chemia.indd

Kinetyka i równowaga chemiczna,

termodynamika

Arkusz zawiera 20 zadań. Za ich rozwiązanie można otrzymać maksymalnie
47 punktów. Czas pracy – 120 minut.

(1 p.)

Napisz, jaki wpływ na stan równowagi reakcji chemicznej ma dodanie katalizatora.

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

(4 p.)

Dla reakcji CO + Cl

→ COCl

równanie kinetyczne ma postać: v = k · [CO] · [Cl

]

1/2

. Określ

rząd reakcji, cząsteczkowość reakcji oraz oblicz, jak zmieni się jej szybkość, jeżeli stężenie chloru zwięk-
szy się czterokrotnie.

Rząd reakcji

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

Cząsteczkowość reakcji

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

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

(4 p.)

Wykonując odpowiednie obliczenia, ustal na podstawie podanej energii wiązań szacunkową

wartość entalpii całkowitego uwodornienia propynu.

C—C E = 338 kJ · mol

−1

H—H E = 432 kJ · mol

−1

C—H E = 412 kJ · mol

−1

C C E = 830 kJ · mol

−1

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

Określ, czy ta reakcja jest endo- czy egzotermiczna. ....................................................................................

(1 p.)

Iloczyn rozpuszczalności węglanu baru w temperaturze 18°C wynosi 0,81 · 10

−8

. Stężenie jonów

w nasyconym roztworze tej substancji wynosi:

a) 8,1 · 10

−2

mol · dm

-3

0,9

−4

mol · dm

-3

b) 0,2 · 10

−2

mol · dm

-3

d) 0,81 · 10

−8

mol · dm

-3

(3 p.)

. Reakcja rozkładu metanu na acetylen i wodór przebiega według równania:

2CH



+ 3H

Reakcja ta, prowadzona w fazie gazowej w temperaturze 1500 K i w stałej objętości, osiągnęła stan równowagi
przy następujących stężeniach reagentów: [CH

] = 1,1 mol · dm

−3

, [C

] = 0,5 mol · dm

−3

, [H

] = 1,5 mol · dm

−3

Zapisz wzór na stałą równowagi reakcji, oblicz jej wartość oraz początkowe stężenie metanu.

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

—

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

(1 p.)

Wskaż równanie reakcji, której stan równowagi pod wpływem zmniejszenia ciśnienia przesunie się

w prawo.

a) 2CO

(g)

+ O

2(g)



2CO

2(g)

4(g)



2NO

2(g)

b) H

2(g)

+ Cl

2(g)



2HCl

(g)

(s)

+ O

2(g)



2(g)

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

Informacja do zadania 7

Zależność stężenia substratu od czasu przebiegu reakcji dla reakcji zerowego rzędu przedstawia wzór
C = C

− k · t. Dla reakcji pierwszego rzędu wzór ten ma postać: C = C

· e

−kt

; czyli C = C

· 2,718

−kt

a dla reakcji drugiego rzędu: 1 = 1 + k · t.

C C

(4 p.)

Reakcja bromoetanu z zasadą sodową w środowisku wodnym jest reakcją drugiego rzędu. War-

tość stałej szybkości tej reakcji w temperaturze 25°C wynosi 8,6 · 10

−5

· mol

−1

· s

−1

. Zapisz w formie

jonowej skróconej równanie reakcji bromoetanu z zasadą oraz jej równanie kinetyczne. Oblicz stężenie
bromoetanu po 3,5 godzinach przebiegu tej reakcji, jeżeli początkowe stężenie bromoetanu wynosiło
0,2 mol · dm

−3

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

(3 p.)

Podaj, jak na wydajność podanych reakcji wpłynie podwyższenie temperatury, a jak podwyższe-

nie ciśnienia.

1) 2H

2(g)

+ O

2(g)



(g)

ΔH = – 484 kJ

2) C

(g)

+ 4O

2(g)



3CO

2(g)

+ 3H

(g)

ΔH = –1790 kJ

3) PCl

5(s)



PCl

3(c)

+ Cl

2(g)

ΔH = 92,6 kJ

Podwyższenie temperatury

Podwyższenie ciśnienia

Kinetyka i równowaga chemiczna, termodynamika

Testy

(1 p.)

Wskaż prawidłowe stwierdzenie:

a) Entalpia jest miarą uporządkowania układu.
b) Entalpia układu spada, gdy przybiega w nim reakcja egzotermiczna.
c) Energia wewnętrzna układu wzrasta, gdy układ wykonuje pracę na otoczeniu.
d) Układ zamknięty to taki, w którym nie następuje wymiana masy i energii z otoczeniem.

10.

(2 p.)

Oblicz entalpię reakcji: N

+ O

→ 2NO, wiedząc, że entalpia reakcji

+ 2O

→ 2NO

wynosi 68,4 kJ, a entalpia reakcji 2NO + O

→ 2NO

wynosi −114,1 kJ.

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

11.

(4 p.)

Oblicz rozpuszczalność TlCl w wodzie w temperaturze 20°C. Iloczyn rozpuszczalności tego

związku w podanej temperaturze wynosi 10

−4

. Przyjmij gęstość roztworu równą 1 g · cm

−3

. Rozpuszczal-

ność wyraź w g/100 g H

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

12.

(2 p.)

Oblicz stałą równowagi reakcji CO

(g)

+ 2H

2(g)

→ CH

(g)

, przebiegającej w temperaturze

400 K. Stężenia równowagowe substancji biorących udział w reakcji wynoszą:

[CO] = 0,4 mol · dm

–3

, [H

] = 0,8 mol · dm

–3

, [CH

OH] = 0,5 mol · dm

–3

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

Kinetyka i równowaga chemiczna, termodynamika

Informacja do zadania 13 i 14

Entropia, jedna z funkcji stanu, oznaczana S, jest uważana za miarę nieuporządkowania układu. Im
wyższa entropia, tym nieuporządkowanie większe. Zmianę entropii układu po zajściu procesu fi zyczne-
go lub reakcji chemicznej można obliczyć, odejmując od sumy wartości entropii wszystkich produktów
sumę entropii wszystkich substratów, z uwzględnieniem liczby moli.

13.

(3 p.)

Korzystając z tabeli wartości entropii standardowej, oblicz zmianę standardowej entropii ukła-

du podczas otrzymywania 1 mola bromku sodu z pierwiastków.

Substancja

[J · mol

−1

· K

−1

]

51,3

152,2

NaBr

86,93

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

14.

(2 p.)

Podaj, jak zmieni się entropia lodu po jego stopieniu (wzrośnie, zmaleje czy nie zmieni się).

Odpowiedź uzasadnij.

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

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

15.

(5 p.)

Zmieszano 100 cm

roztworu AgNO

o stężeniu 0,002 mol · dm

–3

z 100 cm

roztworu K

CrO

o stężeniu 0,002 mol · dm

–3

Oblicz, czy w tej temperaturze wytrąci się osad Ag

CrO

. Iloczyn rozpusz-

czalności Ag

CrO

w temperaturze 25°C wynosi 4 · 10

−12

. Zapisz równanie reakcji.

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

16.

(2 p.)

Wymień dwa sposoby zwiększenia wydajności następującej reakcji:

2NO

(g)

+ O

2(g)

→ 2NO

2(g)

∆H = −114,1 kJ

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

17.

(1 p.)

Wraz ze wzrostem temperatury iloczyn rozpuszczalności z reguły:

a) nie zmienia się
b) maleje
c) wzrasta
d) nie można tego określić

18.

(1 p.)

Korzystając z tablicy wartości stałych dysocjacji K

dla kwasów chlorowego(III) i azotowego(III),

wybierz kwas o większej mocy. Podaj jego nazwę.

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

19.

(1 p.)

Podaj, ile wyniesie entalpia reakcji rozkładu 1 mola tlenku rtęci(II), jeżeli entalpia tworzenia

tego związku ∆H = −90,78 kJ · mol

−1

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

20.

(2 p.)

Przedstawione na rysunku doświadczenie przeprowadzono z roztworami wodnymi podanych

substancji. Określ, w której probówce reakcja zajdzie szybciej. Odpowiedź uzasadnij.

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

Pb(NO

)

Testy

HCl