Zadanie 21.
Treść
Informacja do zadań 21.–22.
Reakcję hydratacji (uwodnienia) etenu opisuje równanie:
$\ce{CH2=CH2(g) + H2O(g) ->[\text{katalizator}, p, T][<-] CH3CH2OH(g)}$
Równowagowy stopień przereagowania etenu, który jest miarą wydajności przedstawionej reakcji, zależy od warunków prowadzenia procesu: temperatury i ciśnienia. Tę zależność przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.
Wyjaśnij, dlaczego w danej temperaturze równowagowy stopień przereagowania etenu w opisanej reakcji jest tym większy, im wyższe jest ciśnienie, pod którym prowadzona jest reakcja.
Pokaż odpowiedź
Wymagania określone w podstawie programowej
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej wiedzy do rozwiązywania problemów. Zdający: 5) wykorzystuje wiedzę i dostępne informacje do rozwiązywania problemów chemicznych […].
IV. Kinetyka i statyka chemiczna. Energetyka reakcji chemicznych. Zdający: 8) […] stosuje regułę Le Chateliera–Brauna (regułę przekory) do jakościowego określenia wpływu zmian […] ciśnienia na układ pozostający w stanie równowagi dynamicznej.
Zasady oceniania 1 pkt – poprawne wyjaśnienie uwzględniające stechiometrię reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
- Liczba moli (gazowych) substratów jest większa od liczby moli (gazowego) produktu.
- Są 2 mole (gazowych) substratów i 1 mol (gazowego) produktu.
- W miarę postępu reakcji spada ciśnienie w mieszaninie reakcyjnej, a więc – zgodnie z regułą przekory – podniesienie ciśnienia spowoduje przesunięcie równowagi tej reakcji w stronę produktów.
- Łączna objętość substratów jest większa niż objętość produktu reakcji.
Uwaga: Odpowiedź, w której zdający nie odniósł się do stechiometrii reakcji, nie jest wyjaśnieniem przedstawionej na wykresie zależności.