{"id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad/25","paper_id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona","number":"25","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2017,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 25. (0-1)\nWyjaśnij, dlaczego wydajność opisanej reakcji maleje ze wzrostem ciśnienia.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 25. (0-1)\nI Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - zakres rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia wpływu\nzmian […] ciśnienia na układ pozostający\nw stanie równowagi dynamicznej.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wyjaśnienie.\n0 p. - za inną odpowiedź lub brak odpowiedzi.\nPrzykłady poprawnej odpowiedzi\n Ponieważ liczba moli gazowego substratu jest mniejsza od liczby moli gazowego produktu\n- zgodnie z regułą przekory im niższe ciśnienie, tym więcej moli gazowych produktów\npowstaje.\n Ponieważ objętość produktów jest większa od objętości substratu.\nUwaga: jeżeli zdający porównuje liczbę moli (nie objętość) reagentów, to w wyjaśnieniu musi\nbyć adnotacja, że chodzi o reagenty gazowe.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\nWydajność opisanej reakcji maleje ze wzrostem ciśnienia, ponieważ po stronie produktów powstaje więcej moli cząstek gazowych niż wynosi liczba moli substratów gazowych. Zgodnie z regułą Le Chateliera, wzrost ciśnienia przesuwa równowagę w kierunku zmniejszenia liczby moli gazów - czyli w kierunku substratów, co zmniejsza wydajność reakcji.\n\n## Sposób 1 - Reguła Le Chateliera (od zasady do skutku)\n\n**Krok 1 - Sprawdzamy liczbę moli gazów po obu stronach**\n\nDla reakcji równowagowej, w której produkty mają więcej moli substancji gazowych niż substraty:\n\n\\[\\text{substraty gazowe} \\rightleftharpoons \\text{więcej moli produktów gazowych}\\]\n\nnp. ogólnie: \\(\\Delta n_{gaz} = n_{produkty}^{gaz} - n_{substraty}^{gaz} > 0\\)\n\n**Krok 2 - Stosujemy regułę Le Chateliera**\n\n> „Układ w równowadze reaguje na zewnętrzne zaburzenie w taki sposób, by je częściowo zneutralizować.\"\n\nWzrost ciśnienia → układ dąży do **zmniejszenia liczby moli cząstek gazowych** → równowaga przesuwa się **w lewo** (w stronę substratów).\n\n**Krok 3 - Wniosek o wydajności**\n\nPrzesunięcie równowagi w lewo oznacza, że mniej substratów ulega przemianie w produkty. Stosunek liczby moli produktów do całkowitej liczby moli substratów maleje, czyli **wydajność reakcji spada**.\n\n**Krok 4 - Konkluzja**\n\nIm wyższe ciśnienie, tym silniejsze przesunięcie równowagi ku substratom → **wydajność maleje ze wzrostem ciśnienia**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez stałą równowagi \\(K_p\\)\n\nStała równowagi \\(K_p\\) zależy tylko od temperatury, nie od ciśnienia. Jeśli ciśnienie całkowite wzrasta \\(P \\uparrow\\), to ciśnienia cząstkowe wszystkich składników rosną. Dla reakcji z \\(\\Delta n_{gaz} > 0\\):\n\n\\[K_p = \\frac{p_{prod}^{\\Delta n_{gaz}}}{p_{substr}} = \\text{const}\\]\n\nAby \\(K_p\\) pozostało stałe przy wzroście ciśnień cząstkowych produktów (licznik rośnie szybciej, bo jest wyższy wykładnik), układ musi **zmniejszyć stężenie produktów i zwiększyć stężenie substratów** - to właśnie przesunięcie równowagi w lewo, które obniża wydajność.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość reguły Le Chateliera i pojęcia stałej równowagi.\n\n📖 Reguła Le Chateliera jest wiedzą obowiązującą na maturze rozszerzonej - jej znajomość zakłada się bez podawania jej na karcie wzorów.\n\n## Typowe pułapki i uwaga\n\n⚠️ **Uwaga:** Uczniowie często mylą kierunek - piszą, że wzrost ciśnienia ZAWSZE zwiększa wydajność (\"bo ciśniemy mocniej\"). To błąd! Kluczowe jest to, po której stronie jest WIĘCEJ moli gazów.\n\n⚠️ **Uwaga:** Nie wystarczy napisać \"równowaga przesuwa się w lewo\" - trzeba wyjaśnić DLACZEGO (bo produkty mają więcej moli gazu) i podać SKUTEK (mniejsza wydajność). Egzaminator sprawdza tok rozumowania, nie samo hasło.\n\n⚠️ **Uwaga:** Jeśli reakcja zachodzi bez gazu (np. wyłącznie w fazie stałej lub ciekłej), ciśnienie nie ma wpływu na równowagę - w tym zadaniu kontekst wyraźnie dotyczy układu gazowego.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZa poprawne wyjasnienie (liczba moli gazowych produktow wieksza niz substratow / wieksza objetosc produktow, stad regula przekory) - 1 pkt. Przy porownywaniu liczby moli wymagana adnotacja o reagentach gazowych. Za inna odpowiedz lub brak - 0 pkt.","image":"img/chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad-25.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":15,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2017 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 25. (0-1)<br>Wyjaśnij, dlaczego wydajność opisanej reakcji maleje ze wzrostem ciśnienia.</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 25. (0-1)<br>I Wykorzystanie<br>i tworzenie informacji.<br>IV etap edukacyjny - zakres rozszerzony</p>\n<ol><li>Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:</li><li>stosuje regułę przekory do jakościowego określenia wpływu</li></ol>\n<p>zmian […] ciśnienia na układ pozostający<br>w stanie równowagi dynamicznej.<br>Schemat punktowania<br>1 p. - za poprawne wyjaśnienie.<br>0 p. - za inną odpowiedź lub brak odpowiedzi.<br>Przykłady poprawnej odpowiedzi<br> Ponieważ liczba moli gazowego substratu jest mniejsza od liczby moli gazowego produktu</p>\n<ul><li>zgodnie z regułą przekory im niższe ciśnienie, tym więcej moli gazowych produktów</li></ul>\n<p>powstaje.<br> Ponieważ objętość produktów jest większa od objętości substratu.<br>Uwaga: jeżeli zdający porównuje liczbę moli (nie objętość) reagentów, to w wyjaśnieniu musi<br>być adnotacja, że chodzi o reagenty gazowe.</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź:</h4>\n<p>Wydajność opisanej reakcji maleje ze wzrostem ciśnienia, ponieważ po stronie produktów powstaje więcej moli cząstek gazowych niż wynosi liczba moli substratów gazowych. Zgodnie z regułą Le Chateliera, wzrost ciśnienia przesuwa równowagę w kierunku zmniejszenia liczby moli gazów - czyli w kierunku substratów, co zmniejsza wydajność reakcji.</p>\n<h4>Sposób 1 - Reguła Le Chateliera (od zasady do skutku)</h4>\n<p><strong>Krok 1 - Sprawdzamy liczbę moli gazów po obu stronach</strong></p>\n<p>Dla reakcji równowagowej, w której produkty mają więcej moli substancji gazowych niż substraty:</p>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mtext>substraty&#x000A0;gazowe</mtext><mo>&#x021CC;</mo><mtext>więcej&#x000A0;moli&#x000A0;produktów&#x000A0;gazowych</mtext></mrow></math></div>\n<p>np. ogólnie: <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>&#x00394;</mi><msub><mi>n</mi><mrow><mi>g</mi><mi>a</mi><mi>z</mi></mrow></msub><mo>&#x0003D;</mo><msubsup><mi>n</mi><mrow><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>d</mi><mi>u</mi><mi>k</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mrow><mrow><mi>g</mi><mi>a</mi><mi>z</mi></mrow></msubsup><mo>&#x02212;</mo><msubsup><mi>n</mi><mrow><mi>s</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>r</mi><mi>a</mi><mi>t</mi><mi>y</mi></mrow><mrow><mi>g</mi><mi>a</mi><mi>z</mi></mrow></msubsup><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math></p>\n<p><strong>Krok 2 - Stosujemy regułę Le Chateliera</strong></p>\n<blockquote>„Układ w równowadze reaguje na zewnętrzne zaburzenie w taki sposób, by je częściowo zneutralizować.&quot;</blockquote>\n<p>Wzrost ciśnienia → układ dąży do <strong>zmniejszenia liczby moli cząstek gazowych</strong> → równowaga przesuwa się <strong>w lewo</strong> (w stronę substratów).</p>\n<p><strong>Krok 3 - Wniosek o wydajności</strong></p>\n<p>Przesunięcie równowagi w lewo oznacza, że mniej substratów ulega przemianie w produkty. Stosunek liczby moli produktów do całkowitej liczby moli substratów maleje, czyli <strong>wydajność reakcji spada</strong>.</p>\n<p><strong>Krok 4 - Konkluzja</strong></p>\n<p>Im wyższe ciśnienie, tym silniejsze przesunięcie równowagi ku substratom → <strong>wydajność maleje ze wzrostem ciśnienia</strong>.</p>\n<h4>Sposób 2 - Weryfikacja przez stałą równowagi <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>K</mi><mi>p</mi></msub></mrow></math></h4>\n<p>Stała równowagi <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>K</mi><mi>p</mi></msub></mrow></math> zależy tylko od temperatury, nie od ciśnienia. Jeśli ciśnienie całkowite wzrasta <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>P</mi><mo>&#x02191;</mo></mrow></math>, to ciśnienia cząstkowe wszystkich składników rosną. Dla reakcji z <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>&#x00394;</mi><msub><mi>n</mi><mrow><mi>g</mi><mi>a</mi><mi>z</mi></mrow></msub><mo>&#x0003E;</mo><mn>0</mn></mrow></math>:</p>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><msub><mi>K</mi><mi>p</mi></msub><mo>&#x0003D;</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>p</mi><mi>r</mi><mi>o</mi><mi>d</mi></mrow><mrow><mi>&#x00394;</mi><msub><mi>n</mi><mrow><mi>g</mi><mi>a</mi><mi>z</mi></mrow></msub></mrow></msubsup></mrow><mrow><msub><mi>p</mi><mrow><mi>s</mi><mi>u</mi><mi>b</mi><mi>s</mi><mi>t</mi><mi>r</mi></mrow></msub></mrow></mfrac><mo>&#x0003D;</mo><mtext>const</mtext></mrow></math></div>\n<p>Aby <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><msub><mi>K</mi><mi>p</mi></msub></mrow></math> pozostało stałe przy wzroście ciśnień cząstkowych produktów (licznik rośnie szybciej, bo jest wyższy wykładnik), układ musi <strong>zmniejszyć stężenie produktów i zwiększyć stężenie substratów</strong> - to właśnie przesunięcie równowagi w lewo, które obniża wydajność.</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość reguły Le Chateliera i pojęcia stałej równowagi.</p>\n<p>📖 Reguła Le Chateliera jest wiedzą obowiązującą na maturze rozszerzonej - jej znajomość zakłada się bez podawania jej na karcie wzorów.</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<p>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Uczniowie często mylą kierunek - piszą, że wzrost ciśnienia ZAWSZE zwiększa wydajność (&quot;bo ciśniemy mocniej&quot;). To błąd! Kluczowe jest to, po której stronie jest WIĘCEJ moli gazów.</p>\n<p>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Nie wystarczy napisać &quot;równowaga przesuwa się w lewo&quot; - trzeba wyjaśnić DLACZEGO (bo produkty mają więcej moli gazu) i podać SKUTEK (mniejsza wydajność). Egzaminator sprawdza tok rozumowania, nie samo hasło.</p>\n<p>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Jeśli reakcja zachodzi bez gazu (np. wyłącznie w fazie stałej lub ciekłej), ciśnienie nie ma wpływu na równowagę - w tym zadaniu kontekst wyraźnie dotyczy układu gazowego.</p>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p>Za poprawne wyjasnienie (liczba moli gazowych produktow wieksza niz substratow / wieksza objetosc produktow, stad regula przekory) - 1 pkt. Przy porownywaniu liczby moli wymagana adnotacja o reagentach gazowych. Za inna odpowiedz lub brak - 0 pkt.</p>"}]}