Zbudowano ogniwo galwaniczne składające się z dwóch półogniw metalicznych: manganowego i niklowego.

Przedstaw, zgodnie z konwencją sztokholmską, schemat tego ogniwa. Zaznacz bieguny elektrod.

Przez 161 minut prowadzono elektrolizę wodnego roztworu siarczanu(VI) potasu prądem stałym o natężeniu 1,49 ampera. Zastosowano elektrody platynowe. Stwierdzono, że podczas elektrolizy zaszły procesy elektrodowe rozkładu wody.

1. Napisz równanie procesu zachodzącego podczas elektrolizy tej soli na katodzie oraz równanie procesu przebiegającego podczas elektrolizy tej soli na anodzie.

2. Oblicz, ile gramów gazowego produktu wydzieliło się na katodzie podczas tego procesu, jeżeli przebiegał on ze 100% wydajnością prądową.

Poniżej przedstawiono schemat ciągu przemian.

1. Uzupełnij schemat procesu, podając wzór półstrukturalny (grupowy) substancji A oraz wzór półstrukturalny (grupowy) głównego produktu przemiany 2. (substancji B).

2. Określ mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji 2. i reakcji 3.

Pewien związek organiczny ulega reakcji rozkładu. Energia aktywacji tej reakcji jest niezerowa (EA > 0). Przeprowadzono doświadczenie, w którym badano szybkość reakcji rozkładu związku X. W tym celu mierzono w odstępach co

stężenie molowe związku X w ciągu pierwszych

od momentu zainicjowania reakcji. Następnie obliczono średnią szybkość reakcji rozkładu związku X w przedziałach czasu po

Przedziały te oznaczono numerami od I do VI. Zależność średniej szybkości reakcji rozkładu związku X od czasu zilustrowano na poniższym wykresie.

Na podstawie: P.W. Atkins, C.A. Trapp, M.P. Cady, C. Giunta, Chemia fizyczna. Zbiór zadań z rozwiązaniami, Warszawa 2001.

1. Określ jednostkę, w jakiej wyrażona jest szybkość reakcji w opisanym doświadczeniu.

2. Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz literę P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo literę F – jeżeli jest fałszywa.

W przemyśle metanol otrzymuje się z gazu syntezowego w katalitycznej reakcji

Stężenie metanolu w mieszaninie równowagowej zależy od temperatury, ciśnienia oraz
stosunku molowego

w gazie syntezowym.

Zależność równowagowego stężenia metanolu w mieszaninie gazowej od stosunku molowego

i ciśnienia w temperaturze T przedstawiono na poniższym wykresie.

Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.

1. Podaj liczbę moli wodoru, jaka musi przypadać na 2 mole tlenku węgla(II) przy ciśnieniu 10,0 MPa, aby w mieszaninie równowagowej znajdowało się 10% objętościowych metanolu. Oceń, czy wzrost ciśnienia – przy stałym stosunku molowym nH2 : nCO – poskutkuje zmniejszeniem, czy też zwiększeniem wydajności reakcji otrzymywania metanolu w warunkach izotermicznych.

2. Na podstawie analizy wykresu uzupełnij poniższe zdania.

Im większą wartość ma stosunek molowy nH2 : nCO , tym równowagowe stężenie alkoholu (% obj.) jest …………………………… . Dla każdej wartości ciśnienia zwiększenie wartości stosunku molowego nH2 : nCO powoduje zmianę równowagowego stężenia metanolu, tzn. …………………………… stężenia metanolu. Wpływ wartości stosunku molowego nH2 : nCO na równowagowe stężenie metanolu jest najwyraźniej widoczny dla ciśnienia ………………… MPa.

W zamkniętym naczyniu pomiędzy substancjami X, Y oraz Z, które w temperaturze T i pod ciśnieniem p są gazami, ustala się stan równowagi chemicznej.

Zmianę liczby moli reagentów X, Y oraz Z w trakcie procesu przedstawia poniższy wykres.

Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

W zamkniętym naczyniu pomiędzy substancjami X, Y oraz Z, które w temperaturze T i pod ciśnieniem p są gazami, ustala się stan równowagi chemicznej.

Zmianę liczby moli reagentów X, Y oraz Z w trakcie procesu przedstawia poniższy wykres.

Podczas reakcji, dla której zmianę liczby moli reagentów przedstawiono na wykresie, wydziela się ciepło. Naczynie reakcyjne, w którym został osiągnięty stan równowagi, podgrzano do temperatury T1 wyższej od temperatury T.
Poniżej przedstawiono opinię dotyczącą szybkości reakcji chemicznych w stanie równowagi dynamicznej w temperaturze T1 oraz wartości Kc1 w tej temperaturze.

„Po podgrzaniu układu do temperatury T1 ustala się nowy stan równowagi dynamicznej. Wartość Kc1 w tej temperaturze jest większa od wartości Kc w temperaturze T. W stanie równowagi dynamicznej w wyższej temperaturze następuje wzrost szybkości reakcji przekształcenia substratu w produkty oraz spadek szybkości reakcji odwrotnej (w porównaniu do analogicznych wartości szybkości reakcji w stanie równowagi opisanych wartością Kc)”.

Oceń, czy informacja jest poprawna. Podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie i uzasadnij swoją ocenę.

W procesie parowego reformingu metanu (konwersji metanu z parą wodną) w pierwszym etapie ten gaz reaguje z parą wodną w obecności katalizatora niklowego – w temperaturze około 1070 K i pod ciśnieniem około

zgodnie z równaniem:

Pomimo że stechiometryczny stosunek molowy substratów reakcji jest równy 1, ten proces prowadzi się przy nadmiarze pary wodnej.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

1. Określ, czy wzrost temperatury wpływa na zwiększenie wydajności opisanej reakcji konwersji, jeżeli zachodzi ona pod stałym ciśnieniem p, oraz czy wzrost ciśnienia skutkuje wzrostem wydajności tej reakcji. Odpowiedź uzasadnij.

2. Szybkość opisanej reakcji wzrasta ze wzrostem ciśnienia.
Poniżej zestawiono warunki, w jakich przeprowadza się opisany proces parowego reformingu metanu:

Dokończ poniższe zdania – wpisz numery wszystkich warunków prowadzenia procesu, które wpływają na szybkość i wydajność konwersji metanu.

1. Warunki sprzyjające dużej szybkości reakcji: …………………………………………………………….
2. Warunki sprzyjające dużej wydajności reakcji: …………………………………………………………

3. Oblicz, ile m3 wodoru w przeliczeniu na warunki normalne powstało w pierwszym etapie parowego reformingu metanu prowadzonego w temperaturze 1070 K i pod ciśnieniem

jeżeli wykorzystano 1 m3 metanu odmierzony w warunkach przemiany oraz nadmiar pary wodnej. Wydajność przemiany metanu była równa 95%.

Zbudowano ogniwo złożone z następujących półogniw:

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

1. Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zachodzi podczas pracy opisanego ogniwa.
2. Oblicz siłę elektromotoryczną opisanego ogniwa w warunkach standardowych.

W przypadku węglowodorów o podobnej strukturze i liczbie atomów węgla temperatura topnienia jest tym wyższa, im więcej elementów symetrii ma cząsteczka związku.

1. Poniżej przedstawiono wzory dwóch węglowodorów – benzenu i toluenu:

Temperatura topnienia benzenu (pod ciśnieniem atmosferycznym) wynosi 5,53 °C.

Oceń, czy temperatura topnienia toluenu pod ciśnieniem atmosferycznym jest wyższa, czy – niższa od 5,53 °C.

2. Dwa izomeryczne butyny, których cząsteczki mają budowę łańcuchową, znacznie się różnią temperaturą topnienia. W poniższej tabeli podano wartość temperatury topnienia (pod ciśnieniem atmosferycznym) każdego z tych izomerów.

Uzupełnij tabelę – wpisz wzory półstrukturalne (grupowe) obu izomerycznych butynów przy odpowiedniej wartości temperatury topnienia.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.

Do reaktora wprowadzono próbkę gazowego związku A i zainicjowano reakcję:

A (g) ⇄ 2B (g)

Przemianę prowadzono w stałej objętości. Mierzono stężenie związku A w czasie trwania reakcji. Tę zależność przedstawiono na poniższym wykresie.

Na podstawie powyższych informacji narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia związku B od czasu trwania reakcji.

Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było porównanie aktywności trzech metali oznaczonych umownie literami A, X i Z. Przebieg doświadczenia zilustrowano poniższym schematem.

Zmiany zaobserwowane podczas doświadczenia pozwoliły stwierdzić, że aktywność użytych metali rośnie w szeregu A, Z, X.

Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

Trzy naczynia zawierają próbki trzech różnych gazów: etenu, butenu i tlenku węgla(II), każda o masie 7 gramów.

Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

1. Zaznacz na wykresie energię aktywacji zachodzącego procesu (Ea) oraz zmianę entalpii tej reakcji (ΔH).

2. Uzupełnij zdania – wpisz typ procesu opisanego w podpunkcie 8.1. ze względu na efekt energetyczny (zdanie 1.) i podkreśl odpowiednie wyrażenie dotyczące zmiany entalpii tej reakcji (zdanie 2.).

Do wykrywania tlenku siarki(IV) w powietrzu w warunkach laboratoryjnych jako odczynnik można zastosować chloran(V) potasu. W płuczce z roztworem odczynnika pochłonięty z powietrza tlenek siarki(IV) ulega reakcji opisanej poniższym schematem.

Powstające jony

wykrywa się za pomocą roztworu chlorku baru.

1. Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania i równanie reakcji redukcji zachodzących podczas tego procesu. Uwzględnij, że w reakcji bierze udział woda.

2. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

3. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji wykrywania jonów

za pomocą roztworu chlorku baru.