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. | P | F |
|---|---|---|---|
| 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 | F |
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)
1 pkt – poprawne wskazanie dwóch odpowiedzi.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
| 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 | F | |
|---|---|---|---|
| 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)
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.
Sposób 1.
| CO2 | H2 | CO | H2O | |
|---|---|---|---|---|
| początek | 10–x | x | 0 | 0 |
| zmiana | –0,6x | –0,6x | +0,6x | +0,6x |
| równowaga | 10–1,6x | 0,4x | 0,6x | 0,6x |
(0,6x)2 1 = (10 –1,6x)(0,4x) 0,36×2 = 4x – 0,64×2 x2 – 4x = 0 x(x – 4) = 0 ⇒ x = 4nH2 = 4 (mol); nCO2 = 10 – 4 = 6 (mol)
Sposób 2.
| CO2 | H2 | CO | H2O | |
|---|---|---|---|---|
| początek | y | x | 0 | 0 |
| zmiana | –0,6x | –0,6x | +0,6x | +0,6x |
| równowaga | y –0,6x | 0,4x | 0,6x | 0,6x |
(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)