Ważnym etapem produkcji kwasu siarkowego(VI) jest katalityczne utlenianie tlenku siarki(IV) do tlenku siarki(VI) opisane równaniem:

W tabeli podane są wartości stałej równowagi tej reakcji w wybranych temperaturach.

^{Na podstawie: Z. Sarbak, Reakcje i procesy katalityczne, „LAB. Laboratoria. Aparatura. Badania”, nr 6,}^{Katowice 2010.}

Na poniższym wykresie przedstawiono zmiany stężenia molowego reagentów w trakcie opisanej reakcji prowadzonej w dwóch różnych temperaturach 𝑇₁ i 𝑇₂. Zmiana temperatury z 𝑇₁ do 𝑇₂ nastąpiła po ustaleniu się stanu równowagi w momencie zaznaczonym przerywaną linią i oznaczonym jako 𝑡_𝐴.

Zadanie 5.1.

Rozstrzygnij, czy w momencie 𝒕_A nastąpiło podwyższenie, czy – obniżenie temperatury. Odpowiedź uzasadnij. W uzasadnieniu uwzględnij efekt energetyczny opisanej reakcji.

Rozstrzygnięcie: ......................................................................................................................
Uzasadnienie: .........................................................................................................................
.................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................

Zadanie 5.2.

Na poniższych wykresach przedstawiono zmiany stężenia reagenta do ustalenia stanu równowagi. Na wykresie 1. powtórzono z poprzedniego wykresu (s. 4) krzywą ilustrującą zmianę stężenia molowego SO₃ w temperaturze 𝑇₁ – od momentu zapoczątkowania reakcji do momentu zmiany temperatury na 𝑇₂. Obok przedstawiono wykresy 2. i 3. Osie na wykresach 1.–3. są wyskalowane tak samo.

Wybierz wykres (2. albo 3.), który może odpowiadać reakcji utleniania SO₂ do SO₃w temperaturze 𝑻₁ prowadzonej bez udziału katalizatora, i napisz jego numer. Wybór uzasadnij.

Numer wykresu: .............................................
Uzasadnienie: .........................................................................................................................
.................................................................................................................................................

Pokaż rozwiązanie

Zadanie 5.1.

Rozstrzygnięcie: obniżenie
Uzasadnienie: Ponieważ reakcja utleniania SO₂ do SO₃ jest egzotermiczna, jej wydajność jest tym większa, im niższa jest temperatura ALBO jest tym mniejsza, im wyższa jest temperatura.

Zadanie 5.2.

Numer wykresu: 2.
Uzasadnienie: Bez katalizatora jest mniejsza szybkość reakcji, co oznacza, że później ustala się równowaga, ale wartość równowagowa stężenia SO₃ jest taka sama jak w reakcji z udziałem katalizatora.
ALBO
Obecność katalizatora wpływa na szybkość reakcji, ale nie ma wpływu na jej równowagę.
ALBO
Wykres 3. nie spełnia tych warunków, bo wartość stężenia równowagowego SO₃ jest mniejsza, niż na wykresie 1. – dla reakcji z udziałem katalizatora.

Załóż bezpłatne konto, aby uzyskać dostęp do rozwiązania tego zadania.

Bezpłatna rejestracja

Zobacz zadania przykładowe w naszej bazie zadań