اختبار الفصل الأول في العلوم الفيزيائية — شعبة علوم تجريبية — السنة الثالثة ثانوي مع الحل

اختبارالفصل الأولصفحة واحدةPDF 78 KBمع الحل

اختبار الفصل الأول في العلوم الفيزيائية — شعبة علوم تجريبية

المدة: ثلاث ساعات

التمرين الأول (10 نقاط)

يُستعمل اليود $_{53}^{131} I$ في الطب النووي. وهو نظير مشع يتفكك وفق النمط $β^{-}$ ليعطي نواة الكزينون $Xe$ . زمن نصف عمره $t_{1/2} = 8$ أيام.

عرّف النشاط الإشعاعي $β^{-}$ ، واكتب معادلة تفكك اليود 131 محددًا $A$ و $Z$ للنواة الناتجة.
عرّف زمن نصف العمر. إذا كان عدد الأنوية الابتدائية $N_{0}$ ، كم يتبقى منها بعد $24$ يومًا؟
احسب ثابت النشاط الإشعاعي $λ$ بـ $s^{- 1}$ .
نشاط عينة لحظة تحضيرها $A_{0} = 4 \times 1 0^{6} Bq$ . احسب نشاطها بعد $16$ يومًا.
تُعتبر العينة غير خطرة عندما يصبح نشاطها $1%$ من نشاطها الابتدائي. احسب المدة اللازمة لذلك بالأيام.

التمرين الثاني (10 نقاط)

نضع في دورق كتلة $m = 1, 3 g$ من مسحوق الزنك $Zn$ ، ونضيف إليه في اللحظة $t = 0$ حجمًا $V = 100 mL$ من محلول حمض كلور الماء تركيزه بشوارد الهيدرونيوم $C = 0, 5 mol/L$ . ينمذج التحول بالمعادلة:

Zn_{(s)} + 2 H_{3} O_{(a q)}^{+} ⟶ Zn_{(a q)}^{2 +} + H_{2 (g)} + 2 H_{2} O_{(l)}

نعطي: $M (Zn) = 65 g/mol$ ، الحجم المولي للغازات في شروط التجربة $V_{M} = 24 L/mol$ .

احسب كميتي المادة الابتدائيتين $n_{0} (Zn)$ و $n_{0} (H_{3} O^{+})$ .
أنشئ جدول تقدم التفاعل، ثم عيّن التقدم الأعظمي $x_{ma x}$ والمتفاعل المحد.
احسب حجم غاز ثنائي الهيدروجين المنطلق في نهاية التفاعل.
عرّف زمن نصف التفاعل $t_{1/2}$ ، واحسب حجم الغاز المنطلق عند هذه اللحظة.
اقترح طريقتين لتسريع هذا التحول.

إظهار الحل المفصل

حل التمرين الأول

تفكك $β^{-}$ : تحوّل نيوترون إلى بروتون داخل النواة مع إصدار إلكترون. $_{53}^{131} I ⟶_{54}^{131} Xe +_{- 1}^{0} e$ (انحفاظ العدد الكتلي: $131 = 131 + 0$ ؛ انحفاظ العدد الشحني: $53 = 54 - 1$ )
زمن نصف العمر: المدة اللازمة لتفكك نصف عدد الأنوية الابتدائية. $24$ يومًا $= 3 t_{1/2}$ ، إذن $N = \frac{N _{0}}{2 ^{3}} = \frac{N _{0}}{8}$ .
$λ = \frac{ln 2}{t _{1/2}} = \frac{0 , 693}{8 \times 86 400} \approx 1, 0 \times 1 0^{- 6} s^{- 1}$
$16$ يومًا $= 2 t_{1/2}$ : $A = \frac{A _{0}}{4} = 1 \times 1 0^{6} Bq$
$A = A_{0} e^{- λ t} = 0, 01 A_{0} \Rightarrow t = \frac{ln 100}{λ} = t_{1/2} \times \frac{ln 100}{ln 2} = 8 \times 6, 64 \approx 53$ يومًا

حل التمرين الثاني

$n_{0} (Zn) = \frac{m}{M} = \frac{1 , 3}{65} = 0, 02 mol$ ؛ $n_{0} (H_{3} O^{+}) = C \times V = 0, 5 \times 0, 1 = 0, 05 mol$
الحالة التقدم $Zn$ $H_{3} O^{+}$ $Zn^{2 +}$ $H_{2}$

ابتدائية $0$ $0, 02$ $0, 05$ $0$ $0$

انتقالية $x$ $0, 02 - x$ $0, 05 - 2 x$ $x$ $x$

نهائية $x_{ma x}$ $0, 02 - x_{ma x}$ $0, 05 - 2 x_{ma x}$ $x_{ma x}$ $x_{ma x}$

$0, 02 - x = 0 \Rightarrow x = 0, 02$ ؛ $0, 05 - 2 x = 0 \Rightarrow x = 0, 025$ . إذن $x_{ma x} = 0, 02 mol$ والمتفاعل المحد هو الزنك.
$V (H_{2}) = x_{ma x} \times V_{M} = 0, 02 \times 24 = 0, 48 L$
$t_{1/2}$ : المدة اللازمة لبلوغ التقدم نصف قيمته النهائية. عندها $x = 0, 01 mol$ و $V (H_{2}) = 0, 24 L$ .
رفع درجة الحرارة، أو زيادة التركيز الابتدائي للحمض (أو استعمال الزنك على شكل مسحوق أدق).

الحالة	التقدم	$Zn$	$H_{3} O^{+}$	$Zn^{2 +}$	$H_{2}$
ابتدائية	$0$	$0, 02$	$0, 05$	$0$	$0$
انتقالية	$x$	$0, 02 - x$	$0, 05 - 2 x$	$x$	$x$
نهائية	$x_{ma x}$	$0, 02 - x_{ma x}$	$0, 05 - 2 x_{ma x}$	$x_{ma x}$	$x_{ma x}$

اختبار الفصل الأول في العلوم الفيزيائية — شعبة علوم تجريبية للسنة الثالثة ثانوي (المدة: ثلاث ساعات). موضوع مقترح مع الحل المفصل يتناول: التحولات النووية: تفكك β−، قانون التناقص الإشعاعي وزمن نصف العمر، ثابت النشاط الإشعاعي والنشاط، المتابعة الزمنية لتحول كيميائي، جدول التقدم والمتفاعل المحد، زمن نصف التفاعل. للمعاينة والتحميل المجاني PDF.

ملفات أخرى في نفس المادة

عرض الكل