{"id":"chemia-2024-grudzien-probna-rozszerzona/zad/7.1","paper_id":"chemia-2024-grudzien-probna-rozszerzona","number":"7.1","points":4,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"probna","year":2024,"month":"grudzien","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 7.1. (0-4)\nDo cylindrycznego reaktora z ruchomym tłokiem wprowadzono 25,0 g stałego chlorku\nfosforu(V) i wypompowano całe powietrze. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury\n260 °C, co początkowo spowodowało sublimację całego chlorku fosforu(V), a w dalszej\nkolejności jego rozkład termiczny. W układzie utrzymywano stałe ciśnienie równe 1013 hPa,\nnatomiast zmianie ulegała objętość mieszaniny gazów w reaktorze. W chwili 𝑡 w układzie\nustaliła się równowaga. Gęstość równowagowej mieszaniny gazów w reaktorze wynosiła\n𝑑= 2,63 g ∙dm-3.\nNa podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.\nOblicz wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji dysocjacji termicznej chlorku\nfosforu(V) w temperaturze 𝟐𝟔𝟎 °𝐂. Przyjmij: 𝑹= 𝟖𝟑, 𝟏𝟒 𝐡𝐏𝐚∙𝐝𝐦𝟑∙𝐦𝐨𝐥-𝟏∙𝐊-𝟏,\n𝑴𝐏𝐂𝐥𝟓= 𝟐𝟎𝟖, 𝟓 𝐠∙𝐦𝐨𝐥-𝟏, 𝑴𝐏𝐂𝐥𝟑= 𝟏𝟑𝟕, 𝟓 𝐠∙𝐦𝐨𝐥-𝟏.\nObliczenia:\n7.1.\n0-1-\n2-3-4\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 7.1. (0-4)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje\ndo rozwiązywania problemów chemicznych\n[…];\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; pisze\nwyrażenie na stałą równowagi danej\nreakcji;\n7) oblicza wartość stałej równowagi\nreakcji […]; oblicza stężenia\nrównowagowe albo stężenia początkowe\nreagentów.\nZasady oceniania\n4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości\nreaktora i sumarycznej liczby moli gazów, poprawne obliczenie równowagowych\nstężeń reagentów oraz poprawne obliczenie wartości stałej równowagi reakcji.\n3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości\nreaktora i sumarycznej liczby moli gazów oraz poprawne obliczenie równowagowych\nstężeń reagentów\nALBO\n4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, wykonanie obliczeń, ustalenie objętości reaktora\ni sumarycznej liczby moli gazów, poprawne obliczenie równowagowych stężeń\nreagentów oraz obliczenie wartości stałej równowagi reakcji, ale popełnienie błędu\nrachunkowego\nALBO\n4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości\nreaktora i sumarycznej liczby moli gazów, poprawne obliczenie równowagowych\nstężeń reagentów ale błędne obliczenie wartości stałej równowagi reakcji.\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości\nreaktora i sumarycznej liczby moli gazów\nALBO\n3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, wykonanie obliczeń, ustalenie objętości reaktora\ni sumarycznej liczby moli gazów oraz obliczenie równowagowych stężeń reagentów,\nale popełnienie błędu rachunkowego\nALBO\n4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości\nreaktora i sumarycznej liczby moli gazów oraz błędne obliczenie równowagowych\nstężeń reagentów.\n1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną wartością objętości, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości\nreaktora\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, wykonanie obliczeń, ustalenie objętości reaktora\ni sumarycznej liczby moli gazów, ale popełnienie błędu rachunkowego\nALBO\n2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu\na szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń i ustalenie objętości\nreaktora ale błędne wyznaczenie sumarycznej liczby moli gazów.\n0 pkt - rozwiązanie niespełniające powyższych kryteriów albo brak rozwiązania.\nPrzykładowe rozwiązanie\nObliczenie objętości reaktora (mieszaniny reakcyjnej) w stanie równowagi:\n𝑉reaktor = 𝑚\n𝑑 =\n25,0 g\n2,63 g · dm‒3 = 9,51 dm3\nObliczenie, korzystając z równania Clapeyrona, sumarycznej liczby moli gazów w układzie\nw stanie równowagi:\n𝑛k = 𝑝∙𝑉\n𝑅∙𝑇=\n1013 hPa ∙ 9,51 dm3\n83,14 hPa ∙ dm3\nmol ∙ K ∙ (273 + 260) K\n= 0,217 mol\nObliczenie równowagowych ilości/stężeń reagentów:\nPCl5 (g)\n⇄\nPCl3 (g)\nCl2 (g)\n𝑛0\n0,12\n0\n0\n∆𝑛\n- 𝑥\n+ 𝑥\n+ 𝑥\n𝑛k\n0,12 - 𝑥\n𝑥\n𝑥\n𝑛k = 0,12 - 𝑥 + 𝑥 + 𝑥 = 0,12 + 𝑥 = 0,217 mol stąd 𝑥 = 0,097 mol\nObliczenie wartości stałej równowagi reakcji:\n𝐾 = [PCl3] ∙ [Cl2]\n[PCl5]\n(0,097\n9,51 ) ∙ (0,097\n9,51 )\n(0,12 - 0,097\n9,51\n)\n= 0,043 (𝐦𝐨𝐥 ∙ 𝐝𝐦-𝟑)\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":null,"image":"img/chemia-2024-grudzien-probna-rozszerzona/zad-7.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":8,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":null,"text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura próbna · grudzień 2024 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura próbna","text_html":"<p>Zadanie 7.1. (0-4)<br>Do cylindrycznego reaktora z ruchomym tłokiem wprowadzono 25,0 g stałego chlorku<br>fosforu(V) i wypompowano całe powietrze. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury<br>260 °C, co początkowo spowodowało sublimację całego chlorku fosforu(V), a w dalszej<br>kolejności jego rozkład termiczny. W układzie utrzymywano stałe ciśnienie równe 1013 hPa,<br>natomiast zmianie ulegała objętość mieszaniny gazów w reaktorze. W chwili 𝑡 w układzie<br>ustaliła się równowaga. Gęstość równowagowej mieszaniny gazów w reaktorze wynosiła<br>𝑑= 2,63 g ∙dm-3.<br>Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.<br>Oblicz wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji dysocjacji termicznej chlorku<br>fosforu(V) w temperaturze 𝟐𝟔𝟎 °𝐂. Przyjmij: 𝑹= 𝟖𝟑, 𝟏𝟒 𝐡𝐏𝐚∙𝐝𝐦𝟑∙𝐦𝐨𝐥-𝟏∙𝐊-𝟏,<br>𝑴𝐏𝐂𝐥𝟓= 𝟐𝟎𝟖, 𝟓 𝐠∙𝐦𝐨𝐥-𝟏, 𝑴𝐏𝐂𝐥𝟑= 𝟏𝟑𝟕, 𝟓 𝐠∙𝐦𝐨𝐥-𝟏.<br>Obliczenia:<br>7.1.<br>0-1-<br>2-3-4<br>MCHP-R0_100</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 7.1. (0-4)<br>Wymagania ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie<br>informacji. Zdający:</p>\n<ol><li>pozyskuje i przetwarza informacje</li></ol>\n<p>z różnorodnych źródeł.<br>II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania problemów.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje</li></ol>\n<p>do rozwiązywania problemów chemicznych<br>[…];</p>\n<ol><li>wykonuje obliczenia dotyczące praw</li></ol>\n<p>chemicznych.<br>IV. Kinetyka i statyka chemiczna.<br>Energetyka reakcji chemicznych. Zdający:</p>\n<ol><li>wykazuje się znajomością</li></ol>\n<p>i rozumieniem pojęć: stan równowagi<br>dynamicznej i stała równowagi; pisze<br>wyrażenie na stałą równowagi danej<br>reakcji;</p>\n<ol><li>oblicza wartość stałej równowagi</li></ol>\n<p>reakcji […]; oblicza stężenia<br>równowagowe albo stężenia początkowe<br>reagentów.<br>Zasady oceniania<br>4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości<br>reaktora i sumarycznej liczby moli gazów, poprawne obliczenie równowagowych<br>stężeń reagentów oraz poprawne obliczenie wartości stałej równowagi reakcji.<br>3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości<br>reaktora i sumarycznej liczby moli gazów oraz poprawne obliczenie równowagowych<br>stężeń reagentów<br>ALBO<br>4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, wykonanie obliczeń, ustalenie objętości reaktora<br>i sumarycznej liczby moli gazów, poprawne obliczenie równowagowych stężeń<br>reagentów oraz obliczenie wartości stałej równowagi reakcji, ale popełnienie błędu<br>rachunkowego<br>ALBO<br>4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości<br>reaktora i sumarycznej liczby moli gazów, poprawne obliczenie równowagowych<br>stężeń reagentów ale błędne obliczenie wartości stałej równowagi reakcji.<br>2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości<br>reaktora i sumarycznej liczby moli gazów<br>ALBO<br>3 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, wykonanie obliczeń, ustalenie objętości reaktora<br>i sumarycznej liczby moli gazów oraz obliczenie równowagowych stężeń reagentów,<br>ale popełnienie błędu rachunkowego<br>ALBO<br>4 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości<br>reaktora i sumarycznej liczby moli gazów oraz błędne obliczenie równowagowych<br>stężeń reagentów.<br>1 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną wartością objętości, poprawne wykonanie obliczeń, ustalenie objętości<br>reaktora<br>ALBO<br>2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, wykonanie obliczeń, ustalenie objętości reaktora<br>i sumarycznej liczby moli gazów, ale popełnienie błędu rachunkowego<br>ALBO<br>2 pkt - zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu<br>a szukaną liczbą moli gazów, poprawne wykonanie obliczeń i ustalenie objętości<br>reaktora ale błędne wyznaczenie sumarycznej liczby moli gazów.<br>0 pkt - rozwiązanie niespełniające powyższych kryteriów albo brak rozwiązania.<br>Przykładowe rozwiązanie<br>Obliczenie objętości reaktora (mieszaniny reakcyjnej) w stanie równowagi:<br>𝑉reaktor = 𝑚<br>𝑑 =<br>25,0 g<br>2,63 g · dm‒3 = 9,51 dm3<br>Obliczenie, korzystając z równania Clapeyrona, sumarycznej liczby moli gazów w układzie<br>w stanie równowagi:<br>𝑛k = 𝑝∙𝑉<br>𝑅∙𝑇=<br>1013 hPa ∙ 9,51 dm3<br>83,14 hPa ∙ dm3<br>mol ∙ K ∙ (273 + 260) K<br>= 0,217 mol<br>Obliczenie równowagowych ilości/stężeń reagentów:<br>PCl5 (g)<br>⇄<br>PCl3 (g)<br>Cl2 (g)<br>𝑛0<br>0,12<br>0<br>0<br>∆𝑛</p>\n<ul><li>𝑥</li><li>𝑥</li><li>𝑥</li></ul>\n<p>𝑛k<br>0,12 - 𝑥<br>𝑥<br>𝑥<br>𝑛k = 0,12 - 𝑥 + 𝑥 + 𝑥 = 0,12 + 𝑥 = 0,217 mol stąd 𝑥 = 0,097 mol<br>Obliczenie wartości stałej równowagi reakcji:<br>𝐾 = [PCl3] ∙ [Cl2]<br>[PCl5]<br>(0,097<br>9,51 ) ∙ (0,097<br>9,51 )<br>(0,12 - 0,097<br>9,51<br>)<br>= 0,043 (𝐦𝐨𝐥 ∙ 𝐝𝐦-𝟑)<br>Zasady oceniania rozwiązań zadań</p>","solutions":[]}