Zadanie 13, matura maj 2025, chemia rozszerzona

2 pktobliczeniowetrudne 12%Maj 2025

Darmowe konto pozwoli wrócić do niego później.

Zadanie

Polecenie

W celu wyznaczenia stężeniowej stałej równowagi syntezy amoniaku w temperaturze T do reaktora o stałej pojemności wprowadzono azot i wodór. Początkowe stężenie azotu było równe 0,20 mol ⋅ dm−3, a początkowe stężenie wodoru wynosiło 0,60 mol ⋅ dm−3. Następnie reaktor zamknięto i utrzymywano stałą temperaturę T. W reaktorze zaszła reakcja opisana poniższym równaniem.

N2 + 3 H2 ⇌ 2 NH3

Po pewnym czasie stwierdzono, że ciśnienie w reaktorze obniżyło się do 75 % początkowej wartości i już się nie zmieniało.

Oblicz stężeniową stałą równowagi syntezy amoniaku w temperaturze T.

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 CKE

Z równania Clapeyrona (pV = nRT) przy T = const, V = const, R = const wynika, że pc=const\frac{p}{c} = \mathrm{const}, więc p0c0=prcr⇒cr=c0⋅prp0\frac{p_0}{c_0} = \frac{p_r}{c_r} \Rightarrow c_r = \frac{c_0 \cdot p_r}{p_0}, a prp0=0,75\frac{p_r}{p_0} = 0{,}75.

Stężenie molowe, mol ⋅ dm−3początkowezmianarównowagowe
N20,2−x0,2 − x
H20,6−3x0,6 − 3x
NH302x2x
łączne0,8−2x0,8 − 2x

Łączne stężenie gazów w stanie równowagi: cr = 0,75c0 ⇒ cr = 0,75 ⋅ 0,8 = 0,6 i cr = 0,8 − 2x ⇒ 0,8 − 2x = 0,6

x = 0,1 (mol ⋅ dm−3)

[NH3] = 0,2 (mol ⋅ dm−3), [N2] = 0,1 (mol ⋅ dm−3), [H2] = 0,3 (mol ⋅ dm−3)

K=[NHX3]2[NX2][HX2]3⇒K=0,220,1⋅0,33=14,8K = \dfrac{[\ce{NH3}]^2}{[\ce{N2}][\ce{H2}]^3} \Rightarrow K = \dfrac{0{,}2^2}{0{,}1 \cdot 0{,}3^3} = 14{,}8

Uwaga 1.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.

Uwaga 2.: Zdający w obliczeniach nie może dokonać zmiany warunków prowadzenia procesu.

Schemat punktowania

2 pkt

zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku jako wielkości bezwymiarowej.

1 pkt

zastosowanie poprawnej metody, ale:

• popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego

LUB

• podanie wyniku z jednostką inną niż dm6 ⋅ mol−2

albo

1 pkt

poprawne wyznaczenie wartości stężeń N2, H2, NH3 w stanie równowagi.

0 pkt

zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.

Uwaga: zdający w obliczeniach nie może dokonać zmiany warunków prowadzenia procesu.

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.