1. Strona główna
  2. Zadania maturalne z chemii

Stan równowagi

Oto lista zadań maturalnych z danego działu chemii. Aby skorzystać z dodatkowych opcji lub wybrać zadania z pozostałych działów kliknij poniżej.

Przejdź do wyszukiwarki zadań

 

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Podczas ogrzewania w zamkniętym naczyniu o stałej pojemności mieszaniny tlenku węgla(IV) i wodoru w temperaturze 850°C ustaliła się równowaga reakcji

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

dla której stała równowagi K = 1.

Oblicz, jaki procent masy tlenku węgla(IV) ulegnie przemianie w tlenek węgla(II), jeżeli reakcji poddano 1 mol tlenku węgla(IV) i 5 moli wodoru.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 30. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Fosgen to silnie trujący związek o wzorze COCl2. W reakcjach fosgenu z alkoholami otrzymuje się odpowiednie estry kwasu węglowego, a w procesach polikondensacji z udziałem fosgenu powstają poliwęglany – szeroko stosowane tworzywa zastępujące szkło.

Substratami do otrzymywania fosgenu są tlenek węgla(II) i chlor. W mieszaninie tych gazów zachodzi – pod wpływem światła – odwracalna reakcja opisana równaniem:

CO (g) + Cl2 (g) ⇄ COCl2 (g)

Do reaktora o pojemności 4,0 dm3 wprowadzono gazowe substraty: 0,40 mol CO i 0,20 mol Cl2. Gdy w temperaturze 𝑇 ustaliła się równowaga, stwierdzono, że przereagowało 80% chloru.

Oblicz stężeniową stałą równowagi syntezy fosgenu w temperaturze T.

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (1 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja rozkładu chlorku bromu(I) przebiega w fazie gazowej zgodnie z równaniem:

2BrCl (g) ⇄ Br2 (g) + Cl2 (g)

Wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji rozkładu chlorku bromu(I) w temperaturze 500 K jest równa 32.

Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2009.

Reakcja syntezy chlorku bromu(I) przebiega w fazie gazowej zgodnie z równaniem:

Br2 (g) + Cl2 (g) ⇄ 2BrCl (g)

Oblicz wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji syntezy chlorku bromu(I) w temperaturze 500 K.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja syntezy pewnego związku XY jest opisana równaniem:

X2(g) + Y2(g) ⇄ 2XY(g)

Stężeniowa stała równowagi tej przemiany w temperaturze T jest równa Kc = 4,0.

W temperaturze 𝑇 do reaktora o pojemności 1,0 dm3 wprowadzono po 1,5 mol substancji X2 i Y2 oraz 3,5 mol substancji XY. Stężeniowa stała równowagi w temperaturze T jest równa Kc = 4,0.

Oblicz stężenie równowagowe substratów (X2 i Y2) opisanej przemiany w temperaturze T.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja syntezy pewnego związku XY jest opisana równaniem:

X2(g) + Y2(g) ⇄ 2XY(g)

Stężeniowa stała równowagi tej przemiany w temperaturze T jest równa Kc = 4,0.

Aby przewidzieć, czy w układzie – mieszaninie reakcyjnej substratów i produktu – został już osiągnięty stan równowagi, można obliczyć tzw. iloraz reakcji Q. Wyrażenie na iloraz reakcji jest takie samo jak wyrażenie na stałą równowagi, lecz stężenia w nim występujące dotyczą dowolnego stadium przemiany. Obliczoną wartość ilorazu reakcji Q porównuje się z wartością Kc. Jeżeli Q < Kc, to można założyć, że (w dążeniu do osiągnięcia stanu równowagi) reakcja zachodzi w kierunku tworzenia produktów, jeżeli Q > Kc – w kierunku tworzenia substratów.

Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2006.

W temperaturze T do reaktora o pojemności 1,0 dm3 wprowadzono po 1,5 mol substancji X2 i Y2 oraz 3,5 mol substancji XY.

Oblicz iloraz reakcji Q w momencie zmieszania reagentów w temperaturze T. Następnie uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie.

W momencie zmieszania reagentów w temperaturze 𝑇 szybkość reakcji syntezy produktu XY jest (mniejsza niż / taka sama jak / większa niż) szybkość reakcji rozpadu produktu XY na substraty.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (1 pkt)

Stan równowagi Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Reakcja syntezy pewnego związku XY jest opisana równaniem:

X2(g) + Y2(g) ⇄ 2XY(g)

Stężeniowa stała równowagi tej przemiany w temperaturze T jest równa Kc = 4,0.

Spośród poniższych wykresów wybierz ten, który może przedstawiać zmianę stężenia substratu X2 i produktu XY w czasie, przy założeniu, że substraty reakcji zmieszano w stosunku stechiometrycznym. Zaznacz literę A, B, C albo D.

Matura Czerwiec 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 18. (3 pkt)

Rozpuszczalność substancji Stan równowagi Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

W trzech zlewkach umieszczono:

  • w zlewce A czystą wodę
  • w zlewce B roztwór węglanu sodu
  • w zlewce C kwas solny

o równych objętościach. Do każdej zlewki wprowadzono jednakową porcję stałego węglanu wapnia. Zawartość zlewek wymieszano i odstawiono. Stwierdzono, że w żadnej zlewce węglan wapnia nie uległ całkowitemu rozpuszczeniu. Temperatura wszystkich roztworów po zakończeniu doświadczenia wynosiła 25 °C.

18.1. (0–1)

Oblicz stężenie molowe jonów Ca2+ w roztworze otrzymanym w zlewce A po zakończeniu doświadczenia.

18.2. (0–2)

Rozstrzygnij, w której ze zlewek (A, B czy C) po zakończeniu doświadczenia znajdował się roztwór o największym stężeniu jonów Ca2+, a w której – roztwór o najmniejszym stężeniu jonów Ca2+. Zaznacz poprawną odpowiedź w każdym nawiasie i uzasadnij swoje stanowisko. W uzasadnieniu najmniejszego stężenia jonów Ca2+ odwołaj się do procesu równowagowego zachodzącego w roztworze.

Najwięcej jonów Ca2+ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:

Najmniej jonów Ca2+ znajdowało się w roztworze otrzymanym w zlewce (A / B / C).
Uzasadnienie:

Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 28. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Fosgen to silnie trujący związek o wzorze COCl2. W reakcjach fosgenu z alkoholami otrzymuje się odpowiednie estry kwasu węglowego, a w procesach polikondensacji z udziałem fosgenu powstają poliwęglany – szeroko stosowane tworzywa zastępujące szkło.

Substratami do otrzymywania fosgenu są tlenek węgla(II) i chlor. W mieszaninie tych gazów zachodzi – pod wpływem światła – odwracalna reakcja opisana równaniem:

CO (g) + Cl2 (g) ⇄ COCl2 (g)

Do reaktora o pojemności 4,0 dm3 wprowadzono gazowe substraty: 0,40 mol CO i 0,20 mol Cl2. Gdy w temperaturze 𝑇 ustaliła się równowaga, stwierdzono, że przereagowało 80% chloru.

Oblicz stężeniową stałą równowagi syntezy fosgenu w temperaturze T.

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 17. (2 pkt)

Stan równowagi Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Do reaktora wprowadzono pod ciśnieniem atmosferycznym gazową substancję X i zapoczątkowano reakcje chemiczną, w wyniku której powstał gaz Y. Po pewnym czasie, w temperaturze T1, ustaliła się równowaga opisana równaniem:

X (g) ⇄ Y (g)   ΔH > 0

Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru stężeń reagentów X i Y w trakcie trwania procesu oraz po ustaleniu się stanu równowagi dynamicznej w temperaturze T1.

Następnie powtórzono ten eksperyment przy tym samym stężeniu początkowym substancji X i tym samym ciśnieniu, ale w temperaturze T2 wyższej od temperatury T1.

17.1. (1 pkt)

Zaznacz wykres, który przedstawia zmianę stężenia reagentów w czasie trwania procesu pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze T2 (linia przerywana), wyższej niż temperatura T1 (linia ciągła).

17.2. (1 pkt)

Oceń, czy zmieni się (wzrośnie albo zmaleje), czy też nie ulegnie zmianie wydajność reakcji otrzymywania substancji Y, jeśli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpi wzrost ciśnienia w warunkach izotermicznych. Odpowiedź uzasadnij.

Zbiór zadań problemowych CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 6. (4 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Cząsteczki kwasu etanowego mogą łączyć się wiązaniami wodorowymi i tworzyć dimer:

Ten dimer występuje w stanie gazowym oraz w roztworach kwasu etanowego w rozpuszczalnikach nietworzących z nim wiązań wodorowych.
Roztwór 60,0 g kwasu octowego (1,00 mol) w 100,0 g benzenu wykazuje temperaturę wrzenia wyższą o 20,1°C względem wrzenia czystego benzenu. Podwyższenie temperatury wrzenia rozpuszczalnika jest proporcjonalne do łącznej liczby drobin substancji rozpuszczonej w rozpuszczalniku. Tę zależność opisuje poniższy wzór:

Δ𝑡 = 𝐾b ∙ 𝑛𝑚r

gdzie Δ𝑡 to różnica temperatury wrzenia roztworu i czystego rozpuszczalnika (wyrażona w °C), 𝑛 – sumaryczna liczba drobin w roztworze (wyrażona w molach), 𝑚r – masa rozpuszczalnika (wyrażona w kilogramach), a 𝐾b – stała ebulioskopowa, której wartość dla benzenu wynosi 2,51°C ∙ kg ∙ mol–1.

Oblicz stężeniową stałą równowagi reakcji:

2CH3COOH ⇄ (CH3COOH)2

w temperaturze T. W obliczeniach pomiń autodysocjację kwasu octowego i przyjmij, że otrzymany roztwór CH3COOH w benzenie miał gęstość równą 0,96 g ∙ cm–3.

Zbiór zadań problemowych CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 5. (4 pkt)

Stan równowagi Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W zamkniętym reaktorze w stałej objętości (V = 1,00 dm3) znajduje się początkowa ilość gazowego substratu A równa 𝑛oA =1,100 mol. Układ ogrzano do temperatury 550°C, co zapoczątkowało reakcję rozkładu substratu A do gazowego produktu B. Układ termostatowano przez pewien czas, do ustalenia się równowagi dynamicznej pomiędzy reagentami A i B.

Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru stężeń reagentów A i B w trakcie trwania reakcji do momentu ustalenia się stanu równowagi dynamicznej w podanej temperaturze.

Po trzydziestu minutach od momentu osiągnięcia stanu równowagi od początku eksperymentu, po osiągnięciu stanu równowagi, do reaktora wprowadzono dodatkowo 0,800 mol reagenta A.

Uwagi od BiologHelp:
Zmodyfikowano oryginalną treść zadania od CKE, aby pokrywała się ona z poniższym wykresem załączonym do zadania oraz treścią polecenia.

Uzupełnij wykres tak, aby przedstawiał zmiany stężeń reagentów A i B w czasie trwania reakcji, od momentu wprowadzenia do układu dodatkowej ilości reagenta A (𝒕 = 𝟑𝟎 𝐦𝐢𝐧) do momentu zakończenia eksperymentu (𝒕 = 𝟔𝟎 𝐦𝐢𝐧).

Obliczenia:

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 15. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

W wysokiej temperaturze tlenki żelaza można zredukować wodorem do metalicznego żelaza. Redukcja tlenku Fe3O4 przebiega zgodnie z równaniem:

Fe3O4(s) + 4H2(g) ⇄ 3Fe(s) + 4H2O(g)

Z reaktora o pojemności 8,0 dm3, zawierającego 420 g tlenku Fe3O4, odpompowano powietrze i wprowadzono 6,0 g wodoru. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury 𝑇, w której stała równowagi powyższej reakcji wynosi 0,20.

Oblicz stężenie pary wodnej w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi oraz masę otrzymanego żelaza.

Stężenie pary wodnej:

Masa żelaza:

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 10. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

W temperaturze 1000 K przeprowadzono reakcję opisaną równaniem:

CO(g) + H2O(g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g)

Mieszaninę zawierającą 2,00 mole tlenku węgla(II) i 8,00 moli pary wodnej umieszczono w reaktorze o stałej pojemności równej 1 dm3 i zainicjowano reakcję, przy czym utrzymywano temperaturę 1000 K. Po ustaleniu się równowagi stwierdzono, że powstało 1,68 mola tlenku węgla(IV).

Oblicz stężeniową stałą równowagi opisanej reakcji w temperaturze 1000 K.

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 14. (4 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Do reaktora wprowadzono próbkę N2O4 o masie równej 4,14 g. W reaktorze utrzymywano stałe ciśnienie równe 1000 hPa i stałą temperaturę 298 K, natomiast zmianie mogła ulegać pojemność. W warunkach prowadzenia eksperymentu ustaliła się równowaga chemiczna opisana równaniem:

N2O4 ⇄ 2NO2

Objętość mieszaniny obu tlenków, po ustaleniu się stanu równowagi, była równa 1,32 dm3.

Oblicz stężeniową stałą równowagi Kc przemiany w opisanych warunkach. Stała gazowa R = 83,14 hPa · dm3 · mol–1 · K–1. Przyjmij, że NO2 i N2O4 są gazami doskonałymi.

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 26. (1 pkt)

Stan równowagi Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Do mieszaniny kwasu octowego i etanolu dodano stężony kwas siarkowy(VI) i całość ogrzano. Zaszła reakcja opisana poniższym równaniem.

CH3COOH + C2H5OH H2SO4 CH3COOC2H5 + H2O

Na wykresie została przedstawiona zależność liczby moli etanolu i octanu etylu w mieszaninie reakcyjnej w funkcji czasu.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

W chwili 𝑡1 w układzie (nie ustalił / ustalił) się stan równowagi chemicznej. W chwili 𝑡2 w mieszaninie reakcyjnej (zachodzą reakcje estryfikacji i hydrolizy estru / nie zachodzi żadna reakcja). Aby w chwili 𝑡3 zaczęła w mieszaninie rosnąć liczba moli etanolu, należy do mieszaniny dodać (kwas octowy / wodę).

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Do reaktora o pojemności 1,0 dm3 wprowadzono pewną liczbę moli substancji A oraz pewną liczbę moli substancji B. Reaktor zamknięto i zainicjowano reakcję chemiczną, która przebiegała w stałej temperaturze T zgodnie z równaniem:

A (g) + B (g) ⇄ C (g) + D (g)

Do momentu ustalenia stanu równowagi przereagowało 20 % substancji A. W tych warunkach stężeniowa stała równowagi opisanej reakcji jest równa 2,0.

Oblicz, jaki procent liczby moli wyjściowej mieszaniny stanowiła substancja A.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Jon kompleksowy składa się z atomu centralnego i ligandów. Funkcję atomu centralnego spełniają najczęściej kationy metali. Ligandami są drobiny chemiczne, które łączą się z atomem (jonem) centralnym wiązaniem koordynacyjnym za pomocą wolnej pary elektronowej atomu donorowego wchodzącego w skład ligandu. Ligandami mogą być cząsteczki obojętne, np. H2O, NH3, lub aniony, np. Cl−, OH−.

Powstawanie kompleksu jonu metalu M z ligandami L można opisać sumarycznym równaniem:

M + nL ⇄ MLn

Indeks n oznacza liczbę ligandów, z którymi łączy się jon metalu.

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2001 oraz M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, Warszawa 2010.

Jony etylenodiaminotetraoctanowe (EDTA) są jednym z najpopularniejszych czynników kompleksujących. Te jony – umownie oznaczone wzorem Y4– – tworzą kompleks z jonami magnezu zgodnie z równaniem:

Mg2+ + Y4– ⇄ MgY2−

Równowagę reakcji kompleksowania opisuje stała trwałości tego kompleksu β, która wyraża się równaniem:

β = [MgY2–][Mg2+] ∙ [Y4–]

W temperaturze 25ºC stała trwałości tej reakcji jest równa 5 ∙ 108.

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2001.

Zmieszano wodny roztwór zawierający jony magnezu Mg2+ z wodnym roztworem ligandu Otrzymano 1 dm3 roztworu, w którym po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze 25ºC stężenie jonów MgY2– było równe 1,00∙10–1 mol∙dm–3, a stężenie jonów Y4– wyniosło 0,05∙10–1 mol∙dm–3.

Oblicz stężenie jonów Mg2+ w otrzymanym roztworze (w temperaturze 25ºC) i rozstrzygnij, czy prawdziwe jest twierdzenie, że praktycznie wszystkie jony Mg2+ użyte do sporządzenia roztworu występują w postaci kompleksu MgY2–.

Rozstrzygnięcie:

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (1 pkt)

Stan równowagi Podaj/wymień

W pewnych warunkach ciśnienia i temperatury w trzech reaktorach (I, II i III) ustalił się stan równowagi reakcji zilustrowanych równaniami:

I      H2 (g) + Cl2 (g) ⇄ 2HCl (g)      ΔH° = – 184,6 kJ
II     H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g)          ΔH° = 53,0 kJ
III    N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)    ΔH° = – 92,0 kJ

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.

Napisz numer reaktora, w którym pod wpływem wzrostu ciśnienia (T = const) wzrosło stężenie równowagowe odpowiedniego wodorku, oraz numer reaktora, w którym pod wpływem wzrostu temperatury (p = const) wzrosło stężenie równowagowe odpowiedniego wodorku.

Wzrost ciśnienia skutkuje wzrostem stężenia równowagowego wodorku w reaktorze .
Wzrost temperatury skutkuje wzrostem stężenia równowagowego wodorku w reaktorze .

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

W zamkniętym zbiorniku znajdowała się pewna ilość NO2. W temperaturze 800 K gaz ulegał rozkładowi zgodnie z równaniem:

2NO2 (g) ⇄ 2NO (g) + O2 (g)    ∆H > 0

Po ustaleniu się stanu równowagi w naczyniu znajdowało się 90 g tlenku azotu(II). Wydajność rozkładu NO2 wyniosła 60%.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2008.

Określ:

  • stosunek molowy tlenków azotu w zbiorniku w stanie równowagi;
  • liczbę moli tlenu w zbiorniku w stanie równowagi;
  • masę tlenku azotu(IV) wprowadzonego do zbiornika przed zainicjowaniem reakcji – w gramach.

Stosunek molowy nNO2 : nNO = :

Liczba moli tlenu nO2 = mol

Masa tlenku azotu(IV) przed zainicjowaniem reakcji mNO2 = g

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (1 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Do reaktora, w którym znajdowała się stała substancja X, wprowadzono pod ciśnieniem atmosferycznym gazową substancję Y i zapoczątkowano reakcję chemiczną, w wyniku której powstawał gaz Z. Po 10 minutach, w temperaturze T1, ustaliła się równowaga opisana równaniem:

X (s) + Y (g) ⇄ Z (g)

Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru liczby moli gazowych reagentów w trakcie trwania procesu oraz po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze T1. W piętnastej minucie eksperymentu zmieniono w układzie temperaturę na T2 wyższą od T1, czego konsekwencją było ustalenie się nowego stanu równowagi po dwudziestu minutach eksperymentu, co także zilustrowano na poniższym wykresie.

Napisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi reakcji tworzenia związku Z i oszacuj jej wartość w temperaturze T1. Uwzględnij fakt, że w wyrażeniu na stałą równowagi tej reakcji pomija się stężenie substancji stałej.

Wyrażenie na stałą równowagi:

Oszacowana wartość stałej równowagi:

Strony