Matura z chemii · maj 2024 · poziom rozszerzony

Zadanie 13.

3 pktFormuła 2023Źródło: CKE
Równowaga chemicznastała równowagizadanie zamkniętezadanie obliczeniowe

Stężeniowa stała równowagi reakcji zilustrowanej poniższym równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g) ∆H > 0

w temperaturze T wynosi 1,0.

Zadanie 13.1. (1 pkt)

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

1.Zwiększenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T= const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało wzrostem wydajności reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej.PF
2.Obniżenie temperatury w warunkach izobarycznych (p= const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało zmniejszeniem wartości stałej równowagi reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej.PF

Zadanie 13.2. (2 pkt)

W reaktorze o pojemności 1,0 dm3 zmieszano w temperaturze T tlenek węgla(IV) i wodór. Sumaryczna liczba moli tych reagentów była równa 10.

Oblicz początkową liczbę moli tlenku węgla(IV) i początkową liczbę moli wodoru w mieszaninie, jeżeli wiadomo, że do momentu ustalenia się stanu równowagi w temperaturzeT przereagowało 60 % wodoru.

Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)

Zadanie 13.1. (1 pkt)

Zasady oceniania

1 pkt – poprawne wskazanie dwóch odpowiedzi.

0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie
1.Zwiększenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T= const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało wzrostem wydajności reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnejF
2.Obniżenie temperatury w warunkach izobarycznych (p= const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało zmniejszeniem wartości stałej równowagi reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej.P

Zadanie 13.2. (2 pkt)

Zasady oceniania

2 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia początkowych liczb moli CO2 i H2, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku w molach.

1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale:

• popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB

• podanie wyniku z błędną jednostką ALBO

2 pkt – ustalenie zależności opisującej stężenia reagentów w stanie równowagi, napisanie wyrażenia opisującego stałą równowagi z jedną niewiadomą albo układu równań i niewykonanie obliczeń.

0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Rozwiązanie

Sposób 1.

CO2H2COH2O
początek10–xx00
zmiana–0,6x–0,6x+0,6x+0,6x
równowaga10–1,6x0,4x0,6x0,6x
(0,6x)2 1 = (10 –1,6x)(0,4x) 0,36x2 = 4x – 0,64x2 x2 – 4x = 0 x(x – 4) = 0 ⇒ x = 4(0,6x)2 1 = (10 –1,6x)(0,4x) 0,36×2 = 4x – 0,64×2 x2 – 4x = 0 x(x – 4) = 0 ⇒ x = 4

nH2 = 4 (mol); nCO2 = 10 – 4 = 6 (mol)

Sposób 2.

CO2H2COH2O
początekyx00
zmiana–0,6x–0,6x+0,6x+0,6x
równowagay –0,6x0,4x0,6x0,6x
(0,6x)2 1 = (y – 0,6x)(0,4x) 0,36x2 = 0,4xy – 0,24x2 0,4xy = 0,6x2 0,4y = 0,6x y = 23x x + y = 10 ⇒ x + 23x = 10 ⇒ 25x = 10 x = 4 (mol) i y = 6 (mol)(0,6x)2 1 = (y – 0,6x)(0,4x) 0,36×2 = 0,4xy – 0,24×2 0,4xy = 0,6×2 0,4y = 0,6x y = 23x x + y = 10 ⇒ x + 23x = 10 ⇒ 25x = 10 x = 4 (mol) i y = 6 (mol)
Podobne zadanie z kursu

Tak samo liczy się to w moim kursie: równowaga chemiczna

Z lekcji „6B – Równowaga chemiczna”. Poniżej jedno z moich zadań treningowych i film, na którym rozwiązuję je krok po kroku.

Zadanie treningowe z kursu (nie z arkusza CKE)
Zadanie 4 · stopień dysocjacji + gaz obojętny
Do naczynia o pojemności 110 dm3 wprowadzono 4 mole gazu obojętnego oraz 5 moli PCl5 i ogrzano do 250 °C. Całkowite ciśnienie w stanie równowagi wynosiło 4,678 atm (1 atm = 1013 hPa). Oblicz całkowitą liczbę moli reagentów w równowadze oraz stopień dysocjacji PCl5.

Więcej takich zadań z tego tematu za darmo: Stała równowagi chemicznej: zadania z rozwiązaniami

70zadań w tej lekcji
64filmów z rozwiązaniami
8podlekcji
Zobacz kurs maturalny 2027 →