Chemia - Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24.
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.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne określenie, czy dla opisanej reakcji ΔH < 0, czy ΔH > 0 i poprawne
uzasadnienie odwołujące się do stopnia przemiany metanu lub wydajności procesu.
0 p. – za inną odpowiedź lub brak odpowiedzi.
Przykłady poprawnej odpowiedzi
- Dla reakcji rozkładu metanu ΔH > 0, ponieważ wydajność tej reakcji wzrasta ze wzrostem temperatury.
- ΔH tej reakcji jest większa od zera, ponieważ im wyższa jest temperatura, tym równowagowy stopień przemiany jest większy.
