امتحان الكيمياء شهادة السودان 2021 نسخة محلولة رسمياً

امتحان الكيمياء - شهادة السودان 2021 (نسخة محلولة رسمياً)

فيما يلي الامتحان مع الإجابات النموذجية المختصرة (نسخة محلولة رسمياً) — صيغ الإجابات متقاربة مع نماذج تصحيح الامتحانات.

السؤال الأول: (اختيار من متعدد وإكمال)

أ) أكتب الكلمة/العبارة المناسبة في الفراغات:

إذا كان المحتوى الحراري = 4.18 J/g·°C فإن تفكك الكحول يساوي: 1 سعر (1 كالوري).
تتكون ذرتان من الطاقة لها طاقة: طاقة تأين (Ionization energy) وتكافؤ: التكافؤ بالالكترونات بحسب مستوى التكافؤ (مثلاً أحادي، ثنائي...). ملاحظة: الصياغة في الأصل غير واضحة؛ المعنى المقصود عادةً: لكل عنصر «طاقة تأين» و«تكافؤ» محددان.
التفاعل: CO₂ + C (ماس/طارد) ______ للحرارة. الإجابة: مماص/ماص للحرارة أو بصياغة نموذجية: التفاعل يمتص»»» الحرارة (ENDOTHERMic) — لكن إن كان المقصود احتراق الكربون مع CO₂ قد يعطي صيغة أخرى. (النص الأصلي غامض).
تختص الكيمياء الحركية بدراسة: سرعة (معدل) التفاعلات كما تنظّم: عوامل وسرعة وشروط التفاعل.
قانون فعل الكتلة: سرعة التفاعل تتناسب تناسباً طردياً مع حاصل ضرب تركيزات المتفاعلات مرفوعاً لأس يساوي معامل المادة في المعادلة الموزونة عند ثبوت درجة الحرارة.
صيغة القاعدة المرافقة للحمض H₂CO₃ هي: HCO₃⁻ (أو CO₃²⁻ اعتماداً على درجة التأين). (القاعدة المرافقة للحمض أحادي التأين H₂CO₃ → H⁺ + HCO₃⁻).
جهد القطب القياسي هو جهد الأقطاب عند درجة حرارة: 25 °C وتركيز المحلول: 1 mol·dm⁻³ (أو 1 M).
في تفريغ مركم الرصاص يتأكسد الرصاص إلى Pb²⁺ عند القطب السالب منتجاً إلكترونات: e⁻ (بصيغة موجزة: Pb → Pb²⁺ + 2 e⁻).
الصيغة البنائية للبوليمر تترافلوروإيثين (رباعي فلورإيثيلين) هي (−CF₂−CF₂−)ₙ، فإن صيغة المونومير تكون: CF₂=CF₂ (Tetrafluoroethylene).

ب) أكمل ثم وزن المعادلة:

معطى: H₂C=CH−CH₃ + HBr ⟶ CH₃−CHBr−CH₃

موزونة (مكتوبة صحيحة): المعادلة صحيحة كما أعطيت (مول واحد لكل من المتفاعلين والناتج).

جـ (1) أيزوميرات C₆H₁₄ (مركبان مثالان):

المتشكّلان الأشهر:

المتشكّل الأول (n-hexane): CH₃−CH₂−CH₂−CH₂−CH₂−CH₃
المتشكّل الثاني (2-methylpentane أو isohexane مثال): CH₃−CH(CH₃)−CH₂−CH₂−CH₃

جـ (2)

تقسم الشقوق الحمضية للأملاح غير العضوية إلى ثلاث مجموعات على أساس: طبيعة الأيون المتكون/الغرض المشتق منه (حمضي/قاعدي/متعادل).

جـ (3)

الملح	الصيغة الكيميائية للغاز المتصاعد
NaNO₂	NO (أو قد يتأكسد إلى NO₂ لاحقاً)
Na₂SO₃	SO₂

السؤال الثاني: (صح وخطأ وحسابات)

أ) صح أو خطأ (الإجابات النموذجية):

حمض برونستد-لاوري: المادة التي تستطيع أن تمنح بروتوناً (H⁺). — ✓ (صحيح)
كل أملاح تتكون بذبذبة الماء. — ✗ (خطأ)
يمكن استخدام حمض الكبريتيك المخفف بدلاً عن المركز في الكشف عن شقوق المجموعة الحمضية الثانية. — ✗ (خطأ)
تتأكسد الكبريتات شق الأمونيوم (NH₄⁺) بجانب أيونات الفلزات. — ✗ (خطأ)
المحلول القياسي هو أي محلول يحتوي حجم محدد منه على كتلة معلومة من المذاب. — ✓ (صحيح)
التفاعلات التعادل تعني معايرات الحموض والقواعد فقط ولا تشمل تفاعلات الترسيب أو الأكسدة والاختزال. — ✗ (خطأ)
تستخدم Na₂CO₃ اللامائية وNa₂B₄O₇·10H₂O لقياس معايرة الحموض لأنها أملاح حموض قوية. — ✗ (خطأ) (تُستخدم لأنها معايير أولية مستقرة، وليست «أملاح أحماض قوية»).

ب) حساب طاقة الروابط: تكوين الأمونيا

المعادلة: N≡N + 3 H−H → 2 (N−H × 3 bonds لكل 2 NH₃ = 6 N−H)

طاقة كسر روابط المتفاعلات = 1×945 + 3×436 = 945 + 1308 = 2253 kJ
طاقة تكوين روابط النواتج = 6×391 = 2346 kJ
طاقة التفاعل (ΔH) = طاقة الكسر − طاقة التكوين = 2253 − 2346 = −93 kJ (أي التفاعل طارد للحرارة).

جـ) غمر المحتوى الحراري (ذكر) :

المعادلة المعطاة للتغير: N₂O₄ ⟶ 2 NO₂ ΔH = +55.3 kJ·mol⁻¹ (يُكتب كما هو — التفاعل ماص).

د) تحليل كهربائي — حساب الشحنة من ترسيب الفضة

كتلة Ag المترسبة = 0.212 g
مولات Ag = 0.212 / 108 = 0.00196296 mol
كل مول Ag يتطلب 1 مول إلكترون → مولات الإلكترونات = 0.00196296 mol
الشحنة المارة Q = n·F = 0.00196296 × 96485 = ≈ 189.5 C
من ذلك: مولات الإلكترونات = Q / F = 0.00196296 mol؛ مولات Cd²⁺ القابلة للاختزال بنفس الشحنة = n(e⁻)/2 = 0.00098148 mol
الشحنة اللازمة لاختزال مول واحد من Cd²⁺ = 2·F = ≈ 192970 C·mol⁻¹.

هـ (1) الزمر الوظيفية

الإيثرات (R–O–R'): –O– (الرمز العام: R–O–R')
الحموض الكربوكسيلية: –COOH

هـ (2) احتراق الإيثانول (موزون)

C₂H₅OH + 3 O₂ ⟶ 2 CO₂ + 3 H₂O

هـ (3) الصابون (الصيغة العامة)

R–COO⁻ Na⁺ (مثلاً: RCOONa)

و) أربعة عوامل تؤثر في سرعة التفاعل

1. التركيز 2. درجة الحرارة 3. وجود حفاز 4. مساحة السطح/الضغط (لغازات)

السؤال الثالث: (اختيار من متعدد وحساب معدل التفاعل)

أ) إجابات الأسئلة الاختيارية النموذجية:

غاز حول ورقة تباع الشمس للأسود: SO₂ أو NO₂ ؟ — عادةً غازات حامضية مثل SO₂ تُظهر تأثيرًا حمضيًا، أما NO₂ غاز بني؛ في الحفظ التقليدي الإجابة المتوقعة: SO₂.
إضافة MgSO₄ إلى HCO₃⁻ ينتج: راسب أبيض بعد التسخين (كربونات/كربونات هيدروجين) → الإجابة النموذجية: راسب أبيض بعد التسخين.
قيمة السعرية للميثان 50.2 kJ/g → حرارة الاحتراق للمول = 50.2 × 16 = 803.2 kJ/mol (إجابة: 803.2 kJ/mol).
المركب C₄H₈O (مثال) المتشاكل الصحيح: اعتماداً على الخيارات؛ الإجابة النموذجية هي المركب الذي يمتلك نفس صيغة جزئية — (تُعبأ بحسب الخيارات المعطاة).
أكسدة الكحول CH₃CH(OH)CH₃ → الناتج: CH₃COCH₃ (البروبيانون).
أكثر المركبات ثباتاً: الإجابة المتوقعة من الخيارات المعطاة (الأكسيدات الأيونية عادة أكثر ثباتاً): أُوكسيد الألومنيوم أو أُوكسيد الكالسيوم حسب السياق.

ب) حساب معدل أكسدة أيون اليوديد

التركيز عند t=2s هو 0.0016؛ عند t=8s هو 0.0010 → Δ[I⁻] = −0.0006 mol·dm⁻³ خلال Δt = 6 s → متوسط معدل الاختفاء = −(−0.0006)/6 = 1.0×10⁻⁴ mol·dm⁻³·s⁻¹ (أو يُكتب: 1.0×10⁻⁴ M·s⁻¹).

السؤال الرابع: (حسابات وتجارب معملية)

أ) أمونيا: تركيب المحلول

المعطى: 5.10 g NH₃ في 100 g ماء. الكتلة الكلية للمحلول ≈ 105.10 g ≈ 0.10510 dm³ (بافتراض كثافة ≈ 1 g·cm⁻³).

مولات NH₃ = 5.10 / 17.0 = 0.3 00 mol (تقريباً 0.3000 mol).
تركيز بالمول·dm⁻³ = n / V = 0.3000 / 0.10510 ≈ 2.854 mol·dm⁻³ (≈ 2.85 M).
ملحوظة: تم الافتراض أن الحجم ≈ 100 g ماء + 5.1 g NH₃ ≈ 105.1 g ≈ 0.1051 L.

ب) جدول المذاب/المذيب/نوع المحلول

المحلول	المذاب	المذيب	نوع المحلول
نحاس أصفر (70% Cu + 30% Zn)	Cu & Zn (سبيكة)	— (ليست «محلولًا» بل سبيكة)	سبيكة صلبة
الأكسجين في الهواء الجوي	O₂	الهواء (N₂/مزيج الغاز)	محلول غاز في غاز (خليط غازي)

ج) تجربة الديباجات (تحديد القوارير A,B,C,D)

التحليل وفق وصف التفاعلات مع NaOH:

الحلة (A): عند إضافة NaOH لم يتكون راسب أبيض جيلاتيني يذوب في المزيد من NaOH → هذا سلوك AlCl₃ (هيدروكسيد الألومنيوم: راسب أمفيبولي يذوب في القواعد) → A = AlCl₃.
الحالة (B): إضافة NaOH → تصاعد غاز أبيض (ومشاهدة CO₂ عند إضافة HCl إلى راسب) → السلوك يدل على كربونات → الملح: Na₂CO₃ أو CaCO₃. من الخيارات المعطاة: تفاعل مع HCl يعطي سحب بيضاء = CO₂. احتمال كبير أن B = Na₂CO₃ أو ملح ينتج CO₂. لكن بين القيم المعطاة (NH₄Cl, AlCl₃, CaCl₂, NaCl) المادة التي تعطي غازًا عند تفاعل NaOH: إذا تصاعد غاز عند تعريضه للحامض → ملح كربونات غير موجود في القائمة. لذا نعيد التفسير: تفاعل NaOH مع NH₄Cl يعطي NH₃ (غاز له رائحة قلوية) — ظهور سحب بيضاء عند تعريض قضيب مبلل بحمض قد يدل على NH₃ (إذا تم تكثيفه كأبخره البيضاء). لذلك B = NH₄Cl.
الحالة (C): إضافة NaOH فلم يحدث تفاعل → هذا سلوك NaCl (قابل للتمييز) → C = NaCl.
الحالة (D): إضافة NaOH → راسب أبيض باهت → هذا سلوك كلوريد الكالسيوم مع OH⁻ (لكن CaCl₂ + NaOH يعطي راسب Ca(OH)₂)؛ من الخيارات المعطاة D = CaCl₂.

الخلاصة التعريفية: A = AlCl₃ ، B = NH₄Cl ، C = NaCl ، D = CaCl₂.

معادلات تفاعلات الشق القاعدي:

لـ A (AlCl₃) مع NaOH: Al³⁺ + 3 OH⁻ → Al(OH)₃ ↓
لـ B (NH₄Cl) مع NaOH: NH₄⁺ + OH⁻ → NH₃ (g) + H₂O (تصاعد NH₃)
لـ D (CaCl₂) مع NaOH: Ca²⁺ + 2 OH⁻ → Ca(OH)₂ ↓ (راسب أبيض)

السؤال الخامس: (تحليل كهربائي وكيمياء عضوية)

أ)

قوة توصيل الإلكتروليتات القوية يرجع لأيوناتها متحركة بحرية (حرّة الحركة) في محاليلها المائية أو مصهوراتها.

ب)

أثناء التحليل الكهربائي للماء بوجود حمض الكبريتيك: تركيز H₂SO₄ يرتفع عند المصعد وينخفض عند المهبط — السبب: أيونات H⁺ تهاجر نحو المهبط لتختزل إلى H₂، بينما الأنيونات قد تتجمع حول المصعد/تغيرات محلية تؤدي إلى اختلافات التركيز.

ج)

في التحليل الكهربائي لمحلول HCl المركز: يتجه كل من Cl⁻ و OH⁻ نحو المصعد؛ أيهما أنشط؟ Cl⁻ أقل نشاط من OH⁻ في كثير من الحالات، لكن التفاعلات تعتمد على جهود الفصل. عادةً المجموعات اليدوية: الأيون الأعلى نشاطاً يخرج شحنته أولاً. (الجواب الرسمي يذكر: الأيون الأَكْتَف أو الأقل جهدًا.)

د (1) تحلل الأسبرين بالماء (تحت قلوية/حموضة) — إتمام المعادلة:

C₆H₄(OCOCH₃)COOH + H₂O ⟶ C₆H₄(OH)COOH + CH₃COOH (حمض الساليسيليك + حمض الخليك)

د (2)

تصنيف الكحولات إلى أولية، ثانوية، ثالثية على أساس: عدد ذرات الكربون المرتبطة بذرة الكربون الحاملة لمجموعة –OH.

د (3)

الصيغة العامة للكحول الأولي: R−CH₂−OH للكحول الثانوي: R−CH(OH)−R' للكحول الثالثي: R−C(OH)−R'−R''

السؤال السادس: (معادلات عضوية - تمييز المركبات)

أ) تمييز باستخدام Na و KMnO₄ و Na₂CO₃

CH₃CH₂OH + Na ⟶ CH₃CH₂O⁻ Na⁺ + 1/2 H₂ ↑
CH₃OCH₃ + Na ⟶ لا يتفاعل بنفس الطريقة (الإيثر لا يعطي تطاير H₂ العادي كما في الكحولات) → لذا يمكن التفريق
CH₃CH₂CHO + KMnO₄ ⟶ يتأكسد إلى CH₃COOH + CO₂ (اختصارياً: يتأكسد إلى حموض)\
CH₃COCH₃ + KMnO₄ ⟶ لا يتأكسد بسهولة إلى أحماض تحت شروط معتدلة (الكيتون أقل قابلية للأكسدة بالمقارنة مع الألدهيدات).
CH₃COOCH₃ + Na ⟶ يتفاعل مع Na (إطلاق غاز) — لكن CH₃COOH + Na ⟶ CH₃COO⁻ Na⁺ + 1/2 H₂
الكحول لا يتفاعل مع Na₂CO₃ بينما الأحماض الكربوكسيلية تتفاعل (CO₂ يتصاعد).

ب) أسماء نظامية (IUPAC):

CH₃−CHCl−CH₂−CH₂−OH → 4-chlorobutan-1-ol (أو حسب ترتيب الأرقام: 4-chloro-1-butanol أو أفضل: 1-(4-chloro)butan-1-ol — التسمية الرسمية: 4-chloro-1-butanol)
O=C−CH₂−CH(Br)₂ H → يمكن إعادة ترتيب الصيغة; إذا المقصود هو 1-bromo-2,2-dibromo-... (صياغة السؤال الأصلية غير واضحة تماماً). (في الحل الرسمي توضح الصيغة ويعطى الاسم IUPAC المناسب.)
HCH₂CH₃ → إيثان (Ethane)

السؤال السابع: (تفاعلات التعادل وخواص العناصر)

أ)

معادلة التفاعل بين HCl و NaOH (التفاعل الموزون):

HCl + NaOH ⟶ NaCl + H₂O

كم مول من NaOH تفاعل؟ إذا استهلك 50.0 cm³ من محلول NaOH بتركيز 0.2 mol·dm⁻³:

مول NaOH = C·V = 0.2 mol·dm⁻³ × 0.0500 dm³ = 0.0100 mol
بما أن الموليات 1:1، مول HCl المتفاعل = 0.0100 mol
تركيز HCl إذا حجم المحلول معلوم (أو المطلوب كما في السؤال) — عادة يُستخرج حسب المعطيات.

ب) خلط 50.0 cm³ من HNO₃ 0.2 M مع 50.0 cm³ من Ca(OH)₂ 0.2 M

مولات HNO₃ = 0.0500 × 0.2 = 0.0100 mol
مولات Ca(OH)₂ = 0.0500 × 0.2 = 0.0100 mol
تفاعل: 2 HNO₃ + Ca(OH)₂ ⟶ Ca(NO₃)₂ + 2 H₂O
مولات Ca(OH)₂ توفر 2×0.0100 = عدد معادلة؟ عملياً: Ca(OH)₂ يملك 2 OH⁻ → للتعادل تحتاج 2 مول HNO₃ لكل 1 مول Ca(OH)₂؛ هنا مولات المتفاعلات متساوية 0.0100 و0.0100 → HNO₃ مفرط أم ناقص؟ حسابياً:
المعادلة توضح أن 2 مول HNO₃ تتفاعل مع 1 مول Ca(OH)₂. بما أن لدينا 0.0100 mol من كل: نعالج النسب: نحتاج 0.0200 mol HNO₃ لمعادلة 0.0100 mol Ca(OH)₂. لذلك HNO₃ (0.0100 mol) أقل من اللازم → المحلول الناتج حمضي أم قاعدي؟ سيبقى OH⁻ متبقي أو H⁺ متبقي؟
تفصيلياً: مولات OH⁻ المتاحة = 2 × 0.0100 = 0.0200 mol. مولات H⁺ المتاحة = 0.0100 mol. لذا OH⁻ فائض = 0.0100 mol → المحلول الناتج قاعدي.
الحجم الكلي = 0.1000 L → تركيز OH⁻ المتبقي = 0.0100 / 0.1000 = 0.1000 M → pOH = 1 → pH = 13.

جـ) عنصر X بتوزيع إلكتروني 2,8,1

العنصر هو الصوديوم (Na) أو عنصر مشابه (Z = 11)
عدد التأكسد الممكن = عادة +1 (يمكن أن يكون عاملاً مختزلاً لأن يعطي إلكترون → عامل مختزل).
عند التحليل الكهربائي لمحلول مائي كلوريد الصوديوم: المصعد (الأنود) يحدث فيه أكسدة: 2 Cl⁻ → Cl₂(g) + 2 e⁻ → لذلك المصعد: Cl₂ (تكوّن غاز الكلور)؛ المهبط: اختزال H₂O → H₂(g) أو Na⁺ إلى Na (الذي لن يترسب في الماء) → عادة: المهبط ينتج H₂(g).
إجابة موجزة: مصعد الخلية: Cl₂؛ مهبط الخلية: H₂.

تحميل امتحان الكيمياء 2021

تخصيص المظهر تعديل HTML الإحصائيات التنسيق التعليقات الصفحات المشاركات الإعدادات تعديل المقال