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

 

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 19. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

W reaktorze o pojemności 1 dm3 umieszczono 2,00 mole substancji A oraz 6,00 moli substancji B i w temperaturze T przeprowadzono reakcję egzotermiczną, która przebiegła zgodnie z poniższym schematem.

A (g) + 2B (g) ⇄ 2C (g)

Po osiągnięciu stanu równowagi stwierdzono, że substancja A przereagowała w 78%.

Oblicz stężeniową stałą równowagi w temperaturze T prowadzenia procesu. Wynik zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 14. (1 pkt)

Szybkość reakcji Podaj/wymień

W celu wyznaczenia równania kinetycznego reakcji opisanej równaniem:

2H2 (g) + 2NO (g) ⇄ N2 (g) + 2H2O (g)

do sześciu reaktorów wprowadzono jednocześnie tlenek azotu(II) i wodór. Początkowe stężenia obu reagentów oraz początkowe szybkości reakcji w każdym reaktorze (w temperaturze T) podane są w poniższej tabeli.

Reaktor Stężenie, mol · dm−3 Początkowa szybkość reakcji, mol · dm−3 · s−1
NO H2
I 0,005 0,001 v
II 0,005 0,002 2v
III 0,005 0,003 3v
IV 0,001 0,005 0,2v
V 0,002 0,005 0,8v
VI 0,003 0,005 1,8v

Przeanalizuj dane umieszczone w powyższej tabeli i napisz równanie kinetyczne opisanej w informacji reakcji, zastępując wykładniki potęg x i y w poniższym zapisie

v = k · cxNO ⋅ cyH2

odpowiednimi wartościami liczbowymi.

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj/wymień

W celu wyznaczenia równania kinetycznego reakcji opisanej równaniem:

2H2 (g) + 2NO (g) ⇄ N2 (g) + 2H2O (g)

do sześciu reaktorów wprowadzono jednocześnie tlenek azotu(II) i wodór. Początkowe stężenia obu reagentów oraz początkowe szybkości reakcji w każdym reaktorze (w temperaturze T) podane są w poniższej tabeli.

Reaktor Stężenie, mol · dm−3 Początkowa szybkość reakcji, mol · dm−3 · s−1
NO H2
I 0,005 0,001 v
II 0,005 0,002 2v
III 0,005 0,003 3v
IV 0,001 0,005 0,2v
V 0,002 0,005 0,8v
VI 0,003 0,005 1,8v

Podaj, ile razy zwiększy się początkowa szybkość reakcji, jeżeli w temperaturze T

  • stężenie wodoru podwoi się przy niezmienionym stężeniu tlenku azotu(II).

  • stężenie tlenku azotu(II) wzrośnie trzykrotnie przy niezmienionym stężeniu wodoru.

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 Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 15. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

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.

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13. (2 pkt)

Kinetyka i statyka chemiczna - ogólne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

W odpowiednich warunkach cyklopropan przekształca się w propen według schematu

cyklopropan (g) → propen (g)

Szybkość przemiany cyklopropanu w propen jest wprost proporcjonalna do stężenia molowego cyklopropanu i wyraża się równaniem v = k·ccyklopropanu. W temperaturze 500°C stała szybkości tej reakcji k wynosi około 7 s–1.

Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001.

W reaktorze o objętości równej 1 dm3 umieszczono 12 moli cyklopropanu i ogrzano do temperatury 500°C. Stwierdzono, że po 17 minutach od momentu zapoczątkowania reakcji liczba moli cyklopropanu wyniosła 6, po 34 minutach wyniosła 3, a po 51 minutach była równa 1,5.

13.1. (0-1)

Oblicz szybkość opisanej reakcji w następujących momentach:

  • początkową, v0
  • po 17 minutach od momentu zapoczątkowania reakcji, v1
  • po 34 minutach od momentu zapoczątkowania reakcji, v2
  • po 51 minutach od momentu zapoczątkowania reakcji, v3.

Wypełnij poniższą tabelę.
Czas, minuty 0 17 34 51
Szybkość, mol ⋅ dm−3 ⋅ s−1 v0 =         v1 =         v2 =         v3 =        

13.2. (0-1)

Zaznacz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.
Stosunek v1v0 jest równy stosunkowi v2v1 oraz v3v2 i wynosi 12 P F
Okres półtrwania cyklopropanu w opisanej reakcji jest równy 17 minut. P F
Szybkość opisanej reakcji jest wprost proporcjonalna do odwrotności czasu, a można więc ją wyrazić równaniem: v = at, w którym a oznacza wielkość stałą, t zaś oznacza czas. P F

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 11. (1 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

W temperaturze 25°C sacharoza hydrolizuje w środowisku o odczynie kwasowym, tak że po upływie 192 minut reakcji ulega połowa początkowej ilości disacharydu. Oznacza to, że okres półtrwania sacharozy w opisanych warunkach jest równy 192 minuty.

Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001.

Oblicz, po ilu minutach ulegnie hydrolizie w opisanych warunkach 75% początkowej ilości sacharozy. Wynik podaj w zaokrągleniu do jedności.

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 10. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj/wymień

W temperaturze 20°C i pod ciśnieniem 1005 hPa wykonano eksperyment, którego przebieg przedstawiono na rysunku. W kolbie zaszła reakcja opisana równaniem:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

W opisanych warunkach eksperymentu reakcja magnezu z kwasem solnym zachodziła bardzo szybko.

Wymień dwa sposoby zmiany warunków wykonania eksperymentu, w których wyniku szybkość zachodzącej reakcji będzie mniejsza.

I sposób:
II sposób:

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (1 pkt)

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

Tlenek siarki(IV) na skalę techniczną można otrzymać w wyniku redukcji siarczanu(VI) wapnia (anhydrytu) węglem w temperaturze 900°C. Proces ten opisano poniższym równaniem.

2CaSO4 + C T 2CaO + CO2 + 2SO2   ∆H = 1090 kJ

Na podstawie: H. Koneczny, Podstawy technologii chemicznej, Warszawa 1973.

Uzupełnij poniższe zdania. Podkreśl właściwe określenie spośród wymienionych w każdym nawiasie.

Podniesienie temperatury, w której prowadzony jest proces otrzymywania tlenku siarki(IV), będzie przyczyną (zmniejszenia / zwiększenia) wydajności reakcji, gdyż jest to proces (egzoenergetyczny / endoenergetyczny). Stopień rozdrobnienia anhydrytu i węgla (ma wpływ / nie ma wpływu) na szybkość tej reakcji.

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 12. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Podczas ogrzewania w zamkniętym naczyniu o stałej pojemności mieszaniny tlenku węgla(IV) i wodoru w temperaturze 850°C ustaliła się równowaga reakcji

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

dla której stała równowagi K = 1.

Oblicz, jaki procent masy tlenku węgla(IV) ulegnie przemianie w tlenek węgla(II), jeżeli reakcji poddano 1 mol tlenku węgla(IV) i 5 moli wodoru.

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 32. (1 pkt)

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

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.

Uzupełnij poniższe zdanie – określ funkcję, jaką glikozydazy pełnią w opisanej reakcji rozkładu skrobi (podkreśl wybraną nazwę).

Glikozydazy pełnią w tej reakcji funkcję (katalizatora / substratu / produktu).

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 podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 14. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj/wymień

Energia aktywacji określa wielkość bariery energetycznej, którą muszą pokonać reagujące drobiny, aby doszło do reakcji chemicznej. Im mniejsza jest energia aktywacji dla danej reakcji, tym szybciej zachodzi przemiana. Dużą energię aktywacji reakcji można zmniejszyć, jeżeli wprowadzi się do układu katalizator.
Nadtlenek wodoru ulega reakcji rozkładu według równania:

2H2O2 → 2H2O + O2

W temperaturze pokojowej szybkość rozkładu H2O2 jest mała. W poniższej tabeli podano wartości energii aktywacji reakcji rozkładu H2O2 bez udziału katalizatora oraz z udziałem różnych katalizatorów.

Nazwa katalizatora Energia aktywacji rozkładu H2O2 w temperaturze T, kJ ⋅ mol−1
bez katalizatora 75
peroksydaza (enzym) 23
platyna 49
tlenek manganu(IV) 58

Na podstawie: E. A. Moelwyn-Hughes, Physical Chemistry, London, New York, Paris 2012.

Oceń, którego katalizatora spośród wymienionych w informacji należy użyć, aby reakcja rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze T przebiegła z największą szybkością. Napisz nazwę tego katalizatora.

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 11. (2 pkt)

Kinetyka i statyka chemiczna - ogólne 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.

11.1. (0–1)

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

11.2. (0–1)

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

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 8. (1 pkt)

Kinetyka i statyka chemiczna - ogólne Podaj/wymień

Wodny roztwór chlorku amonu można otrzymać dwiema metodami (I i II) podanymi poniżej. W obu metodach substancjami wyjściowymi są: gazowy HCl, gazowy NH3 oraz woda.

Metoda I Metoda II
NH3 (g)
H2O
NH3 (aq)
HCl (g)
H2O
HCl (aq)
 NH3 (g) + HCl (g) → NH4Cl (s)
NH3 (aq) + HCl (aq) → NH4Cl (aq)
NH4Cl (s)
H2O
NH4Cl (aq)

Do otrzymania wodnego roztworu chlorku amonu zastosowano metodę I i metodę II. W obu metodach wszystkie etapy prowadzono pod jednakowym ciśnieniem p. Każdą metodą otrzymano po 1 dm3 roztworu NH4Cl o stężeniu molowym cm i temperaturze T.

Uzupełnij poniższe zdania – wpisz określenie mniejsza niż, większa niż lub taka sama jak.

Entalpia reakcji otrzymywania roztworu chlorku amonu metodą I jest entalpia reakcji otrzymywania tego roztworu metodą II.
Ilość wody potrzebna do przygotowania roztworu chlorku amonu metodą I jest ilość wody potrzebna do przygotowania tego roztworu metodą II.

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 7. (2 pkt)

Stan równowagi Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

W temperaturze 800 K stężeniowa stała równowagi reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem

CO (g) + H2O (g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g)

jest równa 4.

Oblicz, ile moli wody (w postaci pary wodnej) należy wprowadzić do reaktora o pojemności 1 dm3, w którym znajduje się 30 moli tlenku węgla(II), aby otrzymać 10 moli wodoru w temperaturze 800 K. Reakcja pary wodnej i tlenku węgla(II) przebiega w zamkniętym reaktorze.

Obliczenia:

 

 

 

Odpowiedź:

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.

Strony