1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii

Energetyka reakcji

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

 

Matura Maj 2014, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27. (2 pkt)

Energetyka reakcji Elektrochemia - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Jeżeli w reakcji redoks biorą udział jony H+, to potencjał układu zależy od stężenia tych jonów, czyli od pH roztworu. Dla takich układów potencjał odnosi się do roztworów, w których cH+ = 1 mol · dm–3, a więc pH = 0. Wartości potencjałów redoks wielu ważnych biologicznie układów utleniacz – reduktor przedstawiane są dla przyjętego przez biochemików stanu, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K. Różnica pH roztworu wpływa na wartość potencjału półogniwa. Potencjał półogniwa wodorowego EH2/H+ w środowisku o pH różnym od zera można obliczyć (w woltach), korzystając z następującej zależności:

EH2/H+ = EoH2/H+ + 0,06 log cH+

gdzie EoH2/H+ oznacza potencjał standardowy półogniwa wodorowego.

Na podstawie: Lubert Stryer, Biochemia, Warszawa 2003 oraz
K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
a)Oblicz potencjał półogniwa wodorowego w stanie, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.

Poniżej przedstawiono równania reakcji i potencjały redoks dwóch układów biologicznych dla pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.

Równanie reakcji Potencjał E, V
12 + O2 + 2H+ + 2e– ⇄ H2O 0,82
NAD+ + H+ + 2e− ⇄ NADH –0,32
b) Oceń, czy reakcja zilustrowana równaniem H2O + NAD+ → 12O2 + H+ + NADH zachodzi samorzutnie, czy do jej zajścia konieczne jest dostarczenie energii. Uzupełnij poniższe zdanie: wybierz i podkreśl jedno określenie w każdym nawiasie.

Aby mogła zajść opisana reakcja, (jest / nie jest) konieczne dostarczenie energii, ponieważ woda jest reduktorem (silniejszym / słabszym) niż NADH.

Matura Maj 2014, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 17. (2 pkt)

Energetyka reakcji Reakcje i właściwości kwasów i zasad Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Do wodnego roztworu kwasu cytrynowego dodano nadmiar wodnego roztworu wodorowęglanu sodu NaHCO3. Stwierdzono, że temperatura mieszaniny poreakcyjnej jest znacznie niższa niż temperatura roztworów przed ich zmieszaniem. Zaobserwowano także wydzielanie bezbarwnego gazu.

a)Spośród podanych zależności wybierz i podkreśl tę, która jest prawdziwa dla entalpii procesu dokonującego się w opisanym doświadczeniu.

ΔH < 0     ΔH = 0     ΔH > 0

b)Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która zaszła w czasie doświadczenia. Przyjmij, że kwas cytrynowy przereagował z wodorowęglanem sodu w stosunku molowym 1 : 3. Zastosuj następujący wzór kwasu cytrynowego: C3H4(OH)(COOH)3.

Matura Maj 2014, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13. (2 pkt)

Energetyka reakcji Oblicz

W tabeli podano wartości standardowej molowej entalpii trzech reakcji.

Równanie reakcji Standardowa molowa entalpia
C2H6 (g) + 312O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (c) Δsp HoC2H6 = −1560,7 kJ ⋅ mol−1
C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 2H2O (c) Δsp HoC2H4 = −1411,2 kJ ⋅ mol−1
H2 (g) + 12O2 (g) → H2O (c) Δtw HoH2O = −285,8 kJ ⋅ mol−1
J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.

Na podstawie powyższych danych oblicz standardową molową entalpię reakcji uwodornienia etenu Hox, która zachodzi zgodnie z równaniem:

C2H4 (g) + H2 (g) → C2H6 (g)

Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 7. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj/wymień

Entalpia reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem:

2O3 (g) → 3O2 (g)

jest równa ∆H° = – 285 kJ.

Na podstawie: M. Sienko, R. Plane, Chemia, Warszawa 1996.

Określ, czy przemiana opisana równaniem jest egzotermiczna, czy endotermiczna.

Napisz wzór tej odmiany alotropowej tlenu, która jest trwalsza.

Podaj wartość (z jednostką) standardowej entalpii tworzenia ozonu.

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23. (2 pkt)

Energetyka reakcji Oblicz

Standardowa molowa entalpia reakcji spalania kwasu benzoesowego opisanej równaniem

C6H5COOH (s) + 712O2 (g) → 7CO2 (g) + 3H2O(c)

wynosi ΔspHoC6H5COOH = − 3227 kJ ⋅ mol−1 . Standardowa entalpia tworzenia wody w ciekłym stanie skupienia ma wartość ΔtwHoH2O = − 286 kJ ⋅ mol−1 , a standardowa entalpia tworzenia gazowego tlenku węgla(IV) wynosi ΔtwHoCO2 = − 394 kJ ⋅ mol−1.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.

Na podstawie powyższych danych oblicz standardową entalpię tworzenia kwasu benzoesowego w stałym stanie skupienia ΔtwHox . Wynik podaj w zaokrągleniu do jedności.

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 8. (2 pkt)

Energetyka reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj/wymień

Na poniższym wykresie przedstawiono zmiany energii układu podczas pewnej reakcji.

8.1. (0-1)

Zaznacz na wykresie energię aktywacji zachodzącego procesu (Ea) oraz zmianę entalpii tej reakcji (ΔH).

8.2. (0-1)

Uzupełnij zdania – wpisz typ procesu opisanego w podpunkcie 8.1. ze względu na efekt energetyczny (zdanie 1.) i podkreśl odpowiednie wyrażenie dotyczące zmiany entalpii tej reakcji (zdanie 2.).

  1. Na wykresie przedstawiono zmiany energii układu podczas reakcji
    .
  2. Zmianę entalpii opisanego procesu przedstawia nierówność (ΔH < 0 / ΔH > 0).

Matura Maj 2016, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 31. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj/wymień

Glukoza jest syntetyzowana przez rośliny zielone podczas procesu fotosyntezy, w którym światło słoneczne dostarcza energię niezbędną do wytworzenia tego monosacharydu. Wiele cząsteczek glukozy łączy się następnie wiązaniami chemicznymi, w wyniku czego tworzy materiał budulcowy lub zapasowy rośliny.

6CO2 + 6H2O światło słoneczne 6O2 + 
C6H12O6
glukoza
       celuloza, skrobia

Organizm ludzki nie wytwarza enzymów koniecznych do trawienia celulozy, więc dla człowieka źródłem węglowodanów jest skrobia. Jest ona trawiona w ustach i żołądku przez enzymy glikozydazy, w których obecności rozkłada się na glukozę.

Na podstawie: John McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.

Określ, czy reakcja fotosyntezy jest endoenergetyczna, czy – egzoenergetyczna.

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 21. (2 pkt)

Energetyka reakcji Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

W celu zbadania efektu cieplnego reakcji chemicznych przeprowadzono cztery doświadczenia oznaczone numerami I–IV. Mieszano po 100 cm3 wodnych roztworów substancji, wymienionych w odpowiednich wierszach tabeli, o stężeniu molowym 0,2 mol ⋅ dm−3 i o początkowej temperaturze równej 25°C. Następnie zmierzono temperaturę każdej z otrzymanych mieszanin.

Numer doświadczenia Substancja rozpuszczona w 1. roztworze Substancja rozpuszczona w 2. roztworze
I chlorek baru siarczan(VI) sodu
II kwas solny wodorotlenek potasu
III wodorotlenek baru kwas siarkowy(VI)
IV kwas azotowy(V) wodorotlenek sodu

Zaobserwowano, że w każdym doświadczeniu temperatura uzyskanych mieszanin była wyższa niż temperatura użytych roztworów i że przyrost temperatury ΔT w niektórych doświadczeniach był taki sam.

21.1. (0–1)

Napisz w formie jonowej równanie reakcji ilustrujące przemiany, które dokonały się podczas doświadczenia oznaczonego numerem III.

21.2. (0–1)

Napisz numery wszystkich doświadczeń, w których zaobserwowany wzrost temperatury ΔT był jednakowy.

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W wyniku pewnej odwracalnej reakcji chemicznej z dwóch substratów powstaje jeden produkt. Przemiana przebiega w fazie gazowej, co oznacza, że oba substraty i produkt są gazami. Reakcję tę przeprowadzono w zamkniętym reaktorze przy użyciu stechiometrycznych ilości substratów w różnych temperaturach i pod różnym ciśnieniem. Na poniższym diagramie przedstawiono, jaki procent objętości mieszaniny poreakcyjnej w reaktorze stanowiła objętość produktu tej reakcji w zależności od warunków temperatury i ciśnienia, w jakich przebiegała.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Na podstawie analizy diagramu określ, czy w czasie opisanej reakcji układ oddaje energię do otoczenia, czy przyjmuje ją od otoczenia. Odpowiedź uzasadnij.

Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23. (2 pkt)

Energetyka reakcji Oblicz

Standardowa molowa entalpia reakcji spalania glicerolu opisanej równaniem:

C3H5(OH)3 (c) + 312O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (c)

wynosi Δsp HoC3H5(OH)3 = − 1655 kJ ⋅ mol−1. Standardowa entalpia tworzenia wody w ciekłym stanie skupienia Δtw HoH2O = − 286 kJ ⋅ mol−1, a standardowa entalpia tworzenia gazowego tlenku węgla(IV) Δtw HoCO2 = − 394 kJ ⋅ mol−1.

Źródło: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.

Na podstawie powyższych danych oblicz standardową entalpię tworzenia glicerolu w ciekłym stanie skupienia ΔtwHox.

Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W wysokiej temperaturze może zachodzić rozkład metanu na substancje proste zgodnie z równaniem:

CH4 (g) ⇄ C (s) + 2H2 (g)

Miarą wydajności tej reakcji jest równowagowy stopień przemiany metanu x, który wyraża się wzorem:

x = n0[CH4] − n[CH4]n0[CH4]

W tym wzorze n0[CH4] oznacza początkową liczbę moli metanu, a n[CH4] – liczbę moli tego gazu pozostałego po ustaleniu się stanu równowagi. Poniżej przedstawiono zależność równowagowego stopnia przemiany metanu x od temperatury dla trzech wartości ciśnienia.

Na podstawie: P. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

Określ, czy ΔH opisanej reakcji rozkładu metanu jest większa od zera, czy – mniejsza od zera. Odpowiedź uzasadnij.

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 8. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. Do obu naczyń wprowadzono oczyszczone z nalotu niewielkie kawałki sodu i wapnia. Początkowa temperatura wody w każdym naczyniu była równa 20°C.

Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegły reakcje chemiczne zilustrowane poniższymi równaniami:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
oraz
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Stwierdzono, że:

  • w obu naczyniach wydzielał się gaz
  • temperatura obu roztworów wzrosła.

Określ, czy reakcje przebiegające w naczyniach I i II są egzotermiczne, czy – endotermiczne.

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W wysokiej temperaturze węgiel reaguje z tlenkiem węgla(IV) i ustala się równowaga chemiczna:

CO2 (g) + C (s) ⇄ 2CO (g)

Objętościową zawartość procentową CO i CO2 w gazie pozostającym w równowadze z węglem w zależności od temperatury (pod ciśnieniem atmosferycznym 1013 hPa) przedstawiono na poniższym wykresie.

Oceń, czy reakcja pomiędzy tlenkiem węgla(IV) i węglem jest procesem endo- czy egzoenergetycznym. Odpowiedź uzasadnij.

Strony