العلوم الفيزيائية — تمارين بكالوريا في التوازن الكيميائي والكيمياء العضوية — الثالثة ثانوي (شعب علمية) — بكالوريا — المنهاج الجزائري

تمارين بكالوريا في التوازن الكيميائي والكيمياء العضوية

الكيمياء من المحاور الهامة في امتحان البكالوريا للشعب العلمية. هذا الدرس يقدم تمارين شاملة حول التوازن الكيميائي وسرعة التفاعل والكيمياء العضوية.

أولا: التوازن الكيميائي

التوازن الكيميائي هو حالة سكون ظاهري للتفاعل حيث سرعة التفاعل الأمامي تساوي سرعة التفاعل العكسي. ثابت التوازن Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b للتفاعل aA + bB ⇌ cC + dD.

مبدأ لوشاتيليه: إذا أثرنا على نظام في حالة توازن، فإن النظام يتحرك في الاتجاه الذي يعاكس هذا التأثير.

مثال 1: للتفاعل N₂ + 3H₂ ⇌ 2NH₃، إذا زدنا الضغط، في أي اتجاه يتحرك التوازن؟
الحل: زيادة الضغط تفضل الاتجاه الذي يقلل عدد المولات. عدد مولات الغازات على اليمين (2) أقل من اليسار (4)، لذا يتحرك التوازن نحو اليمين (تكوين NH₃).

ثانيا: سرعة التفاعل الكيميائي

سرعة التفاعل = -(1/a)d[A]/dt = (1/b)d[B]/dt. العوامل المؤثرة: التركيز، درجة الحرارة، المحفز، مساحة السطح.

قانون أرهينيوس: k = A·e^(-Ea/RT). رفع درجة الحرارة يزيد من ثابت السرعة k وبالتالي يسرع التفاعل.

ثالثا: الكيمياء العضوية – المجموعات الوظيفية

الكحولات: R-OH. أكسدة الكحول الأولي تعطي ألدهيد ثم حمض كربوكسيلي. أكسدة الكحول الثانوي تعطي كيتون.
الألدهيدات: R-CHO. الكيتونات: R-CO-R’. الأحماض الكربوكسيلية: R-COOH.
الإسترات: R-COO-R’. تكون بتفاعل حمض كربوكسيلي مع كحول (تفاعل الإسترة).
الأمينات: R-NH₂.

مثال 2: تفاعل حمض الخل CH₃COOH مع الإيثانول C₂H₅OH. اكتب معادلة التفاعل واسم الناتج.
الحل: CH₃COOH + C₂H₅OH ⇌ CH₃COOC₂H₅ + H₂O. الناتج: إيثانوات الإيثيل (أو أسيتات الإيثيل).

رابعا: التفاعلات حمض-أساس

الحمض: مادة تمنح بروتون H⁺. القاعدة: مادة تستقبل بروتون H⁺. pH = -log[H₃O⁺].
ثابت الحموضة Ka = [H₃O⁺][A⁻]/[HA]. pKa = -log Ka. كلما صغر pKa كان الحمض أقوى.

مثال 3: محلول حمض الخل تركيزه 0.1M و Ka=1.8×10⁻⁵. احسب pH المحلول.
الحل: [H₃O⁺] = √(Ka×C) = √(1.8×10⁻⁵×0.1) = √(1.8×10⁻⁶) = 1.34×10⁻³. pH = -log(1.34×10⁻³) = 2.87.

تمارين بكالوريا

1. للتفاعل: 2SO₂ + O₂ ⇌ 2SO₃. Kc=4.5 عند 500°C. إذا كان [SO₂]=0.2M و [O₂]=0.1M عند التوازن، احسب [SO₃].
2. أكمل التفاعلات: CH₃CH₂OH + [O] → ? (أكسدة)، CH₃COOH + CH₃OH → ?
3. صنف المركبات التالية إلى مجموعات وظيفية: CH₃CHO, CH₃COCH₃, C₂H₅OH, CH₃COOH.
4. محلول حمض HCOOH تركيزه 0.05M و pH=2.69. احسب Ka للحمض.
5. تفاعل الإسترة هو تفاعل انعكاسي بطيء. كيف يمكن زيادة مردود التفاعل؟ اشرح.

خلاصة

الكيمياء في البكالوريا تتطلب فهم التوازن الكيميائي والتفاعلات الحمضية-القاعدية والكيمياء العضوية. ننصح بحل تمارين من امتحانات السنوات السابقة.

دروس مشابهة

• الكيمياء: سرعة التفاعل الكيميائي والعوامل المؤثرة
• الكيمياء العضوية: المجموعات الوظيفية