Chemia - Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4.
Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
W temperaturze T i pod ciśnieniem p do syntezy amoniaku użyto 8,0 dm3 mieszaniny azotu i wodoru, w której objętość azotu stanowiła 25%. Stwierdzono, że w wyniku reakcji otrzymano 5,0 dm3 mieszaniny gazów w stanie równowagi (wszystkie gazy odmierzono w tych samych warunkach).
Oblicz wydajność reakcji syntezy amoniaku w opisanych warunkach. Wynik zapisz w procentach.
Rozwiązanie
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku w procentach objętościowych.
1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego i/lub niepodanie wyniku w procentach
ALBO
1 pkt – poprawne obliczenie wartości objętości amoniaku w równowagowej mieszaninie gazów
ALBO
1 pkt – poprawne obliczenie niewiadomej zdefiniowanej w rozwiązaniu – ustalenie zależności.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
x
⸺
25%
⇒ x = 2 dm3 N2
8 dm3 – 2 dm3 = 6 dm3 H2
Z równania reakcji wynika, że N2 i H2 zmieszano w ilościach stechiometrycznych.
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
2 dm3 6 dm3 4 dm3 ⇒ tyle powstałoby NH3, gdyby reakcja przebiegła z wydajnością równą 100%. Z treści zadania wynika, że otrzymano 5 dm3 równowagowej mieszaniny gazów, czyli azotu, wodoru i amoniaku.
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
(2 – 0,5y) dm3 + (6 – 1,5y) dm3 y dm3
(2 – 0,5y) + (6 – 1,5y) + y = 5 ⇒ y = 3 dm3 NH3
3 dm3 NH3
⸺
z
⇒ z = 𝟕𝟓 (%)
