مورد تخصصی صبح، گزینه‌ها را یادم نیست

سؤال شماره ۶ صبح در مورد موارد تخصصی؛ به یاد دارم چنین سؤالی وجود داشت. کلید حل این سؤال، واکنش تبدیل اتانول به اتر است:
C2H5OH — C2H5O + H2O (2)
در این واکنش، مجموع مول‌ها قبل و بعد تغییری نمی‌کند؛ فقط در واکنش تشکیل اتانول، یعنی C2H4 + H2O = C2H5OH (1)، مجموع مول‌ها تغییر می‌کند. بر اساس واکنش (1)، هرگاه ۱ مول C2H5OH تولید شود، مجموع مول‌ها ۱ مول کاهش می‌یابد. اگر مقدار واکنش‌دهنده‌ها ۱۰۰ مول باشد، پس مجموع مول‌ها پس از واکنش ۵۴.۵ × ۶٪ × ۹۲٪ = ۳ مول کاهش خواهد یافت. مقدار اتیلن باقی‌مانده نیز ۵۴.۵ × (۱ – ۶٪) = ۵۱.۲۳ مول خواهد بود. بنابراین، درصد مولی اتیلن در محصولات، برابر است با:
۵۱.۲۳ ÷ (۱۰۰ – ۳) = ۵۲.۸۱٪. علاوه بر این، اگر واکنش (۲) را در نظر بگیریم و در عین حال گازهای خنثی موجود در مواد واکنش‌دهنده، به جز اتیلن و آب، را یکی‌یکی محاسبه کنیم، البته می‌توان به نتیجه رسید، اما فکر می‌کنم حل این مسئله در عرض ۱۰ دقیقه دشوار باشد.

من هم در زمان امتحان همین کار را کردم. حالا فکر می‌کنم مشکلی وجود داشته باشد؛ چون نرخ تبدیل اتیلن ۶٪ و انتخاب‌پذیری ۹۲٪ است. این سؤال شباهت زیادی به سؤال بعدازظهر دارد. منظور از انتخاب‌پذیری در اینجا، درصد اتیلن باقی‌مانده از کل مواد واکنش‌دهنده است که به الکل تبدیل می‌شود. با نگاه کردن به معادلات داده‌شده، باید تمام اتیلن تبدیل شده به الکل شود و بخشی از الکل نیز به اتر تبدیل شود؛ در این صورت انتخاب‌پذیری وجود دارد. تعداد مولی مواد قبل و بعد از واکنش تغییر نمی‌کند، بنابراین مقدار کاهش‌یافته، همان مقدار تبدیل شده اتیلن خواهد بود: ۵۴.۵ × ۶٪ = ۳.۲۷ مول. بنابراین، درصد مولی اتیلن در محصولات، برابر است با ۵۱.۲۳ / (۱۰۰ – ۳.۲۷) = ۵۲.۹۶٪. به یاد دارم که گزینه‌های انتخابی در آن زمان همین مقدار بود. بنابراین، در زمان بررسی مجدد این سؤال، احتمالاً امتیاز کم خواهد شد

برای این سؤال، واقعاً حجم محاسبات زیاد است؛ من آن را برعکس انجام دادم و پنج سؤال اول را حل نکردم.

آخرین بار، این پست توسط xbl240 در تاریخ ۱۴-۹-۲۰۱۶ ساعت ۰۹:۱۹ ویرایش شد. در این سؤال نیز، مانند مثال‌های بعدازظهر، یک سؤال مربوط به انتخاب گزینه مناسب وجود دارد؛ من کاملاً متوجه معنای «انتخابی بودن»ی که سؤال‌ساز به آن اشاره کرده، نشده‌ام. در سؤالات قبلی، انتخابی بودن به معنای وجود واکنش‌های موازی بود؛ مثلاً A+B=C، A+D=F؛ در این حالت، محصول C همان محصول مورد نظر است و انتخابی بودن A به این معناست که A تمایل بیشتری به تولید C داشته باشد. مانند گزینه‌های موجود در سؤال، در واقع تمام اتیلن به اتانول تبدیل شده است؛ بخشی از محصولات اتانول نیز دارای واکنش‌های جانبی هستند. در واقع، تمام بخشی که از اتیلن تبدیل شده، به اتانول تبدیل شده است؛ من متوجه شدم که درصد انتخاب‌پذیری ۱۰۰٪ است. در کتاب‌های راهنما، نسبت انتخابی برابر است با: مقدار واکنش‌گر مصرف شده برای تولید محصول نهایی / مقدار واکنش‌گری که تبدیل شده است. پس در مورد الکلی که در سؤالات واقعی به اتر تبدیل می‌شود، آیا آن جزو محصولات نهایی محسوب نمی‌شود؟ در این صورت، چیزی که بر بازده تأثیر می‌گذارد، همان بازده تولید است

دیدگاه طبقه سوم منطقی‌تر است؛ مقدار کاهش تعداد کل مول‌ها باید ۵۴٫۵ درصد در ۶٪، یعنی ۳٫۲۷ مول باشد، نه ۵۴٫۵ درصد در ۶٪ در ۹۲٪، یعنی ۳ مول. به نظر می‌رسد دوباره امتیاز از دست خواهد رفت

سؤال شماره ۶ صبح در بخش مطالعات تخصصی، من روند کامل حل آن را ارائه می‌دهم: C2H4 + H2O = C2H5OH (۱)، ۲C2H5OH — C2H5O + C2H5 + H2O (۲). با ضرب واکنش (۱) در ۲ و جمع آن با واکنش (۲)، به دست می‌آید: ۲C2H4 + H2O = C2H5O + C2H5 (۳). بر اساس واکنش (۱)، هرگاه ۱ مول C2H4 واکنش دهد، مجموع مول‌ها ۱ مول کاهش می‌یابد؛ بر اساس واکنش (۳) نیز، هرگاه ۱ مول C2H4 واکنش دهد، مجموع مول‌ها ۱ + ۰٫۵ – ۰٫۵ = ۱ مول کاهش می‌یابد. با در نظر گرفتن هر دو واکنش، هرگاه ۱ مول C2H4 واکنش دهد، مجموع مول‌ها ۱ مول کاهش می‌یابد. فرض کنیم مقدار مواد واکنش‌دهنده ۱۰۰ مول باشد؛ در این صورت مقدار C2H4 مصرفی برابر خواهد بود با ۵۴٫۵ × ۶٪ = ۳٫۲۷ مول، و مجموع مول‌ها ۳٫۲۷ مول کاهش خواهد یافت. مقدار باقی‌مانده C2H4 برابر خواهد بود با ۵۴٫۵ × (۱ – ۶٪) = ۵۱٫۲۳ مول. بنابراین، درصد مولی C2H4 در محصول برابر خواهد بود با ۵۱٫۲۳ ÷ (۱۰۰ – ۳٫۲۷) = ۵۲٫۹۶٪. ضمناً، اگر واکنش‌های رخ‌داده را تنها به (۱) و (۳) محدود کنیم، نرخ تبدیل و انتخاب‌پذیری به خوبی قابل درک خواهند بود و دیگر سردرگمی ناشی از تصور اینکه انتخاب‌پذیری باید ۱۰۰٪ باشد، پیش نخواهد آمد! علاوه بر این، اگر واکنش (۲) را در نظر بگیریم و در عین حال گازهای خنثی موجود در مواد واکنش‌دهنده، به جز اتیلن و آب، را یکی‌یکی محاسبه کنیم، البته می‌توان به نتیجه رسید، اما فکر می‌کنم حل این مسئله در عرض ۱۰ دقیقه دشوار باشد

واکنش‌های مستقل تنها ۱ و ۲ هستند؛ خود واکنش نیز منجر به تبدیل کامل مواد به الکول می‌شود. تعریف انتخاب‌پذیری نیز این است که محصول مورد نظر تولید شود، نه سایر محصولات

دوست عزیز در طبقه ۹، اگر با این پافشاری به تیم تدوین سؤالات مراجعه کنی و نتوانی این نکته را برجسته کنی، پیش‌بینی می‌کنم که امسال در هر دو آزمون انتخابی گیج خواهی شد.

آخرین بار، این پست توسط xbl240 در تاریخ ۱۶-۹-۲۰۱۶ ساعت ۱۲:۵۷ ویرایش شد. گروه مسئول سؤالات، پاسخ‌ها را منتشر نمی‌کند؛ در هر صورت، متوجه پاسخ‌ها نمی‌شویم. علاوه بر این، برخی از سؤالات واقعاً دقیق نیستند؛ مثلاً سؤال مربوط به محاسبه جریان در مسیرهای موازی. وجود سؤالات اشتباه نیز چیز عجیبی نیست؛ در سؤالات واقعی سال‌های گذشته نیز سؤالات اشتباه وجود داشته است؛ در سال‌های ۱۳ و ۱۴، سؤالی برای محاسبه انرژی انبساط ایزنتروپیک وجود داشت

دوست عزیز در طبقه ۹، شما درست می‌گویید که واکنش‌های مستقل تنها (۱) و (۲) هستند؛ اما من با ضرب کردن واکنش (۱) در ۲ و جمع کردن آن با واکنش (۲)، واکنش (۳) را به دست آورده‌ام. همچنین فکر می‌کنم که وجود تنها واکنش‌های (۱) و (۳) نیز مشکلی نداشته باشد. این موضوع را می‌توان از طریق تعداد معادلات معتبر درک کرد؛ این موضوع مشابه تعداد معادلات مستقل در «جبر خطی» یا رتبه ماتریس است.

در واقع این سؤال بسیار ساده است؛ واکنش فرعی، یک واکنش هم‌مولاری است و مقدار محصول برابر با مقدار واکنش‌کننده‌هاست. واکنش اصلی نیز به این صورت است که ۲ مول واکنش‌کننده تبدیل به ۱ مول محصول می‌شود. هر چقدر اتیلن تبدیل شود، مقدار کل مول‌های محصول نیز به همان میزان کاهش می‌یابد. اگر ۱۰۰ مول واکنش‌کننده در نظر بگیریم، درصد مولی اتیلن در محصول برابر خواهد بود با:
۵۴٫۵ * (۱ – ۶٪) / (۱۰۰ – ۵۴٫۵ * ۶٪) = ۵۲٫۸۱٪. این سؤال واقعاً جالبی است