{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/5","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"5","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 5. (0-1)\nNa podstawie analizy diagramu określ, czy w czasie opisanej reakcji układ oddaje\nenergię do otoczenia, czy przyjmuje ją od otoczenia. Odpowiedź uzasadnij.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 5. (0-1)\nI Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia wpływu\nzmian temperatury […] na układ pozostający w stanie\nrównowagi dynamicznej.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawną odpowiedź i poprawne uzasadnienie.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPrzykłady poprawnej odpowiedzi\n Wnioskujemy, że w czasie reakcji układ oddaje energię do otoczenia, ponieważ zgodnie\nz regułą przekory wydajność reakcji maleje ze wzrostem temperatury.\n Reakcja jest egzoenergetyczna (lub egzotermiczna), ponieważ zgodnie z regułą przekory\nwydajność reakcji maleje ze wzrostem temperatury.\n Wnioskujemy, że w czasie reakcji układ oddaje energię do otoczenia, ponieważ wraz ze\nwzrostem temperatury maleje procent objętości produktu w mieszaninie.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Układ **oddaje energię do otoczenia** - reakcja jest **egzotermiczna**.\n\n*(Wniosek wynikający z diagramu, na którym poziom energii produktów jest NIŻSZY niż poziom energii substratów - ΔH < 0.)*\n\n## Sposób 1 - Odczyt z diagramu energetycznego\n\n**Jak czytać diagram energetyczny reakcji:**\n\n1. **Oś pionowa** = energia układu (w kJ lub kJ/mol)\n2. **Oś pozioma** = przebieg reakcji (współrzędna reakcji)\n3. **Substrat(y)** - punkt startowy (lewa strona diagramu)\n4. **Produkt(y)** - punkt końcowy (prawa strona diagramu)\n\n**Kluczowe pytanie:** Czy produkty leżą NIŻEJ czy WYŻEJ od substratów?\n\n| Sytuacja na diagramie | Znaczenie | Typ reakcji |\n| Produkty **niżej** niż substraty | \\(\\Delta H < 0\\) | **Egzotermiczna** → układ oddaje energię |\n| Produkty **wyżej** niż substraty | \\(\\Delta H > 0\\) | **Endotermiczna** → układ pobiera energię |\n\n**Dla tego diagramu:**\n\nProdukty leżą na **niższym poziomie energetycznym** niż substraty. Oznacza to, że układ przeszedł do stanu o niższej energii.\n\n\\[\n\\Delta H = E_{\\text{produkty}} - E_{\\text{substraty}} < 0\n\\]\n\nNadwyżka energii musiała gdzieś odpłynąć → układ **oddał ją do otoczenia** (w postaci ciepła).\n\n**Uzasadnienie (wzorcowe brzmienie odpowiedzi):**\n\n> Poziom energii produktów na diagramie jest niższy niż poziom energii substratów, co oznacza, że \\(\\Delta H < 0\\). Reakcja jest egzotermiczna - układ **oddaje energię do otoczenia**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez zasadę zachowania energii\n\nEnergia nie powstaje i nie ginie. Jeśli produkty mają mniejszą energię wewnętrzną niż substraty, ta \"brakująca\" energia musi trafić do otoczenia (zgodnie z I zasadą termodynamiki):\n\n\\[\n\\Delta U_{\\text{układ}} + \\Delta U_{\\text{otoczenie}} = 0\n\\]\n\nJeśli \\(\\Delta U_{\\text{układ}} < 0\\) (układ stracił energię), to \\(\\Delta U_{\\text{otoczenie}} > 0\\) (otoczenie ją odebrało).\n\nTo potwierdza: **układ oddaje energię do otoczenia**.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 13 - Entalpia tworzenia i spalania:**\n> Standardowa entalpia reakcji \\(\\Delta H°_r = \\sum \\Delta H°_t(\\text{produkty}) - \\sum \\Delta H°_t(\\text{substratów})\\)\n> Wartości \\(\\Delta H°_t\\) dla typowych substancji są w tej tabeli - możesz sprawdzić znak \\(\\Delta H\\) przez bezpośrednie obliczenie, jeśli diagram podaje konkretne substancje.\n\nW tym zadaniu wystarczy jednak odczyt wizualny z diagramu - wartości liczbowe z karty nie są konieczne.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie myl **energii aktywacji** z **efektem energetycznym reakcji**! Diagram często pokazuje \"górkę\" (barierę aktywacji) - ale kluczowe jest porównanie punktu startowego i końcowego, a NIE wysokość wzniesienia.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Mylenie kierunku: jeśli produkty są niżej → energia **wypłynęła z układu** → układ ją ODDAŁ. Uczniowie często piszą odwrotnie: \"układ przyjął energię, bo coś się zmieniło\" - to błąd.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Uzasadnienie musi zawierać odwołanie do diagramu (\"poziom energii produktów jest niższy niż substratów\") - sama odpowiedź \"egzotermiczna\" bez uzasadnienia może nie zdobyć punktu!","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-5.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 5. (0-1)
Na podstawie analizy diagramu określ, czy w czasie opisanej reakcji układ oddaje
energię do otoczenia, czy przyjmuje ją od otoczenia. Odpowiedź uzasadnij.

","answer_text_html":"

Zadanie 5. (0-1)
I Wykorzystanie
i tworzenie informacji.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:
\n

4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia wpływu
zmian temperatury […] na układ pozostający w stanie
równowagi dynamicznej.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawną odpowiedź i poprawne uzasadnienie.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Przykłady poprawnej odpowiedzi
 Wnioskujemy, że w czasie reakcji układ oddaje energię do otoczenia, ponieważ zgodnie
z regułą przekory wydajność reakcji maleje ze wzrostem temperatury.
 Reakcja jest egzoenergetyczna (lub egzotermiczna), ponieważ zgodnie z regułą przekory
wydajność reakcji maleje ze wzrostem temperatury.
 Wnioskujemy, że w czasie reakcji układ oddaje energię do otoczenia, ponieważ wraz ze
wzrostem temperatury maleje procent objętości produktu w mieszaninie.

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź: Układ oddaje energię do otoczenia - reakcja jest egzotermiczna.

\n

(Wniosek wynikający z diagramu, na którym poziom energii produktów jest NIŻSZY niż poziom energii substratów - ΔH < 0.)

\n

Sposób 1 - Odczyt z diagramu energetycznego

\n

Jak czytać diagram energetyczny reakcji:

\n
  1. Oś pionowa = energia układu (w kJ lub kJ/mol)
  2. Oś pozioma = przebieg reakcji (współrzędna reakcji)
  3. Substrat(y) - punkt startowy (lewa strona diagramu)
  4. Produkt(y) - punkt końcowy (prawa strona diagramu)
\n

Kluczowe pytanie: Czy produkty leżą NIŻEJ czy WYŻEJ od substratów?

\n

| Sytuacja na diagramie | Znaczenie | Typ reakcji |
| Produkty niżej niż substraty | ΔH<0 | Egzotermiczna → układ oddaje energię |
| Produkty wyżej niż substraty | ΔH>0 | Endotermiczna → układ pobiera energię |

\n

Dla tego diagramu:

\n

Produkty leżą na niższym poziomie energetycznym niż substraty. Oznacza to, że układ przeszedł do stanu o niższej energii.

\n
ΔH=Eprodukty−Esubstraty<0
\n

Nadwyżka energii musiała gdzieś odpłynąć → układ oddał ją do otoczenia (w postaci ciepła).

\n

Uzasadnienie (wzorcowe brzmienie odpowiedzi):

\n
Poziom energii produktów na diagramie jest niższy niż poziom energii substratów, co oznacza, że ΔH<0. Reakcja jest egzotermiczna - układ oddaje energię do otoczenia.
\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez zasadę zachowania energii

\n

Energia nie powstaje i nie ginie. Jeśli produkty mają mniejszą energię wewnętrzną niż substraty, ta "brakująca" energia musi trafić do otoczenia (zgodnie z I zasadą termodynamiki):

\n
ΔUukład+ΔUotoczenie=0
\n

Jeśli ΔUukład<0 (układ stracił energię), to ΔUotoczenie>0 (otoczenie ją odebrało).

\n

To potwierdza: układ oddaje energię do otoczenia.

\n

Wzory z karty CKE

\n
📖 Karta wzorów str. 13 - Entalpia tworzenia i spalania:
Standardowa entalpia reakcji ΔH°r=∑ΔH°t(produkty)−∑ΔH°t(substratów)
Wartości ΔH°t dla typowych substancji są w tej tabeli - możesz sprawdzić znak ΔH przez bezpośrednie obliczenie, jeśli diagram podaje konkretne substancje.
\n

W tym zadaniu wystarczy jednak odczyt wizualny z diagramu - wartości liczbowe z karty nie są konieczne.

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Nie myl energii aktywacji z efektem energetycznym reakcji! Diagram często pokazuje "górkę" (barierę aktywacji) - ale kluczowe jest porównanie punktu startowego i końcowego, a NIE wysokość wzniesienia.
\n
⚠️ Uwaga: Mylenie kierunku: jeśli produkty są niżej → energia wypłynęła z układu → układ ją ODDAŁ. Uczniowie często piszą odwrotnie: "układ przyjął energię, bo coś się zmieniło" - to błąd.
\n
⚠️ Uwaga: Uzasadnienie musi zawierać odwołanie do diagramu ("poziom energii produktów jest niższy niż substratów") - sama odpowiedź "egzotermiczna" bez uzasadnienia może nie zdobyć punktu!
"}]}