنواتج.

س١:

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

الرابطة C H N H O H O O O O C N C N C N
طاقة الرابطة (كج/مول) 411 386 459 142 494 305 615 887

اكتب معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل.

  • أ 4 C H + 2 N H + 7 O 2 H C N + 1 4 H O 4 3 2 2
  • ب C H + N H + 2 O H C N + 4 H O 4 3 2 2
  • ج 2 C H + 2 N H + 5 O 2 H C N + 1 0 H O 4 3 2 2
  • د 2 C H + 2 N H + 3 O 2 H C N + 6 H O 4 3 2 2
  • ه 2 C H + 4 N H + 9 O 4 H C N + 1 8 H O 4 3 2 2

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

س٢:

عادةً ما يُنتَج غاز الهيدروجين المستخدَم في العمليات الصناعية من خلال إعادة تشكيل الميثان (CH)4 بالبخار. في هذه العملية العكسية، يتفاعل الميثان مع البخار ليَنتج الهيدروجين وأول أكسيد الكربون (CO). يوضِّح الجدول طاقات بعض الروابط.

الرابطة H H C H O H C O
طاقة الرابطة (kJ/mol) 432 411 459 1 0 7 2

اذكر معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل.

  • أ 2 C H + 2 H O 2 C O + 3 H 4 2 2
  • ب C H + H O C O + 2 H 4 2 2
  • ج 3 C H + 3 H O 3 C O + 5 H 4 2 2
  • د 2 C H + 2 H O 2 C O + 5 H 4 2 2
  • ه C H + H O C O + 3 H 4 2 2

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل، لكل مول من غاز الهيدروجين الناتج.

س٣:

يُعَد تفاعُل الإزاحة بين الماء والغاز مصدرًا أساسيًا لغاز الهيدروجين المستخدم في العمليات الصناعية. في هذا التفاعل، يتفاعل أول أكسيد الكربون مع البخار لينتج الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون:

يوضِّح الجدول طاقات بعض الروابط. احسب التغيُّر الكلي في طاقة الروابط لهذا التفاعل، لكل مول من غاز الهيدروجين الناتج.

الرابطة H H C H O H C O C O C O
طاقة الرابطة (kJ/mol) 432 411 459 358 799 1 0 7 2

س٤:

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

الرابطة N N N N N N H H N H
طاقة الرابطة (kJ/mol) 167 418 942 432 386

أوجد معادلة كيميائية موزونة لهذا التفاعل.

  • أ N + 6 H 2 N H 2 2 3
  • ب 2 N + 4 H 3 N H 2 2 3
  • ج 2 N + 3 H 4 N H 2 2 3
  • د N + 6 H 4 N H 2 2 3
  • ه N + 3 H 2 N H 2 2 3

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

س٥:

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 C H C C C C C C
طاقة الرابطة (kJ/mol) 411 346 602 835

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

س٦:

في ضوء الأشعة فوق البنفسجية، يتفاعل غازا الهيدروجين والكلور تفاعلًا انعكاسيًّا لإنتاج كلوريد الهيدروجين: H+Cl2HCl22.باستخدام القيم المذكورة في الجدول لطاقة الرابطة، احسب التغيُّر الإجمالي في طاقة الرابطة في هذا التفاعل، لكل مول من غاز الهيدروجين المتفاعل.

الرابطة H H H C l C l C l
طاقة الرابطة (kJ/mol) 432 428 240

س٧:

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.

الرابطة C H C O C O C O O H O O O O
طاقة الرابطة (kJ/mol) 411 358 799 1 0 7 2 459 142 494

س٨:

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 C H C C C C C O C O C O O H O O O O
طاقة الرابطة (kJ/mol) 411 346 602 358 799 1 0 7 2 459 142 494

س٩:

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 C H C C C C C O C O C O O H O O O O
طاقة الرابطة (kJ/mol) 411 346 602 358 799 1 0 7 2 459 142 494

س١٠:

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

C F F C F F

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 H F H C l C H C F C C l C C C C C H
طاقة الرابطة (kJ/mol) 565 428 411 485 327 346 602 411

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.

س١١:

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 kilojoules per mole.

+ 6 02 4 11 3 46 6 4 59 2 + 4 94 3 + 3 86 2 6 02 4 11 2 8 87 O H H C C C H H H H H H O O H N H H C C C H N H H

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

س١٢:

يمكن تحضير أنهيدريد الأسيتيك — وهو مركب تفاعلي مفيد في الصناعات — في عدد من الخطوات من أسيتات الميثيل وأول أكسيد الكربون.

+ C H H H C O O C C O H H H C H C H H O O C H H H C O

تُجرَى التفاعلات في محلول يحتوي على أملاح حفَّازة. يوضِّح الجدول متوسط طاقات بعض الروابط.

الرابطة C H C C C C C C C O C O C O
طاقة الرابطة (kJ/mol) 411 346 602 835 358 799 1 0 7 2

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذه العملية، لكل مول من أنهيدريد الأسيتيك الناتج.

التغيُّر المحسوب في طاقة الرابطة لهذه العملية يختلف على الأرجح عن التغيُّر في الإنثالبي المقيس. أيُّ العوامل الآتية لا يساهم في هذا الاختلاف؟

  • أتتأثَّر طاقات الروابط بالروابط الأخرى في الجزيء.
  • بيتأثر التغيُّر في الإنثالبي بوجود عامل حفَّاز.
  • جتختلف طاقات الروابط باختلاف درجة حرارة التفاعل.
  • ديتأثر التغيُّر في الإنثالبي بالتفاعلات مع المذيب.
  • هيتسبَّب فقدان الحرارة في زيادة قيمة التغيُّر في الإنثالبي المقيس عن القيمة الحقيقية.

س١٣:

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 kilojoules per mole.

2 05 4 66 4 23 5 00 3 77 4 11 4 37 3 45 3 98 1 77 6 07 O H C H H H N O O N O O O H O C N H H H O

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

س١٤:

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 H H H C l H B r C C C C C C C C l C B r C H
طاقة الرابطة (kJ/mol) 432 428 362 346 602 835 327 285 411

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 . C H C H C C H H Cl H H Cl C H C H C H H C H H H H C C H H C H C H H Br H Br
  • أ3، 2، 1
  • ب1، 3، 2
  • ج1، 2، 3
  • د2، 1، 3
  • ه2، 3، 1

س١٥:

رابع أكسيد ثنائي النيتروجين (NO)24 هو جزيء متفاعل يُستخدَم في التركيب الكيميائي ووقودًا لدفع الصواريخ. يتكوَّن كل جزيء من رابع أكسيد ثنائي النيتروجين عن طريق تفاعل انعكاسي بين جزيئين من ثاني أكسيد النيتروجين (NO)2. تختلف طاقات الروابط في هذه الجزيئات، كما هو موضَّح في الرسم. وتقاس جميع مقادير طاقة الرابطة المحددة في الرسم بوحدة kilojoules per mole.

1 67 4 66 2 4 38 N O N O O O O N O

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الرابطة لهذا التفاعل، لكل مول من رابع أكسيد ثنائي النيتروجين الناتج.

س١٦:

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 kilojoules per mole.

4 94 4 59 3 86 6 26 4 66 N O N O O O H H N H H H O O

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الروابط عند إنتاج one mole من أحادي أكسيد النيتروجين من الأمونيا والأكسجين.

احسب التغيُّر الكلي في طاقة الروابط عند إنتاج one mole من ثاني أكسيد النيتروجين من الأمونيا والأكسجين.

س١٧:

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

C Cl Cl O

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 C H O H C l H C O C O C O C C l
طاقة الرابطة (kJ/mol) 411 459 428 358 799 1 0 7 2 327

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