Chemia - Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 8.
Badano kinetykę reakcji utleniania tlenku azotu(II) zachodzącej zgodnie z równaniem:
2NO (g) + O2 (g) ⇄ 2NO2 (g)
Stwierdzono, że:
- jest to reakcja pierwszego rzędu względem tlenu
- zależność szybkości reakcji od stężenia opisuje poniższe równanie kinetyczne.
𝑣 = 𝑘 ∙ 𝑐𝒂NO ∙ 𝑐𝒃O2
W temperaturze 298 K zbadano zależność początkowej szybkości reakcji od stężenia tlenku
azotu(II). Pomiary prowadzono przy stałym stężeniu tlenu wynoszącym 0,050 mol · dm−3.
Wykres przedstawia uzyskaną zależność.
8.1 (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz brakujące wartości stężenia NO i szybkości reakcji.
| Stężenie NO, mol · dm−3 | Szybkość reakcji, mol · dm−3 · s−1 |
|---|---|
| 0,034 | |
| 1,10 |
8.2 (0–1)
Ustal i napisz wartości wykładników 𝒂 i 𝒃 w równaniu kinetycznym.
Obliczenia pomocnicze:
8.3 (0–1)
Oblicz wartość stałej szybkości opisanej reakcji w temperaturze 298 K. Wynik zapisz z właściwą jednostką.
Rozwiązanie
8.1 (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązanie
| Stężenie NO, mol · dm−3 | Szybkość reakcji, mol · dm−3 · s−1 |
|---|---|
| 0,034 | 0,40 |
| 0,056 | 1,10 |
Uwaga: Za poprawny należy uznać każdy odczyt wartości stężenia NO i szybkości reakcji adekwatny do wykresu z właściwą dokładnością.
8.2 (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – ustalenie wykładników 𝒂 i 𝒃
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązanie
(Rząd reakcji względem tlenu: 1
Na podstawie danych z wykresu:
rząd reakcji względem tlenku azotu(II) to 2
gdy stężenie NO wzrasta 2-krotnie, szybkość reakcji wzrasta 4-krotnie
gdy stężenie NO wzrasta 3-krotnie, szybkość reakcji wzrasta 9-krotnie)
𝑣 = 𝑘 𝑐𝟐NO ∙ 𝑐O2
ALBO
𝑣 = 𝑘 𝑐𝟐NO ∙ 𝑐𝟏O2
8.3 (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne obliczenie wartości stałej szybkości reakcji z poprawną jednostką.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązanie
𝑘 = 𝑣 ∶ (𝑐2NO ∙ 𝑐O2) = (1,10 : (0,0562 · 0,05)) dm6 · mol‒2 · s−1 = 7015 dm6 · mol‒2 · s‒1
ALBO
𝑘 = (0,40 : (0,0342 · 0,05)) dm6 · mol‒2 · s−1 = 6920 dm6 · mol‒2 · s‒1
