Chemia - Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7.
Fosgen to trujący związek o wzorze COCl2. Jego temperatura topnienia jest równa –118°C, a temperatura wrzenia wynosi 8°C (pod ciśnieniem 1000 hPa). Fosgen reaguje z wodą i ulega hydrolizie, której produktami są tlenek węgla(IV) i chlorowodór.
W temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1000 hPa w 1 dm3 fosgenu znajduje się 2,43∙1022 cząsteczek tego związku.
Oblicz gęstość fosgenu i określ jego stan skupienia w opisanych warunkach.
Obliczenia:
W temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1000 hPa fosgen jest
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – poprawne obliczenie i podanie wyniku z poprawną jednostką oraz poprawne
uzupełnienie zdania.
1 pkt – poprawne obliczenie i podanie wyniku z poprawną jednostką oraz niepoprawne
uzupełnienie zdania albo brak uzupełnienia zdania.
LUB
– błędne obliczenie lub podanie wyniku z błędną jednostką albo brak obliczenia oraz
poprawne uzupełnienie zdania.
0 p. – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak rozwiązania.
Uwaga: Wynik może być podany w różnych jednostkach gęstości, np. g∙dm−3, kg∙m−3, g∙cm−3 albo g∙m−3.
Przykładowe rozwiązania
Rozwiązanie I:
2,43∙1022 cząsteczek fosgenu – x gramów fosgenu
6,02∙1023 cząsteczek fosgenu – 99 gramów fosgenu
x = 3,996 g
d = 3,996 g1 dm3 = 3,996 g∙dm−3 ALBO 4 g∙dm−3
W temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1000 hPa fosgen jest gazem.
Rozwiązanie II:
2,43∙1022 cząsteczek fosgenu – x moli fosgenu
6,02∙1023 cząsteczek fosgenu – 1 mol fosgenu
x = 0,04 mola
masa fosgenu 0,04 ∙ 99 = 3,96
d = 3,96 g1 dm3 = 3,96 g∙dm−3 ALBO 4 g∙dm−3
W temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1000 hPa fosgen jest gazem.
Rozwiązanie III:
d = pMRT = 1000∙9983,14∙298 = 3,996 g∙dm−3 ALBO 4 g∙dm−3
W temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1000 hPa fosgen jest gazem.
Rozwiązanie IV:
p1∙V1T1 = p2∙V2T2
1013∙22,4273 = 1000∙V2298
V2 = 24,77dm3·mol–1
d = 12+16+2∙35,524,77 = 9924,77 = 3,996 g∙dm−3 ALBO 4 g∙dm−3
W temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1000 hPa fosgen jest gazem.
Uwaga:
- Odpowiedź, w której zdający pisze, że fosgen jest parą, jest niepoprawna.
- Rozwiązanie zadania, w którym zdający wykonuje obliczenia dla warunków innych niż określono w zadaniu, np. dla warunków normalnych, jest niepoprawne.
