قانون گازها-فصل دو شیمی دهم-خلاصه نکات و تست-رویا خواجوی

دانش آموزان عزیز سلام💖در این مطلب قصد داریم نکات فصل یک شیمی دهم را به همراه سوالات نهایی و کنکور در اختیار شما قرار دهیم تا آمادگی لازم را برای آزمون پیش رو کسب کنید. فایل پی دی اف شامل سوالات نهایی و کنکور را در انتهای مطلب مشاهده می کنید.

«در ابتدا برای درک اهمیت این مبحث سوالاتی که در امتحان نهایی دهم آورده شده را باهم بررسی می‌کنیم. بعد از خواندن درسنامه سعی کنید به سوالات پاسخ بدهید و بعد جوابتان را با پاسخنامه فایل ضمیمه مقایسه کنید.»

• ⭕جدول زیر نقطه جوش گازهای شرکت‌کننده در فرایند هابر را برای تولید آمونیاک نشان می‌دهد. (هیدروژن ۲۵۳- | نیتروژن ۱۹۶- | آمونیاک ۳۳-)

آ) اگر مخلوط واکنش تا دمای ۴۰- درجه سلسیوس سرد شود، کدام گاز به صورت مایع جدا می‌شود؟ چرا؟

ب) نقطه جوش گاز هیدروژن را بر حسب کلوین حساب کنید.

• ⭕شکل زیر دو نمونه از گاز نئون را در دما و فشار ثابت نشان می‌دهد. 

آ) دلیل تفاوت حجم این دو نمونه گاز چیست؟

ب) اگر هر ذره موجود در سیلندر A هم‌ارز 05/0مول باشد، حساب کنید چند اتم نئون در این سیلندر وجود دارد؟

• ⭕به واکنش آرام مواد با اکسیژن که با تولید انرژی همراه است، واکنش اکسایش می‌گویند. 
• 
  
• ⭕واکنش‌پذیری گاز اوزون از گاز اکسیژن (بیشتر / کمتر) است. 
• 
  

رفتار گازها

🟢ماده به حالت گاز شكل و حجم معینی ندارد.

🟢به شكل ظرف محتوی آن درمی آید و همۀ فضای ظرف را اشغال می کند.

🟢حجم یك نمونه گاز با حجم ظرف محتوی آن برابر است.

🟢بوی گل های رز و محمدی ناشی از انتشار مولکول های گازی از آنها است.

🟢گاز برخلاف جامد و مایع تراكم پذیر است.                  

🟢برای توصیف یک نمونه گاز افزون بر مقدار، باید دما و فشار آن نیز مشخص باشد.

حجم یك نمونه گاز به مقدار، دما و فشار آن وابسته است.

✅رابطه فشار و حجم گاز:

برای مقدار معینی از گاز در دمای ثابت حجم گاز با فشار آن رابطه معکوس دارد.

براساس قرارداد، شیمی دان ها دمای صفر درجۀ سلسیوس و فشار یک اتمسفر را به عنوان شرایط استاندارد در نظر گرفته اند. 

در دما و فشار یكسان، حجم یك مول از گازهای گوناگون با هم برابر است. این بیان نخستین بار در سال 1811 توسط آووگادرو ارائه و بعدها به قانون آووگادرو مشهور شد.

حجم مولی گازها در شرایط STP برابر 4/22 لیتر می باشد.

استوکیومتری گازها

واكنش گازها در صنعت، اهمیت و كاربردهای بسیاری دارد به طوری كه هر یك از فرایندهای تهیۀ سولفوریك اسید و نیتریك اسید شامل چندین واكنش گازی متوالی است. 

🔶به هر یك از ضرایب مواد شركت کننده در یك معادلۀ موازنه شده، ضریب استوكیومتری می گویند.

🔶به بخشی از دانش شیمی كه به ارتباط كمّی میان مواد شركت کننده (واكنش دهنده ها و فراورده ها) در هر واكنش می پردازد، استوكیومتری واكنش می گویند.

استراتژی‌های حل مسائل پیچیده (تیپ‌های خاص)

1️⃣اکنش‌های زنجیره‌ای (پشت سر هم):

اگر فرآورده‌ی یک واکنش، واکنش‌دهنده‌ی واکنش بعدی بود:

• روش سریع: ضرایب ماده‌ی مشترک را در هر دو واکنش یکسان کن. حالا می‌تونی مثل یک پل، از ماده‌ی اولِ واکنش اول به ماده‌ی آخرِ واکنش دوم بپری!
• 
  
• 2️⃣مسائل مخلوط (دو واکنش همزمان):
• اگر مخلوطی از دو فلز (مثلاً Na و Ca) در آب انداخته شد، برای هر کدام یک واکنش جداگانه بنویس.
• معمولاً مجموع جرم مخلوط و مجموع حجم گاز تولیدی در سوال داده می شود. اینجا باید از دستگاه دو مجهولی (x مول از اولی و y مول از دومی) استفاده کنی.
• 
  

3️⃣درصد خلوص و بازده درصدی:

• خلوص: همیشه در مقدار ماده‌ی اولیه (سمت چپ معادله) ضرب می‌شود.
• بازده: همیشه در مقدار فرآورده‌ی نظری (سمت راست معادله) ضرب می‌شود.

4️⃣هر وقت در مسئله‌ای “تفاوت جرم” یا “کاهش جرم” خواسته شد، سریعاً بروید سراغ جرم گاز خارج شده. طبق قانون پایستگی جرم، جرمی که از ظرفِ در باز کم می‌شه، دقیقاً برابر با جرم فرآورده‌ی گازی است.

به واکنش آرام مواد با اکسیژن که با تولید انرژی همراه است، واکنش اکسایش می گویند.

تولید آمونیاک

گاز نیتروژن فراوان ترین جزءِ سازندۀ هوا كره بوده که در مقایسه با اكسیژن از نظر شیمیایی غیرفعال و واكنش ناپذیر است؛ برای نمونه مخلوطی از گازهای اكسیژن و هیدروژن در حضور كاتالیزگر یا جرقه در یك واكنش سریع و شدید، منفجر می شود و آب تولید می کند. اما در مخلوطی از گازهای نیتروژن و هیدروژن حتی در حضور كاتالیزگر یا جرقه، هیچ واكنشی رخ نمی دهد. 

از این رو گاز نیتروژن به جوّ بی اثر شهرت یافته و در محیط هایی كه گاز اكسیژن، عامل ایجاد تغییر شیمیایی است به جای آن از گاز نیتروژن استفاده می کنند.

تایر نیتروژنی: پر کردن تایر با نیتروژن (خلوص حدود ۹۵٪) به جای هوا مزایای زیر را دارد:

🟢حذف اکسیژن و رطوبت و در نتیجه جلوگیری از زنگ‌زدگی رینگ و خوردگی لاستیک.

طول عمر بیشتر لاستیک و ثابت ماندن باد تایر.

دانشمندی به نام فریتس هابر در سال 1918 به دلیل تهیه آمونیاک از گاز های هیدروژن و نیتروژن برنده نوبل شیمی شد.

بزرگ ترین چالش هابر، یافتن شرایط بهینه برای انجام این بود که واكنش در دما و فشار اتاق انجام نمی شد.

سرانجام دریافت که اگر مخلوط این گازها از روی یك ورقۀ آهنی (کاتالیزگر) در دما و فشار مناسب عبور داده شود با انجام واكنش، مقدار قابل توجهی آمونیاك تولید می شود؛ اما همۀ واكنش دهنده ها به فراورده تبدیل نخواهد شد؛ زیرا این واكنش برگشت پذیر است؛ با این توصیف در ظرف واكنش مخلوطی از سه گاز هیدروژن، نیتروژن و آمونیاك وجود دارد. او با بررسی نقطۀ جوش این مواد، راه حلی را برای جداسازی آمونیاك پیدا کرد.

تمارین

شتر جانوری است که می تواند چندین روز را بدون نوشیدن آب در هوای گرم بیابان سپری کند. چربی ذخیره شده در کوهان اکسایش یافته و افزون بر تولید انرژی، آب مورد نیاز جانور را نیز تأمین می کند.