سوال ۸۷ شیمی کنکور ریاضی ۱۴۰۴ نوبت دوم با پاسخ تشریحی

گام اول: معادلهٔ واکنش را موازنه می‌کنیم:
$\mathrm{2HNO_3(aq)+3H_2S(g)\rightarrow 3S(s)+2NO(g)+4H_2O(l)}$
بنابراین به ازای مصرف $3\,\mathrm{mol}$ هیدروژن سولفید، $2\,\mathrm{mol}$ نیتروژن مونوکسید تولید می‌شود. تنها فراوردهٔ گازی، $\mathrm{NO}$ است؛ گوگرد جامد و آب مایع‌اند.

گام دوم: مقدار مول هیدروژن سولفید را حساب می‌کنیم. جرم داده‌شده در صورت سؤال، $10.2\,\mathrm{g}$ است:
$M(\mathrm{H_2S})=2(1)+32=34\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$
$n(\mathrm{H_2S})=\frac{10.2\,\mathrm{g}}{34\,\mathrm{g\,mol^{-1}}}=0.30\,\mathrm{mol}$
چون نیتریک اسید به مقدار کافی وجود دارد، مقدار نظری فراورده را از هیدروژن سولفید به دست می‌آوریم:
$n_{\text{نظری}}(\mathrm{NO})=0.30\times\frac{2}{3}=0.20\,\mathrm{mol}$

گام سوم: حجم نظری گاز را با حجم مولی داده‌شده در شرایط آزمایش محاسبه می‌کنیم:
$V_{\text{نظری}}=nV_m=0.20\,\mathrm{mol}\times24\,\mathrm{L\,mol^{-1}}=4.8\,\mathrm{L}$

گام چهارم: بازده را اعمال می‌کنیم. مطابق تعریف کتاب، بازده درصدی برابر نسبت مقدار عملی به مقدار نظری، ضرب در صد است؛ پس باید مقدار نظری را در کسر بازده ضرب کنیم (شیمی ۲، صفحه‌های ۲۳–۲۴):
$\text{بازده درصدی}=\frac{\text{مقدار عملی}}{\text{مقدار نظری}}\times100$
$V_{\text{عملی}}=4.8\times\frac{75}{100}=3.6\,\mathrm{L}$
پس حجم گاز تولیدشده در شرایط آزمایش برابر $3.6\,\mathrm{L}$ است.

پاسخ: گزینهٔ ۲