في تفاعل متزن على الصورة A(g) ⇌ 2B(g)، إذا كان تركيز A عند الاتزان يساوي 0.4 M وتركيز B يساوي 0.8 M، فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) تساوي:
0.8
2.0
1.6
0.4
في تفاعل هابر N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g) (طارد للحرارة)، فإن الجمع الأنسب بين الظروف لزيادة كمية الأمونيا الناتجة عند الاتزان صناعيًا وفق مبدأ لوشاتلييه هو:
ضغط منخفض ودرجة حرارة مرتفعة جدًا
ضغط مرتفع ودرجة حرارة منخفضة نسبيًا (مع مراعاة سرعة تفاعل مقبولة)
ضغط منخفض ودرجة حرارة منخفضة معًا
لا علاقة للضغط أو درجة الحرارة بكمية الأمونيا الناتجة
عند إضافة عامل مساعد إلى تفاعل عكسي عند حالة الاتزان بالفعل، فإن العبارة الأدق لوصف ما يحدث هي:
تزداد سرعتا التفاعلين الأمامي والعكسي بالمقدار نفسه تقريبًا فيصل النظام إلى الاتزان نفسه بزمن أقصر فقط
يزداد تركيز المواد الناتجة عند الاتزان الجديد بشكل ملحوظ
يقل تركيز المواد المتفاعلة عند الاتزان الجديد بشكل دائم
يتحول موضع الاتزان بالكامل نحو المواد الناتجة
عند إحلال أيون الفلوريد F⁻ محل أيون الهيدروكسيد في هيدروكسي أباتيت مكوّنًا فلورو أباتيت Ca₅(PO₄)₃F، فإن السبب في كون هذا المركّب الجديد أكثر مقاومة للتآكل هو أنه:
أقل استقرارًا فيتحلل بسهولة أكبر أمام الأحماض
يمنع البكتيريا من إنتاج حمض اللاكتيك نهائيًا
يزيد من إنتاج اللعاب في الفم
أكثر مقاومة للذوبان في الوسط الحمضي الناتج عن نشاط البكتيريا
في وعاء حجمه 1 L يحوي عند الاتزان الغازات الآتية للتفاعل CO(g) + 3H₂(g) ⇌ CH₄(g) + H₂O(g): [CO] = 0.5 M، [H₂] = 0.5 M، [CH₄] = 0.1 M، [H₂O] = 0.1 M؛ فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) تساوي:
0.08
0.32
0.64
0.16
في التفاعل الغازي المتزن 4NH₃(g) + 3O₂(g) ⇌ 2N₂(g) + 6H₂O(g)، عند زيادة الضغط الكلي المؤثر في وعاء التفاعل، فإن موضع الاتزان ينزاح نحو الجهة صاحبة العدد الأقل من مولات الغازات، وهي:
جهة المواد المتفاعلة (7 مولات غازية)
جهة المواد الناتجة (8 مولات غازية)
لا ينزاح الاتزان؛ لتقارب عدد المولات
يتوقف التفاعل الأمامي فقط
في التفاعل الماص للحرارة PCl₅(g) + حرارة ⇌ PCl₃(g) + Cl₂(g)، عند رفع درجة حرارة الخليط الغازي، فإن موضع الاتزان ينزاح نحو:
جهة تكوين مزيد من PCl₅ (الاتجاه الطارد)
لا يتأثر موضع الاتزان بدرجة الحرارة
يتوقف التفاعل العكسي فقط
جهة تكوين مزيد من PCl₃ و Cl₂ (الاتجاه الماص)
وُضع 0.5 mol من غاز N₂O₄ في وعاء حجمه 2 L وتُرك ليتفكك وفق المعادلة N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)، فإذا وُجد عند الاتزان أن عدد مولات NO₂ يساوي 0.6 mol، فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) لهذا التفاعل تساوي:
0.9
0.3
0.6
1.2
وُضعت 6 mol من غاز HI في وعاء حجمه 2 L وتُرك ليتفكك وفق المعادلة 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)، فإذا وُجد عند الاتزان أن عدد مولات I₂ يساوي 0.6 mol، فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) لهذا التفاعل تساوي تقريبًا:
0.0078
0.0625
0.0156
0.156
في اتزان تكوين المينا Ca₅(PO₄)₃OH(s) من أيونات الكالسيوم والفوسفات والهيدروكسيد في وسط الفم المائي، فإن تعبير ثابت الاتزان لهذا النظام غير المتجانس لا يتضمن:
تركيز أيونات الفوسفات
تركيز المادة الصلبة Ca₅(PO₄)₃OH
تركيز أيونات الهيدروكسيد
تركيز أيونات الكالسيوم
في التفاعل الغازي المتزن H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)، عند تغيير حجم وعاء التفاعل، فإن موضع الاتزان:
ينزاح نحو تكوين HI دائمًا
ينزاح نحو تكوين H₂ و I₂ دائمًا
لا ينزاح؛ لتساوي عدد المولات الغازية على الجانبين
ينزاح باتجاه عشوائي غير قابل للتنبؤ
يُوصف الاتزان الكيميائي بأنه اتزان ديناميكي؛ لأن:
التفاعل يتوقف تمامًا عند الوصول إليه
التفاعل يستمر بالحدوث في الاتجاهين مع ثبات التراكيز
تراكيز المواد تتغير باستمرار دون توقف
لا يحدث أي تفاعل كيميائي فعلي عنده
تنتج بكتيريا الفم حمض اللاكتيك من تحلل السكريات، فيتأين هذا الحمض منتجًا أيونات الهيدروجين H⁺ في الفم؛ فإن أثر هذه الأيونات في اتزان تكوين طبقة المينا هو أنها:
تزيد من تركيز أيوني الفوسفات والهيدروكسيد فتقوّي المينا
لا تؤثر إطلاقًا في اتزان تكوين المينا
تتفاعل مع أيوني الفوسفات والهيدروكسيد فتقلل تركيزهما، فيزيح الاتزان نحو مزيد من تفكك المينا (تآكلها)
تتحد مباشرة مع الكالسيوم مكوّنة طبقة حماية إضافية
تُعرَّف عملية نزع المعدن (Demineralization) من طبقة مينا الأسنان بأنها:
بناء طبقة جديدة من المينا
تكوّن طبقة الجير على الأسنان
تبييض لون الأسنان
إذابة المعادن المكوّنة للأسنان اعتمادًا على حموضة الوسط في الفم
تعتمد قيمة ثابت الاتزان (Kc) لتفاعل معيّن بشكل أساس على:
درجة الحرارة فقط
التراكيز الابتدائية للمواد فقط
حجم وعاء التفاعل فقط
وجود عامل مساعد من عدمه
يُوصف الاتزان بأنه اتزان غير متجانس عندما:
تكون جميع المواد بالحالة الغازية فقط
تختلف الحالة الفيزيائية للمواد المتفاعلة والناتجة في التفاعل
يكون التفاعل غير عكسي
لا يمكن كتابة معادلة موزونة له
لا يظهر تركيز أيٍّ من المواد الآتية في تعبير ثابت الاتزان (Kc):
الغازات
المحاليل المذابة
جميع المواد بلا استثناء
المواد الصلبة والسوائل النقية
في تفاعل يحوي أربعة مولات من المواد المتفاعلة الغازية ومولين فقط من المواد الناتجة الغازية، عند مضاعفة الضغط الكلي المؤثر فيه (بتنصيف الحجم) عند الدرجة نفسها من الحرارة، فإن العبارة الصحيحة هي:
ينزاح موضع الاتزان نحو المواد المتفاعلة؛ لأنها الأكثر عددًا من حيث المولات
لا ينزاح موضع الاتزان إطلاقًا
يتضاعف تركيز جميع المواد بالتساوي دون أي انزياح فعلي
ينزاح موضع الاتزان نحو المواد الناتجة؛ لأنها تحتوي على عدد أقل من مولات الغازات
يُعبَّر عن حالة الاتزان الكيميائي كميًا من خلال:
درجة انصهار المواد المتفاعلة
ثابت الاتزان (Kc)
لون المواد الناتجة فقط
يعمل العامل المساعد على تقليل الزمن اللازم للوصول إلى حالة الاتزان الكيميائي عن طريق:
تمهيد مسار بديل للتفاعل يجعل حدوثه أسرع
زيادة تركيز المواد المتفاعلة ابتداءً
تقليل درجة حرارة التفاعل
زيادة حجم وعاء التفاعل
عيّنة من غاز عدد مولاتها 0.6 mol في وعاء حجمه 3 L، فإن تركيزها المولاري يساوي:
0.2 M
0.1 M
1.8 M
5.0 M
لا تتأثر تراكيز المواد الصلبة والسائلة في تفاعل غازي متزن بتغيّرات:
التركيز فقط
العامل المساعد فقط
الضغط الناتج عن تغيّر حجم وعاء التفاعل
خُلط 0.6 mol من H₂ مع 0.6 mol من I₂ في وعاء حجمه 1 L وتفاعلا وفق المعادلة H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)، فإذا كانت قيمة ثابت الاتزان (Kc) لهذا التفاعل تساوي 64، فإن تركيز HI عند الاتزان يساوي:
0.24 M
0.48 M
1.20 M
0.96 M
يؤثر العامل المساعد في موضع الاتزان الكيميائي لتفاعل ما بحيث:
لا يغيّر موضع الاتزان إطلاقًا
يزيح موضع الاتزان نحو المواد الناتجة
يزيح موضع الاتزان نحو المواد المتفاعلة
يزيح موضع الاتزان بشكل عشوائي
للتفاعل العام aA + bB ⇌ cC + dD، يُعبَّر عن ثابت الاتزان (Kc) بالصيغة:
Kc = [A]^a[B]^b / [C]^c[D]^d
Kc = [A][B] / [C][D]
Kc = [C]^c[D]^d / [A]^a[B]^b
Kc = [C][D] − [A][B]
في وعاء حجمه 0.5 L يحوي عند الاتزان 0.2 mol من CO و0.2 mol من Cl₂ و1.5 mol من COCl₂ للتفاعل CO(g) + Cl₂(g) ⇌ COCl₂(g)، فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) لهذا التفاعل تساوي:
18.75
9.375
37.5
75
إذا كانت قيمة ثابت الاتزان (Kc) لتفاعل غازي عند درجة حرارة معيّنة تساوي 5×10¹²، فإن العبارة الصحيحة بخصوص كميات المواد عند الاتزان هي:
تكون المواد المتفاعلة متوفرة بكمية أكبر بكثير من المواد الناتجة
تتساوى كميات المواد المتفاعلة والناتجة تمامًا
لا يمكن تحديد ذلك من قيمة Kc وحدها
تكون المواد الناتجة متوفرة بكمية أكبر بكثير من المواد المتفاعلة
أحد التفاعلات الغازية المتزنة الآتية ينتج عنه كمية أكبر من المواد الناتجة عند زيادة الضغط الكلي المؤثر في وعاء التفاعل:
H₂(g) + I₂(g) ⇌ 2HI(g)
2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)
N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)
2NOBr(g) ⇌ 2NO(g) + Br₂(g)
في تفاعل A(g) ⇌ B(g) + C(g)، إذا كان التركيز الابتدائي لِ A يساوي 1 M، وكان تركيز B عند الاتزان يساوي 0.3 M، فإن تركيز A المتبقي عند الاتزان يساوي:
0.7 M
0.3 M
1.0 M
1.3 M
إذا كانت قيمة ثابت الاتزان (Kc) لتفاعل ما أكبر من الواحد الصحيح، فإن ذلك يشير إلى أن موضع الاتزان:
منزاح نحو المواد المتفاعلة
متعادل تمامًا بين الجهتين
منزاح نحو المواد الناتجة
لا علاقة له باتجاه الاتزان
عند إضافة عامل مساعد إلى تفاعل عكسي، فإن سرعتي التفاعل الأمامي والعكسي:
تقلّان معًا
تزدادان معًا بالمقدار نفسه تقريبًا
تزداد إحداهما بينما تقل الأخرى
لا تتأثران إطلاقًا
في التجربة الاستهلالية لدرس الاتزان الكيميائي (تسامي اليود) داخل وعاء مغلق، فإن ثبات لون بخار اليود مع الزمن يمثّل حالة:
توقف تام لعملية التسامي
اتزان ديناميكي بين اليود الصلب وبخاره
تفاعلًا كيميائيًا غير عكسي
تبخّرًا نهائيًا لكل اليود الصلب
يُعبَّر عن ثابت الاتزان للتفاعل غير المتجانس C(s) + CO₂(g) ⇌ 2CO(g) بالصيغة:
Kc = [CO]² / [C][CO₂]
Kc = [CO]² / [CO₂]
Kc = [CO₂] / [CO]²
Kc = [C][CO₂] / [CO]²
تُستخدم مركّبات الفلور مثل فلوريد الصوديوم في معاجين الأسنان بهدف:
حماية الأسنان من التآكل وتقليل حدوثه
تبييض لون الأسنان فقط
إزالة رائحة الفم فقط
تسكين الألم فقط
في تفاعل تفكك يوديد الهيدروجين 2HI(g) ⇌ H₂(g) + I₂(g)، إذا كانت تراكيز الاتزان: [H₂] = 0.1 M، [I₂] = 0.1 M، [HI] = 0.4 M، فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) تساوي:
0.025
0.25
عند مقارنة تفاعلين لهما قيمتا ثابت اتزان مختلفتان (Kc₁ = 200 و Kc₂ = 0.002) عند الدرجة نفسها من الحرارة، فإن العبارة الأدق للمقارنة بينهما هي:
التفاعل الثاني أقرب إلى الاكتمال نحو تكوين النواتج من التفاعل الأول
كلا التفاعلين متماثلان في درجة انزياحهما نحو النواتج
التفاعل الأول أقرب إلى الاكتمال نحو تكوين النواتج من التفاعل الثاني
لا يمكن المقارنة بين قيمتي Kc لتفاعلين مختلفين إطلاقًا
يُطلق على المعدن الأساس المكوّن لطبقة مينا الأسنان اسم:
كربونات الكالسيوم CaCO₃
كلوريد الصوديوم NaCl
هيدروكسي أباتيت Ca₅(PO₄)₃OH
أكسيد الحديد Fe₂O₃
في تفاعلين مختلفين (أ) و(ب) كلاهما غازي بالكامل، إذا كان عدد مولات الغازات في المتفاعلات يساوي عدد مولاتها في النواتج في التفاعل (أ)، بينما يختلف العددان في التفاعل (ب)، فإن العبارة الصحيحة عند زيادة الضغط الكلي على كليهما هي:
ينزاح موضع الاتزان في كلا التفاعلين بالتساوي
لا ينزاح موضع الاتزان في (أ) بينما ينزاح في (ب) نحو الجهة الأقل عدد مولات غازية
ينزاح موضع الاتزان في التفاعل (أ) فقط
يتوقف كلا التفاعلين عن الاستمرار
يُعبَّر عن ثابت الاتزان للتفاعل الغازي 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) بالصيغة:
Kc = [SO₃]² / [SO₂]²[O₂]
Kc = [SO₃] / [SO₂][O₂]
Kc = [SO₂]²[O₂] / [SO₃]²
Kc = [SO₂][O₂] / [SO₃]
يبيّن الجدول قيم ثابت الاتزان (Kc) لتفاعل ما عند درجتي حرارة مختلفتين، وتبيّن أن قيمة Kc تزداد كلما ارتفعت درجة الحرارة؛ فإن هذا يدل على أن التفاعل الأمامي في هذا الاتزان:
طارد للحرارة
ماصّ للحرارة
لا علاقة له بدرجة الحرارة
تفاعل غير عكسي
في التفاعل المتزن الطارد للحرارة 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g) + حرارة، عند رفع درجة حرارة الخليط الغازي، فإن موضع الاتزان ينزاح نحو:
جهة تفكك SO₃ إلى SO₂ و O₂ (الاتجاه الماص)
جهة تكوين مزيد من SO₃ (الاتجاه الطارد)
يتوقف التفاعل بشكل كامل
في التفاعل الغازي المتزن CO(g) + 3H₂(g) ⇌ CH₄(g) + H₂O(g)، عند زيادة الضغط الكلي المؤثر في الخليط الغازي (بتقليل حجم الوعاء)، فإن موضع الاتزان ينزاح نحو:
جهة المواد المتفاعلة (4 مولات غازية)
جهة المواد الناتجة (مولان غازيان فقط)
لا ينزاح الاتزان إطلاقًا؛ لتساوي عدد المولات
يتوقف التفاعل بالكامل
يبيّن الجدول قيم ثابت الاتزان (Kc) لتفاعل ما عند درجتي حرارة مختلفتين، وتبيّن أن قيمة Kc تقلّ كلما ارتفعت درجة الحرارة؛ فإن هذا يدل على أن التفاعل الأمامي في هذا الاتزان:
تُعرَّف عملية إعادة بناء المعدن في طبقة مينا الأسنان باسم:
Demineralization (نزع المعدن)
Oxidation (الأكسدة)
Remineralization (إعادة بناء المعدن)
Sublimation (التسامي)
ينصّ مبدأ لوشاتلييه على أنه إذا حدث تغيير في أحد العوامل المؤثرة في الاتزان لتفاعل متزن، فإن التفاعل:
يتوقف نهائيًا حتى تزول أثر هذا التغيير
لا يتأثر إطلاقًا بأي تغيير خارجي
يعمل على تعديل موضع الاتزان لتقليل أثر ذلك التغيير
يتحول إلى تفاعل غير عكسي
في تفاعل هابر لتصنيع الأمونيا N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)، فإن استخدام عامل مساعد في العملية الصناعية يهدف بشكل رئيس إلى:
زيادة تركيز الأمونيا الناتجة عند الاتزان
تقليل الزمن اللازم للوصول إلى حالة الاتزان دون تغيير تركيز الأمونيا عند الاتزان
تحويل التفاعل إلى تفاعل غير عكسي
زيادة درجة حرارة التفاعل بشكل تلقائي
يُوصف التفاعل بأنه في حالة اتزان كيميائي عندما تصبح:
سرعة التفاعل الأمامي مساوية لسرعة التفاعل العكسي
سرعة التفاعل الأمامي أكبر من سرعة التفاعل العكسي
سرعة التفاعل العكسي أكبر من سرعة التفاعل الأمامي
سرعتا التفاعلين معًا تساويان صفرًا
يُصنَّف الاتزان في التفاعل CaCO₃(s) ⇌ CaO(s) + CO₂(g) بأنه اتزان:
متجانس؛ لتشابه حالات جميع المواد
اتزانًا غير عكسي
اتزانًا لا ينطبق عليه مبدأ لوشاتلييه
غير متجانس؛ لاختلاف الحالة الفيزيائية بين المواد فيه
في التفاعل المتزن N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)، عند زيادة تركيز غاز النيتروجين N₂ عند الدرجة نفسها من الحرارة، فإن موضع الاتزان ينزاح نحو:
تكوين مزيد من غاز الأمونيا NH₃
تكوين مزيد من غازي N₂ و H₂
لا ينزاح الاتزان إطلاقًا
لا يمكن تحديد ذلك دون معرفة الضغط
من العوامل الرئيسة التي تؤثر في موضع الاتزان الكيميائي وفق مبدأ لوشاتلييه:
اللون ولزوجة المحلول فقط
حجم الإناء فقط دون غيره
نوع الإناء المستخدم فقط
التركيز والضغط ودرجة الحرارة
وُضعت عيّنة كتلتها 9.2 g من غاز N₂O₄ (Mr = 92 g/mol) في وعاء حجمه 2 L وتُركت لتتفكك وفق المعادلة N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)، فإذا وُجد عند الاتزان أن تركيز NO₂ يساوي 0.06 M، فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) تساوي:
0.18
0.09
0.36
0.72
في تفاعل A(g) ⇌ 2B(g)، إذا كان التركيز الابتدائي لِ A يساوي 0.6 M، وكان تركيز B عند الاتزان يساوي 0.4 M، فإن قيمة ثابت الاتزان (Kc) تساوي:
0.2
في تفاعل غازي متزن يحتوي على مادة صلبة ومادتين غازيتين مثل C(s) + CO₂(g) ⇌ 2CO(g)، فإن أثر زيادة الضغط الكلي على موضع الاتزان يُحدَّد فقط بالاعتماد على:
عدد مولات المادة الصلبة في الطرفين
درجة انصهار المادة الصلبة
عدد مولات الغازات في كل من طرفي المعادلة (بغض النظر عن المادة الصلبة)
كتلة المادة الصلبة الكلية في الوعاء