Chemia - Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 21.

Kategoria: Wpływ czynników na przebieg reakcji Typ: Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Reakcję hydratacji (uwodnienia) etenu opisuje równanie:

CH2=CH2 (g) + H2O (g) katalizator, 𝑝, 𝑇 CH3CH2OH (g)

Równowagowy stopień przereagowania etenu, który jest miarą wydajności przedstawionej reakcji, zależy od warunków prowadzenia procesu: temperatury i ciśnienia. Tę zależność przedstawiono na poniższym wykresie.

Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.

Wyjaśnij, dlaczego w danej temperaturze równowagowy stopień przereagowania etenu w opisanej reakcji jest tym większy, im wyższe jest ciśnienie, pod którym prowadzona jest reakcja.

Rozwiązanie

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne wyjaśnienie uwzględniające stechiometrię reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

  • Liczba moli (gazowych) substratów jest większa od liczby moli (gazowego) produktu.
  • Są 2 mole (gazowych) substratów i 1 mol (gazowego) produktu.
  • W miarę postępu reakcji spada ciśnienie w mieszaninie reakcyjnej, a więc – zgodnie z regułą przekory – podniesienie ciśnienia spowoduje przesunięcie równowagi tej reakcji w stronę produktów.
  • Łączna objętość substratów jest większa niż objętość produktu reakcji.

Uwaga: Odpowiedź, w której zdający nie odniósł się do stechiometrii reakcji, nie jest wyjaśnieniem przedstawionej na wykresie zależności.