Chemia - Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13.
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 |
Rozwiązanie
13.1. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne obliczenie szybkości reakcji i uzupełnienie całej tabeli.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
| Czas, minuty | 0 | 17 | 34 | 51 |
| Szybkość, mol ⋅ dm−3 ⋅ s−1 | v0 = 84 | v1 = 42 | v2 = 21 | v3 = 10,5 |
13.2. (0-1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
| Stosunek v1v0 jest równy stosunkowi v2v1 oraz v3v2 i wynosi 12 | P | |
| Okres półtrwania cyklopropanu w opisanej reakcji jest równy 17 minut. | P | |
| 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. | F |
