الفرض الأول في العلوم الفيزيائية للفصل الأول، السنة الأولى ثانوي (جذع مشترك علوم وتكنولوجيا)

الحل النموذجي للتمرين الأول (10 نقاط)

1. تركيب ذرة الكلور (1,5 ن)

• عدد البروتونات $Z=17$ (0,5 ن)
• عدد النوترونات $N=A-Z=35-17=18$ (0,5 ن)
• الذرة معتدلة كهربائيا، فعدد الإلكترونات يساوي عدد البروتونات: 17 إلكترونا (0,5 ن)

2. التوزيع الإلكتروني (2 ن)

• $(\mathrm{K})^2(\mathrm{L})^8(\mathrm{M})^7$ (1,5 ن)
• الطبقة الخارجية هي الطبقة $\mathrm{M}$ وتحتوي على 7 إلكترونات (0,5 ن)

3. موقع العنصر (1,5 ن)

• ثلاث طبقات إلكترونية، إذن الدورة الثالثة (0,75 ن)
• 7 إلكترونات في الطبقة الخارجية، إذن الفوج السابع عشر (17)، أي $\mathrm{VIIA}$ (0,75 ن)

4. المغنيزيوم والأيونات المستقرة (2 ن)

• المغنيزيوم: $(\mathrm{K})^2(\mathrm{L})^8(\mathrm{M})^2$ (0,5 ن)
• ذرة الكلور تكتسب إلكترونا واحدا فتحقق ثمانية إلكترونات في الطبقة الخارجية (قاعدة الثمانية): $\mathrm{Cl}^-$ (0,75 ن)
• ذرة المغنيزيوم تفقد إلكترونين فتصبح طبقتها الخارجية $\mathrm{L}$ مشبعة بثمانية إلكترونات: $\mathrm{Mg}^{2+}$ (0,75 ن)

5. الصيغة الإحصائية (1,5 ن)

• المركّب الصلب معتدل كهربائيا: مجموع الشحنات الموجبة يساوي مجموع الشحنات السالبة (0,5 ن)
• $x\times(+2)+y\times(-1)=0$ ومنه $y=2x$، أي $x=1$ و$y=2$ (0,5 ن)
• الصيغة: $\mathrm{MgCl_2}$ (0,5 ن)

6. النظائر (1,5 ن)

• هما نظيران (0,5 ن)
• لأن لهما نفس العدد الذري $Z=17$ وعددين كتليين مختلفين $A=35$ و$A=37$ (0,5 ن)
• عدد نوترونات الثانية: $N=37-17=20$ (0,5 ن)

الحل النموذجي للتمرين الثاني (10 نقاط)

1. الكتلة المولية (1 ن)
$M(\mathrm{NaCl})=M(\mathrm{Na})+M(\mathrm{Cl})=23+35{,}5=58{,}5\ \mathrm{g/mol}$ (0,5 ن للعلاقة، 0,5 ن للنتيجة مع الوحدة)

2. كمية المادة والتركيز (2 ن)
$$n=\frac{m}{M}=\frac{2{,}925}{58{,}5}=0{,}05\ \mathrm{mol}$$ (1 ن)
$$C=\frac{n}{V}=\frac{0{,}05}{0{,}25}=0{,}2\ \mathrm{mol/L}$$ (1 ن) (مع تحويل $V=0{,}25\ \mathrm{L}$)

3. بروتوكول التحضير (2 ن)

• الأدوات: ميزان، كأس بيشر، قمع، حوجلة عيارية سعتها $250\ \mathrm{mL}$، ماء مقطّر، قارورة غسل (0,75 ن)
• نزن $2{,}925\ \mathrm{g}$ من $\mathrm{NaCl}$ ونضعها في الحوجلة بواسطة القمع، ونشطف الكأس والقمع بالماء المقطّر (0,5 ن)
• نضيف ماء مقطّرا حتى حوالي نصف الحوجلة، ونغلقها ونرجّها حتى تذوب البلورات تماما (0,5 ن)
• نكمل بالماء المقطّر حتى خط العيار، ونغلق ونرجّ للتجانس (0,25 ن)

4. معادلة الانحلال والتراكيز (1,5 ن)
$$\mathrm{NaCl_{(s)}}\xrightarrow{\ \mathrm{H_2O}\ }\mathrm{Na^+_{(aq)}}+\mathrm{Cl^-_{(aq)}}$$ (0,5 ن)
كل مول من $\mathrm{NaCl}$ يعطي مولا من كل شاردة، إذن:
$$[\mathrm{Na}^+]=[\mathrm{Cl}^-]=C=0{,}2\ \mathrm{mol/L}$$ (1 ن)

5. حجم الغاز وكتلته (2 ن)

• $V_{\mathrm{O_2}}=n\times V_m=0{,}05\times24=1{,}2\ \mathrm{L}$ (0,5 ن للعلاقة، 0,5 ن للنتيجة)
• $M(\mathrm{O_2})=2\times16=32\ \mathrm{g/mol}$ (0,5 ن)
• $m_{\mathrm{O_2}}=n\times M=0{,}05\times32=1{,}6\ \mathrm{g}$ (0,5 ن)

6. حجم المحلول المأخوذ (1,5 ن)
$$V'=\frac{n'}{C}=\frac{0{,}01}{0{,}2}=0{,}05\ \mathrm{L}=50\ \mathrm{mL}$$
(0,5 ن للعلاقة، 0,5 ن للتعويض، 0,5 ن للنتيجة مع الوحدة)