Zadanie 10.2, matura maj 2025, chemia rozszerzona
Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.
Zadanie
Wspólne informacje do wiązki zadań
W zamkniętym reaktorze zachodzi reakcja opisana równaniem:
X2(g) + 2 Y2(g) → 2 XY2(g)
Zależność szybkości tej reakcji od stężenia opisuje poniższe równanie kinetyczne.
v = k ⋅ cX₂a ⋅ cY₂b
Aby wyznaczyć wykładniki a i b w równaniu kinetycznym, przeprowadzono serię pomiarów: w temperaturze T mierzono zależność szybkości reakcji od stężenia jednego z substratów przy stałym stężeniu drugiego. Na podstawie wyników pomiarów sporządzono poniższe wykresy zależności szybkości reakcji od:
- stężenia substratu X2 przy stałym stężeniu cY₂ = 1 mol ⋅ dm−3 (linia czerwona)
- stężenia substratu Y2 przy stałym stężeniu cX₂ = 1 mol ⋅ dm−3 (linia zielona).
PowiększPolecenie
W reaktorze o pojemności 4,0 dm3 umieszczono stechiometryczną mieszaninę, zawierającą łącznie 12,0 mol gazów X2 i Y2, i zainicjowano reakcję syntezy gazu XY2. W układzie utrzymywano temperaturę T.
Na podstawie analizy wykresów ustal i napisz wartości wykładników a i b. Następnie oblicz wartość stałej szybkości reakcji k oraz oblicz szybkość tej reakcji w temperaturze T w chwili, gdy w reaktorze znajdowało się łącznie 9,0 mol wszystkich gazów.
Równanie kinetyczne:
Korepetytor AI
Nie wiesz, jak ruszyć? Korepetytor zna to zadanie i poprowadzi Cię krok po kroku, bez gotowca.
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 CKE
Równanie kinetyczne: v = k ⋅ cX₂ ⋅ cY₂2 ALBO v = k ⋅ cX₂1 ⋅ cY₂2 (czyli a = 1, b = 2).
Dla stężeń równych 1 mol ⋅ dm−3: 1 = k ⋅ 1 ⋅ 12 ⇒ k = 1 mol−2 ⋅ dm6 ⋅ s−1
Początkowe liczby moli reagentów: nX₂ + nY₂ = 12 mol, nX₂ : nY₂ = 1 : 2, więc nX₂ = 4 mol, nY₂ = 8 mol.
| Liczba moli | początkowa | zmiana | końcowa |
|---|---|---|---|
| X2 | 4 | −x | 4 − x = 1 |
| Y2 | 8 | −2x | 8 − 2x = 2 |
| XY2 | 0 | +2x | 2x |
Łączna liczba moli po reakcji: 4 − x + 8 − 2x + 2x = 9 ⇒ x = 3 mol
v = 6,25 ⋅ 10−2 mol ⋅ dm−3 ⋅ s−1
Uwaga 1.: Obliczenie szybkości reakcji nie podlega ocenie, jeżeli zastosowano błędną metodę do wyznaczenia wartości k i/lub wartości stężeń.
Uwaga 2.: Podanie poprawnej wartości stałej szybkości reakcji k przy braku ustalenia wartości a i b w równaniu kinetycznym wymaga wyjaśnienia odnoszącego się do informacji, że dla stężeń reagentów równych 1 mol ⋅ dm−3 stała szybkości reakcji jest równa szybkości tej reakcji (k = v).
Schemat punktowania
zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym oraz poprawne: ustalenie i napisanie wartości a i b w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji k, wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, obliczenie szybkości reakcji w temperaturze T, napisanie wyniku z poprawną jednostką.
zastosowanie poprawnej metody i wykonanie wszystkich powyższych etapów, ale: popełnienie błędów rachunkowych LUB napisanie błędnej jednostki dla stałej szybkości reakcji k LUB napisanie wyniku końcowego z błędną jednostką albo bez jednostki
albo
poprawna metoda, poprawne ustalenie wartości a i b, poprawne obliczenie k oraz poprawne wyznaczenie liczby moli lub stężeń reagentów, ale błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze T albo brak obliczenia tej wielkości.
poprawna metoda, poprawne ustalenie wartości a i b, obliczenie k i wyznaczenie liczby moli lub stężeń reagentów, ale popełnienie błędów rachunkowych lub błędna jednostka stałej k oraz błędne obliczenie szybkości reakcji albo brak obliczenia
albo
poprawne ustalenie wartości a i b oraz poprawne obliczenie k, ale błędne wyznaczenie liczby moli lub stężeń reagentów albo brak wyznaczenia oraz błędne obliczenie szybkości reakcji albo brak obliczenia
albo
poprawne ustalenie wartości a i b oraz poprawne wyznaczenie liczby moli lub stężeń reagentów, ale błędne obliczenie stałej k albo brak obliczenia oraz błędne obliczenie szybkości reakcji albo brak obliczenia.
poprawne ustalenie wartości a i b oraz obliczenie k, ale popełnienie błędów rachunkowych lub błędna jednostka stałej k, błędne wyznaczenie liczby moli lub stężeń reagentów albo brak wyznaczenia oraz błędne obliczenie szybkości reakcji albo brak obliczenia
albo
poprawne ustalenie wartości a i b oraz wyznaczenie liczby moli lub stężeń reagentów, ale popełnienie błędów rachunkowych, błędne obliczenie stałej k albo brak obliczenia oraz błędne obliczenie szybkości reakcji albo brak obliczenia
albo
poprawne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu oraz błędne wyznaczenie albo brak wyznaczenia: wartości a lub b w równaniu kinetycznym, wartości stałej szybkości reakcji k oraz szybkości reakcji w temperaturze T.
zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.