Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 52.
Stężeniowa stała równowagi reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem:
H2 (g) + CO2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g) ΔHor = 41,17 kJ ⋅ mol-1
w temperaturze 800 K wynosi 0,24.
Do zamkniętego reaktora o stałej objętości wprowadzono 2 mole CO2 i 2 mole H2.
W reaktorze, w którym utrzymywano temperaturę 800 K, ustalił się stan równowagi opisanej
reakcji.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997, s. 144.
Do reaktora, w którym ustalił się stan równowagi opisanej reakcji w temperaturze 400 K, wprowadzono stały bezwodny chlorek wapnia. Związek ten jest substancją silnie higroskopijną. Temperatura topnienia chlorku wapnia wynosi 1048 K.
Oceń, czy wprowadzenie chlorku wapnia do reaktora wpłynęło na wydajność tworzenia CO i H2O w opisanej reakcji. Odpowiedź uzasadnij.
Rozwiązanie
Przykład poprawnej odpowiedzi
Wprowadzenie chlorku wapnia do reaktora wpłynęło na wydajność tworzenia CO i H2O
w opisanej reakcji. Chlorek wapnia jest substancją higroskopijną, a więc wiąże wodę, która
powstaje w tej reakcji, co powoduje zmniejszenie stężenia pary wodnej w reaktorze. Zgodnie
z regułą przekory układ reakcji zachował się tak, aby przeciwdziałać temu zmniejszeniu przez
wytworzenie większej ilości CO i H2O.
Wskazówki
Reguła przekory mówi, że układ reakcji odwracalnej zachowuje się tak, aby przeciwdziałać wprowadzanej w nim zmianie. W tym przypadku zmiana ta polega na zmniejszeniu stężenia pary wodnej w reaktorze, ponieważ wiąże ją higroskopijny chlorek wapnia. Powoduje ona reakcję układu polegającą na zwiększonej produkcji wody (i CO), dzięki czemu wydajność reakcji rośnie.
