آموزش مبحث سینتیک و تعادل شیمیایی در شیمی کنکور

مقدمه

مبحث سینتیک و تعادل شیمیایی یکی از فصل‌های چالشی ولی حیاتی در شیمی کنکور است. در این بخش شما با سرعت واکنش‌ها، عوامل مؤثر بر سرعت، و قوانین تعادل شیمیایی آشنا می‌شوید. بسیاری از تست‌های ترکیبی کنکور، از همین مبحث استفاده می‌کنند، بنابراین تسلط بر مفاهیم و تکنیک‌های حل سریع، کلید موفقیت است.

بخش اول: سینتیک شیمیایی

۱. تعریف سرعت واکنش

سرعت واکنش به میزان تغییر غلظت واکنش‌دهنده‌ها یا محصولات در واحد زمان گفته می‌شود:

v=Δ[محصول]Δtیاv=–Δ[واکنش‌دهنده]Δtv = \frac{Δ[محصول]}{Δt} \quad \text{یا} \quad v = –\frac{Δ[واکنش‌دهنده]}{Δt}v=ΔtΔ[محصول]​یاv=–ΔtΔ[واکنش‌دهنده]​

۲. عوامل مؤثر بر سرعت واکنش

1. غلظت: افزایش غلظت → افزایش برخورد مولکول‌ها → افزایش سرعت

2. دمای واکنش: افزایش دما → افزایش انرژی جنبشی → افزایش سرعت

3. کاتالیزور: سرعت واکنش را افزایش می‌دهد بدون اینکه مصرف شود

4. سطح تماس: در واکنش‌های جامد-مایع، افزایش سطح تماس → افزایش سرعت

۳. معادله سرعت و مرتبه واکنش

v=k[A]m[B]nv = k [A]^m [B]^nv=k[A]m[B]n

• k: ثابت سرعت

• m, n: مرتبه واکنش نسبت به هر ماده

• m+n: مرتبه کلی

مثال:

$$2A+B\to C$$

اگر v = k [A][B]² → مرتبه واکنش نسبت به A = 1، نسبت به B = 2، کل = 3

۴. نیمه عمر و واکنش‌های مرتبه اول

برای واکنش‌های مرتبه اول:

t1/2=0.693kt_{1/2} = \frac{0.693}{k}t1/2​=k0.693​

۵. تمرین تستی سینتیک

سوال: سرعت واکنش $2A+B\to C$ برابر v=k[A]2[B]v = k[A]^2[B]v=k[A]2[B] است. مرتبه کلی واکنش چند است؟
حل: m+n = 2 + 1 = 3 → مرتبه کلی = 3

بخش دوم: تعادل شیمیایی

۱. تعریف تعادل شیمیایی

در یک واکنش برگشت‌پذیر، وقتی سرعت واکنش رفت = سرعت واکنش برگشت شود، تعادل شیمیایی برقرار است.

$$aA+bB\rightleftharpoons cC+dD$$

۲. ثابت تعادل KcK_cKc​

Kc=[C]c[D]d[A]a[B]bK_c = \frac{[C]^c [D]^d}{[A]^a [B]^b}Kc​=[A]a[B]b[C]c[D]d​

• اگر K > 1 → محصولات غالب

• اگر K < 1 → واکنش‌دهنده‌ها غالب

۳. تغییرات شرایط و اصل لوشاتلیه

• افزایش غلظت → واکنش در جهت کاهش غلظت

• افزایش فشار → واکنش در جهت کاهش تعداد مول گاز

• افزایش دما: واکنش گرماده → تعادل به سمت واکنش‌دهنده، گرمگیر → تعادل به سمت محصول

۴. تمرین تستی تعادل

سوال: در واکنش N2+3H2⇌2NH3N_2 + 3H_2 ⇌ 2NH_3N2​+3H2​⇌2NH3​ اگر فشار افزایش یابد، تعادل به کدام سمت می‌رود؟
حل: تعداد مول گاز رفت = 4، برگشت = 2 → افزایش فشار → تعادل به سمت کاهش تعداد مول → سمت محصولات

بخش سوم: تکنیک‌های تست‌زنی سینتیک و تعادل

1. جدول‌نویسی: برای غلظت‌ها و تغییرات سریع جدول بسازید.

2. نشان‌گذاری: K و Q را مشخص کنید و مقایسه کنید تا جهت تغییر تعادل مشخص شود.

3. تمرین مثال‌های ترکیبی: بسیاری از تست‌ها سینتیک + تعادل هستند.

4. دقت در واحدها: سرعت واکنش، غلظت‌ها و ثابت‌ها واحدهای متفاوت دارند.

5. نیمه عمر: در مسائل مرتبه اول و دوم از فرمول‌های سریع استفاده کنید.

اشتباهات رایج داوطلبان

• اشتباه در محاسبه مرتبه واکنش

• فراموش کردن واحدها در K

• جهت تغییر تعادل را بر اساس غلظت یا فشار اشتباه تعیین کردن

• استفاده نادرست از اصل لوشاتلیه در تغییر دما

منابع پیشنهادی

• کتاب درسی شیمی یازدهم و دوازدهم (فصل سینتیک و تعادل)

• کتاب تست تاک قلم چی

• آزمون‌های آزمایشی قلم‌چی برای تمرین زمان‌دار و شبیه‌سازی کنکور

جمع‌بندی

مبحث سینتیک و تعادل در شیمی کنکور شامل سرعت واکنش، عوامل مؤثر، مرتبه و نیمه عمر و قوانین تعادل است. با استفاده از تکنیک‌های جدول‌نویسی، بررسی جهت تعادل و تمرین مثال‌های ترکیبی، می‌توانید مسائل این بخش را سریع و دقیق حل کنید و درصد خود را در شیمی به‌طور چشمگیری افزایش دهید.

برای ثبت نام آزمون قلم چی کلیک کنید

برای مشاوره رایگان آزمون قلم چی کلیک کنید