Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
Związek chemiczny (wykazuje / nie wykazuje) właściwości pierwiastków, z których powstał.
Składniki mieszaniny mogą być zmieszane (w dowolnym / tylko w ściśle określonym) stosunku masowym. Stosunek masowy pierwiastków wchodzących w skład danego związku chemicznego jest (dowolny / ściśle określony).
Próbkę czystego węglanu wapnia o masie m prażono w otwartym naczyniu. Przebiegła wtedy
reakcja zilustrowana równaniem:
CaCO3 → CaO + CO2
Po przerwaniu ogrzewania stwierdzono, że w naczyniu znajdowała się mieszanina substancji
stałych o masie 18,0 gramów. Ustalono, że w tej mieszaninie zawartość węglanu wapnia
wyrażona w procentach masowych jest równa 57,5%.
Oblicz masę m próbki węglanu wapnia poddanej prażeniu.
W procesie reformingu metan reaguje z parą wodną w obecności katalizatora,
w podwyższonej temperaturze i pod ciśnieniem około 3 MPa zgodnie z równaniem:
CH4 + H2O
p, T, katalizator
CO + 3H2
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
8.1. (1 pkt)
Określ stosunek masowy i objętościowy substratów i produktów opisanej reakcji, jeżeli przebiega ona w warunkach, w których wszystkie te substancje są gazami.
Stosunek masowy:
mCH4 : mH2O : mCO : mH2 = : : :
Stosunek objętościowy:
VCH4 : VH2O : VCO : VH2 = : : :
8.2. (1 pkt)
Opisana reakcja wymaga ogrzewania i prowadzona jest w obecności katalizatora.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
Ogrzewanie układu (skutkuje zwiększeniem szybkości / skutkuje zmniejszeniem szybkości / nie ma wpływu na szybkości) reakcji.
Obecność katalizatora skutkuje (zwiększeniem / zmniejszeniem) szybkości reakcji.
Próbkę czystego węglanu wapnia o masie m prażono w otwartym naczyniu. Przebiegła wtedy
reakcja zilustrowana równaniem:
CaCO3 → CaO + CO2
Po przerwaniu ogrzewania stwierdzono, że w naczyniu znajdowała się mieszanina substancji
stałych o masie 18,0 gramów. Ustalono, że w tej mieszaninie zawartość węglanu wapnia
wyrażona w procentach masowych jest równa 57,5%.
Zaprojektuj doświadczenie, którym potwierdzisz, że w uzyskanej mieszaninie substancji stałych znajduje się węglan.
Uzupełnij schemat doświadczenia – podkreśl wzór jednego odczynnika, którego dodanie (w nadmiarze) do mieszaniny znajdującej się w probówce doprowadzi do potwierdzenia obecności węglanu, oraz opisz zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia.
Schemat doświadczenia:
Zmiany możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia:
W procesie parowego reformingu metanu (konwersji metanu z parą wodną) w pierwszym
etapie ten gaz reaguje z parą wodną w obecności katalizatora niklowego – w temperaturze
około 1070 K i pod ciśnieniem około 3 · 104 hPa – zgodnie z równaniem:
CH4 (g) + H2O(g) p, T, Ni CO(g) + 3H2(g)
ΔHo298 = 206 kJ
Pomimo że stechiometryczny stosunek molowy substratów reakcji jest równy 1, ten proces
prowadzi się przy nadmiarze pary wodnej.
Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.
9.1. (2 pkt)
Określ, czy wzrost temperatury wpływa na zwiększenie wydajności opisanej reakcji konwersji, jeżeli zachodzi ona pod stałym ciśnieniem p, oraz czy wzrost ciśnienia skutkuje wzrostem wydajności tej reakcji. Odpowiedź uzasadnij.
Wpływ wzrostu temperatury na wydajność reakcji (p = const) i uzasadnienie:
Wpływ wzrostu ciśnienia na wydajność reakcji (T = const) i uzasadnienie:
9.2. (1 pkt)
Szybkość opisanej reakcji wzrasta ze wzrostem ciśnienia.
Poniżej zestawiono warunki, w jakich przeprowadza się opisany proces parowego reformingu
metanu:
I
II
III
IV
temperatura około 1070 K
ciśnienie około 3 · 104 hPa
katalizator niklowy
stosunek molowy nH2O : nCH4 > 1
Dokończ poniższe zdania – wpisz numery wszystkich warunków prowadzenia procesu, które wpływają na szybkość i wydajność konwersji metanu.
Warunki sprzyjające dużej szybkości reakcji:
Warunki sprzyjające dużej wydajności reakcji:
9.3. (2 pkt)
Oblicz, ile m3 wodoru w przeliczeniu na warunki normalne powstało w pierwszym etapie parowego reformingu metanu prowadzonego w temperaturze 1070 K i pod ciśnieniem 3 · 104 hPa, jeżeli wykorzystano 1 m3 metanu odmierzony w warunkach przemiany oraz nadmiar pary wodnej. Wydajność przemiany metanu była równa 95%. Uniwersalna stała gazowa R = 83,1 dm3·hPa·mol–1·K–1.
Wykonano eksperyment, którego przebieg zilustrowano na rysunku.
9.1. (1 pkt)
Napisz, co w czasie doświadczenia zaobserwowano w kolbie ze stałym węglanem wapnia, do której wkraplano kwas solny, a co – w kolbie zawierającej wodę wapienną.
Kolba ze stałym węglanem wapnia:
Kolba z wodą wapienną:
9.2. (1 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu kwasu solnego do stałego węglanu wapnia.
Próbkę czystego węglanu wapnia o masie m prażono przez pewien czas w otwartym
naczyniu. Przebiegła wtedy reakcja zilustrowana równaniem:
CaCO3 → CaO + CO2
Po przerwaniu ogrzewania stwierdzono, że w naczyniu znajdowała się mieszanina substancji
stałych o masie 18,0 gramów. Ustalono, że w tej mieszaninie zawartość węglanu wapnia
wyrażona w procentach masowych jest równa 57,5%.
Oblicz masę m próbki węglanu wapnia, którą poddano prażeniu.
