Matura Czerwiec 2026, Poziom Rozszerzony (Arkusze CKE), Formuła od 2023 - Zadanie 8. (3 pkt)

Badano kinetykę reakcji utleniania tlenku azotu(II) zachodzącej zgodnie z równaniem:

2NO (g) + O₂ (g)   ⇄   2NO₂ (g)

Stwierdzono, że:

  • jest to reakcja pierwszego rzędu względem tlenu
  • zależność szybkości reakcji od stężenia opisuje poniższe równanie kinetyczne.

W temperaturze 298 K zbadano zależność początkowej szybkości reakcji od stężenia tlenku azotu(II). Pomiary prowadzono przy stałym stężeniu tlenu wynoszącym 0,050 mol · dm⁻³. Wykres przedstawia uzyskaną zależność.

Na podstawie: J. Głowiński, J. Hoffmann, M. Wilk, Polish Journal of Chemical Technology, 23 (2021) 31.

a) Uzupełnij tabelę. Wpisz brakujące wartości stężenia NO i szybkości reakcji.

Stężenie NO, mol · dm⁻³

Szybkość reakcji, mol · dm⁻³ · s⁻¹

0,034

1,10

b) Ustal i napisz wartości wykładników 𝒂 i 𝒃 w równaniu kinetycznym.

c) Oblicz wartość stałej szybkości opisanej reakcji w temperaturze 𝟐𝟗𝟖 𝐊. Wynik zapisz z właściwą jednostką.

Rozwiązanie:
Zadanie 8. (0–3)

Proponowana odpowiedź od maturabiolchem.pl

a)

Stężenie NO, mol · dm⁻³

Szybkość reakcji, mol · dm⁻³ · s⁻¹

0,034

0,40
0,056

1,10

b)

c)

Odpowiedź od CKE

I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie informacji. Zdający: 1) pozyskuje i przetwarza informacje z różnorodnych źródeł. 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: 1) definiuje i oblicza szybkość reakcji (jako zmianę stężenia reagenta w czasie); 3) […] na podstawie danych doświadczalnych ilustrujących związek między stężeniem substratu a szybkością reakcji określa rząd reakcji i pisze równanie kinetyczne.

Zasady oceniania
3 pkt – poprawne wykonanie wszystkich czynności spośród wymienionych:

  • uzupełnienie tabeli
  • ustalenie wykładników 𝒂 i b
  • obliczenie wartości stałej szybkości reakcji z poprawną jednostką.

2 pkt – poprawne wykonanie dwóch dowolnych czynności spośród wymaganych do uzyskania 3 pkt.
1 pkt – poprawne wykonanie tylko jednej czynności spośród wymaganych do uzyskania 3 pkt.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązanie
a)

Stężenie NO, mol · dm⁻³

Szybkość reakcji, mol · dm⁻³ · s⁻¹

0,034

0,40

0,056

1,10

b)
(Rząd reakcji względem tlenu: 1
Na podstawie danych z wykresu:
rząd reakcji względem tlenku azotu(II) to 2
gdy stężenie NO wzrasta 2-krotnie, szybkość reakcji wzrasta 4-krotnie
gdy stężenie NO wzrasta 3-krotnie, szybkość reakcji wzrasta 9-krotnie)
v  =  𝑘 𝑐2NO  ∙ 𝑐O2     ALBO    𝑣   =  𝑘 𝑐2NO ∙ 𝑐1O2
c)
𝑘 = 𝑣 ∶ (𝑐2NO ∙ 𝑐O2 ) = (1,10 : (0,0562 0,05)) dm6 · mol‒2 · s −1 = 7015 𝐝𝐦𝟔 · 𝐦𝐨𝐥‒𝟐 · 𝐬 −𝟏
ALBO
𝑘 = (0,40 : (0,0342 · 0,05)) dm6 · mol‒2 · s−1 = 6920 𝐝𝐦𝟔 · 𝐦𝐨𝐥‒𝟐 · 𝐬−1

Uwaga: Za poprawny należy uznać każdy odczyt wartości stężenia NO i szybkości reakcji adekwatny do wykresu z właściwą dokładnością.

guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments