Matura z chemii · maj 2024 · poziom rozszerzony

Zadanie 19.

2 pktFormuła 2023Źródło: CKE
Stechiometriastechiometriazadanie obliczeniowe
Informacja do zadań 18.–19.

Na poniższym schemacie zilustrowano dwuetapowy proces otrzymywania PVC – poli(chlorku winylu) – z acetylenu (etynu).

HCl n HC CH n H2C CHCl CH2 CHCl nnHCl n HC CH n H2C CHCl CH2 CHCl nn

Etyn stosowany w tej reakcji powstaje w wyniku działania wody na acetylenek wapnia, stanowiący główny składnik karbidu.

Reakcja acetylenku wapnia CaC2 z wodą przebiega według równania:

CaC2 + 2H2O → C2H2 + Ca(OH)2

Oblicz, ile gramów karbidu, zawierającego 82 % CaC2, potrzeba do otrzymania 100 g PVC. Całkowita wydajność procesu jest równa 78 %.

Odpowiedź i zasady oceniania (CKE)
Zasady oceniania

2 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia masy karbidu, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku z jednostką.

1 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia masy karbidu, ale:

• popełnienie błędów rachunkowych LUB

• podanie wyniku z błędną jednostką ALBO

2 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia wartości:

• masy albo liczby moli acetylenku wapnia (CaC2) z uwzględnieniem wydajności reakcji

• masy karbidu bez uwzględnienia wydajności, a z uwzględnieniem zawartości zanieczyszczeń oraz poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku.

0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.

Rozwiązanie

Sposób 1.

MCaC2 = 64 g ∙ mol−1 MCH2=CHCl= 62,5 g ∙ mol−1 mPVC= mCH2=CHCl = 100 g

64 = 100gx=> x = 102,4 g 62,5 W= 78 % => mCaC2 = 0,78102,4g= 131,3 g mkarbidu= 0,82131,3g= 160 (g)64 = 100gx=> x = 102,4 g 62,5 W= 78 % => mCaC2 = 0,78102,4g= 131,3 g mkarbidu= 0,82131,3g= 160 (g)

Sposób 2.

MCaC2 = 64 g ∙ mol−1 MCH2=CHCl= 62,5 g ∙ mol−1

W1 – procent masy acetylenku wapnia w masie karbidu W1 = 82 % W2 – wydajność reakcji W2 = 78 %

nPVC= nCH2=CHCl = nCaC2 = 62,5100= 1,6 (mol) mCaC2 = 1,6 ∙ 64 = 102,4 gnPVC= nCH2=CHCl = nCaC2 = 62,5100= 1,6 (mol) mCaC2 = 1,6 ∙ 64 = 102,4 g

Wc = W1 ∙ W2 = 0,82 ∙ 0,78 = 0,6396

102,4 mkarbidu = = 160,1 (g) 0,6396102,4 mkarbidu = = 160,1 (g) 0,6396

Sposób 3.

nPVC= 62,5100= 1,6 (mol) nCaC2 = 0,781,6mol= 2,05 (mol) mCaC2 = 2,05 ∙ 64 = 131,2 (g) mkarbidu = 0,82131,2g= 160 (g)nPVC= 62,5100= 1,6 (mol) nCaC2 = 0,781,6mol= 2,05 (mol) mCaC2 = 2,05 ∙ 64 = 131,2 (g) mkarbidu = 0,82131,2g= 160 (g)

Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanejpoprawnej metody i poprawnych obliczeń.

Podobne zadanie z kursu

Tak samo liczy się to w moim kursie: stechiometria

Z lekcji „2 – Stechiometria”. Poniżej jedno z moich zadań treningowych i film, na którym rozwiązuję je krok po kroku.

Zadanie treningowe z kursu (nie z arkusza CKE)
Zadanie 3 · aż do liczby cząsteczek
Oblicz, ile cząsteczek azotu znajduje się w reaktorze o pojemności 10 dm3, wywierających ciśnienie 623,5 hPa w temperaturze −173 °C.

Więcej takich zadań z tego tematu za darmo: Równanie Clapeyrona (pV = nRT): zadania z rozwiązaniami

181zadań w tej lekcji
138filmów z rozwiązaniami
14podlekcji
Zobacz kurs maturalny 2027 →