سوال ۸۱ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۳ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

برای تعیین عبارت‌های درست، هر مورد را جداگانه بررسی می‌کنیم.

الف) درست است. در تقطیر هوای مایع، با افزایش دما هر جزء با رسیدن به نقطهٔ جوش خود به‌صورت گاز جدا می‌شود. نقطهٔ جوش نیتروژن، آرگون و اکسیژن به‌ترتیب $-196^\circ\mathrm{C}$، $-186^\circ\mathrm{C}$ و $-183^\circ\mathrm{C}$ است (شیمی ۱، صفحهٔ ۵۱–۵۲). در دمای $-193^\circ\mathrm{C}$:

• نیتروژن از نقطهٔ جوش خود گذشته و به حالت گاز درآمده است، زیرا $-193>-196$.
• آرگون و اکسیژن هنوز به نقطهٔ جوش خود نرسیده‌اند، زیرا $-193<-186$ و $-193<-183$؛ پس مایع باقی می‌مانند.

بنابراین دو عنصرِ باقی‌مانده در حالت مایع، آرگون و اکسیژن‌اند. هلیم نیز با نقطهٔ جوش $-269^\circ\mathrm{C}$ در این دما گاز است.

ب) نادرست است. این عبارت دربارهٔ هلیم و آرگون یک حکم مشترک می‌دهد، درحالی‌که باید منبع تهیهٔ آن‌ها را جداگانه بررسی کرد. منابع زیرزمینی هلیم از هواکره غنی‌ترند؛ بنابراین گاز طبیعی منبع مناسب‌تری برای تهیهٔ صنعتی هلیم است (شیمی ۱، صفحهٔ ۵۳–۵۴). اما کتاب بیان می‌کند که آرگون در پتروشیمی شیراز از تقطیر جزءبه‌جزء هوای مایع تهیه می‌شود؛ پس نمی‌توان مزیت استخراج هلیم از گاز طبیعی را به آرگون نیز تعمیم داد (شیمی ۱، صفحهٔ ۵۲–۵۳).

پ) درست است. هلیم بر اثر واکنش‌های هسته‌ای در ژرفای زمین تولید می‌شود و با نفوذ در لایه‌های زمین به میدان‌های گازی راه می‌یابد. همچنین مقدار آن در هوا ناچیز است و منابع زیرزمینی آن غنی‌ترند؛ بنابراین هر دو بخش این عبارت درست است (شیمی ۱، صفحهٔ ۵۳–۵۴).

ت) نادرست است. نقطهٔ جوش هلیم $-269^\circ\mathrm{C}$ است. چون $-200^\circ\mathrm{C}$ از نقطهٔ جوش آن بالاتر است، هلیم در شرایط مورد بحث به حالت گاز باقی می‌ماند و نمی‌تواند در این دما به حالت مایع جدا شود. پس امکان تهیهٔ هلیم از گاز طبیعی، به معنای مایع‌بودن آن در دمای داده‌شده نیست (شیمی ۱، صفحهٔ ۵۱–۵۲ و ۵۳–۵۴).

در نتیجه، فقط عبارت‌های «الف» و «پ» درست‌اند.

پاسخ: گزینهٔ ۳