Chemia - Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 17.
W tabeli podano wartości standardowej entalpii spalania metanu, wodoru i węgla.
| Δsp H °, kJ·mol−1 | |
| metan* | − 891 |
| węgiel | − 394 |
| wodór* | − 286 |
*Produktem spalania jest woda ciekła.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Oblicz standardową entalpię tworzenia metanu. Oceń, czy poprawne jest twierdzenie, że w reakcji syntezy metanu z pierwiastków produkt ma energię wyższą od substratów. Uzasadnij swoją ocenę.
Ocena wraz z uzasadnieniem:
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku
w kJ·mol−1
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego.
lub
– podanie wyniku z błędną jednostką.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
oraz
1 p. – za poprawną ocenę twierdzenia adekwatną do otrzymanego wyniku wraz
z uzasadnieniem.
0 p.– za odpowiedź niepełną lub niepoprawną albo brak odpowiedzi.
Poprawne rozwiązanie
C (s) + 2H2 (g) → CH4 (g)
Δtw H° (CH4) = Δsp H° (C) + 2 ⋅ Δsp H° (H2) − Δsp H° (CH4)
Δtw H° (CH4) = −394 kJ·mol−1 + 2 mole · (−286 kJ·mol−1) – (−891 kJ·mol−1) = –75 kJ·mol−1
Ocena wraz z uzasadnieniem, np.:
Twierdzenie jest niepoprawne, ponieważ w reakcji tworzenia metanu z pierwiastków wydziela
się energia (ΔH < 0), co oznacza że produkt ma energię niższą od substratów.
