📚

الحل النموذجي لـ الموضوع رقم 102 - فرض الفصل 1 - العلوم الفيزيائية - 3 متوسط

Corrigé officiel détaillé

المستوى الدراسي: السنة الثالثة متوسط (التعليم المتوسط)
المادة: العلوم الفيزيائية
الفصل الدراسي: فروض الفصل الأول
📌

التمرين الأول [06 نقاط]

1. التعبير عن التفاعل الكيميائي في جدول [04 نقاط]

🎯خاصية وقانون:
النوع الكيميائي (عيانياً): يُعبّر عنه بالاسم الدارج أو العلمي لمجموعة الأفراد المتماثلة في المستوى العياني.
الفرد الكيميائي (مجهرياً): يُعبّر عنه بالصيغة الكيميائية (جزيء، شاردة، ذرة) في المستوى المجهري.
انحفاظ الذرات: خلال التحول الكيميائي، تبقى الذرات محفوظة نوعاً وعدداً بين المتفاعلات والنواتج.
✅الإجابة النموذجية:
تحضير كلور الصوديوممكونات الجملة الكيميائية قبل التحولمكونات الجملة الكيميائية بعد التحول
بالأنواع الكيميائية (عيانياً)محلول هيدروكسيد الصوديوم + محلول حمض كلور الماءمحلول كلور الصوديوم + الماء
بالأفراد الكيميائية (مجهرياً)NaOH+HCl\text{NaOH} + \text{HCl}NaCl+H2O\text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}
نوع وعدد الذرات- 11 ذرة صوديوم (Na\text{Na})
- 11 ذرة أكسجين (O\text{O})
- 22 ذرة هيدروجين (H\text{H})
- 11 ذرة كلور (Cl\text{Cl})		- 11 ذرة صوديوم (Na\text{Na})
- 11 ذرة أكسجين (O\text{O})
- 22 ذرة هيدروجين (H\text{H})
- 11 ذرة كلور (Cl\text{Cl})
الحالة الفيزيائيةNaOH(aq)+HCl(aq)\text{NaOH}_{(aq)} + \text{HCl}_{(aq)}NaCl(aq)+H2O(l)\text{NaCl}_{(aq)} + \text{H}_2\text{O}_{(l)}

(ملاحظة: عند تسخين وتبخير المحلول الناتج، نحصل على كلور الصوديوم في الحالة الصلبة NaCl(s)\text{NaCl}_{(s)}).

2. ذكر عاملين مؤثرين في هذا التفاعل [02 نقطتان]

✅الإجابة النموذجية:

من العوامل المؤثرة في حدوث وسرعة هذا التفاعل الكيميائي:

1. عامل درجة الحرارة: كلما زادت درجة الحرارة، زادت سرعة حركة الأفراد الكيميائية وبالتالي زادت سرعة التفاعل وتبخر الماء. `[1 ن]`

2. عامل التركيز المولي للمتفاعلات (أو عامل التحريك والمزج): زيادة تركيز المحاليل المتفاعلة تزيد من احتمالية التصادمات الفعالة بين الأفراد الكيميائية المتفاعلة مما يسرّع التفاعل. `[1 ن]`

📌

التمرين الثاني [06 نقاط]

التركيب التجريبي لتفاعل الكربون مع أكسيد النحاس
الشكل مقتطع من الموضوع الأصلي — التركيب التجريبي لتفاعل الكربون مع أكسيد النحاس

1. الكشف عن الغاز المنطلق [1.5 نقطة]

✅الإجابة النموذجية:
الغاز المنطلق هو غاز ثنائي أكسيد الكربون (CO2\text{CO}_2). `[0.5 ن]`
طريقة الكشف عنه: نمرر الغاز المنطلق داخل أنبوب يحتوي على رائق الكلس (ماء الجير)، فنلاحظ تعكره، وهو دليل قاطع على وجود غاز ثنائي أكسيد الكربون. `[1 ن]`

2. كتابة معادلة التفاعل الكيميائي وموازنتها [2.5 نقطة]

🎯خاصية وقانون:

لموازنة المعادلة الكيميائية، نقوم بضبط المعاملات الستوكيومترية بحيث يكون عدد ذرات كل عنصر في طرف المتفاعلات مساوياً تماماً لعدده في طرف النواتج (تحقيق مبدأ انحفاظ الذرات نوعاً وعدداً).

✅الإجابة النموذجية:
المتفاعلات: الكربون الصلب (C\text{C}) + أكسيد النحاس الصلب (CuO\text{CuO}).
النواتج: النحاس الصلب (Cu\text{Cu}) + غاز ثنائي أكسيد الكربون (CO2\text{CO}_2).

المعادلة قبل الموازنة:

C(s)+CuO(s)→Cu(s)+CO2(g)\text{C}_{(s)} + \text{CuO}_{(s)} \rightarrow \text{Cu}_{(s)} + \text{CO}_{2(g)}
موازنة ذرات الأكسجين: لدينا ذرتان في النواتج وذرة واحدة في المتفاعلات، فنضرب CuO\text{CuO} في المعامل 22:
C(s)+2CuO(s)→Cu(s)+CO2(g)\text{C}_{(s)} + 2\text{CuO}_{(s)} \rightarrow \text{Cu}_{(s)} + \text{CO}_{2(g)}
موازنة ذرات النحاس: أصبح لدينا ذرتان من Cu\text{Cu} في المتفاعلات، فنضرب Cu\text{Cu} في النواتج في المعامل 22.

المعادلة الإجمالية الموزونة مع ذكر الحالات الفيزيائية:

C(s)+2CuO(s)→Δ2Cu(s)+CO2(g)\text{C}_{(s)} + 2\text{CuO}_{(s)} \xrightarrow{\Delta} 2\text{Cu}_{(s)} + \text{CO}_{2(g)}

`[2.5 ن]`

3. شرح تأثير درجة الحرارة على هذا التفاعل الكيميائي [02 نقطتان]

💡إضاءة وتنبيه:

التفاعل بين مسحوق الكربون وأكسيد النحاس لا يحدث تلقائياً في درجة الحرارة العادية، بل يتطلب طاقة حرارية لبدء التفاعل وسيره.

✅الإجابة النموذجية:
تأثير درجة الحرارة: يُعتبر التسخين بواسطة موقد بنزن شرطاً أساسياً لحدوث هذا التفاعل؛ حيث يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى تزويد الجزيئات بالطاقة الحركية الكافية وتفكيك الروابط بين ذرات النحاس والأكسجين في CuO\text{CuO}، مما يزيد من سرعة وعدد التصادمات الفعالة بين ذرات الكربون وجزيئات أكسيد النحاس، مما يسمح لذرات الكربون بانتزاع الأكسجين وتشكيل غاز ثنائي أكسيد الكربون وترسّب النحاس المعدني. `[02 ن]`
📌

الوضعية الإدماجية [08 نقاط]

1. الكشف عن غاز الهيدروجين (H2\text{H}_2) [01 نقطة]

✅الإجابة النموذجية:

نكشف عن غاز الهيدروجين بتقريب عود ثقاب مشتعل من فوهة الأنبوب المنطلق منه الغاز، فتحدث فرقعة خفيفة مصحوبة بلهب أزرق. `[01 ن]`

2. العائلة الكيميائية التي ينتمي إليها غاز البروبان (C3H8\text{C}_3\text{H}_8) [01 نقطة]

✅الإجابة النموذجية:

ينتمي غاز البروبان إلى عائلة الفحوم الهيدروجينية (الهيدروكربونات)، وهي مركبات كيميائية تتكون جزيئاتها فقط من عنصري الكربون (C\text{C}) والهيدروجين (H\text{H}). `[01 ن]`

3. كتابة معادلتي احتراق غاز الهيدروجين وغاز البروبان والتأكد من انحفاظ الكتلة [02.5 نقطة]

✅الإجابة النموذجية:

أ) معادلة احتراق غاز الهيدروجين:

احتراق غاز الهيدروجين بوجود غاز ثنائي الأكسجين ينتج عنه بخار الماء:

2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)2\text{H}_{2(g)} + \text{O}_{2(g)} \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}_{(g)}

`[0.75 ن]`

التأكد من تحقيق مبدأ انحفاظ الكتلة:
قبل التحول (المتفاعلات): 44 ذرات هيدروجين (2×2=42 \times 2 = 4) و 22 ذرة أكسجين (1×2=21 \times 2 = 2).
بعد التحول (النواتج): 44 ذرات هيدروجين (2×2=42 \times 2 = 4) و 22 ذرة أكسجين (2×1=22 \times 1 = 2).
نلاحظ أن نوع وعدد الذرات محفوظ خلال التفاعل، وبما أن الذرات محفوظة نوعاً وعدداً فإن الكتلة محفوظة. `[0.5 ن]`

ب) معادلة احتراق غاز البروبان (احتراق تام):

احتراق غاز البروبان احتراقاً تاماً ينتج عنه بخار الماء وغاز ثنائي أكسيد الكربون:

C3H8(g)+5O2(g)→3CO2(g)+4H2O(g)\text{C}_3\text{H}_{8(g)} + 5\text{O}_{2(g)} \rightarrow 3\text{CO}_{2(g)} + 4\text{H}_2\text{O}_{(g)}

`[0.75 ن]`

التأكد من تحقيق مبدأ انحفاظ الكتلة:
قبل التحول (المتفاعلات):
الكربون: 33 ذرات C\text{C}.
الهيدروجين: 88 ذرات H\text{H}.
الأكسجين: 5×2=105 \times 2 = 10 ذرات O\text{O}.
بعد التحول (النواتج):
الكربون: 3×1=33 \times 1 = 3 ذرات C\text{C}.
الهيدروجين: 4×2=84 \times 2 = 8 ذرات H\text{H}.
الأكسجين: (3×2)+(4×1)=6+4=10(3 \times 2) + (4 \times 1) = 6 + 4 = 10 ذرات O\text{O}.
نوع وعدد الذرات محفوظ في الطرفين، وبالتالي مبدأ انحفاظ الكتلة محقق. `[0.5 ن]`

4. المقصود بمبدأ انحفاظ الكتلة [01 نقطة]

🎯خاصية وقانون:

مبدأ انحفاظ الكتلة (مبدأ لافوازييه):

"خلال أي تحول كيميائي، لا شيء يفنى ولا شيء يُستحدث، بل كل شيء يتحول."

✅الإجابة النموذجية:

يُقصد بمبدأ انحفاظ الكتلة أن مجموع كتل المواد الابتدائية (المتفاعلات) يساوي تماماً مجموع كتل المواد النهائية (النواتج):

mالمتفاعلات=mالنواتجm_{\text{المتفاعلات}} = m_{\text{النواتج}}

ويعود ذلك مجهرياً إلى انحفاظ نوع وعدد الذرات بين الحالة الابتدائية والحالة النهائية للتحول الكيميائي. `[01 ن]`

5. التعبير عن التفاعل عند تعطل المحرك والتأكد من انحفاظ الكتلة [02.5 نقطة]

💡إضاءة وتنبيه:

تعطل المحرك وصدور دخان أسود وغازات سامة وملوثة يدل على حدوث احتراق غير تام لغاز البروبان بسبب قلة أو نقص غاز ثنائي الأكسجين (O2\text{O}_2). نواتج هذا الاحتراق هي:

1. الكربون الصلب (C\text{C}) المسبب للدخان الأسود (الهباب).

2. غاز أحادي أكسيد الكربون السام والخانق (CO\text{CO}).

3. غاز ثنائي أكسيد الكربون الملوث والغاز الدفيء (CO2\text{CO}_2).

4. بخار الماء (H2O\text{H}_2\text{O}).

✅الإجابة النموذجية:
كتابة معادلة الاحتراق غير التام للبروبان وموازنتها:
2C3H8(g)+7O2(g)→2C(s)+2CO(g)+2CO2(g)+8H2O(g)2\text{C}_3\text{H}_{8(g)} + 7\text{O}_{2(g)} \rightarrow 2\text{C}_{(s)} + 2\text{CO}_{(g)} + 2\text{CO}_{2(g)} + 8\text{H}_2\text{O}_{(g)}

`[1.5 ن]`

(ملاحظة مقبولة بيداغوجياً: يمكن أيضاً كتابة معادلة مختصرة بنواتج الفحم وأحادي أكسيد الكربون والماء بحسب ما تم تدريسه في القسم).

التأكد من تحقيق مبدأ انحفاظ الكتلة: `[01 ن]`
المتفاعلات:
عدد ذرات الكربون C\text{C}: 2×3=62 \times 3 = 6 ذرات.
عدد ذرات الهيدروجين H\text{H}: 2×8=162 \times 8 = 16 ذرة.
عدد ذرات الأكسجين O\text{O}: 7×2=147 \times 2 = 14 ذرة.
النواتج:
عدد ذرات الكربون C\text{C}: 2(في C)+2(في CO)+2(في CO2)=62 (\text{في C}) + 2 (\text{في CO}) + 2 (\text{في CO}_2) = 6 ذرات.
عدد ذرات الهيدروجين H\text{H}: 8×2=168 \times 2 = 16 ذرة (في H2O\text{H}_2\text{O}).
عدد ذرات الأكسجين O\text{O}: 2(في CO)+(2×2)(في CO2)+(8×1)(في H2O)=2+4+8=142 (\text{في CO}) + (2 \times 2) (\text{في CO}_2) + (8 \times 1) (\text{في H}_2\text{O}) = 2 + 4 + 8 = 14 ذرة.
بما أن عدد ونوع الذرات متطابق ومحفوظ بين طرفي المعادلة، فإن مبدأ انحفاظ الكتلة محقق.