سوال ۸۱ · شیمی
کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم · سوال ۸۱ · کلید رسمی سازمان سنجش
شیمی · شیمی ۱ · فصل ۲: ردّ پای گازها در زندگی
بدن فردی در شبانهروز به طور میانگین، ۴۵۰ گرم گلوکز مصرف میکند. اگر هر درخت در سال، ۲۲ کیلوگرم مصرف کند، چند درخت لازم است تا ردپای ایجادشده توسط این فرد را در یک سال از بین ببرد؟ (معادلۀ واکنش موازنه شود و )
نمایش پاسخ و پاسخ تشریحی
پاسخ درست: گزینهٔ ۴ (کلید رسمی سازمان سنجش)
پاسخ تشریحی
برای جبران ردپای موردنظر سؤال، باید جرم کربندیاکسید حاصل از مصرف گلوکز در یک سال را به دست آوریم و آن را با ظرفیت جذب سالانهٔ هر درخت مقایسه کنیم.
گام اول: موازنهٔ واکنش
طبق قانون پایستگی جرم، شمار اتمهای هر عنصر باید در دو سوی معادله برابر باشد (شیمی ۱، صفحههای ۶۳–۶۴). با موازنهٔ کربن، هیدروژن و سپس اکسیژن داریم:
بنابراین، از اکسایش هر مول گلوکز، شش مول کربندیاکسید تولید میشود. کاربرد نسبتهای مولی در واکنش اکسایش گلوکز در کتاب نیز بررسی شده است (شیمی ۱، صفحهٔ ۸۰).
گام دوم: محاسبهٔ مقدار کربندیاکسید روزانه
جرم مولی گلوکز و کربندیاکسید عبارتاند از:
پس مقدار گلوکز مصرفی روزانه برابر است با:
با استفاده از نسبت مولی معادله:
در نتیجه، جرم کربندیاکسید تولیدشده در هر شبانهروز برابر است با:
گام سوم: محاسبهٔ تولید سالانه و تعداد درختها
با درنظرگرفتن سالِ روزه:
هر درخت در سال کربندیاکسید مصرف میکند؛ بنابراین:
تعداد درختها باید عدد صحیح باشد و جذب آنها تمام کربندیاکسید تولیدی را پوشش دهد؛ پس دستکم درخت لازم است.
پاسخ: گزینهٔ ۴
چرا گزینههای دیگر نادرستاند
- گزینهٔ ۱: کمگرفتن ضریب کربندیاکسید در معادلهٔ واکنش میتواند به برآوردی کمتر از مقدار واقعی منجر شود. این تعداد درخت تنها کربندیاکسید در سال مصرف میکند و برای جبران تولید سالانهٔ فرد کافی نیست.
- گزینهٔ ۲: اگر جرم مولی کربندیاکسید بهاشتباه برابر با جرم مولی کربنمونوکسید، یعنی ، گرفته شود، عددی نزدیک به این گزینه به دست میآید. جرم مولی درستِ برابر با است.
- گزینهٔ ۳: اگر بهاشتباه سال را دارای روز در نظر بگیریم، این گزینه به دست میآید. باید تولید روزانه را در ضرب کنیم؛ این تعداد درخت فقط کربندیاکسید در سال جذب میکند و کافی نیست.
راهنمایی قدمبهقدم (پیش از دیدن پاسخ)
- واکنش اکسایش گلوکز و روش تبدیل جرم به مول را در «شیمی ۱، صفحهٔ ۸۰» به یاد بیاورید. ابتدا باید معادله را با برابرکردن شمار اتمهای هر عنصر موازنه کنید.
- در معادلهٔ موازنهشده، هر مول گلوکز، شش مول کربندیاکسید تولید میکند. جرم گلوکز مصرفی روزانه را با استفاده از جرم مولی آن به مول تبدیل کنید و سپس مقدار کربندیاکسید تولیدی را بیابید.
- جرم روزانهٔ کربندیاکسید را در ضرب و از گرم به کیلوگرم تبدیل کنید؛ سپس آن را بر جذب سالانهٔ هر درخت تقسیم کنید. اگر حاصل صحیح نبود، برای جبران کامل باید عدد صحیح بزرگتر را انتخاب کنید.