فلش‌کارت‌های شیمی دوازدهم

فصل اوّل: مولکولها در خدمت تندرستی

گفتار ۱: پاکیزگی در خدمت سلامت

فلش‌کارت مفهومی و درسی

سؤال: چرا شناخت رفتار اسیدها و بازها در زندگی روزمره مهم است؟
پاسخ: چون بسیاری از شوینده‌ها براساس خواص اسیدی و بازی عمل می‌کنند و شناخت آن‌ها به استفاده بهینه کمک می‌کند.

سؤال: چگونه استفاده از صابون در گذشته موجب افزایش سطح بهداشت شد؟
پاسخ: صابون باعث حذف میکروب‌ها و آلودگی‌ها شد که در نتیجه باعث کاهش بیماری‌ها و افزایش بهداشت فردی و اجتماعی گردید.

سؤال: شاخص امید به زندگی چیست؟
پاسخ: شاخصی است که نشان می‌دهد افراد یک جامعه به طور میانگین چند سال زندگی می‌کنند.

سؤال: رابطه بهداشت و امید به زندگی چگونه است؟
پاسخ: با افزایش بهداشت فردی و همگانی، شاخص امید به زندگی افزایش می‌یابد.

فلش‌کارت نموداری

سؤال: در بازه‌ی زمانی 1345 تا 1350، امید به زندگی بیشتر مردم جهان حدود چند سال بوده است؟
پاسخ: حدود 50 تا 60 سال.

سؤال: در بازه‌ی زمانی 1370 تا 1375، امید به زندگی بیشتر مردم جهان حدود چند سال بوده است؟
پاسخ: حدود 60 تا 70 سال.

سؤال: در حال حاضر، امید به زندگی در جهان حدود چند سال است؟
پاسخ: حدود 70 تا 80 سال برای بیشتر مردم جهان.

سؤال: نمودار نشان می‌دهد که امید به زندگی در جهان با گذشت زمان چه تغییری کرده است؟
پاسخ: به طور پیوسته افزایش یافته است.

فلش‌کارت ساختار مواد

سؤال: چرا عسل در آب حل می‌شود؟
پاسخ: چون عسل قطبی است و حاوی گروه‌های هیدروکسیل است که با آب پیوند هیدروژنی برقرار می‌کند.

سؤال: صابون چه نوع ترکیبی است؟
پاسخ: صابون یک نمک سدیم یا پتاسیم اسید چرب است با فرمول کلی RCOONa یا RCOOK.

سؤال: بخش قطبی و ناقطبی در صابون کدامند؟
پاسخ: گروه R ناقطبی (آب‌گریز) و گروه -COONa قطبی (آب‌دوست) است.

سؤال: چرا صابون می‌تواند چربی‌ها را بشوید؟
پاسخ: چون دارای یک سر قطبی (جاذب آب) و یک دم ناقطبی (جاذب چربی) است که باعث امولسیون شدن چربی در آب می‌شود.

فلش‌کارت مقایسه‌ای

سؤال: چرا چربی در آب حل نمی‌شود؟
پاسخ: چون چربی‌ها ناقطبی‌اند و بین مولکول‌های آن‌ها نیروی واندروالسی وجود دارد که با مولکول‌های قطبی آب جاذبه برقرار نمی‌کند.

سؤال: تفاوت محلول، کلوئید و سوسپانسیون چیست؟
پاسخ:

ویژگی	محلول	کلوئید	سوسپانسیون
نوع مخلوط	همگن	ناهمگن (به‌ظاهر همگن)	ناهمگن
پایداری	پایدار	پایدار	ناپایدار (ته‌نشین می‌شود)
عبور نور	عبور می‌کند	پراکنده می‌کند	عبور نمی‌کند

سؤال: چرا صابون در مخلوط آب و روغن کلوئید ایجاد می‌کند؟
پاسخ: چون مولکول‌های صابون با بخش‌های قطبی و ناقطبی، به آب و روغن پیوند می‌زنند و پایداری ایجاد می‌کنند.

فلش‌کارت آزمایشگاهی

سؤال: هنگام استفاده از سفیدکننده‌ها در فضای بسته چه اتفاقی می‌افتد؟
پاسخ: گاز سمی کلر آزاد می‌شود که از هوا سنگین‌تر بوده و در محیط باقی مانده و تنفس آن خطرناک است.

سؤال: چرا برای شست‌وشوی لکه‌های قطبی مانند عسل از آب استفاده می‌شود؟
پاسخ: چون هر دو قطبی‌اند و با پیوند هیدروژنی حل می‌شوند.

سؤال: نیروی بین‌مولکولی غالب در چربی‌ها چیست؟
پاسخ: نیروهای واندروالسی بین زنجیرهای ناقطبی.

فلش‌کارت ترکیبی و استدلالی

سؤال: جمله «صابون هم در آب و هم در چربی حل می‌شود» درست است؟ چرا؟
پاسخ: نه دقیقاً؛ صابون در آب حل می‌شود اما در چربی حل نمی‌شود بلکه با آن امولسیون تشکیل می‌دهد.

سؤال: چرا صابون‌های مایع از پتاسیم یا آمونیوم اسیدهای چرب ساخته می‌شوند؟
پاسخ: این نمک‌ها انحلال‌پذیری بیشتری در آب دارند و حالت مایع ایجاد می‌کنند.

سؤال: چرا ترکیب صابون و روغن یک کلوئید پایدار ایجاد می‌کند؟
پاسخ: چون مولکول‌های صابون باعث پخش شدن ذره‌های روغن در آب و ایجاد پایدارسازی ذره‌ها می‌شوند.

فلش‌کارت پیوند با زندگی

سؤال: شیمیدان‌ها چه نقشی در مبارزه با کرونا ایفا کردند؟
پاسخ: تولید ضدعفونی‌کننده‌ها، شوینده‌ها و داروها برای پیشگیری و درمان بیماری.

سؤال: چرا مصرف شوینده‌ها در سال‌های اخیر افزایش یافته است؟
پاسخ: افزایش آگاهی بهداشت، گسترش صنعت شوینده و نیاز به پاکیزگی محیط و فرد.

سؤال: خطر استفاده بی‌رویه از شوینده‌ها چیست؟
پاسخ: آسیب به محیط‌زیست، آلودگی منابع آبی، ایجاد مقاومت میکروبی و آسیب به پوست.

(گفتار اول: اسید و باز آرنیوس)

تعریف‌ها و مفاهیم کلیدی

سؤال: مدل آرنیوس برای اسید و باز را تعریف کن.
پاسخ:

اسید آرنیوس: ماده‌ای که در آب یون H⁺ (یا H₃O⁺) تولید می‌کند.
باز آرنیوس: ماده‌ای که در آب یون OH⁻ تولید می‌کند.

سؤال: یون هیدرونیوم چیست و چرا به جای H⁺ از H₃O⁺ استفاده می‌کنیم؟
پاسخ:
H⁺ در آب به‌تنهایی پایدار نیست و به مولکول آب متصل می‌شود و یون هیدرونیوم H₃O⁺ را تشکیل می‌دهد. از نظر علمی، H₃O⁺ دقیق‌تر است.

سؤال: تفاوت الکترولیت و غیرالکترولیت چیست؟
پاسخ:

الکترولیت: ماده‌ای که در آب به یون تجزیه می‌شود و محلول رسانا ایجاد می‌کند (مثل NaCl).
غیرالکترولیت: ماده‌ای که در آب به صورت مولکولی حل می‌شود و محلول رسانا ایجاد نمی‌کند (مثل شکر).

تحلیل شکل‌ها و نمودارها

سؤال: چرا در نمودار شکل ۷، HCl رسانایی بیشتری از HF دارد؟
پاسخ:
زیرا HCl یک اسید قوی است و به طور کامل یونش می‌یابد، ولی HF اسید ضعیف است و یونش ناقص دارد. تعداد یون‌ها در محلول HCl بیشتر است.

سؤال: در شکل‌هایی که کاغذ pH تغییر رنگ داده، کدام محلول‌ها اسیدی و کدام بازی هستند؟
پاسخ:

محلول 2 و 3: اسیدی (به دلیل وجود H₃O⁺ یا یون H⁺)
محلول 1 و 4: بازی (به دلیل وجود یون OH⁻)

واکنش‌ها و معادلات

سؤال: معادله‌ی یونش سدیم‌کلرید در آب را بنویس.
پاسخ:
NaCl(s) ⟶ Na⁺(aq) + Cl⁻(aq)

سؤال: معادله‌ی واکنش Na₂O با آب چیست؟ و نوع اکسید را مشخص کن.
پاسخ:
Na₂O + H₂O ⟶ 2NaOH → باز آرنیوس

سؤال: معادله یونش HCl و HF را بنویس.
پاسخ:

HCl → H⁺ + Cl⁻ (کامل، اسید قوی)
HF ⇌ H⁺ + F⁻ (جزئی، اسید ضعیف)

تمرین‌های محاسباتی

سؤال: اگر در محلول HF از ۱۰۰۰ مولکول فقط ۲۴ مولکول یونیده شوند، درجه و درصد یونش چقدر است؟
پاسخ:
α = 24 / 1000 = 0.024 → درصد یونش = 2.4٪

سؤال: غلظت H₃O⁺ در محلول 0.1M استیک اسید برابر با 1.35×10⁻³ mol/L است. درجه یونش و درصد یونش را محاسبه کن.
پاسخ:
α = 1.35×10⁻³ / 0.1 = 0.0135 → درصد یونش ≈ 1.35٪

سؤال: چرا HCl اسید قوی و HF اسید ضعیف محسوب می‌شوند؟
پاسخ:
زیرا HCl تقریباً به‌طور کامل یونیده می‌شود (α ≈ 1) ولی HF فقط بخشی از مولکول‌هایش یونیده می‌شوند (α < 1)

مفاهیم تکمیلی

سؤال: تعریف اسید تک‌پروتون‌دار چیست؟ یک نمونه بنویس.
پاسخ:
اسیدی که در آب فقط یک یون H⁺ تولید کند. مانند HCl یا HF.

سؤال: چرا افزایش غلظت یون هیدرونیوم باعث فساد برخی خوراکی‌ها می‌شود؟
پاسخ:
افزایش H₃O⁺ باعث افزایش اسیدیته می‌شود که می‌تواند طعم، رنگ و خواص ماده را تغییر دهد (مثلاً ترش شدن شیر).

سؤال: چگونه می‌توان میزان اسیدی یا بازی بودن یک محلول را تعیین کرد؟
پاسخ:
با اندازه‌گیری غلظت یون H₃O⁺ یا OH⁻ و سنجش رسانایی الکتریکی یا با کاغذ pH.

سؤال: pH کمتر از ۷ نشان‌دهنده چیست؟
پاسخ:
محلول اسیدی است. هرچه pH کمتر، خاصیت اسیدی بیشتر.

فعالیت‌ها و آزمایش‌ها

سؤال: چرا در آزمایش جابجایی محلول رنگی بین دو ظرف، در نهایت غلظت مواد در هر ظرف ثابت می‌ماند؟
پاسخ:
زیرا یک تعادل پویا برقرار می‌شود؛ واکنش رفت و برگشت به طور هم‌زمان و برابر انجام می‌شود.

سؤال: در واکنش برگشت‌پذیر، چه شرایطی برقرار است؟
پاسخ:
غلظت واکنش‌دهنده‌ها و فراورده‌ها ثابت باقی می‌ماند اما مساوی نیستند.

فلش‌کارت‌ها به تفکیک موضوعی:

موضوع	تعداد فلش‌کارت‌ها
تعاریف پایه	6
شکل‌ها و تحلیل‌ها	4
معادلات و واکنش‌ها	5
تمرین‌ها و محاسبات یونش	4
مفاهیم تکمیلی و کاربردی	5
فعالیت‌ها و آزمایش‌ها	2
مجموع	26 فلش‌کارت

فلش‌کارت‌های مفهومی از گفتار اول (اسیدها و بازها، pH)

واکنش فلز با اسید

سؤال: اگر دو نوار منیزیم مشابه را در دو اسید متفاوت (با دما و غلظت برابر) قرار دهیم، واکنش در کدام سریع‌تر است؟ چرا؟
پاسخ: واکنش در اسیدی که یونش بیشتری دارد سریع‌تر است، چون غلظت یون‌های هیدرونیوم بالاتر است → واکنش‌پذیری بیشتر.

سؤال: در کدام محلول اسیدی غلظت یون هیدرونیوم بیشتر است؟ چرا؟
پاسخ: در اسیدی که قوی‌تر است و Ka بالاتری دارد → یونش بیشتر → [H₃O⁺] بیشتر.

سؤال: اگر Ka1 > Ka2 باشد، کدام اسید قوی‌تر است؟
پاسخ: اسیدی که Ka1 دارد قوی‌تر است؛ زیرا میزان تفکیک بیشتر است.

باران اسیدی و معمولی

سؤال: غلظت یون هیدرونیوم در کدام باران بیشتر است؟ باران معمولی (حاوی کربنیک اسید) یا اسیدی (حاوی نیتریک و سولفوریک اسید)؟
پاسخ: در باران اسیدی، زیرا نیتریک و سولفوریک اسید بسیار قوی‌تر از کربنیک اسید (Ka ≈ 4.5×10⁻⁷) هستند.

رابطه pH و [H⁺]

سؤال: رابطه بین pH و غلظت یون هیدرونیوم چیست؟
پاسخ:
$pH=−log⁡[H+]\text{pH} = -\log[H^+]$

سؤال: اگر pH = 3/7 باشد، [H⁺] چقدر است؟
پاسخ:
$[H+]=10−3.7≈2.0×10−4 mol L−1[H^+] = 10^{-3.7} ≈ 2.0 \times 10^{-4} \, mol\, L^{-1}$

بازنویسی لگاریتم‌ها (پیوند با ریاضی)

سؤال: لگاریتم 0.8 چند است؟
پاسخ:
$log⁡(0.8)≈−0.096\log(0.8) ≈ -0.096$

سؤال: اگر $log⁡x=1.85\log x = 1.85$ ، مقدار x چیست؟
پاسخ:
$x=101.85≈70.8x = 10^{1.85} ≈ 70.8$

محاسبه pH و [H⁺]

سؤال: اگر [H⁺] = 3 × 10⁻⁹ mol/L باشد، pH چقدر است؟
پاسخ:
$pH=−log⁡(3×10−9)≈8.52pH = -\log(3 × 10^{-9}) ≈ 8.52$

سؤال: اگر pH = 2.7 باشد، غلظت یون هیدرونیوم چقدر است؟
پاسخ:
$[H+]=10−2.7≈2.0×10−3[H^+] = 10^{-2.7} ≈ 2.0 × 10^{-3}$

خاصیت اسیدی/بازی محلول‌ها

سؤال: اگر pH < 7 باشد، محلول چه خاصیتی دارد؟
پاسخ: اسیدی.

سؤال: محلولی با pH = 11/4 چه خاصیتی دارد؟
پاسخ: بازی.

غلظت یون‌ها در آب خالص

سؤال: در آب خالص در دمای اتاق، غلظت [H⁺] و [OH⁻] چقدر است؟
پاسخ:
$[H+]=[OH−]=10−7 mol/L[H^+] = [OH^-] = 10^{-7} \, mol/L$

سؤال: چرا pH آب خالص برابر 7 است؟
پاسخ: چون [H⁺] = 10⁻⁷ و pH = -log(10⁻⁷) = 7 → محلول خنثی است.

اسید و باز آرنیوس

سؤال: کدام ماده آرنیوسی اسید است؟
پاسخ: ماده‌ای که [H⁺] را افزایش دهد. مثلاً HCl.

سؤال: در محلول اسیدی، آیا OH⁻ وجود دارد؟
پاسخ: بله، ولی در غلظت بسیار کمتر. هیچگاه غلظت یکی صفر نیست.

بازها و قدرت باز

سؤال: در شکل رسانایی دو باز، کدام باز ضعیف‌تر است؟
پاسخ: آنکه رسانایی کمتری دارد (مثلاً آمونیاک در مقایسه با NaOH).

سؤال: چرا محلول 1 مولار NaOH دارای pH=14 است؟
پاسخ: چون [OH⁻] = 1 → [H⁺] = 10⁻¹⁴ → pH = 14

درصد یونش و قدرت اسید

سؤال: اگر اسیدی با غلظت 0.004 M، pH = 2.5 داشته باشد، درصد یونش آن چقدر است؟
پاسخ:
۱.
$[H+]=10−2.5≈3.2×10−3[H^+] = 10^{-2.5} ≈ 3.2 × 10^{-3}$
۲.
درصد یونش =

$3.2×10−30.004×100≈80%\frac{3.2 × 10^{-3}}{0.004} × 100 ≈ 80\%$

واکنش خنثی‌سازی (Neutralization)

سؤال: واکنش NaOH و HCl چه نوع واکنشی است؟
پاسخ: واکنش خنثی‌سازی →
$H++OH-\toH2OH^+ + OH^- \to H_2O$

سؤال: یون‌های تماشاچی در واکنش خنثی‌سازی کدام‌اند؟
پاسخ: Na⁺ و Cl⁻ → در واکنش شرکت نمی‌کنند.

محاسبه pH باز قوی

سؤال: در محلولی با 0.02 مول KOH در 100 mL آب، [OH⁻] چقدر است؟
پاسخ:

$[OH−]=0.020.1=0.2 mol/L[OH^-] = \frac{0.02}{0.1} = 0.2 \, mol/L$

سپس:

$pOH=−log⁡(0.2)≈0.7→pH=14−0.7=13.3pOH = -\log(0.2) ≈ 0.7 → pH = 14 – 0.7 = 13.3$

فلش‌کارت‌های مفهومی گفتار اول | فصل ۳ شیمی دوازدهم

الکتروشیمی و اهمیت آن

سؤال: الکتروشیمی چیست و چه نقشی در زندگی بشر دارد؟
پاسخ: شاخه‌ای از شیمی است که به مطالعهٔ رابطهٔ بین انرژی الکتریکی و واکنش‌های شیمیایی می‌پردازد. در تولید باتری، سلول سوختی، آبکاری، کنترل کیفیت، تولید مواد نوین و پیاده‌سازی شیمی سبز کاربرد دارد.

نقش الکتروشیمی در رفاه

سؤال: سه نمونه از فناوری‌هایی که نقش الکتروشیمی در آسایش بشر را نشان می‌دهند، نام ببرید.
پاسخ: باتری اتاق، سمعک، قطار برقی.

واکنش اکسایش – کاهش

سؤال: تفاوت اکسایش و کاهش در انتقال الکترون چیست؟
پاسخ:

اکسایش: از دست دادن الکترون
کاهش: گرفتن الکترون

فلز و نافلز در واکنش‌ها

سؤال: چرا اغلب فلزها کاهنده و نافلزها اکسنده‌اند؟
پاسخ: فلزها تمایل به از دست دادن الکترون (اکسایش) دارند و کاهنده‌اند، نافلزها تمایل به گرفتن الکترون (کاهش) دارند و اکسنده‌اند.

واکنش روی و اکسیژن

سؤال: در واکنش بین روی و اکسیژن، کدام اتم اکسایش و کدام کاهش می‌یابد؟
پاسخ: روی (Zn) اکسایش (از دست دادن الکترون)، اکسیژن کاهش (گرفتن الکترون).

نیم‌واکنش‌ها

سؤال: نیم‌واکنش‌های زیر را کامل کن:
۱. Zn(s) → Zn²⁺(aq) + …
۲. O₂(g) + … → 2O²⁻(s)
پاسخ:
۱. Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻
۲. O₂(g) + 4e⁻ → 2O²⁻(s)

واکنش اکسایش ـ کاهش Zn و Cu²⁺

سؤال: معادله واکنش روی با یون مس(II) و گونه‌های اکسنده/کاهنده را بنویسید.
پاسخ:
معادله: Zn(s) + Cu²⁺(aq) → Zn²⁺(aq) + Cu(s)
اکسنده: Cu²⁺
کاهنده: Zn

مفاهیم کنکوری

سؤال: در واکنش Zn + HCl → ZnCl₂ + H₂، کدام گونه اکسایش و کدام کاهش می‌یابد؟
پاسخ:

Zn اکسایش می‌یابد (کاهنده)
H⁺ کاهش می‌یابد (اکسنده)

نیم‌واکنش و موازنه

سؤال: واکنش 2Al + 3Cu²⁺ → 2Al³⁺ + 3Cu، چند الکترون جا‌به‌جا می‌شود؟
پاسخ: 6 الکترون (هر Al سه الکترون می‌دهد، ۲ Al → ۶ e⁻)

تغییر دما و واکنش شیمیایی

سؤال: افزایش دمای مخلوط واکنش چه چیزی را نشان می‌دهد؟
پاسخ: آزاد شدن انرژی گرمایی در واکنش اکسایش ـ کاهش.

قدرت کاهندگی فلزها (براساس دما)

سؤال: فلزهای Fe، Au، Zn، Cu را از نظر قدرت کاهندگی مرتب کن.
پاسخ: Zn > Fe > Cu > Au

باتری لیمویی چگونه کار می‌کند؟

سؤال: چگونه با استفاده از فلز روی و مس در لیمو می‌توان لامپ LED را روشن کرد؟
پاسخ: با ایجاد یک پیل الکتروشیمیایی که در آن Zn اکسایش و Cu کاهش می‌یابد و جریان الکترونی ایجاد می‌شود.

سلول گالوانی چیست؟

سؤال: در سلول گالوانی Zn-Cu، مسیر حرکت الکترون چگونه است؟
پاسخ: از روی (کاهنده) به مس (اکسنده) از طریق مدار خارجی.

نقش دیواره متخلخل در سلول گالوانی چیست؟

پاسخ: جلوگیری از ترکیب سریع محلول‌ها و حفظ تعادل بار یون‌ها با عبور محدود یون‌ها.

با هم بیندیشیم – تحلیل ساختار اتم‌ها

سؤال: در مدل ساختار لایه‌ای، اتم روی و اکسیژن چگونه شناسایی می‌شوند؟
پاسخ: اتمی که الکترون بیشتری دارد، اتم روی است؛ اتمی که ۶ الکترون در لایه آخر دارد، اکسیژن است.

فلز قوی‌تر در جابجایی کدام است؟

سؤال: اگر فلز A بتواند یون فلز B را کاهش دهد، درباره قدرت کاهندگی کدام قوی‌تر است؟
پاسخ: فلز A قدرت کاهندگی بیشتری دارد.

جمع‌بندی:

در این بخش آموختی که:

واکنش‌های اکسایش ـ کاهش، مبنای تولید انرژی الکتریکی هستند.
الکتروشیمی در تولید باتری‌ها، سلول‌های گالوانی، کنترل کیفیت و صنایع کاربردی اساسی دارد.
دانش در مورد الکترون، مبنای شناخت فرآیندهای شیمیایی پیشرفته است.

سلول سوختی و تولید انرژی

سؤال: در کدام روش تولید برق، اتلاف انرژی به صورت گرما بیشتر است: استفاده از سلول سوختی یا سوزاندن سوخت در نیروگاه؟ چرا؟
پاسخ: در روش سوزاندن سوخت اتلاف انرژی بیشتر است چون بخشی از انرژی شیمیایی به گرما تبدیل می‌شود؛ اما در سلول سوختی، انرژی مستقیماً به الکتریکی تبدیل می‌شود.

سؤال: چرا کارایی سلول سوختی از موتور درونسوز بیشتر است؟
پاسخ: در موتور درونسوز، بخشی از انرژی صرف گرما می‌شود، ولی در سلول سوختی هیدروژن، انرژی با بازده حدود 60% به برق تبدیل می‌شود.

سؤال: واکنش کلی در سلول سوختی هیدروژن-اکسیژن چیست؟
پاسخ:

$2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)2H_2 (g) + O_2 (g) \rightarrow 2H_2O (g)$

سؤال: در سلول سوختی هیدروژن-اکسیژن، واکنش اکسایش و کاهش در کدام الکترودها رخ می‌دهد؟
پاسخ:

آند: اکسایش هیدروژن
کاتد: کاهش اکسیژن

عدد اکسایش و تعیین گونه‌های اکسنده و کاهنده

سؤال: عدد اکسایش اتم‌های H در H₂، O در O₂ و در H₂O چیست؟
پاسخ:

H₂: صفر
O₂: صفر
H در H₂O: +1
O در H₂O: -2

سؤال: در واکنش سلول سوختی، کدام گونه اکسایش یافته و کدام کاهش؟
پاسخ:

H₂ اکسایش یافته (0 → +1) → کاهنده
O₂ کاهش یافته (0 → -2) → اکسنده

سؤال: افزایش عدد اکسایش نشان‌دهنده چیست؟
پاسخ: فرایند اکسایش (از دست دادن الکترون)

سؤال: عدد اکسایش اتم S در SO₂ و SO₃ چیست؟
پاسخ:

در SO₂: +4
در SO₃: +6

نیم‌واکنش و پتانسیل الکترودی

سؤال: نیم‌واکنش‌های مربوط به سلول سوختی هیدروژن-اکسیژن چیست؟
پاسخ:

آند (اکسایش):
$H2(g)→2H+(aq)+2e−E∘=0.00 VH_2 (g) → 2H^+ (aq) + 2e^- \quad E^\circ = 0.00\,V$
کاتد (کاهش):
$O2(g)+4H++4e−→2H2O(l)E∘=+1.23 VO_2 (g) + 4H^+ + 4e^- → 2H_2O (l) \quad E^\circ = +1.23\,V$

سؤال: emf (نیروی محرکه الکتریکی) سلول سوختی را محاسبه کنید.
پاسخ:

$Ecell∘=Eکاتد∘−Eآند∘=1.23 V−0.00 V=1.23 VE_{cell}^\circ = E_{کاتد}^\circ – E_{آند}^\circ = 1.23\,V – 0.00\,V = 1.23\,V$

سؤال: مزیت زیست‌محیطی هیدروژن نسبت به متان چیست؟
پاسخ: محصول احتراق هیدروژن فقط آب است، اما احتراق متان باعث تولید CO₂ (گاز گلخانه‌ای) می‌شود.

سلول الکترولیتی و الکترولیز

سؤال: در الکترولیز آب، کدام نیم‌واکنش در آند و کدام در کاتد انجام می‌شود؟
پاسخ:

آند (اکسایش):
$H2O(l)\toO2(g)+4H++4e-H_2O(l) \to O_2(g) + 4H^+ + 4e^-$
کاتد (کاهش):
$2H2O(l)+2e-\toH2(g)+2OH-2H_2O(l) + 2e^- \to H_2(g) + 2OH^-$

سؤال: رنگ کاغذ pH در اطراف آند و کاتد چگونه تغییر می‌کند؟ چرا؟
پاسخ:

اطراف آند: قرمز → محیط اسیدی (تشکیل H⁺)
اطراف کاتد: آبی → محیط بازی (تشکیل OH⁻)

سؤال: برقکافت سدیم کلرید مذاب چه نیم‌واکنش‌هایی دارد؟
پاسخ:

آند:
$2Cl-\toCl2(g)+2e-2Cl^- \to Cl_2 (g) + 2e^-$
کاتد:
$Na++e-\toNa(l)Na^+ + e^- \to Na (l)$
واکنش کلی:
$2NaCl(l)\to2Na(l)+Cl2(g)2NaCl (l) \to 2Na (l) + Cl_2 (g)$

سؤال: چرا افزودن CaCl₂ به NaCl مفید است؟
پاسخ: دمای ذوب را پایین می‌آورد و انرژی لازم برای ذوب کمتر می‌شود → صرفه‌جویی اقتصادی

خوردگی آهن و زنگ‌زدگی

سؤال: چرا خوردگی آهن در هوای مرطوب رخ می‌دهد؟
پاسخ: آب و اکسیژن موجب انتقال الکترون و تشکیل زنگ آهن (Fe(OH)₃) می‌شوند.

سؤال: معادله موازنه شده خوردگی آهن چیست؟
پاسخ:

$4Fe(s)+3O2(g)+6H2O(l)\to4Fe(OH)3(s)4Fe (s) + 3O_2 (g) + 6H_2O (l) \to 4Fe(OH)_3 (s)$

سؤال: در نیم‌واکنش‌های خوردگی، کدام کاهش و کدام اکسایش است؟
پاسخ:

اکسایش:
$Fe→Fe2++2e−Fe → Fe^{2+} + 2e^-$
کاهش:
$O2+4H++4e-\to2H2OO_2 + 4H^+ + 4e^- \to 2H_2O$

سؤال: چرا آهن به راحتی خورده می‌شود ولی طلا نه؟
پاسخ: چون پتانسیل کاهش آهن (0.44-) کمتر از طلا (+1.50) است → آهن راحت‌تر اکسید می‌شود.

تمرین‌های مفهومی (خود را بیازمایید)

سؤال: در واکنش $Cu2+(aq)→Cu(s)Cu^{2+}(aq) → Cu(s)$ ، کاهش یا اکسایش رخ داده است؟
پاسخ: کاهش؛ چون عدد اکسایش از +2 به 0 کاهش یافته است.

سؤال: در واکنش $C(s)\toCO(g)C(s) \to CO(g)$ ، چه فرایندی رخ داده؟
پاسخ: اکسایش؛ چون عدد اکسایش C از 0 به +2 افزایش یافته است.

سؤال: در واکنش $2Al+Fe2O3\toAl2O3+2Fe2Al + Fe_2O_3 \to Al_2O_3 + 2Fe$ ، کدام عنصر اکسنده است؟
پاسخ: Fe³⁺ → چون کاهش یافته (اکسنده است)
Al اکسایش یافته → کاهنده است

فلش‌کارت‌های مفهومی و تحلیلی | گفتار اول فصل اول – شیمی دوازدهم

فلش‌کارت‌های مفهومی (متن درس)

سؤال: چرا زندگی را می‌توان فرصت خلق آثار هنری و ماندگار دانست؟
پاسخ: زیرا انسان در این فرصت با تلاش هدفمند می‌تواند با بهره‌گیری از مواد، آثاری زیبا و جاودانه بیافریند که نمادی از شکرانه امروز و سرمایه‌ای برای آینده باشند.

سؤال: شیمی چه کمکی به هنرمندان، طراحان و مهندسان می‌کند؟
پاسخ: شیمی با شناخت رفتار مواد، امکان طراحی و ساخت آثار هنری، زیبا، مستحکم و ماندگار را فراهم می‌سازد.

سؤال: چرا آثاری مثل ظروف سفالی، فلزی یا سنگی گذشتگان تا امروز باقی مانده‌اند؟
پاسخ: چون از موادی با واکنش‌پذیری کم، استحکام بالا و پایداری زیاد ساخته شده‌اند.

سؤال: دلیل ماندگاری سنگ‌نوشته‌ها و نقوش روی صخره‌ها چیست؟
پاسخ: وجود SiO₂ که استحکام بالا و مقاومت زیادی در برابر عوامل طبیعی دارد.

سؤال: فراوان‌ترین اکسید در پوسته زمین چیست؟
پاسخ: سیلیس (SiO₂)

سؤال: تفاوت ساختاری CO₂ و SiO₂ چیست؟
پاسخ: CO₂ مولکولی و شامل مولکول‌های مجزاست، اما SiO₂ ساختاری کووالانسی شبکه‌ای دارد که اتم‌ها با پیوندهای اشتراکی به هم متصل‌اند.

فلش‌کارت‌های تحلیلی و فعالیت محور

سؤال: دلیل سرخ‌فام بودن خاک رس حاوی Fe₂O₃ چیست؟
پاسخ: وجود اکسید آهن (III) باعث رنگ قرمز مایل به قهوه‌ای در خاک می‌شود.

سؤال: هنگام پخت سفال، بیشترین کاهش جرم به کدام ماده مربوط است؟ چرا؟
پاسخ: H₂O، چون در اثر حرارت بخار شده و از خاک خارج می‌شود.

سؤال: در ترکیب خاک رس، ساختار SiO₂ جامد چگونه است؟
پاسخ: کووالانسی شبکه‌ای، با پیوندهای محکم بین اتم‌های Si و O

فلش‌کارت‌های علمی و ساختاری

سؤال: کدام ماده سخت‌تر است: CO₂ یا SiO₂؟ چرا؟
پاسخ: SiO₂، چون ساختار کووالانسی شبکه‌ای دارد که بسیار پایدار و محکم است.

سؤال: چرا نقطه ذوب CO₂ پایین‌تر از SiO₂ است؟
پاسخ: CO₂ مولکولی است و نیروهای بین مولکولی ضعیفی دارد؛ اما SiO₂ دارای ساختار شبکه‌ای قوی با پیوندهای اشتراکی است.

سؤال: الماس و گرافیت هر دو از کربن ساخته شده‌اند. پس چرا ویژگی‌های متفاوتی دارند؟
پاسخ: چون در الماس آرایش سه‌بعدی پیوندهای کووالانسی وجود دارد ولی در گرافیت آرایش دو‌بعدی با لایه‌های لغزنده است.

سؤال: گرافیت در مغز مداد اثر می‌گذارد. دلیل آن چیست؟
پاسخ: لایه‌های آن با نیروی واندروالسی ضعیف به هم متصل‌اند و به‌راحتی جدا می‌شوند.

فلش‌کارت‌های ترکیبی و مقایسه‌ای

سؤال: چرا سیلیسیم در طبیعت بیشتر به‌صورت SiO₂ یافت می‌شود نه به‌صورت خالص؟
پاسخ: چون پیوند Si-O انرژی بیشتری دارد و پایداری بالاتری نسبت به Si-Si دارد.

سؤال: گرافن چیست و چه ویژگی‌هایی دارد؟
پاسخ: تک‌لایه‌ای از گرافیت با ساختار شش‌ضلعی، بسیار نازک، مقاوم، شفاف و انعطاف‌پذیر که رسانای الکتریکی خوبی است.

سؤال: بین C (الماس) و Si، نقطه ذوب کدام بالاتر است؟ چرا؟
پاسخ: الماس، چون پیوندهای C-C قوی‌تر از Si-Si هستند.

سؤال: چرا گازهای نجیب مثل He یا Ne مولکولی محسوب می‌شوند؟
پاسخ: چون بین اتم‌هایشان برهم‌کنش واندروالسی وجود دارد و ساختار مولکولی تک‌اتمی دارند.

فلش‌کارت‌های تست‌زنی و کنکوری (ترکیبی با پایه)

سؤال: کدام ماده ساختار مولکولی دارد؟

CO₂
SiO₂
C (الماس)
گرافیت
پاسخ: 1) CO₂

سؤال: سیلیسیم به کدام دلیل در طبیعت به شکل خالص یافت نمی‌شود؟

واکنش‌پذیری پایین
انرژی پیوند بالا بین اتم‌های Si
ناپایداری پیوند Si-O
پایداری بالای ترکیب SiO₂
پاسخ: 4

سؤال: علت استفاده از الماس در ابزار برش چیست؟

هدایت حرارتی
شفافیت
سختی بالا
وزن کم
پاسخ: 3) سختی بالا

فلش‌کارت‌های محاسباتی و عددی

سؤال: درصد جرمی Fe₂O₃ در خاک رس برابر 13.32% است. این مقدار چه تأثیری دارد؟
پاسخ: باعث رنگ سرخ در سفال شده و از نظر واکنش‌پذیری، ماده‌ای با پایداری بالا در خاک است.

سؤال: اگر چگالی گرافیت 2.27 و چگالی الماس 3.51 g/cm³ باشد، به کدام می‌توان چگالی 2.27 را نسبت داد؟ چرا؟
پاسخ: گرافیت؛ چون ساختار لایه‌ای و فضاهای خالی بیشتری دارد.

فلش‌کارت‌های مفهومی: آنتالپی فروپاشی شبکه یونی

فلش‌کارت 1:
سؤال: آنتالپی فروپاشی شبکه یونی چیست؟
پاسخ: انرژی لازم در فشار ثابت برای تبدیل یک مول از ترکیب یونی جامد به یون‌های گازی مجزا است.

فلش‌کارت 2:
سؤال: آنتالپی فروپاشی NaCl و KBr چقدر است و کدام بزرگ‌تر است؟ چرا؟
پاسخ:

NaCl: +787 kJ/mol
KBr: +689 kJ/mol
NaCl بزرگ‌تر است زیرا چگالی بار یون‌ها در NaCl بیشتر از KBr است.

فلش‌کارت 3:
سؤال: رابطه میان شعاع یون‌ها و آنتالپی فروپاشی چیست؟
پاسخ:

با افزایش شعاع کاتیون یا آنیون → آنتالپی فروپاشی کاهش می‌یابد.
زیرا نیروی جاذبه یونی کمتر می‌شود.

فلش‌کارت 4:
سؤال: پیش‌بینی آنتالپی فروپاشی (KCl)؟ چرا؟
پاسخ: 717 kJ/mol → زیرا بین NaCl (787) و KBr (689) قرار دارد و اندازه‌ی یون‌هایش نیز بین این دو است.

فلش‌کارت‌های خود را بیازمایید + نمودار

فلش‌کارت 5:
سؤال: در جمله «آنتالپی فروپاشی، گرمای آزاد شده در فشار ثابت است»، کدام واژه نادرست است؟
پاسخ: «آزاد شده» نادرست است، باید بنویسیم «مصرف شده».

فلش‌کارت 6:
سؤال: در جمله «هرچه بار یون‌ها کمتر باشد، شبکه آسان‌تر فرو می‌پاشد»، کدام واژه نادرست است؟
پاسخ: «کمتر» نادرست است، باید بنویسیم «بیشتر».

فلش‌کارت 7:
سؤال: جمله درست است یا غلط؟ «آنتالپی فروپاشی هم با بار کاتیون و هم با بار آنیون رابطه مستقیم دارد.»
پاسخ: درست است؛ چون افزایش بار الکتریکی باعث افزایش نیروی جاذبه بین یون‌ها می‌شود.

فلش‌کارت 8:
سؤال: آیا می‌توان رابطه‌ای بین آنتالپی فروپاشی و نقطه ذوب در جامدهای یونی در نظر گرفت؟
پاسخ: بله؛ معمولاً هرچه آنتالپی فروپاشی بیشتر باشد، نقطه ذوب هم بالاتر است.

فلش‌کارت مدل دریای الکترونی (ویژگی‌های فلزات)

فلش‌کارت 9:
سؤال: الکترون‌های شرکت‌کننده در مدل دریای الکترونی کدامند؟
پاسخ: الکترون‌های ظرفیت؛ زیرا آزادانه در شبکه فلزی حرکت می‌کنند.

فلش‌کارت 10:
سؤال: چه چیزی باعث شکل‌پذیری فلزها در مدل دریای الکترونی می‌شود؟
پاسخ: جابه‌جایی آزاد الکترون‌ها که جلوی فروپاشی شبکه فلزی را می‌گیرند.

فلش‌کارت 11:
سؤال: دلیل درخشش (جلای فلزی) فلزات چیست؟
پاسخ: بازتاب نور از سطح فلز به دلیل وجود الکترون‌های آزاد.

فلش‌کارت ترکیب‌های رنگی و رفتار یون‌های فلزات واسطه

فلش‌کارت 12:
سؤال: چرا محلول یون +Ni² سبز دیده می‌شود؟
پاسخ: چون بخشی از نور مرئی را جذب می‌کند و بقیه‌ی نورها ترکیب شده و رنگ سبز ایجاد می‌کنند.

فلش‌کارت 13:
سؤال: دلیل تغییر رنگ محلول‌های وانادیم در حالت‌های مختلف اکسایش چیست؟
پاسخ: تفاوت در تعداد الکترون‌های d منجر به جذب نورهای مختلف و ایجاد رنگ‌های گوناگون می‌شود.

فلش‌کارت 14:
سؤال: آرایش الکترونی وانادیم در حالت‌های خنثی، +2 و +3 چیست؟
پاسخ:

V: [Ar] 3d³ 4s²
V²⁺: [Ar] 3d³
V³⁺: [Ar] 3d²

فلش‌کارت 15:
سؤال: نقش وانادیم در واکنش کاهش از V³⁺ به V²⁺ چیست؟
پاسخ: وانادیم در این واکنش کاهنده نیست، بلکه اکسنده است چون الکترون دریافت می‌کند.

🔹 فلش‌کارت خواص فلزات d-block

❓ فلش‌کارت 16:
سؤال: چرا تیتانیم در ساخت موتور جت و بدنه کشتی استفاده می‌شود؟
پاسخ:

دمای ذوب بالا
چگالی پایین
مقاومت به خوردگی و سایش بالا

❓ فلش‌کارت 17:
سؤال: آلیاژ نیتینول چیست؟ چه ویژگی خاصی دارد؟
پاسخ: آلیاژ نیکل و تیتانیم؛ آلیاژ هوشمند با توانایی بازیابی شکل اولیه.

فلش‌کارت 18:
سؤال: ویژگی‌های خاص بریلیم چیست؟
پاسخ:

سختی بالا
چگالی بسیار کم
کاربرد در صنایع فضایی مثل تلسکوپ جیمز وب

تمرین‌های ترکیبی مفهومی (دوره‌ای)

فلش‌کارت 19:
سؤال: کدام گروه‌ها شامل مواد مولکولی‌اند؟
پاسخ: گروه‌های 14 تا 17 (بویژه 15 و 16).

فلش‌کارت 20:
سؤال: سیلیسیم کاربید در کدام دسته مواد قرار می‌گیرد؟ چرا؟
پاسخ: مواد کووالانسی شبکه‌ای؛ پیوندهای کووالانسی قوی بین اتم‌ها.

فلش‌کارت 21:
سؤال: چرا ترتیب واکنش‌پذیری فلزها به صورت K > Ca > Ti است؟
پاسخ: زیرا ظرفیت انرژی یونیزاسیون در K کمتر از Ca و Ti است، پس راحت‌تر الکترون از دست می‌دهد.

فلش‌کارت 22:
سؤال: بار الکتریکی یون‌های فسفات، سیلیکات و سولفات چیست؟
پاسخ:

فسفات: -3
سیلیکات: -4
سولفات: -2

فلش‌کارت 23:
سؤال: کدام ترکیب‌ها از میان پروپان و دی‌متیل‌اتر قطبی‌اند؟
پاسخ: دی‌متیل‌اتر قطبی است چون پیوندهای قطبی C–O دارد؛ پروپان غیرقطبی است.

فلش‌کارت 24:
سؤال: کدام ترکیب راحت‌تر به مایع تبدیل می‌شود؟ چرا؟
پاسخ: دی‌متیل‌اتر؛ چون قطبیت آن باعث ایجاد نیروی جاذبه بین مولکولی قوی‌تری می‌شود.

فلش‌کارت 25:
سؤال: آیا میان رسانایی الکتریکی و حالت فیزیکی جامد یونی رابطه‌ای هست؟
پاسخ: بله؛ مواد یونی در حالت جامد رسانا نیستند اما در حالت مذاب یا محلول رسانا هستند.

فصل چهارم: شیمی، راهی بهسوی آیندهای روشنتر

فلش‌کارت 1

سؤال: بر اساس آیه ۳۹ سوره نجم، رشد و پیشرفت انسان در گرو چیست؟
پاسخ:
در این آیه آمده است: “وَ أَن لَیسَ لِلإِنسانِ إِلّا ما سَعی” یعنی هیچ چیز نصیب انسان نمی‌شود مگر تلاش خودش. پس رشد و پیشرفت انسان وابسته به تلاش هدفمند و آگاهانه اوست.

فلش‌کارت 2

سؤال: برای بالا رفتن از نردبان پیشرفت به چه چیزهایی نیاز داریم؟
پاسخ:
به انگیزه، دانش، توانایی، مهارت و زیرساخت‌های لازم نیاز داریم.

فلش‌کارت 3

سؤال: شیمی چگونه می‌تواند به آینده‌ای روشن‌تر کمک کند؟
پاسخ:
با ترکیب دانش شیمی و انگیزه و تلاش، فناوری‌هایی چون مبدل کاتالیستی، کود شیمیایی سبز و تبدیل مواد خام به مواد ارزشمند توسعه می‌یابند.

فلش‌کارت 4

سؤال: چگونه کنجکاوی بشر باعث پیشرفت علم شده است؟
پاسخ:
انسان با کنجکاوی و بهره‌گیری از هوش و تجربه، برای حل مسائل راهکار یافته که در گذر زمان به انباشت دانش و فناوری انجامیده است.

فلش‌کارت 5

سؤال: سه مورد از دستاوردهای شیمی در زندگی امروز را نام ببرید.
پاسخ:

تولید داروهای بیهوشی
فناوری تصفیه آب
تولید کودهای شیمیایی مناسب

فلش‌کارت 6

سؤال: اولین داروی بیهوشی در چه زمانی کشف شد و چه تأثیری داشت؟
پاسخ:
در اواسط دهه 1800 میلادی (حدود 1100 خورشیدی). این داروها جراحی‌ها را ایمن و آسان کردند.

فلش‌کارت 7

سؤال: شیمی چه نقشی در صنعت پوشاک و بسته‌بندی دارد؟
پاسخ:
با تولید پلاستیک‌ها، تحول در بسته‌بندی مواد غذایی، داروها و لباس‌ها ایجاد شده است.

فلش‌کارت 8

سؤال: چرا هوای آلوده به رنگ قهوه‌ای دیده می‌شود؟
پاسخ:
به دلیل وجود گازهای NO2 و O3 که در نور خورشید واکنش داده و رنگ قهوه‌ای به جو می‌دهند.

فلش‌کارت 9

سؤال: چرا با کاهش NO2، مقدار O3 افزایش می‌یابد؟
پاسخ:
زیرا NO با O3 واکنش می‌دهد و آن را از بین می‌برد؛ وقتی NO2 کم می‌شود، O3 تجمع می‌یابد.

فلش‌کارت 10

سؤال: چرا هیدروکربن‌ها در گازهای خروجی خودرو وجود دارند؟
پاسخ:
به دلیل سوخت ناقص بنزین یا گازوئیل در موتور خودروها.

فلش‌کارت 11

سؤال: معادلات تولید سه گاز آلاینده در موتور خودرو را بنویسید.
پاسخ:

CO:
$2C8H18+17O2→16CO+18H2O2C_8H_{18} + 17O_2 \rightarrow 16CO + 18H_2O$
NO:
$N2+O2→دمایبالا2NON_2 + O_2 \xrightarrow{دمای بالا} 2NO$
SO_2:
$S+O2→SO2S + O_2 \rightarrow SO_2$

فلش‌کارت 12

سؤال: طیف‌سنجی فروسرخ (IR) چه کاربردی دارد؟
پاسخ:
برای شناسایی گروه‌های عاملی در مولکول‌ها از طریق جذب پرتوهای فروسرخ توسط آنها.

فلش‌کارت 13

سؤال: چرا مواد در برابر نور مرئی رفتار متفاوتی دارند؟
پاسخ:
زیرا ساختار شیمیایی آن‌ها متفاوت است و طول‌موج‌های خاصی را جذب یا بازتاب می‌کنند.

فلش‌کارت 14

سؤال: انرژی فعالسازی چیست؟
پاسخ:
حداقل انرژی لازم برای آغاز واکنش شیمیایی را انرژی فعالسازی (Ea) می‌نامند.

فلش‌کارت 15

سؤال: چرا واکنش سوختن متان با اینکه گرماده است، نیاز به جرقه دارد؟
پاسخ:
چون برای آغاز واکنش، باید سد انرژی فعالسازی با گرما (جرقه) شکسته شود.

🔹 فلش‌کارت 16

سؤال: مبدل کاتالیستی چگونه به کاهش آلودگی کمک می‌کند؟
پاسخ:
با کاهش انرژی فعالسازی واکنش‌های بین آلاینده‌ها، آن‌ها را سریع‌تر به مواد بی‌ضرر تبدیل می‌کند.

فلش‌کارت 17

سؤال: کدام فناوری‌ها بر پایه دانش شیمی توانسته‌اند آلودگی هوا را کاهش دهند؟
پاسخ:
مبدل‌های کاتالیستی در خودروها، تصفیه هوا با طیف‌سنجی برای شناسایی آلاینده‌ها، و کودهای شیمیایی سبز.

فلش‌کارت 18

سؤال: نمودار انرژی – پیشرفت واکنش چه چیزی را نشان می‌دهد؟
پاسخ:
نشان می‌دهد که برای رسیدن از واکنش‌دهنده‌ها به فراورده‌ها باید از سد انرژی (Ea) عبور کرد.

فلش‌کارت 19

سؤال: کاربرد طیف‌سنجی در پزشکی چیست؟
پاسخ:
در MRI از برهمکنش مواد با امواج الکترومغناطیس برای تصویربرداری دقیق از بدن استفاده می‌شود.

فلش‌کارت 20

سؤال: تفاوت دو ماده با فرمول C₂H₆O در طیف IR به چه دلیل است؟
پاسخ:
به دلیل متفاوت بودن گروه عاملی (مثلاً الکل و اتر) با اینکه فرمول مولکولی یکسان دارند.

حتما! در ادامه، فلش کارت‌هایی بر اساس متن و سوالات داده شده از فصل‌های مرتبط شیمی دوازدهم (بخش تعادل شیمیایی، تولید آمونیاک، اصول لوشاتلیه و کاربردهای فناوری شیمی) برات می‌سازم. هر فلش کارت شامل سوال و جواب کوتاه و دقیق است تا برای امتحان نهایی و کنکور تجربی آماده بشی.

فلش کارت‌های شیمی دوازدهم (بر اساس متن ارائه شده)

فلش کارت 1
سؤال: چرا گیاهان نمی‌توانند نیتروژن موجود در هوا را به طور مستقیم جذب کنند؟
جواب: چون نیتروژن در هوا به صورت مولکولی (N₂) است و گیاهان نمی‌توانند آن را مستقیماً جذب کنند، باید نیتروژن را به صورت ترکیبات نیتروژندار مثل آمونیاک یا اوره به خاک اضافه کرد.

فلش کارت 2
سؤال: دامنه pH مناسب برای رشد گیاه گندم چقدر است؟
جواب: دامنه pH مناسب برای رشد گندم بین 6/8 تا 7/5 است.

فلش کارت 3
سؤال: فرمول ثابت تعادل برای واکنش:
N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) چیست؟
جواب:

$K=[NH3]2[N2][H2]3K = \frac{[NH_3]^2}{[N_2][H_2]^3}$

فلش کارت 4
سؤال: اگر در واکنش تعادلی تولید آمونیاک، غلظت NH₃ برابر 0.02، H₂ برابر 0.5 و N₂ برابر 0.4 باشد، مقدار ثابت تعادل K را چگونه حساب می‌کنیم؟
جواب:

$K=(0.02)2(0.4)(0.5)3=0.00040.4×0.125=0.00040.05=0.008K = \frac{(0.02)^2}{(0.4)(0.5)^3} = \frac{0.0004}{0.4 \times 0.125} = \frac{0.0004}{0.05} = 0.008$

فلش کارت 5
سؤال: اثر افزایش غلظت نیتروژن بر تعادل تولید آمونیاک چیست؟
جواب: تعادل به سمت تولید آمونیاک (سمت راست واکنش) جابه‌جا می‌شود تا غلظت نیتروژن کاهش یابد و تعادل جدید برقرار شود (اصل لوشاتلیه).

فلش کارت 6
سؤال: آیا ثابت تعادل K با افزایش غلظت مواد واکنش تغییر می‌کند؟
جواب: خیر، K در دمای ثابت با تغییر غلظت مواد تغییر نمی‌کند؛ فقط تعادل به جهت مصرف یا تولید مواد جابه‌جا می‌شود.

فلش کارت 7
سؤال: اگر فشار سیستم تعادلی افزایش یابد و حجم کاهش پیدا کند، واکنش به کدام سمت جابه‌جا می‌شود؟
جواب: به سمتی که تعداد مول‌های گازی کمتری دارد، چون کاهش حجم باعث افزایش فشار می‌شود و واکنش جهت کاهش فشار پیش می‌رود.

فلش کارت 8
سؤال: افزایش دما چگونه روی مقدار ثابت تعادل K و جهت تعادل اثر می‌گذارد؟
جواب: افزایش دما باعث تغییر K می‌شود. اگر واکنش گرماگیر باشد، افزایش دما K را افزایش داده و تعادل به سمت تولید محصول پیش می‌رود؛ اگر گرماده باشد، برعکس است.

فلش کارت 9
سؤال: واکنش N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃ گرماگیر است یا گرماده؟
جواب: این واکنش گرماده است، چون افزایش دما درصد مولی آمونیاک را کاهش می‌دهد.

فلش کارت 10
سؤال: در فرآیند هابر برای تولید آمونیاک، چرا فشار و کاتالیزگر استفاده می‌شود؟
جواب: فشار بالا تعادل را به سمت تولید آمونیاک جابه‌جا می‌کند، و کاتالیزگر باعث افزایش سرعت واکنش در دماهای پایین‌تر می‌شود.

فلش کارت 11
سؤال: تفاوت خام‌فروشی و فرآوری منابع طبیعی چیست؟
جواب: خام‌فروشی فروش مستقیم مواد اولیه است، در حالی که فرآوری تبدیل مواد اولیه به فراورده‌های ارزشمندتر با فناوری‌های شیمیایی است.

فلش کارت 12
سؤال: چرا افزایش فشار تأثیری روی تعادل واکنشی که تعداد مول‌های گاز در دو طرف معادله برابر است ندارد؟
جواب: چون تغییر فشار یا حجم در چنین واکنشی غلظت نسبی مواد را تغییر نمی‌دهد، تعادل جابه‌جا نمی‌شود.

فلش کارت 13
سؤال: اصل لوشاتلیه چیست؟
جواب: اگر تعادل سامانه‌ای به هر نحوی به هم بخورد، واکنش به سمتی پیش می‌رود که اثر تغییر ایجاد شده را تا حد ممکن خنثی کند.

فلش کارت 14
سؤال: چرا در فرآیند تولید آمونیاک با افزایش دما درصد آمونیاک در مخلوط کاهش می‌یابد؟
جواب: چون واکنش گرماده است و افزایش دما تعادل را به سمت واکنش‌دهنده‌ها جابه‌جا می‌کند.

فلش کارت 15
سؤال: در فرآیند هابر ـ بوش، نقطه جوش آمونیاک، نیتروژن و هیدروژن به ترتیب چند درجه سانتی‌گراد است؟
جواب: آمونیاک -33°C، نیتروژن -196°C و هیدروژن -253°C.

فلش کارت 16
سؤال: چرا برای جداسازی آمونیاک از مخلوط واکنش در فرآیند هابر دمای پایین‌تر (مثلاً 40°C-) مناسب‌تر است؟
جواب: چون نقطه جوش آمونیاک بالاتر از نیتروژن و هیدروژن است و در دمای پایین‌تر آمونیاک مایع شده و جدا می‌شود.

فلش کارت 17
سؤال: چرا در افزایش دما، سرعت واکنش هابر زیاد می‌شود ولی درصد تبدیل آمونیاک کاهش می‌یابد؟
جواب: افزایش دما انرژی فعالسازی را تامین می‌کند و سرعت واکنش را بالا می‌برد ولی به دلیل گرما‌ده بودن واکنش، تعادل به سمت واکنش‌دهنده‌ها جابه‌جا می‌شود.

حتما! در ادامه مجموعه‌ای از فلش کارت‌های سوال و جواب استخراج شده از متن کامل شیمی دوازدهم که شما دادید، آماده کردم. این فلش کارت‌ها شامل سوالات مفهومی، تشریحی، ساختاری، واکنش‌ها و مسائل کاربردی برای مرور و آماده‌سازی آزمون نهایی و کنکور تجربی است.

فلش کارت 1

سوال:
پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) از کدام دسته پلیمرهاست؟ چرا؟
جواب:
PET از دسته پلی‌استرهاست زیرا از واکنش اسید دوعاملی (ترفتالیک اسید) با الکل دوعاملی (اتیلن گلیکول) تشکیل شده است.

فلش کارت 2

سوال:
ساختار مونومرهای سازنده پلی‌اتیلن ترفتالات (PET) را رسم کنید.
جواب:

ترفتالیک اسید:
![C6H4(COOH)2]
اتیلن گلیکول:
HO-CH2-CH2-OH

فلش کارت 3

سوال:
برای سنتز پلی‌اتیلن ترفتالات چه پیشنهادی دارید؟
جواب:
واکنش تراکمی اتیلن گلیکول با ترفتالیک اسید در شرایط مناسب انجام شود تا پلی‌اتیلن ترفتالات تولید شود.

فلش کارت 4

سوال:
برای تهیه ترفتالیک اسید از پارازایلن چه تغییری باید در ساختار پارازایلن ایجاد شود؟
جواب:
گروه‌های متیل (CH3) باید به گروه‌های کربوکسیل (COOH) اکسایش یابند تا پارازایلن تبدیل به ترفتالیک اسید شود.

فلش کارت 5

سوال:
عدد اکسایش اتم‌های کربن ستاره‌دار در پارازایلن و ترفتالیک اسید را تعیین کنید.
جواب:

در پارازایلن، کربن‌های متصل به گروه‌های متیل عدد اکسایش -3 دارند.
در ترفتالیک اسید، کربن‌های مربوط به گروه‌های کربوکسیل عدد اکسایش +3 دارند.

فلش کارت 6

سوال:
کدام دسته مواد برای تبدیل پارازایلن به ترفتالیک اسید مناسب‌تر است؟ اکسنده‌ها یا کاهنده‌ها؟ چرا؟
جواب:
اکسنده‌ها مناسب‌اند، زیرا پارازایلن باید اکسایش یابد تا گروه‌های متیل به کربوکسیل تبدیل شود.

فلش کارت 7

سوال:
عدد اکسایش اتم منگنز در یون پرمنگنات (MnO4-) چند است و پس از تبدیل به منگنز (IV) اکسید چند می‌شود؟
جواب:
عدد اکسایش Mn در پرمنگنات 7+ است و در منگنز (IV) اکسید 4+ می‌شود. تغییر عدد اکسایش = 3 واحد کاهش.

فلش کارت 8

سوال:
آیا انرژی فعالسازی واکنش اکسایش پارازایلن به ترفتالیک اسید زیاد است یا کم؟ چرا؟
جواب:
انرژی فعالسازی زیاد است، زیرا واکنش اکسایش چند مرحله‌ای و دشوار است و نیاز به شرایط دمایی بالا دارد.

فلش کارت 9

سوال:
اتن چگونه به اتیلن گلیکول تبدیل می‌شود؟
جواب:
اتن با محلول آبی و رقیق پتاسیم پرمنگنات در شرایط مناسب واکنش داده و اتیلن گلیکول تولید می‌شود.

فلش کارت 10

سوال:
چرا بازیافت پلی‌اتیلن ترفتالات اهمیت دارد؟
جواب:
چون PET زیست‌تخریب‌پذیر نیست و باعث آلودگی محیط زیست می‌شود، بازیافت آن برای کاهش پسماند و حفاظت از محیط ضروری است.

فلش کارت 11

سوال:
روش‌های اصلی بازیافت PET چیست؟
جواب:

شستشو، ذوب و دوباره استفاده از پلاستیک.
خرد کردن به پرک و استفاده در تولید محصولات جدید.
بازیافت شیمیایی برای بازگرداندن به مونومرها.

فلش کارت 12

سوال:
چگونه متانول صنعتی تولید می‌شود؟
جواب:
گاز کربن مونوکسید (CO) با هیدروژن (H2) در حضور کاتالیزگر، دما و فشار مناسب واکنش داده و متانول تولید می‌شود:
CO + 2H2 → CH3OH

فلش کارت 13

سوال:
روش تولید گاز کربن مونوکسید و هیدروژن چیست؟
جواب:
گاز متان (CH4) با بخار آب واکنش داده و در حضور کاتالیزگر تبدیل به CO و H2 می‌شود:
CH4 + H2O → CO + 3H2

فلش کارت 14

سوال:
چرا گاز متان واکنش‌پذیری کمی دارد؟
جواب:
چون پیوندهای C-H در متان بسیار قوی و پایدار هستند و برای شکستن آنها انرژی بالایی لازم است.

فلش کارت 15

سوال:
تعریف شیمی سبز چیست؟
جواب:
شیمی سبز شاخه‌ای از شیمی است که به طراحی واکنش‌ها و مواد با کمترین آسیب به محیط زیست، کاهش پسماند و افزایش بازده واکنش می‌پردازد.

فلش کارت 16

سوال:
کدام واکنش از دیدگاه بازده اتمی بهتر است؟
a) C6H6 + H2SO4 + NaOH → A + X + Y
b) C6H6 + C3H6 + O2 → A + Z
جواب:
واکنش b بهتر است، زیرا تمام اتم‌ها به مواد ارزشمند تبدیل شده و پسماند کمتری دارد.

فلش کارت 17

سوال:
در واکنش تعادلی گازی گرماگیر، با افزایش دما در فشار ثابت، ثابت تعادل (K) چه تغییری می‌کند؟
جواب:
K افزایش می‌یابد چون واکنش گرماگیر است و با افزایش دما واکنش به سمت محصول بیشتر می‌رود.

فلش کارت 18

سوال:
تفاوت انرژی فعالسازی و آنتالپی واکنش چیست؟
جواب:

انرژی فعالسازی: انرژی لازم برای شروع واکنش.
آنتالپی: تغییر کلی انرژی در واکنش (گرماده یا گرماگیر بودن).

فلش کارت 19

سوال:
واکنش تعادلی $N2O4↔2NO2\mathrm{N_2O_4 \leftrightarrow 2 NO_2}$ در دمای ثابت اگر حجم کاهش یابد، مقدار محصولات چگونه تغییر می‌کند؟
جواب:
با کاهش حجم، تعادل به سمت سمت با تعداد مول کمتر (N2O4) می‌رود و مقدار NO2 کاهش می‌یابد.

فلش کارت 20

سوال:
عدد اکسایش کربن ستاره‌دار در متانول و ترفتالیک اسید چقدر است؟
جواب:

متانول: کربن ستاره‌دار عدد اکسایش -2.
ترفتالیک اسید: کربن‌های کربوکسیل عدد اکسایش +3.

فلش کارت 21

سوال:
معادله واکنش تبدیل پارازایلن به ترفتالیک اسید با پتاسیم پرمنگنات را بنویسید.
جواب:
$C6H4(CH3)2+KMnO4→C6H4(COOH)2+MnO2+KOH+H2O\mathrm{C_6H_4(CH_3)_2 + KMnO_4 \rightarrow C_6H_4(COOH)_2 + MnO_2 + KOH + H_2O}$ (توازن شده)

فلش کارت 22

سوال:
متانول چگونه می‌تواند در بازیافت شیمیایی PET کاربرد داشته باشد؟
جواب:
PET با متانول واکنش می‌دهد و به مونومرهای سازنده یا مواد مفید تبدیل می‌شود که قابل استفاده در تولید مجدد پلیمرها هستند.

فلش کارت 23

سوال:
چرا سالانه مقدار زیادی پلاستیک وارد اقیانوس‌ها می‌شود و این مشکل چیست؟
جواب:
زیرا پلاستیک‌ها زیست‌تخریب‌پذیر نیستند و باعث آلودگی محیط و آسیب به جانوران دریایی می‌شوند.

فلش کارت 24

سوال:
تولید پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر چه مزیتی نسبت به پلیمرهای نفتی دارد؟
جواب:
پلیمرهای زیست‌تخریب‌پذیر به سرعت تجزیه شده و کمتر به محیط زیست آسیب می‌رسانند.

فلش کارت 25

سوال:
پلیمر PET چگونه ساخته می‌شود؟ (مراحل کلی)
جواب:
سنتز PET از واکنش اتیلن گلیکول با ترفتالیک اسید در واکنش تراکمی با حذف آب است.

علی صبوری

خدمات

زمینه های کاری

محصول

نرم افزار کامپیوتر

شرکت دارویی