{"id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad/15","paper_id":"chemia-2018-maj-matura-rozszerzona","number":"15","points":1,"ptype":"true_false","subject":"chemia","category":"matura","year":2018,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15. (0-1)\nOceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,\nalbo F - jeśli jest fałszywa.\n1. W stałej temperaturze T ciśnienie w reaktorze w stanie równowagi było\nniższe niż w chwili początkowej.\nP\nF\n2.\nW warunkach izotermicznych (T = const) wzrost ciśnienia wywołany\nsprężeniem mieszaniny gazów w stanie równowagi poskutkuje spadkiem\nwydajności otrzymywania substancji C.\nP\nF\n3.\nW warunkach izobarycznych (p = const) wzrost temperatury mieszaniny\ngazów w stanie równowagi poskutkuje spadkiem wydajności otrzymywania\nsubstancji C.\nP\nF\nMCH_1R\nInformacja do zadań 16.-17.\nWartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym\nzmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory,\nktórych pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji\nskładników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je\nbuforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas-zasada\nBrønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę\ni jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę\nwodorosoli.\nNa podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 15. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna.\n1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem […] mola […].\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia\nwpływu zmian temperatury, stężenia reagentów i ciśnienia na\nukład pozostający w stanie równowagi dynamicznej.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\n1. - P, 2. - F, 3. - P","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**P / F / P**\n\n1. Ciśnienie w stanie równowagi było niższe niż początkowe - **P (Prawda)**\n2. Wzrost ciśnienia (sprężenie) spowoduje spadek wydajności C - **F (Fałsz)**\n3. Wzrost temperatury (p = const) spowoduje spadek wydajności C - **P (Prawda)**\n\n## Sposób 1 - Analiza każdego stwierdzenia regułą Le Chateliera\n\nReakcja: \\(\\ce{A(g) + 2B(g) <=> 2C(g)}\\), \\(\\Delta H < 0\\) (egzotermiczna).\nKluczowa obserwacja: po lewej stronie są **3 mole** gazu (1 + 2), po prawej **2 mole** gazu - reakcja w prawo zmniejsza liczbę moli gazu.\n\n### Stwierdzenie 1 - ciśnienie w równowadze niższe niż początkowe → **P**\n\nW reaktorze o stałej objętości (V = 1 dm³) i stałej temperaturze T ciśnienie jest wprost proporcjonalne do liczby moli gazu (\\(pV = nRT\\)). W miarę biegu reakcji A i B przekształcają się w C, a ponieważ \\(3 \\text{ mol} \\to 2 \\text{ mol}\\), całkowita liczba moli gazu **maleje**. Zatem ciśnienie w stanie równowagi jest **niższe** niż w chwili początkowej. Stwierdzenie prawdziwe - **P**.\n\n### Stwierdzenie 2 - sprężenie (wzrost p) obniża wydajność C → **F**\n\nReguła Le Chateliera: wzrost ciśnienia (sprężenie mieszaniny) przesuwa równowagę w stronę **mniejszej liczby moli gazu**, czyli w **prawo** - w stronę produktu C (2 mole < 3 mole). Wydajność otrzymywania C **rośnie**, a nie maleje. Stwierdzenie mówi o spadku wydajności - jest więc fałszywe - **F**.\n\n### Stwierdzenie 3 - wzrost temperatury (p = const) obniża wydajność C → **P**\n\nReakcja jest egzotermiczna (\\(\\Delta H < 0\\)). Wzrost temperatury przesuwa równowagę w kierunku **endotermicznym**, czyli **w lewo** (rozkład C na A i B). Wydajność otrzymywania C **maleje**. Stwierdzenie prawdziwe - **P**.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja liczbowa (bilans stężeń)\n\nDane potwierdzają kierunek zmian. Stężenia początkowe (V = 1 dm³, w.n. \\(V_{mol} = 22{,}4 \\text{ dm}^3/\\text{mol}\\)):\n\n\\[\nn_{całk} = \\frac{1}{22{,}4} = 0{,}0446 \\text{ mol}, \\quad [A]_0 = \\tfrac{1}{5}\\,n = 0{,}00893, \\quad [B]_0 = \\tfrac{4}{5}\\,n = 0{,}0357 \\text{ mol/dm}^3\n\\]\n\nTabela ICE dla \\([C]_{eq} = 2x = 0{,}004\\), czyli \\(x = 0{,}002\\):\n\n| | \\(\\ce{A}\\) | \\(\\ce{2B}\\) | \\(\\ce{2C}\\) |\n| Start | 0,00893 | 0,0357 | 0 |\n| Równowaga | 0,00693 | 0,0317 | 0,004 |\n\nSumaryczna liczba moli gazu: start \\(0{,}00893 + 0{,}0357 = 0{,}0446\\); równowaga \\(0{,}00693 + 0{,}0317 + 0{,}004 = 0{,}0426\\). Liczba moli **zmalała** \\(\\Rightarrow\\) ciśnienie spadło - potwierdza stwierdzenie 1.\n\n## Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne\n\n| Błędna ocena | Dlaczego błędna |\n| Stwierdzenie 1 jako F | Pomija fakt, że 3 mole gazu przechodzą w 2 mole - ciśnienie musi spaść |\n| Stwierdzenie 2 jako P | Myli kierunek: sprężenie sprzyja produktowi (mniej moli), więc wydajność C ROŚNIE |\n| Stwierdzenie 3 jako F | Myli reakcję egzotermiczną z endotermiczną - dla \\(\\Delta H < 0\\) wzrost T obniża wydajność C |\n\n## Typowe pułapki\n\n⚠️ **Uwaga:** Wpływ ciśnienia oceniamy po liczbie moli GAZU po obu stronach. Tu \\(3 \\to 2\\), więc wzrost ciśnienia sprzyja produktom (przesuwa w prawo).\n\n⚠️ **Uwaga:** Dla reakcji egzotermicznej (\\(\\Delta H < 0\\)) wzrost temperatury zawsze przesuwa równowagę w lewo (w stronę substratów) - wydajność produktu maleje.\n\n⚠️ **Uwaga:** Sprężenie w warunkach izotermicznych (T = const) i wzrost temperatury w warunkach izobarycznych (p = const) to dwa różne zaburzenia - nie należy ich mylić.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n- 1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi: 1. - P, 2. - F, 3. - P.\n- 0 p. - za odpowiedz niepelna lub bledna albo brak odpowiedzi.","image":"img/chemia-2018-maj-matura-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":10,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2018 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 15. (0-1)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,
albo F - jeśli jest fałszywa.

\n
  1. W stałej temperaturze T ciśnienie w reaktorze w stanie równowagi było
\n

niższe niż w chwili początkowej.
P
F
2.
W warunkach izotermicznych (T = const) wzrost ciśnienia wywołany
sprężeniem mieszaniny gazów w stanie równowagi poskutkuje spadkiem
wydajności otrzymywania substancji C.
P
F
3.
W warunkach izobarycznych (p = const) wzrost temperatury mieszaniny
gazów w stanie równowagi poskutkuje spadkiem wydajności otrzymywania
substancji C.
P
F
MCH_1R
Informacja do zadań 16.-17.
Wartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym
zmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory,
których pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji
składników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je
buforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas-zasada
Brønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę
i jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę
wodorosoli.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.

","answer_text_html":"

Zadanie 15. (0-1)
II. Rozumowanie
i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania
problemów.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Atomy, cząsteczki i stechiometria chemiczna.
\n

1.6) wykonuje obliczenia z uwzględnieniem […] mola […].

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

4.7) stosuje regułę przekory do jakościowego określenia
wpływu zmian temperatury, stężenia reagentów i ciśnienia na
układ pozostający w stanie równowagi dynamicznej.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne wskazanie trzech odpowiedzi.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź

\n
  1. - P, 2. - F, 3. - P
","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

P / F / P

\n
  1. Ciśnienie w stanie równowagi było niższe niż początkowe - P (Prawda)
  2. Wzrost ciśnienia (sprężenie) spowoduje spadek wydajności C - F (Fałsz)
  3. Wzrost temperatury (p = const) spowoduje spadek wydajności C - P (Prawda)
\n

Sposób 1 - Analiza każdego stwierdzenia regułą Le Chateliera

\n

Reakcja: \\ceA(g)+2B(g)<=>2C(g), ΔH<0 (egzotermiczna).
Kluczowa obserwacja: po lewej stronie są 3 mole gazu (1 + 2), po prawej 2 mole gazu - reakcja w prawo zmniejsza liczbę moli gazu.

\n
Stwierdzenie 1 - ciśnienie w równowadze niższe niż początkowe → P
\n

W reaktorze o stałej objętości (V = 1 dm³) i stałej temperaturze T ciśnienie jest wprost proporcjonalne do liczby moli gazu (pV=nRT). W miarę biegu reakcji A i B przekształcają się w C, a ponieważ 3 mol→2 mol, całkowita liczba moli gazu maleje. Zatem ciśnienie w stanie równowagi jest niższe niż w chwili początkowej. Stwierdzenie prawdziwe - P.

\n
Stwierdzenie 2 - sprężenie (wzrost p) obniża wydajność C → F
\n

Reguła Le Chateliera: wzrost ciśnienia (sprężenie mieszaniny) przesuwa równowagę w stronę mniejszej liczby moli gazu, czyli w prawo - w stronę produktu C (2 mole < 3 mole). Wydajność otrzymywania C rośnie, a nie maleje. Stwierdzenie mówi o spadku wydajności - jest więc fałszywe - F.

\n
Stwierdzenie 3 - wzrost temperatury (p = const) obniża wydajność C → P
\n

Reakcja jest egzotermiczna (ΔH<0). Wzrost temperatury przesuwa równowagę w kierunku endotermicznym, czyli w lewo (rozkład C na A i B). Wydajność otrzymywania C maleje. Stwierdzenie prawdziwe - P.

\n

Sposób 2 - Weryfikacja liczbowa (bilans stężeń)

\n

Dane potwierdzają kierunek zmian. Stężenia początkowe (V = 1 dm³, w.n. Vmol=22,4 dm3/mol):

\n
ncałk=122,4=0,0446 mol,[A]0=15n=0,00893,[B]0=45n=0,0357 mol/dm3
\n

Tabela ICE dla [C]eq=2x=0,004, czyli x=0,002:

\n

| | \\ceA | \\ce2B | \\ce2C |
| Start | 0,00893 | 0,0357 | 0 |
| Równowaga | 0,00693 | 0,0317 | 0,004 |

\n

Sumaryczna liczba moli gazu: start 0,00893+0,0357=0,0446; równowaga 0,00693+0,0317+0,004=0,0426. Liczba moli zmalała ⇒ ciśnienie spadło - potwierdza stwierdzenie 1.

\n

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne

\n

| Błędna ocena | Dlaczego błędna |
| Stwierdzenie 1 jako F | Pomija fakt, że 3 mole gazu przechodzą w 2 mole - ciśnienie musi spaść |
| Stwierdzenie 2 jako P | Myli kierunek: sprężenie sprzyja produktowi (mniej moli), więc wydajność C ROŚNIE |
| Stwierdzenie 3 jako F | Myli reakcję egzotermiczną z endotermiczną - dla ΔH<0 wzrost T obniża wydajność C |

\n

Typowe pułapki

\n

⚠️ Uwaga: Wpływ ciśnienia oceniamy po liczbie moli GAZU po obu stronach. Tu 3→2, więc wzrost ciśnienia sprzyja produktom (przesuwa w prawo).

\n

⚠️ Uwaga: Dla reakcji egzotermicznej (ΔH<0) wzrost temperatury zawsze przesuwa równowagę w lewo (w stronę substratów) - wydajność produktu maleje.

\n

⚠️ Uwaga: Sprężenie w warunkach izotermicznych (T = const) i wzrost temperatury w warunkach izobarycznych (p = const) to dwa różne zaburzenia - nie należy ich mylić.

\n

Schemat oceniania CKE

\n"}]}