Zadania maturalne z chemii – Termochemia i kinetyka chemiczna – liceum

P2013 / Zadanie 5. (1p)

Poniżej przedstawiono informacje o efektach energetycznych reakcji przeprowadzonych w dwóch odrębnych układach I i II.

I  2H₂O_(c) + O_2(g) → 2H₂O_2(c)         ΔH₁^o = 196 kJ

II 3H_{2 (g)} + N_{2 (g)} ⇄ 2NH_{3 (g)}          ΔH₂^o = 92 kJ

Uzupełnij poniższe zdania, podkreślając właściwe określenie w każdym nawiasie.

Reakcja zachodząca w układzie I (wymaga / nie wymaga) dostarczenia energii, ponieważ jest procesem (egzoenergetycznym / endoenergetycznym).

Ogrzanie w warunkach izobarycznych układu II, który osiągnął stan równowagi, spowoduje (wzrost / spadek) wydajności otrzymywania amoniaku.

2013 / Zadanie 7. (2 pkt)

W poniższej tabeli podano schematyczne zapisy równań i informacje o przebiegu dwóch reakcji chemicznych.

 a) Na podstawie powyższego opisu określ typ reakcji 1. i typ reakcji 2. ze względu na ich efekt cieplny.

Reakcja 1. ..............................................................................................

Reakcja 2. ...............................................................................................

Załóżmy, że oba rozważane układy osiągnęły w pewnej temperaturze stan równowagi.

b) Wskaż numer reakcji, której wydajność nie zmieni się po zmianie ciśnienia panującego w układzie.

....................................

^[2011]  Na wykresie zilustrowano zmianę energii podczas przebiegu reakcji opisanej równaniem A _(s) + AB_{2 (g)} ⇄ 2AB _(g).

Oceń, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) wydajność reakcji otrzymywania produktu AB, jeżeli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpi

a) wzrost temperatury w warunkach izobarycznych (p = const).

..........................................................................................................

b) wzrost ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const).

.........................................................................................................

^[2011]  Reakcja A + 2B ⇄ C przebiega w temperaturze T według równania kinetycznego v = k·c_A·c_B².

Początkowe stężenie substancji A było równe 2 mol · dm⁻³ , a substancji B było
równe 3 mol · dm⁻³ . Szybkość początkowa tej reakcji była równa 5,4mol·dm⁻³·s⁻¹ .

Oblicz stałą szybkości reakcji w temperaturze T, wiedząc, że dla reakcji przebiegającej według równania kinetycznego v = k·c_A·c_B² stała szybkości k ma jednostkę: mol⁻²·dm⁶·s⁻¹ .

^[2011] Reakcja A + 2B ⇄ C przebiega w temperaturze T według równania kinetycznego v = k·c_A·c_B².

Początkowe stężenie substancji A było równe 2 mol · dm⁻³ , a substancji B było równe 3mol·dm⁻³. Szybkość początkowa tej reakcji była równa 5,4mol·dm⁻³·s⁻¹.

Korzystając z powyższych informacji, oblicz szybkość reakcji w momencie, gdy przereaguje 60% substancji A. Wynik podaj z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku.

2013 / Zadanie 8. (3 pkt)

Rozkład nadtlenku wodoru w obecności pewnego katalizatora przebiega według równania kinetycznego

v = k*c _H2O2

Do próbki z roztworem nadtlenku wodoru o stężeniu 20,0 mol*dm ^–3 dodano katalizator i stwierdzono, że po upływie 5 minut stężenie nadtlenku wodoru zmalało do 14,5 mol*dm ^–3, po upływie 10 minut wynosiło 10,6 mol*dm ^–3, a po upływie 15 minut było równe 7,8 mol*dm ^–3. Stała szybkości reakcji w warunkach prowadzenia procesu wynosi k = 0,063 min ^–1 .

a) Korzystając z informacji, uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres zależności stężenia nadtlenku wodoru od czasu.

 b) Na podstawie odpowiednich obliczeń i wykresu ustal, po jakim czasie szybkość reakcji będzie równa 0,819 mol·dm^–3 ·min^–1.

2014 / Zadanie 13. (2 pkt)

W tabeli podano wartości standardowej molowej entalpii trzech reakcji.

J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.

Na podstawie powyższych danych oblicz standardową molową entalpię reakcji uwodornienia etenu ΔH^o_x, która zachodzi zgodnie z równaniem:

C₂H_4(g) + H_2(g)  → C₂H_6(g)

Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.

2014 / Zadanie 30. (1 pkt)

Benzen wrze pod ciśnieniem 1000 hPa (1 bar) w temperaturze 352,2 K. Standardowa molowa entalpia parowania benzenu w temperaturze przemiany wynosi 30,8 kJ·mol^–1.

P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001.

Na podstawie powyższej informacji oceń, czy skraplanie benzenu w temperaturze 352,2 K jest przemianą egzo- czy endotermiczną.

.....................................................................................................................

2012.V./ Zadanie 17. (2 pkt)
Badano szybkość trzech reakcji chemicznych zachodzących zgodnie z równaniami:
Reakcja I: A → B
Reakcja II: 2D → E
Reakcja III: F + G → H
Na wykresach przedstawiono zależność szybkości tych reakcji od stężeń molowych ich substratów oznaczonych symbolami A, D i F.

v_I, v_II, v_III – szybkości reakcji I, II i III
c_A , c_D , c_F – stężenia molowe substratów A, D i F
Rząd reakcji ze względu na wybrany substrat to wykładnik potęgi, w której stężenie molowe danego substratu występuje w równaniu kinetycznym tej reakcji.

a) Przeanalizuj powyższe wykresy i uzupełnij tabelę, określając rząd reakcji I ze względu na substrat A oraz rząd reakcji III ze względu na substrat F.

b) Dokończ poniższy zapis, tak aby otrzymać równanie kinetyczne reakcji II.
v_II = k· ..........

2012.V. / Zadanie 7. (2 pkt)
Poniżej podano wartości standardowej entalpii tworzenia trzech związków chemicznych.
CO_{2 (g)}         ΔH⁰₁ = – 394 kJ·mol^–1  
CaO _(s)        ΔH⁰₂ = – 635 kJ·mol^–1 
CaCO_{3 (s)}    ΔH⁰₃ = – 1207 kJ·mol^{–1 
Na podstawie: K.-H. Lautenschlłauml;ger, W. Schrłouml;ter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007}
Korzystając z powyższych danych, oblicz wartość entalpii ΔH_x reakcji rozkładu 50 gramów węglanu wapnia, która zachodzi zgodnie z równaniem
CaCO_{3 (s)} → CaO _(s) + CO_{2 (g)}