Chemia · 2026
Matura próbna CKE styczeń, PR (F‑2023)
Poziom rozszerzony · Formuła 2023
Zadanie 5.
(2 pkt)(0–2) W mieszaninie wodoru i azotu, użytej do syntezy amoniaku, objętość wodoru była trzy razy większa niż objętość azotu. Wydajność tej reakcji przeprowadzonej w temperaturze 𝑇 i pod ciśnieniem 𝑝 jest równa 93 %.
Oblicz, jaki procent objętości mieszaniny poreakcyjnej stanowi objętość amoniaku.
Odpowiedzi
Zasady oceniania
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku w procentach. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: • popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB • podanie wyniku z błędną jednostką ALBO 2 pkt – obliczenie poprawnych wartości objętości albo liczby moli substratów i produktów w mieszaninie poreakcyjnej. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 𝑥 3𝑥, czyli np. 25 dm3 N2 i 75 dm3 H2 (100 dm3 mieszaniny na początku) skład mieszaniny po reakcji: 𝑉(N2) = 25 dm3 · 0,07 = 1,75 dm3 𝑉(H2) = 75 dm3 · 0,07 = 5,25 dm3 𝑉(NH3) = 25 dm3 · 2 · 0,93 = 46,5 dm3 46,5 · 100 % %(NH3) = = 86,92 % ≈𝟖𝟕 (%) 1,75 + 5,25 + 46,5 Sposób 2. N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 𝑥 3𝑥 1 : 3 (np. 1 mol N2 i 3 mol H2) 2 mol NH3 —––– 100 % (wydajność reakcji) 𝑥 —––– 93 % ⇒ 𝑥 = 1,86 mol
rozwiązań zadań 1 mol N2 —––– 2 mol NH3 𝑦 —––– 1,86 mol NH3 ⇒ 𝑦= 0,93 mol N2 Liczba moli azotu w mieszaninie poreakcyjnej: 1 mol – 0,93 mol = 0,07 mol N2 3 mol H2 —––– 2 mol NH3 𝑧 —––– 1,86 mol NH3 ⇒ 𝑧= 2,79 mol H2 Liczba moli wodoru w mieszaninie poreakcyjnej: 3 mol – 2,79 mol = 0,21 mol H2 Liczba moli reagentów w mieszaninie poreakcyjnej: 0,07 mol N2 + 0,21 mol H2 + 1,86 mol NH3 = 2,14 mol 2,14 mol —––– 100 % 1,86 mol —––– 𝑊 ⇒ 𝑊= 86,92 % ≈𝟖𝟕 (%) Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.