--->> سری یازدهم سولات آمادگی برای بیستمین المپیاد شیمی <<---

[amir-tavakoli]

سلام به همگی.... میلاد مسعود پیامبر اکرم (ص) و امام جعفر صادق رو به همه ی مسلمانان باالاخص اهالی این سایت تبریک میگم.
......................................................................................................................
اینم سوالات این سری که امیدوارم حل کنید و لذت ببرید.... شایدم چیز جدیدی یا گرفتید!
......................................................................................................................
سوال 1 - شیمی آلی - امتیاز: 5) از سوختن 5,6 گرم از یک ترکیب آلی (با جرم مولکولی 130 گرم بر مول) ، 5,3 لیتر مخلوط کربن دی اکسید و کربن مونوکسید در 300 کلوین و فشار 101325 پاسکال به همراه مقداری آب که با دادن 5970,143 ژول گرما تبخیر میشود. فرمول مولکولی این ترکیب آلی و تمام ایزومرهای ممکن برای این ترکیب آلی را رسم کنید.
(اطلاعات مسئله: آنتالپی تبخیر آب در 100 درجه سانتی گراد برابر 40,7 کیلوژول بر مول و ظرفیت گرمایی ویژه آب هم 4,184 ژول بر مول کلوین است)
متوجه شدیم که این ترکیب آلی خاصیت اسیدی دارد. برای بررسی بیشتر این موضوع ابتدا از واکنش محلول این ترکیب آلی با سود سوزآور نمک سدیم آن را بدست آوردیم. سپس محلول 0,3 مولار این نمک را تهیه کردیم. با استفاده از بورت قطره قطره به 200 میلی لیتر از این محلول، 2 لیتر از محلول هیدروکلریک اسید 0,1 مولار اضافه کردیم ولی چون شناساگر مناسبی نداشتیم متوجه نشدیم چه مقدار از اسید صرف واکنش با نمک سدیم ترکیب آلی شده است. ولی خوشبختانه به مقدار کافی MnO2 داریم و از واکنش آن با محلول باقی مانده 123 میلی لیتر گاز کلر در همان شرایط اولیه (از نظر فشار و دما) بدست آمد. حال ترکیب آلی مجهول را شناسایی کنید.
(راهنمایی: اسید کلریدریک اسید میتواند با پیوند دوگانه در آلکنها واکنش افزایشی انجام دهد. مثلا از واکنش هیدروکلریک اسید با اتن، کلرو اتان حاصل میشود.)
......................................................................................................................
سوال 2 - ترمو شیمی در شیمی آلی - امتیاز: 4,867) همانطور که میدانیم گرافیت ساختاری لایه ای دارد و هر لایه آن شبکه ای گسترده از پیوندهای کووالانسی متصل به هم است که کاملا مسطح هستند. الف) مسطح بودن ساختار گرافیت را توجیه کنید و علت رسانایی آن را توضیح دهید.
ب) با توجه به قسمت الف بخشی از ساختار یک لایه از گرافیت را رسم کنید و استدلال کنید در n حلقه از گرافیت چند اتم کربن، چند پیوند سیگما و چند پیوند پای(یا پی) وجود دارد.
ج) اگر بخواهیم که این n حلقه را نابود کنیم و به اتمهای کربن تفکیک کنیم چه مقدار انرژی نیاز داریم؟
(انرژی پیوند C---C برابر 347 کیلوژول بر مول و انرژی پیوند C=C برابر 619 کیلوژول بر مول است.)
د) برای الماس مقدار آنتالپی استاندارد تشکیل برابر 1,895 و مقدار انرژی آزاد استاندارد تشکیل(دلتا G صفر تشکیل) برابر 2,866 کیلوژول بر مول است. با فرض اینکه S[SUP]0[/SUP] گرافیت برابر 5,694J/mol*K باشد، آنتروپی مطلق الماس (S[SUP]0[/SUP] الماس) را محاسبه کنید.(تمام مقادیر در دمای 298 کلوین محاسبه شده اند.)
هـ) می دانیم چگالی گرافیت و الماس 3,27 و 3,52 گرم بر سانتی متر مکعب است ولی نمیدانیم کدامیک برای کدام است! خودتون این را تشخیص دهید و تفاوت مولی آنتالپی و انرژی درونی را برای تبدیل گرافیت به الماس حساب کنید. (راهنمایی: میدانیم (dH=dU+d(PV)
......................................................................................................................
سوال 3 - شیمی آلی - امتیاز: 2,25) نام هیدروکربنی با فرمول ساختاری 2HC=CH--CH(CH2CH3)--CH(OH)CH3 به روش آیوپاک چیست؟
......................................................................................................................
سوال 4 - ساختار اتم در شیمی آلی - امتیاز: 2,5) در مولکول C60 چند پیوند سیگما و پای داریم؟
......................................................................................................................
سوال 5 - ترمو شیمی در شیمی آلی - امتیاز: 2,84) با استفاده از واکنش زیر می خواهیم استیلن را به بنزن تبدیل کنیم:
[center:578b59d65a](3C2H2(g)----->C6H6(g[/center:578b59d65a]
اندازه تغییر آنتاپی سوختن C2H2 و C6H6 به ترتیب 1255,5 و 3166,3 کیلوژول بر مول است.
الف) تغییر آنتالپی واکنش فوق را بر حسب کیلوژول بر مول محاسبه کنید.
ب) به نظر شما انجام این واکنش از نظر ترمودینامیکی خودبه خودی است؟ چرا؟
ج) انتظار دارید میزان پیشروی واکنش در دماهای بالا نسبت به دماهای پایین بیشتر باشد یا کمتر؟ چرا؟
......................................................................................................................
سوال 6 - ریاضی در ساختار اتم - امتیاز: 3,9) ماده فرضی A[SUB]20[/SUB]B[SUB]30[/SUB] را در نظر میگیریم. اگر عنصر A از ایزوتوپهایی به جرم 35,3 و 37,3 و عنصر B از ایزوتوپهایی به جرم 60,2 و 62,2 تشکیل شده باشد، چند مولکول A[SUB]20[/SUB]B[SUB]30[/SUB] با جرمهای متفاوت میتوانیم داشته باشیم؟
......................................................................................................................
سوال 7 - سینتیک - امتیاز: 3) دو واکنش با انرژی فعالسازی متفاوت در دمای اتاق سرعت یکسانی دارند. کدام گزینه سرعت این دو واکنش را در دمای بالاتر به درستی توصیف میکند؟
الف) واکنش با انرژی فعالسازی بیشتر سریعتر خواهد بود.
ب) واکنش با انرژی فعالسازی کمتر سریعتر خواهد بود.
ج) هر دو واکنش سرعت یکسانی خواهند داشت.
د) به اطلاغات بیشتری برای اظهار نظر نیاز است.
......................................................................................................................
سوال 8 - استوکیومتری در شیمی آلی - امتیاز: 5) الف)در یک سیلندر مقداری از هیدروکربن A با درجه سیرنشدگی 4 را به همراه مقدار اضافی اکسیژن می سوزانیم و وقتی به حالت اولیه بر میگردانیم (که در این دما آب در فاز گازی موجود است) تغییر حجمی مشاهده نمیکنیم. هیدروکربن را مشخص کنید.
ب) 6 مول از هیدروکربن B که با هیدروکربن A همولوگ و همرده است(یعنی با همان در جه سیر نشدگی 4) را به همراه 1 مول از هیدروکربنی با درجه سیرنشدگی 2 داخل همان سیلندر به همراه مقدار اضافی اکسیژن می سوزانیم. باز هم تغییر حجمی مشاهده نمیکنیم. در صورتی که تعداد کربنهای C 5 واحد بیشتر باشد، B و C را شناسایی کنید. تمامی ایزومرهای A و B و C را هم رسم کنید که خدا رو خوش بیاد.
......................................................................................................................
سوال 9 - پیوند های شیمیایی - امتیاز: 1,75) کدام گزینه صحیح نیست؟
الف) به علت وجود یک الکترون والانس در فلزات قلیایی که در پیوند فلزی شرکت میکند، پیوند فلزی در این فلزات ضعیف است.
ب) فلزات دارای تفاوت زیاد میان دماهای ذوب و جوش هستند.
ج) هنگام ذوب فلز ، هم ساختار بلوری فلز در هم میریزد و هم پیوند فلزی میان اتمها میشکند.
د) هنگام تبخیر فلز مایع، یا به اتمهای سازنده خود تبدیل میشود و یا به مولکولهای گازی شکل فلز تبدیل میشود.
......................................................................................................................
سوال 10 - شیمی معدنی - امتیاز: 1) پایدارترین آلوتروپ گوگرد کدام است؟
الف) اورتورومبیک ب) منوکلینیک ج) بی شکل د) هیچیک
......................................................................................................................
سوال 11 - پیوند های شیمیایی - امتیاز: 2,25) در کدام یک از مولکولهای زیر تعداد پیوندهای داتیو کمتر است؟
الف) فسفات ب) سولفات ج) پرکلرات د) کلرات
......................................................................................................................
سوال 12 - مایعات و جامدات - امتیاز: 3,15) چرا نقطه جوش BF3 بیشتر از NF3 است؟
......................................................................................................................
سوال 13 - مایعات و جامدات - امتیاز: 3) اگر مولکولهای آب و کربن دی اکسید با یکدیگر بر همکنش داشته باشند، نیروهای بین مولکولی آنها کدام است؟
الف) پیوند هیدروژنی ب) لاندن ج) دو قطبی ـ دو قطبی القایی
د) یون دو قطبی هـ) دوقطبی القایی ـ دوقطبی القایی
......................................................................................................................

 

[najafi2020]

امیر این امتیاز ها چی هستن؟

 

[amir-tavakoli]

این امتیازها رو انجمن جهانی شیمی محض اعلام کرده!!!

 

[parastoo]

ولی گفته بودن از سینتیک سوال نمیاد!!!

 

[amir-tavakoli]

نمیدونم امسال چطوری باشه. آقای محمد بهرامی(طلای جهانی شیمی چند سال پیش) که الان تو باشگاه شیمی فیزیک دوره رو درس میدن و اشراف کامل بر چگونگی طرح سوالای مرحله دوم دارن و فکر کنم یکی از طراحان باشن گفتن که واسه مرحله دوم منابع طرح سوالا ایناست: شیمی 1 و 2 و 3 و پیش دانشگاهی به همراه جلد اول مورتیمر. حالا نمیدونم امسال قراره از مباحث شیمی پیش هم سوال بدن یا نه. ولی احتمالش باید کم باشه.
..............................................................................................................................................
حالا این همه سوال با حال دیگه چرا به این یه دونه گیر دادی!!! سولایی که امتیازشون پنجه از اون سوالای باحالن!!!
.............................................................................................................................................

 

[parastoo]

نه اخه گفته بودن که سینتیک و الکتروشیمی حذفه تا اخر المپیاد خب حالا چی کار کنیم؟پیشو بخونیم ؟نخونیم؟ چی کار کنیم؟

 

[amir-tavakoli]

مواظب باشید موضوع تاپیک تغییر نکنه چون فقط باید جواب سوالا نوشته بشه و بحث روی سوالات(آقا خلینا میبینید من چقدر به قوانین تالار مقید هستم!!!!!)
یه تاپیک دیگه بساز با همین عنوان چون باید موضوع مهمی باشه.

 

[amir-tavakoli]

با توجه به استقبال گسترده بچه های شیمی و همچنین عنایت بچه های ریاضی این تاپیکو از 4 صفحه بعد نجات دادم

 

[heidar]

سوال 11: گزینه "الف" درسته
اولا همه ی ذراتی که تو گزینه ها مطرح شدن یونن نه مولکول!
با رسم ساختار لوویس یون های گفته شده
فسفات: 1 پیوند داتیو داره
سولفات: 2 پیوند داتیو داره
پرکلرات: 3 پیوند داتیو داره
و کلرات هم 2 پیوند داتیو داره

سوال10: گزینه "الف" درسته
آلوتروپی از گوگرد که از نظر ترمودینامیکی در دمای معمولی پایدارتره گوگرد اورتورومبیکه، بد نیست بدونید که گوگرد اورتو رومبیک گوگرد هشت وجهی نام داره که به رنگ زرد روشنه.وقتی گوگرد اورتو رومبیک را تا دمای 6/95 سلسیوس حرارت بدیم ، به کندی به آلوتروپی دیگر به نام گوگرد مونوکلینیک تبدیل می شه.گوگرد مونوکلینیک جامدی به رنگ زرد تیره هست و مانند لاستیک کش می یاد و بلورهای سوزنی شکل داره. اگر گوگرد مونوکلینیک را سرد کنیم دو باره به گوگرد اورتو رومبیک تبدیل می شه فرمول این دو آلوتروپ گوگرد S8 است

 

[heidar]

سوال 6 : فکر کنم:
اگه جرم اتمی A رو a و a+2 و جرم اتمی B رو b و b+2 در نظر بگیریم حداقل جرم مولکول A20B30 میشه 20a+30b و حداکثرشم می شه 20a+30b+100 حالا ما هر یکدونه که از ایزوتوپ سبکتر A یا B کم کنیم و به ایزوتوپ سنگین ترشون اضافه کنیم به جرم مولکول حاصل 2 تا اضافه می شه و بدیهیه که اختلاف جرم هر دو مولکول که جرم هاشون پشت سر هم باشه 2 تاست پس تعداد مولکول ها با جرم متفاوت می شه 1+100/2 که می شود 51 جرم متتفاوت
ان شاءالله که درست باشه

سوال 3 : 3- اتیل4-پنتن2- ال

 

[heidar]

سوال 4 : در مولکول C60 (باکی بال) هر مولکول کربن با یه پیوند 2 گانه (پای) و دو پیوند 1 گانه (سیگما) به 3 کربن دیگه وصله و 60 کربن هم داریم پس کلاً 90 تا پیوند داریم
تعداد پیوند های پای: چون به هر کربن 1 پیوند پای وصله پس 60 پیوند دوگانه داریم اما هر پیوند بین دو تا کربن مشترکه پس هر پیوند رو دو بار شمردیم و تعداد پیوند های پای برابر 2/60 هست که می شه 30
تعداد پیوند های سیگما هم همین شکلی رو هم همین شکلی حساب می کنیم که می شه 60

سوال 13 : فکر کنم
نیروی بین مولکولی که بین آب و کربن دی اکسید می تونه وجود داشته باشه دو قطبی – دوقطبی هست
آب که همیشه قطبیه و همیشه دوقطبی هستش و کربن دی اکسید ناقطبیه و لحظه ای دو قطبی می شه پس نیروی بین آب و کربن دی اکسید می شه دو قطبی – دوقطبی القایی که می شه گزینه ی "ج"

 

[amir-tavakoli]

سوال 3 کاملا درست... نکتش این بود که گروه هیدروکسیل بر پیوند دوگانه ارجحیت داره.
..............................................................................................
سوال 4 یه مقدار مشکل داره... دقت کن که هر پیوند دوگانه از یک پیوند پای (ناشی از همپوشانی پهلو به پهلوی اوربیتالهای P) و یک پیوند سیگما( ناشی از همپوشانی سر به سر اوربیتالهای هیبریدی sp2) تشکیل میشه... دیگه بقیشو خودت درست کن.
..............................................................................................
سوال 6 کاملا درست... بهترین روش رو انتخاب کردی!
..............................................................................................
سوال 10 کاملا درست... ممنون از توضیحات ضمیمه!
..............................................................................................
سوال 11 هم کاملا درست.
..............................................................................................
سوال 13 هم میشه پیوند هیدروژنی... اینکه آب قطبیه قبول واینکه کربن دی اکسید هم ناقطبیه بازم قبول. ولی کربن دی اکسید پیوندهای شدیدا قطبی C=O داره که میتونن با آب پیوند هیدروژنی برقرار کنن. پیوند هیدروژنی فقط وقتی بوجود نمیاد که H متصل به N یا O یا F در دسترس N یا O یا F قرار بگیره.
..............................................................................................