Chemia - Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 4.
Gaz syntezowy, czyli mieszanina CO i H2, jest otrzymywany w przemyśle różnymi metodami. Niżej podano równania dwóch reakcji, w których powstaje taka mieszanina.
II
CH4 + H2O → CO + 3H2
ΔH>0
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność stopnia przemiany metanu od temperatury dla dwóch różnych wartości ciśnienia dla jednej z tych reakcji. Stopień przemiany metanu jest miarą wydajności reakcji – im większy stopień przemiany, tym większa wydajność reakcji.
4.1. (0–1)
Napisz numer reakcji (I albo II), do której odnosi się powyższy wykres stopnia przemiany metanu. Odpowiedź uzasadnij – uwzględnij efekt energetyczny reakcji.
Numer reakcji:
Uzasadnienie:
4.2. (0–1)
Uzupełnij zdanie o wpływie ciśnienia na stopień przemiany metanu – wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie. Wyjaśnij przedstawioną na wykresie zależność stopnia przemiany metanu od ciśnienia.
W stałej temperaturze wzrost ciśnienia skutkuje (wzrostem / spadkiem) stopnia przemiany metanu.
Wyjaśnienie:
Rozwiązanie
4.1. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie numeru reakcji i poprawne uzasadnienie uwzględniające efekt
energetyczny reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
Numer reakcji: II
Uzasadnienie, np.:
Wydajność reakcji jest tym wyższa, im wyższa jest temperatura, co oznacza, że reakcja jest
endotermiczna.
ALBO
Wydajność reakcji rośnie wraz ze wzrostem temperatury, co oznacza, że ΔH > 0.
ALBO
Ze wzrostem temperatury rośnie stopień przemiany metanu, co oznacza, że ΔH > 0.
4.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne uzupełnienie zdania i poprawne wyjaśnienie, w którym zdający odniósł się
do stechiometrii reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
W stałej temperaturze wzrost ciśnienia skutkuje (wzrostem / spadkiem) stopnia przemiany
metanu.
Wyjaśnienie, np.:
Reakcja zachodzi ze wzrostem liczby moli reagentów (gazowych).
ALBO
Produkty mają większą objętość niż substraty.
ALBO
(Zgodnie z regułą przekory większej wydajności reakcji II sprzyja niższe ciśnienie, ponieważ)
liczba moli gazowych substratów jest mniejsza od liczby moli gazowych produktów.
Uwaga: Odpowiedź, w której zdający nie odniósł się do stechiometrii reakcji, nie jest wyjaśnieniem przedstawionej na wykresie zależności.
