سری دهم سوالات امادگی برای المپیاد شیمی

[parastoo]

[JUSTIFY]
[/JUSTIFY][JUSTIFY]
1)سولفوریک اسید از واکنش کاتالیزوریSO2بهSO3 جذب سولفات در سولفوریک غلیظ و تشکیل اولئوم
که 20درصد وزنی سولفات دارد و سپس رقیق کردن اولئوم به دست می اید گازی که از محفظه کاتالیزور خارج می شود نیتروژن اکسیژن مقدار جزیی SO2 و10 درصد حجمی SO3 دارد SO3به سولفوریک اسید 98درصد وزنی ویا اولئوم تبدیل میشود[/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]الف)فرض کنید اولئوم تنها محصول تشکیل شده باشد وزن اب لازم برای 1000 مترمکعب گاز خارج شده از محفظه کاتالیزور(273کلوین 101.3کیلوپاسکال) و وزن اولئوم تولید شده را حساب کنید [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]ب)فرض کنید تنها سولفوریک اسید98% تولید شده است وزن اب لازم و وزن محصول به دست امده را حساب کنید [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]ج)سولفوریک اسید 98% و اولئوم در صنعت با نسبت وزنی x = m1/m2 تولید میشود که در انm1وزن اولئم وm2 وزن سولفوریک اسید98% است معادله ای پیدا کنید (y = f(x) که رابطه بین وزن اب مصرف شده برای 1000 متر مکعب گاز را توصیف کند شان دهید که نتایج الف و ب با معادله ریاضی به دست امده به خوبی سازگار است [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]2)سیستم تناوبی عناصر در دنیای سه بعدی ما بر اساس چهار عدد کوانتومی الکترون استوار است
n = 1,2,3 و (-l =0,1,2 ,n-1 ) m =0,+1,-1,+2,-2…+l.-l) ) (ms=+1/2,1/2 بنابراین در یک دنیای دو بعدی سیستم تناوبی براساس سه عدد کوانتومی الکترون استوار است n و ml و ms که در اینجا ml نقش ترکیبی از دنیای سه بعدی را دارد سوالات زیربه این دنیای دو بعدی مربوط می شود [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]الف)چهارتناوب اول از جدول تناوبی عناصر در دنیای دو بعدی رسم کنید این عناصر را بر اساس بار موثر هسته انها شماره گذاری کنید [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]ب)اوربیتالهای هیبریدی عناصری با n =2 را رسم کنید کدام عنصر اساس شیمی الی در دنیای دو بعدی است؟<
همرده های اتان و اتن و سیکلو هگزان را در دنیای دو بعدی پیدا کنید چه نوع ترکیبات حلقوی اروماتیک امکان پذیر است؟ [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]ج)چه قواعدی در دنیای دو بعدی با قواعدهشتایی و18 الکترون در دنیای سه بعدی مطابقت دارد؟ [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]د)نظامهای مربوط به انرژی نخستین یونش عناصر دوبعدی با n =2 را با استفاده از نمودار پیش بینی کنیدالکترونگاتیوی عناصر در جدول تناوبی دوبعدی چگونه افزایش می یابد؟ [/JUSTIFY][JUSTIFY][/JUSTIFY][JUSTIFY]ه)ترکیبات دوتایی ساده از عناصر( n =2) با z =1 را در نظر بگیرید ساختار لوویس انهارا رسم کنید
شکل هندسی را پیش بینی کنیدو همرده ها انها را در دنیای سه بعدی پیش نهاد کنید[/JUSTIFY]

 

[parastoo]

ببخشید که تایپ سوالا بد شده برای مشاهده بهتر میتونید به قسمت نقل قول برید

 

[parastoo]

در دنیای دوبعدی از جدول تناوبی هیبرید spو sp2 برقراره
عنصر حیات شیمی الی هم عدداتمیش میتونه 5 باشه وترکیبات اروماتیک حلقوی هم وجود نخواهد داشت زیرا اگه ارایش sp2 بشه دیگه هیچ الکترونی باقی نمیمونه
قاعده هشتایی هم با قاعده ششتایی وقاعده 18 الکترون با قاعده 14 الکترون مطابقت پیدا میکنه.

 

[amir-tavakoli]

این تاپیکو 4 صفحه بعد پیدا کردم! نمیدونم چرا هیچکس یه نظرم نداده بود چون سوالی مثل سوال 2 به نظرم بحث برانگیزه!
...............................................................................................................................................................
1. نظر من:
چون گفته SO3 جذب سولفات تو سولفوریک اسید غلیظ میشه، پس ما باید یه مقدار از SO3 ای که از محفظه خارج میشه رو تبدیل به H2SO4 کنیم. چون اگه اینطور فکر نکنیم با اطلاعات مسئله نمیتونیم بفهمیم واسه ساختن 100 گرم اولئوم چقدر SO3 به کار بردیم. البته یه جور دیگه هم میشه فکر کرد. اینکه SO3 اصلا به H2SO4 تبدیل نمیشه و هر چقدر SO3 داریم فقط جذب سولفوریک اسید میشه که اینطوری دیگه ما به آبی نیاز پیدا نمیکنیم و هرچقدر آب میخاستیم قبلا تو ساختن اون سولفوریک اسید غلیظ بوده. جرم SO3 رو از روی فشار و دما و ده درصد حجم داده شده حساب میکنیم. تو قسمت ب هم مطلب خاصی نیست چون تمام SO3 تبدیل به H2SO4 میشه.
جوابم با توجه به چیزایی که گفتم:
1. 13,923 کیلوگرم آب و 371,289 کیلوگرم اولئوم.
2. 89,341 کیلوگرم آب و 446,707 کیلوگرم H2SO4 نود و هشت درصد.
...............................................................................................................................................................
2. خیلی سوال فکر برانگیزیه! من نمیفهمم از کجا تو صورت سوال نتیجه گرفته شده که: چون در دنیای سه بعدی سیستم تناوبی عناصر بر اساس 4 عدد کوانتومی الکترون استواره پس تو یه دنیای دو بعدی میشه یه دونه کمتر. به نظرم باید هرچیزی که تو دنیای سه بعدی ما بیشتر از دو بعد رو شامل بشه باید تو این دنیا وجود نداشته باشه. یعنی فقط طول و سطح.
اگه بخایم تو سیستم تناوبی بررسی کنیم خوب n میتونه وجود داشته باشه چون به فاصله از هسته ربط داره. فکر کنم یه چیزی شبیه l هم باید وجود داشته باشه. چون l هم به جورایی به فاصله از هسته ربط داره ولی ml نمیتونه وجود داشته باشه. ml جهت گیری اوربیتالها رو تو فضا نشون میده و واسه یاون دنیا تفاوتی بین سه تا اوربیتال p وجود نداره. البته شکل فضایی اوربیتال هم واسه اونا بی معنیه چون اصلا نمیفهمن حجم چیه. ms هم نمیدونم باید چطوری راجع بهش حرف زد. اینکه الکترون ساعت گرد میچرخه یا پاد ساعت گرد واسه اونا فرقی هم میکنه؟ اصلا اونا الکترونو چطوری فرض میکنن؟ یه دایره؟ یعنی چی ml نقش ترکیبی از دنیای سه بعدی رو داره؟ این n و ml و ms همونایی هستن که تو دنیای ما وجود دارن؟ اگه اینطوریه که با اون حرفی که بالا زدم در تناقضه. اگه نباشه پس میتونه چه عددایی رو اختیار کنه؟
به نظرم جدول تناوبی تو این دنیا باید تعداد تناوب خیلی بیشتری داشته باشه!
................................................................................................................................................................

 

[parastoo]

ولی من اب رو 14.7 کیلو گرم اوردم اگه بخواین روشمو میگم! (اولی)

 

[amir-tavakoli]

ولی من اب رو 14.7 کیلو گرم اوردم اگه بخواین روشمو میگم! (اولی)

با اون توضیحی که من دادم؟

 

[parastoo]

61.56 کیلو اب میشه
اگه تعداد مول سولفات رو در گاز خروجی به دست بیاریم که میشه 4.462 کیلومول بعدش وزن سولفات رو در 100 کیلوگرم اولئوم حساب کنیم که میشه 1.0655کیلومول
با SO3 حاصل از تفکیک سولفوریک اسید هم جمع میکنیم که این به دست اومد)که در همین 100 کیلوگرم0.8157 کیلومول یا 14.7 کیلوگرم اب وجود داره در نتیجه برای 1000متر مکعب گاز 4.462رو بر1.0655 تقسیم و ضربدر 14.7 میکنیم میشه61.56کیلوگرم وزن اولئوم هم به همین روش میشه 419 کیلوگرم

 

[parastoo]

قسمت ج سوال1 چی؟
در مورد سوال 2 اره چرا ml روکه جهت گیری اوربیتال در فضاروداده مگه در دنیای دو بعدی جهت گیری هم هست ؟ نیست دیگه. یعنی روی سوال اشتباهه؟!!

 

[amir-tavakoli]

61.56 کیلو اب میشه
اگه تعداد مول سولفات رو در گاز خروجی به دست بیاریم که میشه 4.462 کیلومول بعدش وزن سولفات رو در 100 کیلوگرم اولئوم حساب کنیم که میشه 1.0655کیلومول
با SO3 حاصل از تفکیک سولفوریک اسید هم جمع میکنیم که این به دست اومد)که در همین 100 کیلوگرم0.8157 کیلومول یا 14.7 کیلوگرم اب وجود داره در نتیجه برای 1000متر مکعب گاز 4.462رو بر1.0655 تقسیم و ضربدر 14.7 میکنیم میشه61.56کیلوگرم وزن اولئوم هم به همین روش میشه 419 کیلوگرم

واکنش کاتالیزوری شامل تبدیل SO2 به SO3 هستش. تو گاز خروجی ما یون سولفاتی نداریم که! نمیدونم اونی که بدست آوردی از کجاست؟
وزن سولفات توی 100 کیلوگرم اولئوم 20 کیلوگرمه که تعداد مولش میشه 96/20000 یعنی208,33 مول. اون 1.0655 کیلومول از کجاست؟

 

[amir-tavakoli]

قسمت ج سوال1 چی؟

جوابم با توجه به توضیحات:

y=m2*X*(20/100)+(3,75/100)*m2​

این معادله فقط واسه وقتی خوبه که m2 صفر نباشه چون X تعریف نشده میشه. میتونیم بر حسب m1 هم این معادله رو بنویسیم:​

(y=m1/X*(3.75/100)+ m1*(20/100​

وقتی m1 صفر باشه X صفر میشه و باز میرسیم به کسر 0/0 که مبهمه!​

وقتی m2 و m1 صفر بودن اون موقع برای به دست آوردن جرم آب لازم باید از (m1*(20/100 و (3,75/100)*m2 استفاده کنیم.​

 

[parastoo]

مگه سوال نگفته که می خواد اولئوم بسازه ؟ خب توی 1000m3 گاز ما 100m3 سولفاته وSO2 هم به مقدار ناچیزه حالا ما باید از اون 100m3سولفات اولئوم بسازیم که همون طور که روی سوال گفته باید سولفات رو در سولفوریک اسید غلیظ حل کرد و بعد رقیق کرد
خب20کیلوگرم سولفات مگه 0.2498 کیلومول نمیشه؟80.06/20kg )
1.0655 هم از جمع سولفات خودش با اون 80درصد سولفوریک اسیدی که وقتی تفکیک میشه 0.8157 کیلومول سولفات میده

 

[amir-tavakoli]

آخه تا اونجایی که من میدونم به SO3 میگن سولفور تریوکسید یا گوگرد تری اکسید یا گوگرد(VI) اکسید. تو صورت سوال هم گفته سولفات به نظرم اشتباهه. اینا فرق دارن بابا ! منم محاسباتم بر اساس این بود که منظورش از سولفات همون یون -SO42 باشه.
اینطوری همون که خودت گفتی میشه. 61,56 کیلوگرم آب.

 

[amir-tavakoli]

معادله ها هم به اینصورت تغییر میکنن:
[center:62068b3e1f]y=m2*X*(20/100)+(14,694/100)*m2[/center:62068b3e1f]
[center:62068b3e1f](y=m1/X*(14,694/100)+ m1*(20/100[/center:62068b3e1f]

 

[parastoo]

درسته و معادله اخر 61.55x+83.79/x+0.9378=y