Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie.
Do obu naczyń wprowadzono oczyszczone z nalotu niewielkie kawałki sodu i wapnia.
Początkowa temperatura wody w każdym naczyniu była równa 20°C.
Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegły reakcje chemiczne zilustrowane
poniższymi równaniami:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
oraz
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Stwierdzono, że:
w obu naczyniach wydzielał się gaz
temperatura obu roztworów wzrosła.
Określ, czy reakcje przebiegające w naczyniach I i II są egzotermiczne, czy – endotermiczne.
W tabeli podano wartości stężeniowej stałej równowagi Kc reakcji syntezy NO w różnych
temperaturach.
Temperatura, K
1000
2000
3000
4000
Kc
6,8 ⋅ 10−9
4,6 ⋅ 10−4
1,7 ⋅ 10−2
8,3 ⋅ 10−2
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Oceń, czy opisana reakcja jest procesem egzo- czy endotermicznym, oraz spośród
poniższych sposobów prowadzenia reakcji wybierz ten powodujący zwiększenie
wydajności tworzenia tlenku azotu(II).
W wysokiej temperaturze może zachodzić rozkład metanu na substancje proste zgodnie
z równaniem:
CH4 (g) ⇄ C (s) + 2H2 (g)
Miarą wydajności tej reakcji jest równowagowy stopień przemiany metanu x, który wyraża
się wzorem:
x = n0[CH4] − n[CH4]n0[CH4]
W tym wzorze n0[CH4] oznacza początkową liczbę moli metanu, a n[CH4] – liczbę moli
tego gazu pozostałego po ustaleniu się stanu równowagi. Poniżej przedstawiono zależność
równowagowego stopnia przemiany metanu x od temperatury dla trzech wartości ciśnienia.
Na podstawie: P. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.
Określ, czy ΔH opisanej reakcji rozkładu metanu jest większa od zera, czy – mniejsza od zera. Odpowiedź uzasadnij.
W wyniku pewnej odwracalnej reakcji chemicznej z dwóch substratów powstaje jeden
produkt. Przemiana przebiega w fazie gazowej, co oznacza, że oba substraty i produkt są
gazami. Reakcję tę przeprowadzono w zamkniętym reaktorze przy użyciu
stechiometrycznych ilości substratów w różnych temperaturach i pod różnym ciśnieniem.
Na poniższym diagramie przedstawiono, jaki procent objętości mieszaniny poreakcyjnej
w reaktorze stanowiła objętość produktu tej reakcji w zależności od warunków temperatury
i ciśnienia, w jakich przebiegała.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Na podstawie analizy diagramu określ, czy w czasie opisanej reakcji układ oddaje energię do otoczenia, czy przyjmuje ją od otoczenia. Odpowiedź uzasadnij.
Na poniższym wykresie przedstawiono zmiany energii układu podczas pewnej reakcji.
8.1. (0-1)
Zaznacz na wykresie energię aktywacji zachodzącego procesu (Ea) oraz zmianę
entalpii tej reakcji (ΔH).
8.2. (0-1)
Uzupełnij zdania – wpisz typ procesu opisanego w podpunkcie 8.1. ze względu na
efekt energetyczny (zdanie 1.) i podkreśl odpowiednie wyrażenie dotyczące zmiany
entalpii tej reakcji (zdanie 2.).
Na wykresie przedstawiono zmiany energii układu podczas reakcji .
Zmianę entalpii opisanego procesu przedstawia nierówność (ΔH < 0 / ΔH > 0).
W celu zbadania efektu cieplnego reakcji chemicznych przeprowadzono cztery doświadczenia
oznaczone numerami I–IV. Mieszano po 100 cm3 wodnych roztworów substancji,
wymienionych w odpowiednich wierszach tabeli, o stężeniu molowym 0,2 mol ⋅ dm−3
i o początkowej temperaturze równej 25°C. Następnie zmierzono temperaturę każdej
z otrzymanych mieszanin.
Numer doświadczenia
Substancja rozpuszczona w 1. roztworze
Substancja rozpuszczona w 2. roztworze
I
chlorek baru
siarczan(VI) sodu
II
kwas solny
wodorotlenek potasu
III
wodorotlenek baru
kwas siarkowy(VI)
IV
kwas azotowy(V)
wodorotlenek sodu
Zaobserwowano, że w każdym doświadczeniu temperatura uzyskanych mieszanin była
wyższa niż temperatura użytych roztworów i że przyrost temperatury ΔT w niektórych
doświadczeniach był taki sam.
21.1. (0–1)
Napisz w formie jonowej równanie reakcji ilustrujące przemiany, które dokonały się podczas doświadczenia oznaczonego numerem III.
21.2. (0–1)
Napisz numery wszystkich doświadczeń, w których zaobserwowany wzrost temperatury ΔT był jednakowy.
Glukoza jest syntetyzowana przez rośliny zielone podczas procesu fotosyntezy, w którym
światło słoneczne dostarcza energię niezbędną do wytworzenia tego monosacharydu. Wiele
cząsteczek glukozy łączy się następnie wiązaniami chemicznymi, w wyniku czego tworzy
materiał budulcowy lub zapasowy rośliny.
6CO2 + 6H2O światło słoneczne 6O2 +
C6H12O6
glukoza
celuloza, skrobia
Organizm ludzki nie wytwarza enzymów koniecznych do trawienia celulozy, więc dla człowieka źródłem węglowodanów jest skrobia. Jest ona trawiona w ustach i żołądku przez
enzymy glikozydazy, w których obecności rozkłada się na glukozę.
Na podstawie: John McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.
Określ, czy reakcja fotosyntezy jest endoenergetyczna, czy – egzoenergetyczna.
