بنك أسئلة: الوحدة الأولى: التفاعلات الكيميائية وآثارها البيئية

لاختلاف نشاطها الكيميائي؛ فالماغنسيوم أنشط من الحديد والحديد أنشط من النحاس.

النشاط الأكبر يعني ميلًا أكبر لفقد الإلكترونات والتفاعل.

لأن الفضة تلي الهيدروجين في متسلسلة النشاط فلا تستطيع أن تحل محله في الحمض.

الفلزات التي تلي الهيدروجين لا تتفاعل مع الأحماض المخففة.

لأنها تتفاعل فورًا وبشدة مع الماء فيتصاعد الهيدروجين الذي يدفعها على السطح مع انطلاق حرارة كبيرة.

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂.

لأن الصوديوم أنشط كثيرًا من الماغنسيوم، فيكفي الماء البارد لبدء تفاعله، أما الماغنسيوم فيحتاج طاقة حرارية.

الصوديوم يسبق الماغنسيوم في المتسلسلة.

لأنه يفقد إلكترونين فيتأكسد إلى Zn²⁺ ويعطيهما لأيونات النحاس فتُختزل.

العامل المختزل هو الذي يفقد الإلكترونات.

لأن طبقة أكسيد الألومنيوم الرقيقة على سطحه تمنع وصول الحمض إليه، وبعد تآكلها يبدأ الفوران.

Al₂O₃ مادة عازلة تغطي الفلز.

لأن أيونات النحاس Cu²⁺ الزرقاء تُختزل إلى ذرات نحاس تترسب، ويتكوّن محلول كبريتات الخارصين عديم اللون.

الخارصين أنشط فيحل محل النحاس.

لترسيب أيونات الكالسيوم والماغنسيوم على شكل كربونات غير ذائبة يسهل التخلص منها فلا تتكوّن ترسبات في الأنابيب والسخانات.

Ca²⁺ + CO₃²⁻ → CaCO₃↓.

لأن الإلكترونات التي تفقدها مادة (أكسدة) لا بد أن تكتسبها مادة أخرى (اختزال)، فلا تحدث إحداهما دون الأخرى.

الإلكترونات لا تفنى ولا تُستحدث.

لأن الماء يمتص الحرارة فتبقى حرارة الكوب المملوء أقل من درجة اشتعال الورق، بينما يصل الكوب الفارغ لدرجة اشتعاله سريعًا.

الاحتراق لا يبدأ إلا عند بلوغ درجة الاشتعال.

لأنه غاز سام عديم اللون والرائحة لا يشعر به الإنسان، ويرتبط بهيموجلوبين الدم أسرع من الأكسجين فيقل الأكسجين المحمول إلى الأنسجة.

قد يؤدي إلى الاختناق.

لأن الاحتراق يكون غير تام لنقص الأكسجين، فيتحرر الكربون غير المحترق على هيئة جسيمات سوداء.

الاحتراق غير التام للهيدروكربونات ينتج C وCO.

لأن القش المتكدس يحترق احتراقًا غير تام لقلة الأكسجين، فينتج دخانًا كثيفًا يحوي السناج وأول أكسيد الكربون معلّقًا في الهواء.

يزداد الربو والحساسية الصدرية.

لأن احتراقه يُنتج انبعاثات أقل من ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد الكبريت ودقائق الكربون، فهو أقل تلويثًا للبيئة.

يتكوّن أساسًا من الميثان الذي يحترق نظيفًا نسبيًا.

لأن اللهب الأزرق ناتج عن احتراق تام يعطي طاقة حرارية أكبر ولا يترسب سناجًا، بينما الأصفر ناتج عن احتراق غير تام.

الاحتراق التام يطلق طاقة أكبر لنفس الكتلة.

لأن CO يرتبط بالهيموجلوبين بدلًا من الأكسجين، ولأن القطران يتلف الحويصلات الهوائية فتقل مساحة سطح التبادل الغازي.

يؤدي ذلك إلى النفاخ الرئوي.

لأن النيكوتين يصل الدماغ بسرعة ويحفز إفراز مواد تعطي شعورًا مؤقتًا بالراحة يزول سريعًا فيدفع لتكرار التدخين فيحدث الإدمان.

الإدمان يعتمد على تكرار التأثير المؤقت.

لأن بخاره يحتوي على النيكوتين وجزيئات دقيقة ومواد سامة تسبب الإدمان واضطرابات في القلب والجهاز العصبي.

يختلف الشكل ويبقى الضرر.

بسبب ترسب القطران ودقائق المواد الكيميائية في أنسجة الرئة.

يقل أداء الرئة وتزداد فرصة السرطان.

لأنه يستنشق الدخان المنفوث والمتصاعد من السيجارة المشتعلة المحمّل بغازات سامة ومواد مسرطنة (التدخين السلبي).

دخان طرف السيجارة أعلى تركيزًا من المار عبر الفلتر.

لأنها تحتوي مواد كيميائية ضارة تتسرب إلى التربة والمياه وتؤثر في الكائنات الحية، وتنتشر بكثرة في الشواطئ والأنهار.

مرشحات السجائر لا تتحلل بسهولة.

لأن الاحتراق ينتج بخار ماء يتكثف على الجدار، والماء يحوّل كلوريد الكوبالت اللامائي الأزرق إلى لونه الوردي.

كاشف نوعي للماء.

لأن أيونات الكالسيوم والماغنسيوم ترتبط بأيونات الكربونات فتكوّن رواسب لا تذوب في الماء، فتُفصل بالترشيح.

تفاعل إحلال مزدوج ينتج راسبًا.

لإخماد أي حريق ينشأ لأن الصوديوم يتفاعل مع الماء بشدة وتتولد حرارة قد تشعل الهيدروجين، ولا يصلح الماء للإطفاء.

احتياط للأمان.

لأن احتراقه يصدر ضوءًا شديدًا مصحوبًا بأشعة فوق بنفسجية قد تؤذي شبكية العين.

لا يجوز النظر المباشر للوهج.

الجزء الثالث — عرّف / قارن

تفاعل تتحد فيه مادتان أو أكثر لتكوين مركب جديد، مثل 2Mg + O₂ → 2MgO.

يتم تكوين ناتج واحد.

تفاعل يحل فيه عنصر محل عنصر آخر في أحد مركباته، مثل Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu.

متفاعلاته عنصر ومركب.

تفاعل بين مركبين أيونيين، غالبًا في محلول مائي، تتبادل فيه الأيونات مواضعها فيتكوّن مركبان جديدان.

مثل HCl + NaOH → NaCl + H₂O.

ترتيب العناصر الفلزية ترتيبًا تنازليًا حسب درجة نشاطها الكيميائي.

تساعد على التنبؤ بحدوث تفاعلات الإحلال.

العامل المؤكسد: مادة تكتسب إلكترونًا أو أكثر أثناء التفاعل، والعامل المختزل: مادة تفقد إلكترونًا أو أكثر.

المؤكسد يُختزل، والمختزل يتأكسد.

تفاعل كيميائي بين مادة والأكسجين ينتج عنه حرارة أو ضوء أو كلاهما وتنتج مواد جديدة.

يحتاج مثلث الاحتراق.

• قابلية الاشتعال: سهولة وسرعة اشتعال المادة عند درجات الحرارة المحيطة بها.
• درجة الاشتعال: أقل درجة حرارة تبدأ عندها المادة في الاحتراق وتستمر تلقائيًا.

البنزين ذو قابلية اشتعال عالية.

• التدخين المباشر: استنشاق المدخن للدخان أو بخار الأجهزة الإلكترونية إلى رئتيه عن قصد.
• النفاخ الرئوي: مرض تتمزق فيه جدر الحويصلات الهوائية بسبب تراكم القطران فتقل مساحة تبادل الغازات.

يسبب ضيقًا مزمنًا في التنفس.

البسيط: عنصر + مركب، عنصر يحل محل عنصر، مثل Mg + 2HCl → MgCl₂ + H₂. المزدوج: مركبان، تبادل أيونات، مثل NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃.

الأول فيه عنصر حر والثاني مركبان فقط.

التام: أكسجين وفير، CO₂ + H₂O، طاقة أكبر. غير التام: أكسجين غير كافٍ، CO أو C + H₂O، طاقة أقل.

كمية الأكسجين هي العامل الحاكم.

• المحول الحفزي: لعادم السيارات، عوامل حفازة تسرّع أكسدة واختزال، يعالج CO وأكاسيد النيتروجين.
• جهاز الغسل: لمداخن المصانع، رذاذ قلوي يعادل الغازات الحمضية، يعالج SO₂ وغيره.

كلاهما يقلل التلوث الناتج عن الاحتراق.

• التقليدي: حرق التبغ، دخان فيه آلاف المواد السامة، يضر الرئتين والقلب.
• الإلكتروني: تسخين سائل نيكوتين، بخار به جزيئات دقيقة ومواد سامة، إدمان سريع واضطراب القلب والأعصاب.

كلاهما ضار وليس أحدهما آمنًا.

الأكسدة: فقد إلكترونات، يتحول العنصر إلى أيون موجب، والمادة عامل مختزل. الاختزال: اكتساب إلكترونات، والمادة عامل مؤكسد.

تحدثان معًا.

CO₂: احتراق تام، عديم اللون والرائحة لا يشتعل ويذوب في الماء مكوّنًا حمض الكربونيك. CO: احتراق غير تام، غاز سام عديم اللون والرائحة.

الفرق في كمية الأكسجين.

المباشر: المدخن نفسه، بإرادته. السلبي: غير المدخن، دون اختياره.

كلاهما قد يسبب أمراض القلب والتنفس.

الجزء الرابع — مسائل

2Mg + O₂ → 2MgO

ذرتا أكسجين على اليسار تحتاج مركبين MgO، ثم 2Mg لموازنة الماغنسيوم.

3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

3 ذرات حديد في الناتج وأربع ذرات أكسجين = 2O₂.

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

ذرتا هيدروجين من H₂ تتطلبان 2 من الماء، ثم 2 صوديوم.

2HCl + Na₂CO₃ → 2NaCl + H₂O + CO₂

ذرتا صوديوم تتطلبان 2NaCl فيلزم 2HCl.

2Al + 6HCl → 2AlCl₃ + 3H₂

2 ألومنيوم تعطي 2AlCl₃ فيلزم 6 كلور = 6HCl وينتج 3H₂.

نعم، Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

النحاس أنشط من الفضة فيحل محلها.

لا.

الحديد أقل نشاطًا من الماغنسيوم فلا يحل محله.

المؤكسد: Br₂ ، والمختزل: Mg.

Mg يفقد إلكترونين وBr₂ يكتسبهما.

أكسدة: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ ؛ اختزال: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu.

الحديد يفقد والنحاس يكتسب.

6 جزيئات

كل جزيء ميثان يحتاج 2 O₂.

8 جزيئات

4 × 2 = 8.

3 جزيئات

2CH₄ + 3O₂ → 2CO + 4H₂O.

C + O₂ → CO₂

موزونة كما هي.

2CH₄ + 2O₂ → 2C + 4H₂O

8 ذرات هيدروجين تعطي 4H₂O وتحتاج 4 ذرات أكسجين = 2O₂.

C (2) < CO (3) < تام (4).

يزداد الأكسجين بزيادة درجة اكتمال الاحتراق.

5 جزيئات CO₂ و 10 جزيئات H₂O

CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

60 وحدة

20 × 3 = 60.

3650 سيجارة

\[\begin{gathered}10 \times 365 = 3650\end{gathered}\].

2400 جنيه

\[\begin{gathered}80 \times 30 = 2400\end{gathered}\].

60 سيجارة ، 240 جنيهًا

3 × 20 = 60 ؛ \[\begin{gathered}3 \times 80 = 240\end{gathered}\].