Pearson Edexcel International A-Level · الكيمياء: ملاحظات التدريس

الإصدار: YCH11؛ رقم ISBN 9781446949962؛ محدد 2018؛ أول تدريس 2018

هذا الحزمة الأصلية للمركز جزئي. لا تضمن تغطية المواصفة الكاملة أو بنك تفاعلي مُراجع.

التقييم وحدود المسار

• ستة وحدات يتم تقييمها بشكل منفصل؛ تستخدم IAS الوحدات 1–3، وتستخدم IAL الوحدات 1–6.

• الوحدتان 3 و6 هما اختبارات مهارات عملية مكتوبة تستند إلى التجربة العملية؛ ولا تمثل ورقة كامبريدج العملية اليدوية.

• احتفظ برقم الوحدات العملية الأساسية من المواصفة المكتسبة. أوزان الوحدات والدرجات والأوقات موجودة في وثيقة الأدلة على التقييم.

الكميات والمعادلات والمتفاعل المحدد

تركيز الوحدة الرسمية: 1 البنية والروابط ومقدمة الكيمياء العضوية

أقل كتلة من المتفاعلات ليست بالضرورة المتفاعل المحدد. المعادلة الموزونة تقارن كميات الجسيمات، وليس الجرامات مباشرة.

المول يقيس كمية المادة. استخدم الكتلة المولية لتحويل الكتلة إلى كمية. معاملات المعادلة الموزونة تعطي نسب المولات؛ ولا تعطي كتلًا متساوية.

احسب الكمية المتاحة لكل متفاعل وقسمها على معاملها. النسبة الأصغر تحدد تقييد التفاعل. استخدم ذلك المتفاعل لحساب أقصى ناتج قبل مقارنة الإنتاج الفعلي.

اكتب المعادلة الموزونة أولاً، وأدرج الوحدات في الكتل المولية، ثم حوّل كل كتلة معطاة أو حجم محلول إلى كمية. حوّل السنتيمترات المكعبة إلى ديسيمترات مكعبة قبل استخدام التركيز بالمول لكل ديسيمتر مكعب.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: 2.0 غرام من Mg تتفاعل مع حمض فائض. استخدم الكمية = الكتلة/الكتلة المولية. مع الكتلة المولية للمغنيسيوم = 24.0 غرام لكل مول، فإن كمية Mg = 2.0/24.0 = 0.0833 مول. في Mg + 2HCl → MgCl2 + H2، فإن كمية H2 = كمية Mg = 0.0833 مول.

خطأ شائع

حمض فائض يعني أن الحمض لا يقيود الحساب المذكور. معامل 2 قبل HCl لا يضاعف كمية الهيدروجين.

الجسيمات والروابط والخصائص الكلية

تركيز الوحدة الرسمية: 1 البنية والروابط ومقدمة الكيمياء العضوية

بلورة الملح توصل الكهرباء عند ذوبانها لكن ليس وهي صلبة. الأيونات موجودة في الحالتين؛ تتغير قدرتها على الحركة.

الرابطة الأيونية هي تجاذب كهروستاتيكي بين أيونات ذات شحنة متعاكسة. الرابطة التساهمية تتضمن مشاركة الإلكترونات. الرابطة الفلزية تتضمن تجاذباً بين أيونات الفلز الموجبة والإلكترونات غير المحلية.

لتفسير خاصية كلية، اذكر البنية والجسيمات والقوى وحاملات الشحنة المتحركة. يمكن للمواد الجزيئية البسيطة أن تمتلك روابط تساهمية قوية داخل الجزيئات ولكن تجاذبات ضعيفة بين الجزيئات.

قارن المواد باستخدام أدلة مثل درجة الانصهار، والتوصيل الكهربائي في الحالة الصلبة والسائلة، والذوبانية. نادراً ما تثبت خاصية واحدة بنيةً معينة؛ استخدم نمطاً من الأدلة.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: عنصر له العدد الذوي 12 والعدد الكتلي 24. عدد البروتونات = 12؛ عدد النيوترونات = العدد الكتلي - العدد الذوي = 24 - 12 = 12. أيون 2+ يمتلك إلكترونات = 12 - 2 = 10. يتغير الشحنة عدد الإلكترونات، وليس النواة.

خطأ شائع

ذوبان مادة ذات بنية جزيئية بسيطة عادةً ما يتغلب على التجاذبات بين الجزيئات؛ ولا يتطلب كسر جميع الروابط التساهمية داخل كل جزيء.

البنى العضوية ومسارات التفاعل

تركيز الوحدة الرسمية: 1 البنية والروابط ومقدمة الكيمياء العضوية؛ 2 الديناميكا الحرارية وكيمياء المجموعات والهالوجينوألكانات والكحوليات؛ 4 السرعات والتوازنات والكيمياء العضوية المتقدمة؛ 5 المعادن الانتقالية وكيمياء النيتروجين العضوي

يمكن لمركبين أن لهما نفس الصيغة الجزيئية لكن ببنى مختلفة. تساعد المجموعات الوظيفية في التنبؤ بالتفاعلات التي يخضعون لها.

السلسلة المتجانسة تشترك في مجموعة وظيفية وصيغة عامة. المتصاوغات البنائية تشترك في صيغة جزيئية لكنها تختلف في روابط الذرات. تحتوي الألكينات على رابطة مزدوجة كربون-كربون.

فرق بين الإضافة والاستبدال والأكسدة والتحلل البلمري عن طريق تتبع الروابط قبل وبعد التفاعل. الشروط والكواشف تنتمي إلى سهم التفاعل؛ فهي ليست علامات قابلة للتبديل.

ارسم الصيغ المعروضة أو البنائية مع العدد الصحيح من الروابط عند كل ذرة كربون. استخدم عدد ذرات الكربون للتحقق من التخليق المقترح. في المستوى المتقدم، تتبع الكواشف والشروط عبر المسارات متعددة الخطوات.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: الإيثين يضيف البروم عبر رابطة الثنائية الخاصة به. يبقى الهيكل العظمي المكون من ذرتي الكربون سليماً وتكتسب كل ذرة كربون ذرة بروم واحدة، مما يعطي 1,2-ثنائي برومو إيثان. يتفاعل مول واحد من الإيثين مع مول واحد من البروم في هذه التفاعل الإضافة.

خطأ شائع

تبييض البروم يوفر دليلاً على عدم التشبع في اختبار مناسب. ولكنه لا يثبت أن العينة المجهولة هي تحديداً الإيثين.

قياس الحرارة والطاقة الكيميائية

تركيز الوحدة الرسمية: 2 الديناميكا الحرارية وكيمياء المجموعات والهالوجينوألكانات والكحوليات؛ 4 السرعات والتوازنات والكيمياء العضوية المتقدمة

تسخن الكوب عندما يتفاعل محلولان. قياس ارتفاع درجة الحرارة يحدد الطاقة المنتقلة إلى المحيط؛ لكنه لا يساوي مباشرة التغير في الإنثالبي.

التفاعلات الطاردة للحرارة تنقل الطاقة للمحيط. التفاعلات الماصة للحرارة تأخذ الطاقة من المحيط. كسر الروابط يتطلب طاقة؛ تكوين الروابط يحرر طاقة.

استخدم الطاقة المنتقلة = الكتلة × السعة الحرارية النوعية × تغير درجة الحرارة. حول الجول إلى كيلو جول قبل القسمة على كمية التفاعل. يكون لتغير إنثالبي مولاري طارد للحرارة إشارة سالبة.

استخدم العزل والغطاء، وقياس درجات الحرارة الابتدائية بشكل منتظم، وحرك، وسجل سلسلة حرارة-زمن. قدر درجة حرارة التفاعل من خلال الاستناد المناسب بدلاً من تجاهل البرودة أثناء القياس.

حالة محلولة مفحوصة

معطيات: 100 g محلول يرتفع بـ 5.0 °C؛ السعة الحرارية النوعية هي 4.18 J لكل جرام لكل درجة. q = mcΔT. q = 100 × 4.18 × 5.0 = 2,090 J = 2.09 kJ. إذا تفاعل 0.050 مول، فإن ΔH = -q/n = -2.09/0.050 = -41.8 kJ للمول.

خطأ شائع

فقدان الحرارة عادةً ما يقلل من ارتفاع درجة الحرارة المرصود. المحلول الذي يكتسب الحرارة والتفاعل الذي يفقد الحرارة له إشارات معاكسة.

الأكسدة والاختزال والكهربolyze

تركيز الوحدة الرسمية: 2 الديناميكا الحرارية وكيمياء المجموعات والهالوجينوألكانات والكحوليات؛ 5 المعادن الانتقالية وكيمياء النيتروجين العضوي

محلول ملحي مائي يمكن أن ينتج منتجات أقطاب مختلفة عن الملح المنصهر. الماء يقدم أنواعًا تنافسية في النظام.

الأكسدة هي فقدان الإلكترونات والاختزال هو اكتساب الإلكترونات. في التحليل الكهربائي، تتحرك الكاتيونات نحو المهبط والأنيونات نحو المصعد. يحدث الاختزال عند المهبط.

تنبأ بالمنتجات باستخدام الإلكتروليت والمادة الأقطابية المحددة. في المحلول المائي، قد يتكون الهيدروجين أو الأكسجين لأن الأنواع المتعلقة بالماء تتنافس. الأملاح المنصهرة تحتوي فقط على أيونات الملح.

استخدم مصدر تيار مستمر منخفض الجهد، وأقطاب معتمدة، وتقييم مخاطر المدرسة. اجمع الغازات فقط بطريقة معتمدة. احتفظ بعروض الكلور تحت سيطرة المعلم؛ لا تطلب من الطلاب توليد الغازات الخطرة بشكل مستقل.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: أيون النحاس يكسب إلكترونين. معادلة نصفي: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu. مول واحد من Cu²⁺ يتطلب مولين من الإلكترونات. لـ 0.050 مول من النحاس، كمية الإلكترونات = 2 × 0.050 = 0.100 مول.

خطأ شائع

علامات الأقطاب تعتمد على نوع الخلية. في الخلية الكهربائية يكون المهبط سالباً؛ يبقى الاختزال العملية المحددة عند المهبط في كل خلية.

السرعات والمحفزات ونقاط النهاية الموثوقة

تركيز الوحدة الرسمية: 2 الديناميكا الحرارية وكيمياء المجموعات والهالوجينوألكانات والكحوليات؛ 4 السرعات والتوازنات والكيمياء العضوية المتقدمة

التفاعل الأسرع ينتهي في وقت أقصر، لكنه لا يعني بالضرورة إنتاج كميات أكبر من المنتج. السرعة والعائد النهائي يجيبان عن أسئلة مختلفة.

سرعة التفاعل تصف المتفاعل المستهلك أو المنتج المتكون لكل وحدة زمن. زيادة درجة الحرارة تزيد من جزء التصادمات التي تمتلك طاقة كافية. المحفز يوفر مساراً بديلاً بطاقة تنشيط أقل.

يكون منحنى المنتج-الزمن أكثر انحداراً حيث يكون معدل التفاعل أكبر. يُقدّر المماس معدل التفاعل اللحظي؛ بينما يعطي الوتر المعدل المتوسط خلال فترة زمنية معينة. تعكس الهضبة النهائية إجمالي المنتج المُجمع تحت الظروف المذكورة.

بالنسبة لإنتاج الغاز، تحقق من وجود تسربات في Apparatus (التجهيزات)، ابدأ حساب الوقت بشكل منتظم وسجل الحجم على فترات ثابتة. حافظ على ثبات التركيز وكمية المتفاعلات ومساحة السطح عند تغيير درجة الحرارة.

حالة محلولة مفحوصة

المعطيات: يزداد حجم الغاز من 10 إلى 34 سنتيمتر مكعب بين 20 و60 ثانية. المعدل المتوسط = التغير في الحجم / التغير في الزمن. المعدل = (34 - 10) / (60 - 20) = 0.60 سنتيمتر مكعب في الثانية. هذا ليس بالضرورة المعدل اللحظي عند 40 ثانية.

خطأ شائع

لا يغير المحفز ثابت الاتزان عند درجة حرارة ثابتة. لا يمكن لطريقة فقدان الكتلة اكتشاف جميع التفاعلات، وفقدان الغاز عبر تسرب يشوه نتائج تجربة التجميع.

المعايرة وتركيز قابل للدفاع

تركيز الوحدة الرسمية: 3 مهارات عملية في الكيمياء I؛ 6 مهارات عملية في الكيمياء II

قراءة الميزان ليس هو الحجم المُقدَّم. الحجم النهائي هو الفرق بين القراءتين النهائية والأولية، وكلاهما يحتوي على نسبة عدم اليقين.

يقيس المعايرة كمية محلول ما اللازمة للتفاعل مع كمية معلومة من محلول آخر. تعطي المعادلة النسبة المولية. نقطة نهاية المؤشر تقارب نقطة التكافؤ عند استخدام مؤشر مناسب.

احسب الكمية المعلومة أولاً، وطبق النسبة الستوكيومترية، ثم اقسم على حجم المحلول المجهول بالديسيمتر المكعب. استخدم الحجوم المتطابقة كما تطلب طريقة المدرسة وأدرج القيم المقبولة.

اشطف الميزان بمحلوله والشطافة بالمحلول الذي تنقله. اشطف الدقة بالماء المقطر. أضف المادة المعايرة ببطء قرب نقطة النهاية، حرك الدقة، واقرأ المنحنى السطحي في مستوى العين. استخدم بلاطة بيضاء ونظارات واقية مناسبة.

حالة محلولة مفحوصة

المعلوم: 25.0 سنتيمتر مكعب من الحمض يتفاعل 1:1 مع 20.0 سنتيمتر مكعب من قاعدة تركيزها 0.100 مول لكل ديسيمتر مكعب. n = cV = 0.100×0.0200 = 0.00200 مول. كمية الحمض هي 0.00200 مول. c = n/V = 0.00200/0.0250 = 0.0800 مول لكل ديسيمتر مكعب.

خطأ شائع

إضافة الماء المقطر إلى الدقة تغير الحجم لكنها لا تغير كمية التحليل المنقولة. لا تأخذ المتوسط للحجم الخشن مع القيم المتطابقة المقاسة بعناية.

الاختبارات الكيميائية وثقة التحليل

تركيز الوحدة الرسمي: 3 المهارات العملية في الكيمياء I؛ 5 الفلزات الانتقالية وكيمياء النيتروجين العضوي

اللهب الملون دليل مفيد، لكن سلكاً ملوثاً قد يعطي نتيجة مضللة. تعتمد الاستنتاجات التحليلية على الطريقة والضوابط.

التحليل الكيميائي يحدد المواد أو يقيس الكمية. يفصل الكروماتوجراف المكونات لأنها تتوزع بشكل مختلف بين الطور الثابت والطور المتحرك. المادة النقية لها خصائص فيزيائية مميزة تحت ظروف محددة.

Rf هو المسافة المقطوعة للمكون مقسومة على المسافة المقطوعة لجبهة المذيب، وكلاهما يُقاس من خط الأساس. قارن تحت نفس الظروف؛ قيمة Rf وحدها لا تحدد الهوية عبر مذيبات مختلفة.

استخدم القلم الرصاص لخط الأساس، أبقي البقع فوق مستوى المذيب، وعلّم جبهة المذيب فوراً، وقم بتشغيل مرجع معروف جنباً إلى جنب مع العينات المجهولة. لاختبار الأيونات، استخدم معدات نظيفة وأخذ كميات منفصلة لتجنب نقل الكواشف إلى الاختبارات اللاحقة.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: بقعة قطرت 3.0 سم؛ جبهة المذيب قطرت 5.0 سم. Rf = مسافة البقعة / مسافة الجبهة. Rf = 3.0/5.0 = 0.60. Rf ليس له وحدة. قيمتا Rf متطابقتان تدعمان التحديد فقط عندما تتفق الأدلة الأخرى والظروف.

خطأ شائع

بقعة واحدة قد تخفي مواد تخرج معاً (co-elute). الحبر على خط الأساس يمكن أن يذوب ويخلق بقعاً إضافية.

عدم اليقين والميلان واختبار النموذج

تركيز الوحدة الرسمية: 3 مهارات عملية في الكيمياء I؛ 6 مهارات عملية في الكيمياء II

خط يمر بالقرب من كل نقطة بيانات مفيد، لكن ميله قد يظل غير مؤكد. الرسم البياني هو دليل على نموذج ضمن نطاق القياس.

التباين العشوائي يجعل القراءات المتكررة تختلف. الخطأ المنهجي يحرك النتائج بشكل متسق. عدم اليقين المطلق له وحدة القياس المقاسة؛ بينما عدم اليقين النسبي أو المئوي يقارن عدم اليقين مع القيمة المقاسة.

بالنسبة للجداء أو الكسر، فإن جمع عدم اليقين الكسري هو تقريب شائع لأقصى حد لعدم اليقين. بالنسبة للفرق، اجمع عدم اليقين المطلق. يمكن أن يكشف التقاطع غير الصفري عن إزاحة أو نموذج غير مكتمل.

وضح الوحدات على المحاور واختر مقياساً منطقياً. ارسم أشرطة عدم اليقين عند اللزوم، وارسم خط أفضل مطابقة بدلاً من ربط كل نقطة، وقدر الميل الأشد انحداراً والأقل انحداراً المعقولين عندما يتطلب المسار ذلك.

حالة محلولة مفحوصة

المعلوم: الطول = 50.0 مم مع عدم اليقين 1.0 مم. عدم اليقين المئوي = (عدم اليقين المطلق/القيمة) × 100 = 1.0/50.0×100 = 2.0%. بالنسبة لكسر لكميتين مقاستين بشكل مستقل بأقصى عدم يقين مئوي 2% و3%， يكون المجموع الأقصى للتقدير 5%.

خطأ شائع

تكرار القراءات يقلل من عدم اليقين العشوائي في المتوسط ولكن لا يزيل تلقائياً خطأ الصفر. لا تذكر أكثر من عدد الخانات العشرية التي تدعمها قياسك.

الاتزان وتغير الظروف

تركيز الوحدة الرسمية: 4 السرعات، الاتزان والكيمياء العضوية المتقدمة

يمكن أن تستمر التفاعلات العكسية في وعاء مغلق بينما تظل التراكيز المقاسة ثابتة. الثبات في التكوين لا يعني توقف الجسيمات عن التفاعل.

يحدث الاتزان الديناميكي في نظام مغلق عندما تتساوى معدلات التفاعل الأمامي والعكسي. تكون تراكيز المتفاعلات والنواتج ثابتة، لكنها لا تشترط أن تكون متساوية.

يُخلّ تغيير التركيز أو الضغط بالتوازن. يستجيب النظام نحو اتزان جديد. يمكن أن تُغيّر التغيرات في درجة الحرارة ثابت الاتزان أيضًا؛ والمحفز يُغيّر سرعة الوصول إلى الاتزان.

حدد المعادلة الموزونة وما إذا كان التفاعل الأمامي طاردًا للحرارة قبل التنبؤ بتأثير درجة الحرارة. عرّف معاملات الغاز عند النظر في الضغط؛ فالضغط لا يؤثر على التكوين عندما تكون كميات الغاز متساوية على كلا الجانبين.

حالة محلولة مفحوصة

معروف: في A ⇌ B، تراكيز الاتزان هي [A] = 0.20 و[B] = 0.60 في نفس وحدة التركيز. بالنسبة للتعبير المذكور، K = [B]/[A]. K = 0.60/0.20 = 3.0. لا تعني تساوي السرعات بالضرورة أن K = 1.

خطأ شائع

لا تستخدم المحفز للدعوة إلى زيادة إنتاجية الاتزان. بالنسبة للاتزان غير المتجانس، يتم استبعاد المواد الصلبة الخالصة من تعبير الاتزان المعتاد.