Chemia - Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8.

Kategoria: Wpływ czynników na przebieg reakcji Typ: Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Wodór na skalę przemysłową można otrzymać w wyniku konwersji węglowodorów parą wodną w obecności katalizatorów. W pierwszym etapie powstaje tlenek węgla(II) i wodór. Drugi etap tego procesu przebiega zgodnie z równaniem:

CO (g) + H₂O (g) ⇄ CO₂ (g) + H₂ (g)

ΔH = – 42 kJ

Na podstawie: H.E. Avery, D.J. Shaw, Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej, Warszawa 1974.

8.1. (0–1)

Określ, jak na stałą równowagi, a – w konsekwencji – na wydajność powyższej reakcji, wpłynie ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej. Odpowiedź uzasadnij.

8.2. (0–1)

Oceń, jak na wydajność przemiany CO w CO₂ wpłynie dodawanie większej ilości drugiego substratu, oraz podaj inny przykład zewnętrznego działania, które odniesie taki sam skutek.

Rozwiązanie

8.1. (0–1)

Schemat punktowania
1 p. – za poprawne określenie, jak na stałą równowagi, a w konsekwencji na wydajność rekcji wpłynie ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej oraz poprawne uzasadnienie.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.

Przykładowe odpowiedzi

(Stała równowagi ulega zmniejszeniu, więc) wydajność procesu zmaleje, bo reakcja jest procesem egzotermicznym.
(Stała równowagi ulega zmniejszeniu, więc) wydajność procesu zmaleje, bo w reakcji wydziela się ciepło.
(Stała równowagi ulega zmniejszeniu, więc) wydajność procesu zmaleje, bo wzrost temperatury jest niekorzystny.

8.2. (0–1)

Schemat punktowania
1 p. – za poprawne określenie, jak na wydajność rekcji wpłynie dodawanie większej ilości drugiego substratu oraz poprawne podanie innego przykładu.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.

Przykładowe odpowiedzi

Wydajność procesu wzrośnie. Podobny efekt można uzyskać poprzez usuwanie produktu lub produktów (CO₂ i H₂).
Wydajność procesu wzrośnie. Podobny efekt można uzyskać poprzez oziębienie układu.