Chemia - Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 15.
W zamkniętym reaktorze o stałej pojemności umieszczono n moli jodowodoru i utrzymywano stałą temperaturę. W reaktorze zachodziła reakcja rozkładu jodowodoru opisana równaniem:
2HI (g) ⇄ H2 (g) + I2 (g)
Po ustaleniu się stanu równowagi stwierdzono, że rozkładowi uległo 16,7% początkowej liczby moli jodowodoru.
Oblicz stężeniową stałą równowagi rozkładu jodowodoru w opisanych warunkach.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie
wyniku.
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
lub
– podanie wyniku z błędną jednostką.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązania
Rozwiązanie I
Ubytek liczby moli HI = x ⇒ przyrost liczby moli I2 i H2 = 12x
W stanie równowagi
cHI = n0 − xV i x = 0,167 n0 ⇒ cHI = n0(1 − 0,167)V = 0,833n0V
i cH2 = cI2 = x2V = 0,167n02V
K= [H2][I2][HI]2 = (0,167n02V)2(0,833n0V)2 = 0,16724 ⋅ 0,8332 ≈ 0,01
Rozwiązanie II
V = const
| 2HI | H2 | I2 | |
| Początkowa liczba moli | x | 0 | 0 |
| Zmiana liczby moli | 16,7%x | 12 · 16,7%x = 8,35%x | 12 · 16,7%x = 8,35%x |
| Równowagowa liczba moli | (100% – 16,7%)x = 83,3%x | 8,35%x | 8,35%x |
K = [H2][I2] [HI]2 = 0,0835x ⋅ 0,0835x(0,833x)2 = 0,00697225x20,693889x2 = 0,010048 ≈ 0,01
