Syntesegass fra metanol og likevektskonstant

Lest inn av KI og ikke kontrollert manuelt enda — kan inneholde feil.

Metanol, $C H_{3} O H$ , kan brukes til å lage syntesegass, en blanding av karbonmonoksid, $CO$ , og hydrogen, $H_{2}$ , som vist i reaksjonsligningen nedenfor.

C H_{3} O H (g) ⇌ C O (g) + 2 H_{2} (g)

Til en lukket beholder på $1,0 L$ ble det tilsatt $4,0 m o l$ metanol. Det innstiller seg en likevekt og da har det blitt dannet $4,0 m o l H_{2} (g)$ .

Hva er konsentrasjonen av gassene ved likevekt?

i. Skriv opp uttrykket for likevektkonstanten $K$ . ii. Regn ut $K$ ved likevekt.

Entalpiendringen for reaksjonen er $+ 95 k J / m o l$ . Vurder om utbyttet av syntesegass vil endres dersom temperaturen øker.

Fasit

$[C H_{3} O H] = 2,0 m o l / L$ , $[CO] = 2,0 m o l / L$ og $[H_{2}] = 4,0 m o l / L$

i. $K = \frac{[CO] \cdot {[H_{2}]}^{2}}{[C H_{3} O H]}$ ii. $K = 16$

Utbyttet av syntesegass øker, fordi reaksjonen mot høyre er endoterm.

LøsningsforslagKI-generert

Volumet er $1,0 L$ , så stoffmengde i mol og konsentrasjon i mol/L har samme tallverdi.

Reaksjonslikningen gir molforholdet $C H_{3} O H : C O : H_{2} = 1 : 1 : 2$ . Det er dannet $4,0 m o l H_{2}$ . Da er det også dannet $2,0 m o l C O$ , og $2,0 m o l C H_{3} O H$ har reagert.

	$C H_{3} O H$	$CO$	$H_{2}$
Start (mol/L)	$4,0$	$0$	$0$
Endring (mol/L)	$- 2,0$	$+ 2,0$	$+ 4,0$
Likevekt (mol/L)	$2,0$	$2,0$	$4,0$

\begin{matrix} [C H_{3} O H] & = 2,0 m o l / L \\ [CO] & = 2,0 m o l / L \\ [H_{2}] & = 4,0 m o l / L \end{matrix}

i. Produktene står over brøkstreken og reaktanten under. Koeffisientene blir eksponenter.

K = \frac{[CO] \cdot {[H_{2}]}^{2}}{[C H_{3} O H]}

ii. Vi setter inn likevektskonsentrasjonene fra a.

K = \frac{2,0 \cdot {4,0}^{2}}{2,0} = \frac{2,0 \cdot 16}{2,0} = 16

$Δ H = + 95 k J / m o l$ betyr at reaksjonen mot høyre er endoterm. Den tar opp varme.

Når temperaturen øker, vil systemet motvirke endringen (Le Chateliers prinsipp). Likevekten forskyves derfor i endoterm retning, altså mot høyre. Likevektskonstanten $K$ blir større.

Mer metanol blir spaltet til $CO$ og $H_{2}$ . Utbyttet av syntesegass øker.

Sensorveiledning

50 % for hver riktig stoffkonsentrasjon basert på et støkiometrisk resonnement, i alt 100 %. [ $[C H_{3} O H] = 2,0 m o l / L$ og $[CO] = 2,0 m o l / L$ ]
Delvis uttelling:
25 % for noen fornuftige støkiometriske resonnementer eller riktig svar uten begrunnelse.

25 % for riktig likevektsuttrykk.
75 % for riktig beregning av likevektskonstanten. [ $K = 16$ ]
Dersom beregningen av $K$ er i samsvar med kandidatens svar på 4a, skal det ikke trekkes for følgefeil.

100 % for riktig vurdering med begrunnelse. Ingen uttelling uten begrunnelse.
[utbyttet øker]
Delvis uttelling: inntil 75 % for noen fornuftige resonnementer.

Vedlegg

Vedleggene i oppgavesettet til Kjemi 2 V2025. De kunne brukes på hele eksamen, også del 1 (om hjelpemidlene).

Åpne på egen side: Tabeller og formler i kjemi

Oppgavedata

Hentet fra: Kjemi 2 V2025, del 1, oppgave 4
Del: Del 1, uten hjelpemidler, med vedlegg — les om hjelpemidler
Hjelpemidler: Skrivesaker og linjal
Vedlegg i oppgavesettet
Ingen kalkulator eller digitale verktøy. Vedleggene i oppgavesettet kan brukes på begge deler.
Kategori: 2
Vanskegrad: 1
Temaer: Likevekt

Syntesegass fra metanol og likevektskonstant

Innstillinger

Utseende

Oppgaver og visning

Utskrift

Synkronisering

Sync på tvers av enheter

Syntesegass fra metanol og likevektskonstant

Lov på eksamen

Forstå oppgaven med en KI

Tastatursnarveier

Navigasjon

I oppgave

Syntesegass fra metanol og likevektskonstant

Syntesegass fra metanol og likevektskonstant

Lov på eksamen

Temaer