1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii

Kinetyka i statyka chemiczna

Oto lista zadań maturalnych z danego działu chemii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.

Przejdź do wyszukiwarki zadań

 

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 59. (4 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz
Zadanie dodane przez CKE w wersji informatora dla egzaminu maturalnego od roku szkolnego 2024/2025. Pojawiło się również na maturze czerwcowej 2024.

Równanie kinetyczne wyznacza się doświadczalnie. W tym celu dokonuje się wielokrotnego pomiaru szybkości reakcji przy zmianie stężenia tylko jednego z reagentów. Takie postępowanie pozwala określić, jak zmiana stężenia wpływa na wartość szybkości reakcji. Przeprowadzono trzy doświadczenia, w których określono początkową szybkość reakcji przebiegającej w temperaturze T według równania:

S2O2−8 (aq) + 3I− (aq) → 2SO2−4 (aq) + I−3 (aq)

Równanie kinetyczne przedstawionego procesu ma postać:

𝑣 = 𝑘 ∙ c 𝑚S2O2−8 ∙ c𝑛I−

Wartości stężenia jonów S2O2−8 i I− oraz uzyskane wartości początkowej szybkości zaniku jonów S2O2−8 podano w poniższej tabeli. Przedstawione dane pozwoliły określić współczynniki 𝑚 i 𝑛 w równaniu kinetycznym tej reakcji.

Doświadczenie Początkowe stężenie, mol · dm−3 Początkowa szybkość,
mol · dm−3 ∙ s−1
S2O2−8 I−
1. 0,15 0,21 1,14
2. 0,22 0,21 1,70
3. 0,22 0,12 0,98
Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.

Oblicz szybkość reakcji (wyrażoną w jednostce: mol · dm−3 · s−1) w doświadczeniu 1. w chwili, gdy w wyniku zachodzącej reakcji stężenie jonów S2O2−8 obniży się do wartości 0,10 mol · dm−3.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 12. (1 pkt)

Stan równowagi Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Wprowadzenie CO2 do roztworu pozostającego w równowadze z osadem węglanów powoduje ich przemianę w lepiej rozpuszczalne wodorowęglany.
Stężenie CO2 w roztworze zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia tego gazu w mieszaninie gazów (np. w powietrzu) nad roztworem. W tabeli przedstawiono stężenie jonów Ca2+ w roztworze pozostającym w równowadze z osadem węglanu wapnia w zależności od ciśnienia CO2 w mieszaninie gazów nad roztworem (w temperaturze 𝑇).
ciśnienie CO2, kPa 0,0 0,032 1,0
stężenie jonów Ca2+, mol · dm–3 2,53 ∙ 10–5 8,68 ∙ 10–4 2,73 ∙ 10–3
Na podstawie: A. M. Trzeciak, Wstęp do chemii nieorganicznej środowiska, Wrocław 1995.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Wartość pH wody, w której rozpuszcza się CO2, (rośnie / maleje). Przy wzroście ciśnienia tlenku węgla(IV) w mieszaninie gazów nad roztworem, w układzie mającym temperaturę 𝑇, od wartości 0,0 kPa do wartości 1,0 kPa następuje ok. 100-krotny (wzrost / spadek) stężenia jonów Ca2+ w wodzie.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

W tabeli przedstawiono wartości stężeniowej stałej równowagi Kc tej reakcji w wybranych temperaturach.
Temperatura, K 400 600 800 1000
Stała równowagi 6,47 ∙ 10–4 3,54 ∙ 10–2 2,37 ∙ 10–1 6,97 ∙ 10–1
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Do reaktora o stałej pojemności wprowadzono 10 moli tlenku węgla(IV) i 5 moli wodoru. Reaktor zamknięto i w temperaturze 800 K zainicjowano reakcję. Po pewnym czasie układ osiągnął stan równowagi.

Oblicz stosunek molowy tlenku węgla(IV) do wodoru w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze 800 K.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

W tabeli przedstawiono wartości stężeniowej stałej równowagi Kc tej reakcji w wybranych temperaturach.
Temperatura, K 400 600 800 1000
Stała równowagi 6,47 ∙ 10–4 3,54 ∙ 10–2 2,37 ∙ 10–1 6,97 ∙ 10–1
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Rozstrzygnij, czy reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem jest procesem endoenergetycznym. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniżej przedstawiono równanie syntezy chlorowodoru.

H2 (g) + Cl2 (g) ⇄ 2HCl (g)    ΔH° < 0

Tę reakcję prowadzono w zamkniętym reaktorze i po pewnym czasie w układzie reakcyjnym ustaliła się równowaga.

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Podwyższenie temperatury (w warunkach izobarycznych) skutkuje wzrostem wydajności tworzenia chlorowodoru. P F
2. Zmiana ciśnienia (w warunkach izotermicznych) nie wpływa na wydajność tworzenia chlorowodoru. P F

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 14. (1 pkt)

Stan równowagi Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Wprowadzenie CO2 do roztworu pozostającego w równowadze z osadem węglanów powoduje ich przemianę w lepiej rozpuszczalne wodorowęglany.
Stężenie CO2 w roztworze zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia tego gazu w mieszaninie gazów (np. w powietrzu) nad roztworem. W tabeli przedstawiono stężenie jonów Ca2+ w roztworze pozostającym w równowadze z osadem węglanu wapnia w zależności od ciśnienia CO2 w mieszaninie gazów nad roztworem (w temperaturze 𝑇).
ciśnienie CO2, kPa 0,0 0,032 1,0
stężenie jonów Ca2+, mol · dm–3 2,53 ∙ 10–5 8,68 ∙ 10–4 2,73 ∙ 10–3
Na podstawie: A. M. Trzeciak, Wstęp do chemii nieorganicznej środowiska, Wrocław 1995.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Wartość pH wody, w której rozpuszcza się CO2, (rośnie / maleje). Przy wzroście ciśnienia tlenku węgla(IV) w mieszaninie gazów nad roztworem, w układzie mającym temperaturę 𝑇, od wartości 0,0 kPa do wartości 1,0 kPa następuje ok. 100-krotny (wzrost / spadek) stężenia jonów Ca2+ w wodzie.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 9. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

W tabeli przedstawiono wartości stężeniowej stałej równowagi Kc tej reakcji w wybranych temperaturach.
Temperatura, K 400 600 800 1000
Stała równowagi 6,47 ∙ 10–4 3,54 ∙ 10–2 2,37 ∙ 10–1 6,97 ∙ 10–1
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Do reaktora o stałej pojemności wprowadzono 10 moli tlenku węgla(IV) i 5,0 moli wodoru. Reaktor zamknięto i w temperaturze 800 K zainicjowano reakcję. Po pewnym czasie układ osiągnął stan równowagi.

Oblicz stosunek molowy tlenku węgla(IV) do wodoru w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze 800 K.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 8. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

W tabeli przedstawiono wartości stężeniowej stałej równowagi Kc tej reakcji w wybranych temperaturach.
Temperatura, K 400 600 800 1000
Stała równowagi 6,47 ∙ 10–4 3,54 ∙ 10–2 2,37 ∙ 10–1 6,97 ∙ 10–1
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Rozstrzygnij, czy reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem jest procesem endoenergetycznym. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 7. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniżej przedstawiono równanie syntezy chlorowodoru.

H2 (g) + Cl2 (g) ⇄ 2HCl (g)

Tę reakcję prowadzono w zamkniętym reaktorze i po pewnym czasie w układzie reakcyjnym ustaliła się równowaga.

Odczytaj w tablicy wartość standardowej molowej entalpii tworzenia HCl i oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Podwyższenie temperatury (w warunkach izobarycznych) skutkuje wzrostem wydajności tworzenia chlorowodoru. P F
2. Zmiana ciśnienia (w warunkach izotermicznych) nie wpływa na wydajność tworzenia chlorowodoru. P F

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 5. (4 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

Równanie kinetyczne wyznacza się doświadczalnie. W tym celu dokonuje się wielokrotnego pomiaru szybkości reakcji przy zmianie stężenia tylko jednego z reagentów. Takie postępowanie pozwala określić, jak zmiana stężenia wpływa na wartość szybkości reakcji. Przeprowadzono trzy doświadczenia, w których określono początkową szybkość reakcji przebiegającej w temperaturze T według równania:

S2O2−8 (aq) + 3I− (aq) → 2SO2−4 (aq) + I−3 (aq)

Równanie kinetyczne przedstawionego procesu ma postać:

𝑣 = 𝑘 ∙ c 𝑚S2O2−8 ∙ c𝑛I−

Wartości stężenia jonów S2O2−8 i I− oraz uzyskane wartości początkowej szybkości zaniku jonów S2O2−8 podano w poniższej tabeli. Przedstawione dane pozwoliły określić współczynniki 𝑚 i 𝑛 w równaniu kinetycznym tej reakcji.

Doświadczenie Początkowe stężenie, mol · dm−3 Początkowa szybkość,
mol · dm−3 ∙ s−1
S2O2−8 I−
1. 0,15 0,21 1,14
2. 0,22 0,21 1,70
3. 0,22 0,12 0,98
Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.

Oblicz szybkość reakcji (wyrażoną w jednostce: mol · dm−3 · s−1) w doświadczeniu 1. w chwili, gdy w wyniku zachodzącej reakcji stężenie jonów S2O2−8 obniży się do wartości 0,10 mol · dm−3.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4. (1 pkt)

Szybkość reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Reakcja rozkładu tlenku azotu(V) przebiega według równania:

2N2O5 (g) → 4NO2 (g) + O2 (g)

Zależność szybkości tej reakcji od stężenia N2O5 przedstawia równanie kinetyczne:

𝑣 = 𝑘 ∙ cN2O5

W temperaturze 65 °C wartość stałej szybkości reakcji 𝑘 jest równa 5,2 · 10−3 s−1.

Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2004.

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Stała szybkości 𝑘 opisanej reakcji prowadzonej w temperaturze T wyższej niż 65 °C będzie miała wartość mniejszą niż 5,2 · 10−3 s−1. P F
2. Początkowa szybkość reakcji rozkładu tlenku azotu(V) w temperaturze 65 °C wzrasta czterokrotnie po czterokrotnym wzroście stężenia N2O5. P F

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Chlorki kwasowe otrzymuje się przez podstawienie grupy –OH kwasu karboksylowego atomem chloru. Zazwyczaj stosuje się w tym celu chlorek tionylu o wzorze SOCl2, ponieważ produkty nieorganiczne – tlenek siarki(IV) oraz chlorowodór – są gazami i można je łatwo oddzielić od produktu organicznego.

Chlorki kwasowe to bardzo reaktywne pochodne kwasów karboksylowych. Ich reakcje z alkoholami przebiegają szybko i praktycznie nieodwracalnie. Ten proces można zilustrować równaniem:

R1COCl + R2–OH → R1COOR2 + HCl

Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2011.

Wyjaśnij, dlaczego reakcja powstawania estru z chlorku kwasowego i alkoholu zachodzi z większą wydajnością niż reakcja otrzymywania identycznego estru z kwasu karboksylowego i alkoholu w obecności H2SO4. W odpowiedzi porównaj przebieg obu reakcji.

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 20. (3 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Ketony Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Przemiany katalizowane przez jeden z produktów są nazywane reakcjami autokatalitycznymi.
Reakcja jodowania acetonu, prowadzona w roztworze wodnym w obecności jonów hydroniowych, przebiega w dwóch etapach:

W etapie 1. zachodzą powolne przemiany prowadzące do powstania enolu. Etap 2. to szybka reakcja enolu z jodem, której produkt przekształca się w jodoaceton.

20.1. (0–1)

Napisz, który etap: 1. czy 2., opisanego mechanizmu jodowania acetonu, decyduje o szybkości powstawania produktu. Wpisz właściwy numer poniżej.

20.2. (0–1)

Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji jodowania acetonu. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

20.3. (0–1)

Napisz wzór drobiny, która pełni funkcję katalizatora w reakcji jodowania acetonu. Rozstrzygnij, czy reakcja jodowania acetonu jest zaliczana do reakcji autokatalitycznych.

Katalizator:

Rozstrzygnięcie:

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 12. (3 pkt)

Stan równowagi Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Stężeniowa stała równowagi reakcji zilustrowanej poniższym równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)   Δ𝐻 > 0

w temperaturze T wynosi 1,0.

12.1. (0–1)

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Zwiększenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało wzrostem wydajności reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej. P F
2. Obniżenie temperatury w warunkach izobarycznych (p = const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało zmniejszeniem wartości stałej równowagi reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej. P F

12.2. (0–2)

W reaktorze o pojemności 1,0 dm3 zmieszano w temperaturze T tlenek węgla(IV) i wodór. Sumaryczna liczba moli tych reagentów była równa 10.

Oblicz początkową liczbę moli tlenku węgla(IV) i początkową liczbę moli wodoru w mieszaninie, jeżeli wiadomo, że do momentu ustalenia się stanu równowagi w temperaturze T przereagowało 60% wodoru.

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (3 pkt)

Szybkość reakcji Stężenia roztworów Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Nadtlenek wodoru jest to substancja nietrwała, którą należy przechowywać w zimnym i ciemnym miejscu, gdyż w innych warunkach ulega powolnemu rozkładowi. Postęp rozkładu nadtlenku wodoru można badać np. za pomocą techniki miareczkowania.

W termostatowanym naczyniu umieszczono roztwór H2O2 o pewnym stężeniu, który utrzymywano w temperaturze 40 °C. W równych odstępach czasowych z tego roztworu pobierano próbki, które schładzano i miareczkowano za pomocą zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0020 mol ∙ dm−3. Podczas miareczkowania zachodziła reakcja opisana równaniem:

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O

Wyznaczenie objętości zużytego roztworu KMnO4 pozwoliło obliczyć stężenie molowe H2O2 w próbce.

Objętość każdej pobieranej próbki była równa 2,0 cm3. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli.
Czas, minuty 0 10 20 30
Objętość KMnO4, cm3 19,1 14,2 9,9 6,2

6.1. (0–2)

Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia nadtlenku wodoru od czasu. Wartość stężenia zapisz w zaokrągleniu do trzeciego miejsca po przecinku.
Czas, minuty 0 10 20 30
Stężenie molowe H2O2, mol ∙ dm−3 0,048 0,036

Obliczenia pomocnicze:

6.2. (0–1)

Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje / nie ulega zmianie).
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40 °C jest (większa niż / mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20 °C.

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 23. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Chlorki kwasowe otrzymuje się przez podstawienie grupy –OH kwasu karboksylowego atomem chloru. Zazwyczaj stosuje się w tym celu chlorek tionylu o wzorze SOCl2, ponieważ produkty nieorganiczne – tlenek siarki(IV) oraz chlorowodór – są gazami i można je łatwo oddzielić od produktu organicznego.

Chlorki kwasowe to bardzo reaktywne pochodne kwasów karboksylowych. Ich reakcje z alkoholami przebiegają szybko i praktycznie nieodwracalnie. Ten proces można zilustrować równaniem:

R1COCl + R2–OH → R1COOR2 + HCl

Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2011.

Wyjaśnij, dlaczego reakcja powstawania estru z chlorku kwasowego i alkoholu zachodzi z większą wydajnością niż reakcja otrzymywania identycznego estru z kwasu karboksylowego i alkoholu w obecności H2SO4. W odpowiedzi porównaj przebieg obu reakcji.

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 20. (3 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Ketony Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Przemiany katalizowane przez jeden z produktów są nazywane reakcjami autokatalitycznymi.
Reakcja jodowania acetonu, prowadzona w roztworze wodnym w obecności jonów hydroniowych, przebiega w dwóch etapach:

W etapie 1. zachodzą powolne przemiany prowadzące do powstania enolu. Etap 2. to szybka reakcja enolu z jodem, której produkt przekształca się w jodoaceton.

20.1. (0–1)

Napisz, który etap: 1. czy 2., opisanego mechanizmu jodowania acetonu, decyduje o szybkości powstawania produktu. Wpisz właściwy numer poniżej.

20.2. (0–1)

Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji jodowania acetonu. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

20.3. (0–1)

Napisz wzór drobiny, która pełni funkcję katalizatora w reakcji jodowania acetonu. Rozstrzygnij, czy reakcja jodowania acetonu jest zaliczana do reakcji autokatalitycznych.

Katalizator:

Rozstrzygnięcie:

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 13. (3 pkt)

Stan równowagi Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Stężeniowa stała równowagi reakcji zilustrowanej poniższym równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)   Δ𝐻 > 0

w temperaturze T wynosi 1,0.

13.1. (0–1)

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1. Zwiększenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało wzrostem wydajności reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej. P F
2. Obniżenie temperatury w warunkach izobarycznych (p = const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało zmniejszeniem wartości stałej równowagi reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej. P F

13.2. (0–2)

W reaktorze o pojemności 1,0 dm3 zmieszano w temperaturze T tlenek węgla(IV) i wodór. Sumaryczna liczba moli tych reagentów była równa 10.

Oblicz początkową liczbę moli tlenku węgla(IV) i początkową liczbę moli wodoru w mieszaninie, jeżeli wiadomo, że do momentu ustalenia się stanu równowagi w temperaturze T przereagowało 60% wodoru.

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (3 pkt)

Szybkość reakcji Stężenia roztworów Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Nadtlenek wodoru jest to substancja nietrwała, którą należy przechowywać w zimnym i ciemnym miejscu, gdyż w innych warunkach ulega powolnemu rozkładowi. Postęp rozkładu nadtlenku wodoru można badać np. za pomocą techniki miareczkowania.

W termostatowanym naczyniu umieszczono roztwór H2O2 o pewnym stężeniu, który utrzymywano w temperaturze 40 °C. W równych odstępach czasowych z tego roztworu pobierano próbki, które schładzano i miareczkowano za pomocą zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0020 mol ∙ dm−3. Podczas miareczkowania zachodziła reakcja opisana równaniem:

2KMnO4 + 5H2O2 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + 5O2 + K2SO4 + 8H2O

Wyznaczenie objętości zużytego roztworu KMnO4 pozwoliło obliczyć stężenie molowe H2O2 w próbce.

Objętość każdej pobieranej próbki była równa 2,0 cm3. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli.
Czas, minuty 0 10 20 30
Objętość KMnO4, cm3 19,1 14,2 9,9 6,2

6.1. (0–2)

Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia nadtlenku wodoru od czasu. Wartość stężenia zapisz w zaokrągleniu do trzeciego miejsca po przecinku.
Czas, minuty 0 10 20 30
Stężenie molowe H2O2, mol ∙ dm−3 0,048 0,036

Obliczenia pomocnicze:

6.2. (0–1)

Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje / nie ulega zmianie).
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40 °C jest (większa niż / mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20 °C.

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (2 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji 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.

Strony