Zadanie 3a, Paper 2, maj 2025, TZ3, Chemia IB HL

8 pktobliczeniowetrudne (szac.)Paper 2, maj 2025, TZ3

Wzorowane na: Chemistry HL Paper 2, May 2025, TZ3, pytanie 3(a). Treść, dane i kontekst są zmienione; sprawdzane umiejętności, format i punktacja jak w oryginale.

Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.

Zadanie

Wspólne informacje do wiązki zadań

Ammonia is manufactured from nitrogen and hydrogen in the Haber process.

N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g)

Polecenie

(i) An equilibrium mixture in a 25.0 dm3 reactor at 500 °C contains 15.0 mol N2, 22.5 mol H2 and 5.25 mol NH3. Calculate the equilibrium constant, K, for the reaction.

(ii) The volume of the reactor containing the equilibrium mixture is suddenly increased at constant temperature. Sketch, on the axes below, how the concentration of hydrogen changes with time until the new equilibrium is established.

axes of hydrogen concentration against time, with the initial constant concentration drawn up to a dotted line marked volume of reactor increased and a later marker new equilibrium establishedPowiększ
axes of hydrogen concentration against time, with the initial constant concentration drawn up to a dotted line marked volume of reactor increased and a later marker new equilibrium established

(iii) Calculate the standard Gibbs energy change, ΔG⊖, for the reaction at 500 °C, stating its units. Use your answer to part (i) and section 1 of the data booklet.

If you did not obtain an answer to part (i), use the value 0.150, although this is not the correct answer.

Korepetytor AI

Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.

Wypróbuj za darmo

3 rozmowy · bez karty · Zaloguj się

Sprawdź się

Odpowiedz i oceń, jak poszło. Klucz odsłoń dopiero, gdy masz swoją odpowiedź.

Zanim porównasz z kluczem

Jak poszło Ci z tym zadaniem?

Zaloguj się, żeby zapisać ocenę i wrócić do zadania później.

Pokaż rozwiązanieUkryj rozwiązanieKlucz i punktacja

Odpowiedź z klucza

(i) [NX2]=15.025.0=0.600[\ce{N2}] = \dfrac{15.0}{25.0} = 0.600 AND [HX2]=22.525.0=0.900[\ce{H2}] = \dfrac{22.5}{25.0} = 0.900 AND [NHX3]=5.2525.0=0.210[\ce{NH3}] = \dfrac{5.25}{25.0} = 0.210 «mol dm−3» ✔

K=[NHX3]2[NX2][HX2]3K = \dfrac{[\ce{NH3}]^2}{[\ce{N2}][\ce{H2}]^3} ✔

«K=0.21020.600×0.9003=K = \dfrac{0.210^2}{0.600 \times 0.900^3} =» 0.101 ✔

(ii) sharp decrease in [H2] at the moment the volume is increased ✔

gradual increase «curve or straight line» up to the marker for the new equilibrium «the equilibrium shifts towards the side with more moles of gas» ✔

final horizontal line at a concentration below the initial concentration ✔

(iii) «ΔG⊖ = −RTln K = −8.31 × 773 × ln 0.101 =» 1.47 × 104 / 14700 ✔

J mol−1 ✔

Schemat punktowania

(i) M1: the three concentrations; M2: the equilibrium expression; M3: K = 0.101 (accept 0.100-0.101). Award [3] for the correct final answer; also award [3] for Kp = 2.44 × 10^-9 kPa^-2 obtained from partial pressures. (ii) [1] for each feature: instantaneous drop, gradual rise (line or curve), final plateau below the starting level. (iii) M1: 14700 J mol^-1 (accept 1.47 × 10^4 J mol^-1 or 14.7 kJ mol^-1 with the matching unit); M2: correct units (accept J). With K = 0.150 the answer is 12200 J mol^-1. Award [2] for a correct final answer with units.

Komentarz. Concentrations, not amounts, go into K; a sudden change in volume changes every concentration at once, and only afterwards does the equilibrium shift.

Umiejętności w zadaniu

Pliki cookies

Zapisujemy na Twoim urządzeniu to, bez czego serwis nie działa, np. zalogowanie. Plików analitycznych użyjemy tylko za Twoją zgodą. Szczegóły w polityce prywatności.