امتحان بجروت في الكيمياء 2021

الفصل الثاني (60 درجة)

أجب عن ثلاثة من الأسئلة 14-10، حسب التعليمات في كلّ سؤال (لكلّ سؤال – 20 درجة).

10. كيمياء الغذاء

زيت الهوهوبا يُنتَج من بذور نبتة الهوهوبا ويُستعمَل أساسًا لتحضير منتَجات التجميل. زيت الهوهوبا لا يحوي تريچليسيريدات.

الأحماض الدهنيّة في زيت الهوهوبا تظهر في مبنًى خاصّ، كما هو موصوف في التمثيل المختصر للصيغة البنائيّة للجزيء (1).

أمامك تمثيل مختصر للصيغتين البنائيّتين لجزيئين موجودين في زيوت مختلفة:

الجزيء (1)

الجزيء (2)

1. اكتب المجموعات الوظيفيّة في كلّ واحد من الجزيئين (1) وَ (2).

تركيبة الزيت في بذرة الهوهوبا تتعلّق بمنطقة تنميتها. الجدول الذي أمامك يعرضالأحماضالدهنيّة الأساسيّة التي تُركِّب زيت الهوهوبا الذي يُنتَج من بذور الهوهوبا من منطقة معيّنة في المكسيك.

2. اكتب تمثيلاً مختصرًا للصيغة البنائيّة لجزيء حامضالچوندويك وتمثيلاً مختصرًا للصيغة البنائيّة لجزيء حامض الپلاميتيك.
3. كم مول من حامضالچوندويك، C₁₉H₃₇COOH_(ℓ)، يمكن إنتاجها من 100 غرام من أحماض دهنيّة في زيت الهوهوبا؟ استعِن بمعطيات الجدول.

زيت هوهوبا من نوع آخر يحوي حامضالإليديك. حامضالإليديك هو حامضدهنيّ أوميچا 9 وهو إيزومير لحامض الأولييك.

4. اكتب تمثيلاً مختصرًا للصيغة البنائيّة لجزيء حامضالإليديك.

5. درجة حرارة انصهار حامضالإليديك أعلى من درجة حرارة انصهار حامضالأولييك. فسّر لماذا.

الزيت الذي يُنتَج من بذور نبتة الهوهوبا التي تنمو في النقب، يحوي نسبة مئويّة أعلى من الأحماضالدهنيّة المشبعة. أحدها هو حامضالأراكيدونيك.

معطى تمثيل مختصر للصيغة البنائيّة لحامضالأراكيدونيك:

6. اكتب كتابة مختصرة لحامضالأراكيدونيك.
7. يمكن الحصول على حامضالأراكيدونيك من أحد الأحماضالمعروضة في الجدول في عمليّة هدرجة.
   حدّد أيّ حامضيلائم الحصول على حامضالأراكيدونيك. فسّر تحديدك.

8. إحدى طرق إنتاج زيت الهوهوبا هي إضافة هكسان، C₆H_14(ℓ)، إلى بذور مكسّرة ومن ثمّ هزّها.
   زيت الهوهوبا يذوب جيّدًا في الهكسان، C₆H_14(ℓ). فسّر لماذا.

11. الحوامض والقواعد، المبنى والترابط

الخلّ هو سائل منزليّ شائع، نجده في كلّ مطبخ.
هذا السائل ذو الرائحة الخاصّة، لا يُستعمَل فقط لتحضير الصلصات بل وللتنظيف أيضًا.
الخلّ هو محلول لحامضالأسيتيك، CH₃COOH_(ℓ)، في الماء.

1. على زجاجة خلّ منزليّ مسجَّل “خلّ %5” – أي في 100 ملل محلول يوجد 5 غرام من حامضالأسيتيك.
   
   1. احسب التركيز المولاريّ لحامضالأسيتيك في زجاجة الخلّ. فصّل حساباتك.

   حامضالأسيتيك يتفاعل مع الماء حسب التفاعل (1):

   (1) CH₃COOH_(ℓ) + H₂O_(ℓ) → CH₃COO^–_(aq) + H₃O⁺_(aq)

   2. حدِّد هل pH محلول الخلّ هو أصغر من 7 أم أكبر من 7 أم يساوي 7. علّل تحديدك.

2. كي يكون استعمال الخلّ المنزليّ آمنًا للتنظيف، يوصى بتخفيفه في الماء: يُضيفون 400 ملل من الماء (حوالي كأسين) إلى 100 ملل من الخلّ (نصف كأس تقريبًا).
   
   1. احسب التركيز المولاريّ لحامض الأسيتيك في محلول الخلّ الذي ينتج بعد التخفيف. فصّل حساباتك.
   2. حدِّد هل pH محلول الخلّ بعد التخفيف سيكون أعلى أم أقلّ أم مساويًا لِ pH محلول الخلّ قبل التخفيف. فسّر تحديدك.

عندما تكون حالة المادّة لحامضالأسيتيك غازيّة، جزء من جزيئات حامضالأسيتيك تُكوِّن مزدوَجات (ثنائيّات/ديمرات). في كلّ مزدوَج أربطة هيدروجينيّة تربط بين الجزيئات الفرديّة.

3. حدِّد في أيّ رسم توضيحيّ من الرسوم التوضيحيّة (1)-(3) التي أمامك، الأربطة الهيدروجينيّة التي تتكوّن في المزدوَج بين جزيئات حامضالأسيتيك موصوفة بشكل صحيح. علّل تحديدك.الرسم التوضيحيّ (1)الرسم التوضيحيّ (2)
   الرسم التوضيحيّ (3)
   

4. من المعتاد استعمال الخلّ المنزليّ لإزالة الكلس الذي يتجمّع في إبريق التسخين الكهربائيّ.
   معطى التفاعل (2) الذي يحدث بين حامضوبين كربونات الكالسيوم، CaCO_3(s)، الذي هو المركِّب الأساسيّ في الكلس:
   

   (2) CaCO_3(s) + 2H₃O⁺_(aq) → CO_2(g) + 3H₂O_(ℓ) + Ca²⁺_(aq)

   نفس هذا التفاعل يحدث عندما ينقّطون محلول HCℓ_(aq) على صخور تحوي حجر الجير CaCO_3(s).

   بهذه الطريقة يشخّصون وجود حجر الجير في الصخور.

   1. إلى محلول HCℓ_(aq) حجمه 10 ملل وتركيزه 0.5M أضافوا CaCO_3(s). جميع الموادّ المتفاعِلة تفاعلت بالكامل حسب التفاعل (2).
      احسب ما هي كتلة كربونات الكالسيوم التي تفاعلت في هذا التفاعل. فصّل حساباتك.
   2. حدِّد هل pH محلول HCℓ_(aq) خلال حدوث التفاعل (2) ينخفض أم يرتفع أم لا يتغيّر. علّل تحديدك.

5. إلى محلول HCℓ_(aq) حجمه 12 ملل وتركيزه 0.5M أضافوا 0.25 غرام من كربونات الكالسيوم، CaCO_3(s)، الذي تفاعَلَ بالكامل.
   هل pH المحلول بعد انتهاء التفاعل أكبر من 7 أم أصغر من 7 أم يساوي 7 ؟
   فصّل حساباتك أو علّل بالكلمات.

12. أكسدة – اختزال، الحسابات، الطاقة

يتناول السؤال المركَّب الأيونيّ نترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s).

نترات الأمونيوم الصلب، NH₄NO_3(s)، الممتَصّفي خليط سائليّ لهيدروكربونات، هو مادّة متفجّرة تُستعمَل لتفجير الصخور من أجل شقّ الطرق في المناطق الجبليّة. نترات الأمونيوم يتحلّل أثناء الانفجار.

معطى تفاعل التحليل الكامل لنترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s):

(1) 2NH₄NO_3(s) → 2N_2(g) + O_2(g) + 4H₂O_(g)

1. حدِّد هل التفاعل (1) هو تفاعل أكسدة -اختزال. علّل تحديدك.

الرسم البيانيّ الذي أمامك يصف تركيبة الهواء في درجة حرارة 25°C وفي رطوبة %60 في ضغط 1 أتموسفيرا.

2. نواتج التحليل الكامل لنترات الأمونيوم لا تُسبِّب تلوّثًا للهواء. فسّر هذه الحقيقة.

3. فيما يلي معطيات °ΔH للتفاعلين (2) وَ (3).
   

   (2) N_2(g) + 2H_2(g) + 1½O_2(g) → NH₄NO_3(s)     ΔH⁰₂=-365.6kJ

   (3) H_2(g) + ½O_2(g) → H₂O_(g)      ΔH⁰₃=-241.8kJ

   احسب ΔH⁰₁ للتفاعل (1)، الذي هو تفاعل التحليل الكامل لنترات الأمونيوم.

4. في تحليل جزئيّ لنترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s)، تنتج مركَّبات مختلفة، مثل N₂O_(g) وَ NO_2(g).
   احسب درجة أكسدة ذرّات النيتروجين في كلّ واحد من أنواع الأيونات التي تركِّب NH₄NO_3(s)، وفي مركَّبَي النيتروجين المعطيين.

5. المركَّب نترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s)، يُستعمَل أساسًا سمادًا للمزروعات.
   ينتج نترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s)، في تفاعل حامضالنيتريك، HNO_3(ℓ)، مع الأمونيا الغازيّة، NH_3(g).
   معادلة التفاعل هي:
   

   (4) NH_3(g) + HNO_3(ℓ) → NH₄NO_3(s)

   احسب كتلة الأمونيا، NH_3(g)، اللازمة لتحضير 1.0 كغم من نترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s)، حسب التفاعل (4).
   معطى أنّ: 1 كغم = 1,000 غرام.

للتسميد في فصل الصيف، يُسوَّق سماد نترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s)، في محلول مائيّ بتركيز 9.5M.

6. اكتب معادلة تفاعل إذابة نترات الأمونيوم، NH₄NO_3(s)، في الماء.
7. للتسميد في فصل الشتاء يستعملون محلولاً بتركيز مختلف – 7.9M.
   أيّ من الأعمال c-a التي أمامك يجب القيام به في محلول التسميد في فصل الصيف كي يلائم التسميد في فصل الشتاء؟ فسّر اختيارك.
   
   1. تصغير حجم المحلول بواسطة تبخير الماء.
   2. تكبير حجم المحلول بواسطة إضافة الماء.
   3. إضافة نترات الأمونيوم الصلب، NH₄NO_3(s)، إلى المحلول.

13. المبنى والترابط، الطاقة

ألكوجيل هو مادّة تُستعمَل لتعقيم وتنظيف اليدين عند عدم توفّر الماء والصابون.

الألكوجيل هو خليط سائليّ لأنواع كحول مختلفة مُذابة في الماء.

أمامك جدول فيه معطيات عن كحولات يمكن إيجادها في الألكوجيل.

	اسم الكحول	درجة حرارة الغليان (C°)	تمثيل مختصر للصيغة البنائيّة لجزيئات الكحول
1	إيثانول	78
2	1 – پروپانول	97
3	2 – پروپانول	82
4	چليسيرول

1. א
   
   1. اكتب صِيَغ تمثيل إلكترونيّة لكلّ واحد من جزيئات الكحول المسجَّلة في الجدول.
   2. أيّ كحولَيْن من بين الكحولات المعطاة في الجدول هما إيزوميران؟ علّل.
2. فسّر لماذا درجة حرارة غليان 1 – پروپانول أعلى من درجة حرارة غليان الإيثانول.
3. أيّ قول من الأقوال (1) – (3) التي أمامك يفسّر الفرق بين درجة حرارة غليان 1 – پروپانول ودرجة حرارة غليان 2 – پروپانول؟ علّل.
   (1) مساحة السطح الخارجيّ لجزيء 1 – پروپانول أكبر من مساحة السطح الخارجيّ لجزيء 2 – پروپانول.
   (2) جزيء 1 – پروپانول هو قطبيّ، بينما جزيء 2 – پروپانول ليس قطبيًّا.
   (3) كِبَر السحابة الإلكترونيّة لجزيء 1 – پروپانول يختلف عن كِبَر السحابة الإلكترونيّة لجزيء 2 – پروپانول.
4. حدِّد هل درجة حرارة غليان الچليسيرول أعلى من درجة حرارة غليان 2-پروپانول أم أقلّ منها. علّل تحديدك.
   تطرّق في إجابتك إلى جميع أنواع القوى التي تعمل بين الجزيئات في كلّ واحد من المركَّبين.

6. إذا بلّلنا كَفَّي يدينا بالماء، وسكبنا عليهما ألكوجيل يحوي %70 إيثانول، C₂H₅OH_(ℓ)، وفركنا قليلاً إحداهما بالأخرى، نشعر بأنّ يدينا قد سَخَنَتَا.
   
   1. هل في العمليّة الموصوفة تستوعب اليدان طاقة أم تُطلقان طاقة؟ علّل.
   2. حدِّد أيّ تفاعل من التفاعلين (1) أم (2) هو التفاعل الذي يُسبِّب الشعور بتسخّن اليدين. علّل تحديدك.

   $$\begin{gathered} \left(1\right) {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{\mathrm{OH}}_{\left(\mathcal{l}\right)}\stackrel{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathcal{l}\right)}}{\to }{\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{\mathrm{OH}}_{\left(\mathrm{aq}\right)} ∆{\mathrm{H}}^0<0 \\ \left(2\right) {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{\mathrm{OH}}_{\left(\mathcal{l}\right)}\to {\mathrm{C}}_2{\mathrm{H}}_5{\mathrm{OH}}_{\left(\mathrm{g}\right)} ∆{\mathrm{H}}^0>0 \end{gathered}$$

   3. ما هو التغيّر الذي يمرّ به الإيثانول حسب التفاعل الذي اخترتَه في البند الفرعيّ ii : تبخير أم إذابة في الماء أم تكثيف أم تحليل؟ 

6. يجب الامتناع عن استعمال الألكوجيل بالقرب من مصدر نار، لأنّ هذه المادّة قابلة للاشتعال ويمكنها أن تؤدّي إلى حريق. 
   معطاة أربعة مخطّطات لتغيّر إنتالبيا.
   ما هو المخطّط الذي يصف صحيحًا تغيّر الإنتالبيا في تفاعل حرق الإيثانول؟
   علّل اختيارك، وفسّر لماذا دحضتَ كلّ واحد من المخطّطات الأخرى.
   
   

    

14. موادّ أيونيّة، حسابات

يتناول السؤال موادّ أيونيّة وصفاتها.

1. جميع الموادّ الأيونيّة هي صلبة في درجة حرارة الغرفة.
   فسّر هذا التحديد في المستوى الميكروسكوبيّ.

2. المادّة الأيونيّة لا تٍوصِل كهرباء في درجة حرارة الغرفة.

فسّر هذا التحديد في المستوى الميكروسكوبيّ.

3. أمامك أربع معادلات (1) – (4)

$$\begin{gathered} \left(1\right) {\mathrm{K}}_{\left(\mathcal{l}\right)}^{+}+{\mathrm{I}}_{\left(\mathcal{l}\right)}^{–}\stackrel{∆}{\to }{\mathrm{KI}}_{\left(\mathrm{s}\right)} \\ \left(2\right){\mathrm{KI}}_{\left(\mathrm{s}\right)}\stackrel{{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathcal{l}\right)}}{\to }{\mathrm{K}}_{\left(aq\right)}^{+}+{\mathrm{I}}_{\left(aq\right)}^{–} \\ \left(3\right){\mathrm{KI}}_{\left(\mathrm{s}\right)}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_{\left(\mathcal{l}\right)}\to {\mathrm{K}}_{\left(aq\right)}^{+}+{\mathrm{I}}_{\left(aq\right)}^{–} \\ \left(4\right){\mathrm{KI}}_{\left(\mathrm{s}\right)}\stackrel{∆}{\to }{\mathrm{K}}_{\left(\mathcal{l}\right)}^{+}+{\mathrm{I}}_{\left(\mathcal{l}\right)}^{–} \end{gathered}$$

1. 1. حدِّد أيّة معادلة من المعادلات (1) – (4) تمثّل عمليّة انصهار يوديد البوتاسيوم، KI_(s).
   2. حدِّد أيّة معادلة من المعادلات (1) – (4) تمثّل عمليّة إذابة يوديد البوتاسيوم،, KI_(s) في الماء.

4. أذابوا 16.6 غرام KI_(s) في الماء ونتج محلول حجمه 1 لتر.
   ما هو عدد المولات الكلّيّ للأيونات في المحلول؟ فصّل حساباتك.
5. كبريتيد الألومنيوم هو مادّة صلبة تُستعمَل في الصناعة الكيميائيّة لإنتاج كبريتيد الهيدروجين، H₂S_(g).
   
   1. اكتب الصيغة الأمپيريّة لكبريتيد الألومنيوم.
   2. كبريتيد الألومنيوم يتفاعل مع الماء ويُنتِج هيدروكسيد الألومنيوم، Aℓ(OH)_3(s)، وكبريتيد الهيدروجين،
      H₂S_(g).
      اكتب معادلة موازَنة للتفاعل.
   3. ما هي كتلة هيدروكسيد الألومنيوم، Aℓ(OH)_3(s)، الذي ينتج عندما يتفاعل 30 كغم كبريتيد الألومنيوم مع الماء؟ فصّل حساباتك.
      معطى أنّ: 1 كغم = 1000 غرام.
6. كبريتات المغنيسيوم، MgSO_4(s)، الذي يُسمّى ” ملح إنجليزيّ”، يُستعمَل أيضًا ملح حوضحمّام للتهدئة.
   ملأوا حوضحمّام وأذابوا كبريتات المغنيسيوم في الماء. حجم المحلول في حوضالحمّام كان 220 لترًا وتركيز أيونات المغنيسيوم، Mg²⁺_(aq)، في حوضالحمّام كان 0.022M.
   ما هي كتلة كبريتات المغنيسيوم، MgSO_4(s)، التي أُذيبت في الماء؟ فصّل حساباتك.

نتمنّى لك النّجاح!