{"id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad/4.1","paper_id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona","number":"4.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2022,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 4.1. (0-1)\nNapisz numer reakcji (I albo II), do której odnosi się powyższy wykres stopnia\nprzemiany metanu. Odpowiedź uzasadnij - uwzględnij efekt energetyczny reakcji.\nNumer reakcji:\nUzasadnienie:","answer":null,"answer_text":"Zadanie 4.1. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymaganie szczegółowe\nI. Wykorzystanie i tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n4. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:\n3) stosuje pojęcia egzoenergetyczny,\nendoenergetyczny […] do opisu efektów\nenergetycznych przemian;\n4) interpretuje zapis ΔH < 0 i ΔH > 0 do\nokreślenia efektu energetycznego reakcji;\n7) stosuje regułę przekory do jakościowego\nokreślenia wpływu zmian temperatury […]\nna układ pozostający w stanie równowagi\ndynamicznej.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne napisanie numeru reakcji i poprawne uzasadnienie uwzględniające efekt\nenergetyczny reakcji.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nNumer reakcji: II\nUzasadnienie, np.:\nWydajność reakcji jest tym wyższa, im wyższa jest temperatura, co oznacza, że reakcja jest\nendotermiczna.\nALBO\nWydajność reakcji rośnie wraz ze wzrostem temperatury, co oznacza, że ΔH > 0.\nALBO\nZe wzrostem temperatury rośnie stopień przemiany metanu, co oznacza, że ΔH > 0.","solution":"## Poprawna odpowiedź: Numer reakcji II\n\nWykres stopnia przemiany metanu odnosi się do **reakcji II** - reakcji **endotermicznej** (\\(\\Delta H > 0\\)).\n\nZ informacji do zadania: reakcja I to \\(\\ce{CH4 + CO2 -> 2CO + 2H2}\\), \\(\\Delta H < 0\\) (egzotermiczna); reakcja II to \\(\\ce{CH4 + H2O -> CO + 3H2}\\), \\(\\Delta H > 0\\) (endotermiczna).\n\n## Sposób 1 - reguła przekory a efekt energetyczny\n\n**Krok 1 - odczyt z wykresu.** Stopień przemiany metanu (czyli wydajność) **rośnie wraz ze wzrostem temperatury**.\n\n**Krok 2 - powiązanie z \\(\\Delta H\\).** Według reguły przekory wzrost temperatury przesuwa równowagę w kierunku procesu **endotermicznego** (pochłaniającego ciepło). Skoro wyższa temperatura zwiększa stopień przemiany, to reakcja przedstawiona na wykresie musi być **endotermiczna** -> \\(\\Delta H > 0\\).\n\n**Krok 3 - przyporządkowanie numeru.** Spośród podanych reakcji endotermiczna (\\(\\Delta H > 0\\)) jest **reakcja II** (\\(\\ce{CH4 + H2O -> CO + 3H2}\\)). Reakcja I (\\(\\Delta H < 0\\)) jest egzotermiczna - dla niej wzrost temperatury obniżałby stopień przemiany.\n\n**Wniosek:** wykres opisuje **reakcję II**.\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez stałą równowagi\n\nDla reakcji endotermicznej (zgodnie z zależnością van't Hoffa) wzrost temperatury powoduje **wzrost** stałej równowagi \\(K\\), a więc przesunięcie równowagi w stronę produktów i wyższy stopień przemiany metanu. Rosnący przebieg krzywej na wykresie potwierdza, że \\(\\Delta H > 0\\) - to reakcja II.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** w tym arkuszu to **reakcja I jest egzotermiczna** (\\(\\Delta H < 0\\)), a **reakcja II endotermiczna** (\\(\\Delta H > 0\\)) - dlatego poprawna odpowiedź to **II**, nie I.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** stopień przemiany to wielkość **termodynamiczna** (zależy od położenia równowagi), a nie od szybkości reakcji - nie mylić z kinetyką.\n\n> ⚠️ **Uwaga (klucz CKE):** w uzasadnieniu trzeba **jawnie odnieść się do efektu energetycznego** (endotermiczna / \\(\\Delta H > 0\\)) - sam numer reakcji bez uzasadnienia nie daje punktu.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**Za co punkty (0-1):**\n- **1 pkt** - poprawny numer reakcji ORAZ uzasadnienie uwzględniające efekt energetyczny reakcji.\n- **0 pkt** - odpowiedź błędna albo brak.\n\n**Klucz CKE:** **Numer reakcji: II**. Uzasadnienie akceptowane: wydajność (stopień przemiany metanu) rośnie wraz ze wzrostem temperatury, co oznacza, że reakcja jest endotermiczna (\\(\\Delta H > 0\\)).","image":"img/chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad-4.1.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 2022 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 4.1. (0-1)
Napisz numer reakcji (I albo II), do której odnosi się powyższy wykres stopnia
przemiany metanu. Odpowiedź uzasadnij - uwzględnij efekt energetyczny reakcji.
Numer reakcji:
Uzasadnienie:

","answer_text_html":"

Zadanie 4.1. (0-1)
Wymaganie ogólne
Wymaganie szczegółowe
I. Wykorzystanie i tworzenie informacji.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Kinetyka i statyka chemiczna. Zdający:
  2. stosuje pojęcia egzoenergetyczny,
\n

endoenergetyczny […] do opisu efektów
energetycznych przemian;

\n
  1. interpretuje zapis ΔH < 0 i ΔH > 0 do
\n

określenia efektu energetycznego reakcji;

\n
  1. stosuje regułę przekory do jakościowego
\n

określenia wpływu zmian temperatury […]
na układ pozostający w stanie równowagi
dynamicznej.
Zasady oceniania
1 pkt - poprawne napisanie numeru reakcji i poprawne uzasadnienie uwzględniające efekt
energetyczny reakcji.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
Numer reakcji: II
Uzasadnienie, np.:
Wydajność reakcji jest tym wyższa, im wyższa jest temperatura, co oznacza, że reakcja jest
endotermiczna.
ALBO
Wydajność reakcji rośnie wraz ze wzrostem temperatury, co oznacza, że ΔH > 0.
ALBO
Ze wzrostem temperatury rośnie stopień przemiany metanu, co oznacza, że ΔH > 0.

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

Poprawna odpowiedź: Numer reakcji II

\n

Wykres stopnia przemiany metanu odnosi się do reakcji II - reakcji endotermicznej (\\(\\Delta H > 0\\)).

\n

Z informacji do zadania: reakcja I to \\(\\ce{CH4 + CO2 -> 2CO + 2H2}\\), \\(\\Delta H < 0\\) (egzotermiczna); reakcja II to \\(\\ce{CH4 + H2O -> CO + 3H2}\\), \\(\\Delta H > 0\\) (endotermiczna).

\n

Sposób 1 - reguła przekory a efekt energetyczny

\n

Krok 1 - odczyt z wykresu. Stopień przemiany metanu (czyli wydajność) rośnie wraz ze wzrostem temperatury.

\n

Krok 2 - powiązanie z \\(\\Delta H\\). Według reguły przekory wzrost temperatury przesuwa równowagę w kierunku procesu endotermicznego (pochłaniającego ciepło). Skoro wyższa temperatura zwiększa stopień przemiany, to reakcja przedstawiona na wykresie musi być endotermiczna -> \\(\\Delta H > 0\\).

\n

Krok 3 - przyporządkowanie numeru. Spośród podanych reakcji endotermiczna (\\(\\Delta H > 0\\)) jest reakcja II (\\(\\ce{CH4 + H2O -> CO + 3H2}\\)). Reakcja I (\\(\\Delta H < 0\\)) jest egzotermiczna - dla niej wzrost temperatury obniżałby stopień przemiany.

\n

Wniosek: wykres opisuje reakcję II.

\n

Sposób 2 - weryfikacja przez stałą równowagi

\n

Dla reakcji endotermicznej (zgodnie z zależnością van't Hoffa) wzrost temperatury powoduje wzrost stałej równowagi \\(K\\), a więc przesunięcie równowagi w stronę produktów i wyższy stopień przemiany metanu. Rosnący przebieg krzywej na wykresie potwierdza, że \\(\\Delta H > 0\\) - to reakcja II.

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: w tym arkuszu to reakcja I jest egzotermiczna (\\(\\Delta H < 0\\)), a reakcja II endotermiczna (\\(\\Delta H > 0\\)) - dlatego poprawna odpowiedź to II, nie I.
\n
⚠️ Uwaga: stopień przemiany to wielkość termodynamiczna (zależy od położenia równowagi), a nie od szybkości reakcji - nie mylić z kinetyką.
\n
⚠️ Uwaga (klucz CKE): w uzasadnieniu trzeba jawnie odnieść się do efektu energetycznego (endotermiczna / \\(\\Delta H > 0\\)) - sam numer reakcji bez uzasadnienia nie daje punktu.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

Za co punkty (0-1):

\n\n

Klucz CKE: Numer reakcji: II. Uzasadnienie akceptowane: wydajność (stopień przemiany metanu) rośnie wraz ze wzrostem temperatury, co oznacza, że reakcja jest endotermiczna (\\(\\Delta H > 0\\)).

"}]}