{"id":"chemia-2022-grudzien-probna-rozszerzona/zad/15","paper_id":"chemia-2022-grudzien-probna-rozszerzona","number":"15","points":2,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"probna","year":2022,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 15. (0-2)\nW wysokiej temperaturze tlenki żelaza można zredukować wodorem do metalicznego\nżelaza. Redukcja tlenku Fe3O4 przebiega zgodnie z równaniem:\nFe3O4(s) + 4H2(g) ⇄ 3Fe(s) + 4H2O(g)\nZ reaktora o pojemności 8,0 dm3, zawierającego 420 g tlenku Fe3O4, odpompowano\npowietrze i wprowadzono 6,0 g wodoru. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury 𝑇,\nw której stała równowagi powyższej reakcji wynosi 0,20.\nOblicz stężenie pary wodnej w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi oraz masę\notrzymanego żelaza.\nObliczenia:\nStężenie pary wodnej:\nMasa żelaza:\n15.\n0-1-2\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 15. (0-2)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […];\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nIV. Kinetyka i statyka chemiczna.\nEnergetyka reakcji chemicznych. Zdający:\n6) wykazuje się znajomością\ni rozumieniem pojęć: stan równowagi\ndynamicznej i stała równowagi […];\n7) […] oblicza stężenia równowagowe albo\nstężenia początkowe reagentów.\nZasady oceniania\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyników\nz poprawnymi jednostkami.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, ale:\n• popełnienie błędów rachunkowych.\nLUB\n• podanie wyniku z błędną jednostką lub bez jednostki.\n0 pkt - zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązanie\nStała równowagi reakcji: K =\n[H2O]4\n[H2]4 = 0,20\nZe względu na taki sam wykładnik potęgi w liczniku i w mianowniku, stężenia można\nzastąpić równowagowymi liczbami moli.\nPoczątkowa liczba moli H2 =\n6,0 g\n2,0 g∙mol-1 = 3,0 mol\nOznaczamy: 𝑥 - równowagowa liczba moli H2O,\n(3 - 𝑥) - równowagowa liczba moli H2\nPo podstawieniu 𝐾 =\n𝑥4\n(3-𝑥)4 = 0,20 stąd\n𝑥\n(3-𝑥) = √0,20\n4\n= 0,67\n𝑥 = 0,67(3- 𝑥) 1,669𝑥 = 2 𝑥 = 1,2 mol 3 - 𝑥 = 1,8 mol\nLiczba moli żelaza: 𝑛Fe = ¾ 𝑛H2O = 0,9 mol\nStężenie pary wodnej: 𝑐 = 1,2 mol/8,0 dm3 = 0,15 mol·dm-3\nMasa żelaza: 𝑚Fe = 0,9 mol  55,85 g·mol-1 ≅ 50 g","solution":null,"image":"img/chemia-2022-grudzien-probna-rozszerzona/zad-15.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":14,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura próbna · grudzień 2022 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura próbna","text_html":"

Zadanie 15. (0-2)
W wysokiej temperaturze tlenki żelaza można zredukować wodorem do metalicznego
żelaza. Redukcja tlenku Fe3O4 przebiega zgodnie z równaniem:
Fe3O4(s) + 4H2(g) ⇄ 3Fe(s) + 4H2O(g)
Z reaktora o pojemności 8,0 dm3, zawierającego 420 g tlenku Fe3O4, odpompowano
powietrze i wprowadzono 6,0 g wodoru. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury 𝑇,
w której stała równowagi powyższej reakcji wynosi 0,20.
Oblicz stężenie pary wodnej w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi oraz masę
otrzymanego żelaza.
Obliczenia:
Stężenie pary wodnej:
Masa żelaza:
15.
0-1-2
MCHP-R0_100

","answer_text_html":"

Zadanie 15. (0-2)
Wymagania ogólne
Wymaganie szczegółowe
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
Zdający:

\n
  1. wykorzystuje wiedzę i dostępne
\n

informacje do rozwiązywania problemów
chemicznych […];

\n
  1. wykonuje obliczenia dotyczące praw
\n

chemicznych.
IV. Kinetyka i statyka chemiczna.
Energetyka reakcji chemicznych. Zdający:

\n
  1. wykazuje się znajomością
\n

i rozumieniem pojęć: stan równowagi
dynamicznej i stała równowagi […];

\n
  1. […] oblicza stężenia równowagowe albo
\n

stężenia początkowe reagentów.
Zasady oceniania
2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyników
z poprawnymi jednostkami.
1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, ale:
• popełnienie błędów rachunkowych.
LUB
• podanie wyniku z błędną jednostką lub bez jednostki.
0 pkt - zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Przykładowe rozwiązanie
Stała równowagi reakcji: K =
[H2O]4
[H2]4 = 0,20
Ze względu na taki sam wykładnik potęgi w liczniku i w mianowniku, stężenia można
zastąpić równowagowymi liczbami moli.
Początkowa liczba moli H2 =
6,0 g
2,0 g∙mol-1 = 3,0 mol
Oznaczamy: 𝑥 - równowagowa liczba moli H2O,
(3 - 𝑥) - równowagowa liczba moli H2
Po podstawieniu 𝐾 =
𝑥4
(3-𝑥)4 = 0,20 stąd
𝑥
(3-𝑥) = √0,20
4
= 0,67
𝑥 = 0,67(3- 𝑥) 1,669𝑥 = 2 𝑥 = 1,2 mol 3 - 𝑥 = 1,8 mol
Liczba moli żelaza: 𝑛Fe = ¾ 𝑛H2O = 0,9 mol
Stężenie pary wodnej: 𝑐 = 1,2 mol/8,0 dm3 = 0,15 mol·dm-3
Masa żelaza: 𝑚Fe = 0,9 mol  55,85 g·mol-1 ≅ 50 g

","solutions":[]}