POZIOM PODSTAWOWY -styczeń 2006

Informacja do zadań 1 - 3

Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne i uproszczone pewnych węglowodorów

1 2 CH₃ 3 4

| CH₂ H CH₂-CH₃

//\ CH₃-CH₂-CH-C-CH₃ / \ \ /

| || | | H₂C CH C =C

\\/ CH₂ CH₃ | || / \

| H₂C CH H₃C-H₂C H

CH₃ \ /

CH₂

5 6 7 8

// \ _CH₂-CH₃ // \_CH=CH₂ CH₃-CH-CH₂- C≡CH CH₂=CH-CH=CH₂

| || | || |

\\ / \\ / CH₃

Zadanie 1.

Podaj nazwy systematyczne węglowodorów oznaczonych numerami 2, 5 i7

2 - benzen.....................................

5 - etylobenzen ............................................................

7 - 4 - metylobuta - 1 -yn .................................................................

Zadanie 2

W poniższych zdaniach (A - D) w puste miejsca wstaw numery węglowodorów wybranego spośród oznaczonych numerami (1 - 8), tak, aby powstały zdania prawdziwe

1. Węglowodór 2 należy do szeregu homologicznego węglowodorów o wzorze ogólnym C_nH_2n+2

2. Węglowodór 3 jest cyklicznym węglowodorem nienasyconym

3. Węglowodór 5 jest homologiem węglowodoru oznaczonego numerem 1

4. Węglowodór 7 jest izomerem związku oznaczonego numerem 3

Zadanie 3. Określ właściwości węglowodorów oznaczonych numerami 1, 2 i 4. W tym celu uzupełnij tabelę, przyporządkowując wskazanym węglowodorom po jednej właściwości chemicznej spośród opisanych literami A, B, C i D

Węglowodór oznaczony numerem	Właściwości chemiczne
1	D - typowa dla węglowodorów aromatycznych reakcja nitrowania
2	A - jako alkan ulega substytucji zachodzącej w obecności światła
4	B - typowa dla alkenów substytucja

1. Reaguje z chlorem dopiero w obecności światła

2. Odbarwia wodę bromową (bez stosowania specjalnych środków)

3. Reaguje z Cu(OH)₂

4. Reaguje z mieszaniną nitrującą

Informacje do zadań 4 - 6

W poniższej tabeli zestawiono temperatury topnienia i wrzenia różnych n-alkanów pod ciśnieniem 1013 hPa

Liczba atomów węgla w cząsteczce alkanu	Temperatura topnienia w ^0C	Temperatury wrzenia ^0C
1	-182	-161
5	-130	36
10	-30	174
15	10	270
20	36	342

Zadanie 4.

Na podstawie analizy danych zawartych w powyższej tabeli określ stan skupienia podanych niżej n-alkanów w temperaturze pokojowej (ok.20⁰C) i pod ciśnieniem 1013 hPa

Liczba atomów w cząsteczce n-alkanu	Stan skupienia
5	Ciekły
20	Stały

Zadanie 5

Wybierz zestaw (A,B,C lub D), w którym podano prawdopodobne wartości temperatur topnienia (t_t) i wrzenia (t_w) (przy ciśnieniu 1013 hPa) dla n-alkanu zawierającego 13 atomów węgla w cząsteczce. Skorzystaj z danych zawartych w informacji wstępnej.

zestaw	Tt[^0C]	Tw [^0C]
A	15	224
B	15	284
C	-6	284
D	-6	224

Zadanie 6

Uszereguj węglowodory o wzorach sumarycznych: C₆H₁₄, C₂H₆, C₁₀H₂₂ według rosnącej lotności. Skorzystaj z danych zawartych w informacji wstępnej.

.......................... C₁₀H₂₂ - C₆H₁₄ - C₂H₆

Informacja do zadania 7 i 8

Dany jest schemat przemian: CH₃-CH₂-OH
CH₂=CH₂
CH₃-CH₂Cl
CH₃-CH₂-CH₂-CH₃

CH₃-CH-CH₂-CH₃

|

Cl

Produkt główny

Zadanie 7

Zapisz równania reakcji oznaczone numerami 1 i 2, dobierając odpowiednie reagenty. W nawiasach stosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

1. CH₃-CH₂-OH
   CH₂=CH₂ + H₂O

2. CH₂=CH₂ + HCl → CH₃-CH₂Cl

Zadanie 8.

Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typy reakcji oznaczonych na powyższym schemacie numerami 1, 2, 4.

1 eliminacja lub dehydratacja

2 addycja lub przyłączanie

4 substytucja lub podstawianie

Zadanie 9.

Poniżej przedstawiono schemat syntezy pewnego związku

etanol
związek A
związek B

Zidentyfikuj związek A i B. W tym celu podaj ich wzory półstrukturalne (grupowe) oraz nazwy grup związków organicznych do których należą

Wzory związków nazwy grup związków organicznych:

A CH₃CHO A aldehyd (etanal)

B CH₃COOH B kwas karboksylowy (etanowy lub octowy)

Zadanie 10

Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch ciekłych węglowodorów o wzorach: CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃ (I)

H C₂H₅

\ /

C=C (2)

/ \

C₂H₅ H

W tym celu:

1. wybierz odpowiedni odczynnik spośród:

• mieszanina stężonego kwasu azotowego(V) i siarkowego(VI)

• wodorotlenku miedzi(II)

• woda bromowa

• zasada sodowa

b) zapisz jakie przewidujesz obserwacje

3. w oparciu o przewidywane obserwacje podaj uzasadnienie identyfikacji każdego z podanych węglowodorów.

1. Odczynnik: woda bromowa Br_2(aq)

Obserwacje: odbarwienie wody bromowej w probówce II

Uzasadnienie: znajdujący się w probówce II związek jest alkenem i dlatego daje charakterystyczną dla alkenów reakcję odbarwiania wody bromowej.

Informacja do zadania 11 i 12

Poniższe wzory przedstawiają dwa aminokwasy wchodzące w skład białek.

CH₃-CH-COOH HO-CH₂-CH-COOH

| |

NH₂ NH₂

Zadanie 11

Utwórz wzór półstrukturalny (grupowy) jednego dipeptydu zbudowanego z alaniny i seryny. Zaznacz wiązanie peptydowe.

CH₃-CH - CO - NH - CH - COOH

| |

NH₂ CH₂

|

OH

Zadanie 12

Podaj wzór sumaryczny seryny. Oblicz jej masę molową oraz procentową zawartość tlenu (w procentach masowych) w tym związku.

Wzór sumaryczny C₃H₇O₃N

Obliczenia w pierwszej kolejności należy wyliczyć masę molową seryny M_ser= 105 g/mol w której azot stanowi 14g, tak więc:

105 g stanowi 100%

14 g azotu stanowi x%

Odpowiedź Zawartość azotu w serynie wynosi 13.33%

Zadanie13

Spośród podanych poniżej cech wybierz i podkreśl cztery charakteryzujące chlor w warunkach normalnych:

Gaz, ciecz, ciało stałe, ma gęstość mniejszą od gęstości powietrza, ma gęstość większą od gęstości powietrza jest bezbarwny, jest barwny, ma charakterystyczny zapach,

Jest bez zapachu

Zadanie 14

Poniżej podano atomy i jony różnych pierwiastków pogrupowane w zbiorach (A - D). Zaznacz zbiór, którego wszystkie elementy mają jednakową konfigurację elektronową.

1. Ca²⁺, K⁺, Cl

2. Na⁺, Cl^-, Ar

3. Ca²⁺, S^2-, K

4. Mg²⁺, Na^+, Ne

Atomy oddając elektrony upodabniają się do najbliższego gazu szlachetnego. Metal oddając elektron do poprzedzającego gazu zaś niemetal przyjmując elektrony do następującego gazu szlachetnego. Tak więc poprawna jest odpowiedź w punkcie D

Zadanie 15.

Korzystając z tablicy elektroujemności pierwiastków, uzupełnij poniższą tabelę

	Różnica elektroujemności	Rodzaj wiązania
CsBr	2,8 - 0,7 = 2,1	Wiązanie jonowe (typowe dla soli)
NH3	3,0 - 2,1 = 0,9	Wiązanie atomowe spolaryzowane
N2	Cząsteczka homojądrowa, więc różnica wynosi 0	Wiązanie atomowe czyli kowalencyjne

Zadanie 16

Na podstawie analizy położenia sodu, potasu i magnezu w układzie okresowym

a) podaj, który z podanych metali jest najaktywniejszy magnez znajdując się w drugiej prupie jest najmniej aktywny. W parze sód, potas aktywniejszy jest potas, ponieważ aktywność litowców wzrasta wraz z masą atomową. Taj więc najaktywniejszym metalem jest potas

b) napisz równanie reakcji metalu wybranego w punkcie a z wodą

2 K + 2H₂O → 2KOH + H₂

Zadanie 17

W wyniku prażenia 50 kg wapienia, którego głównym składnikiem jest węglan wapnia CaCO₃ otrzymano między innymi 25 kg czystego wapna palonego. Napisz odpowiednie równanie reakcji i oblicz procent zanieczyszczeń w wapieniu.

Równanie reakcji: CaCO₃ → CaO + CO₂

Obliczenia

Skoro znamy ilość otrzymanego wapna palonego (CaO), możemy obliczyć z jakiej ilości węglanu wapnia ono powstało (na podstawie równania reakcji)

Z 1 kmola CaCO₃ czyli 100 kg powstaje kmol wapna palonego, czyli 56 kg

Więc z x kg powstaje wapna palonego 25 kg

X = 44,6 kg

Zanieczyszczenia stanowią więc 50 kg - 44,6 kg czyli 5,4 kg. Obliczamy zawartość procentową zanieczyszczeń:

50 kg stanowi 100%

5,4 kg stanowi x%

x = 10,8%

Uwaga - w obliczeniach posługujemy się kilomolami, gdyż wartości w zadaniu były podane w kilogramach.

Odpowiedź: Zawartość procentowa zanieczyszczeń w wapieniu wynosi 10,8%

Informacja do zadania 18 i 19

Na poniższym wykresie przedstawiono krzywe rozpuszczalności wybranych substancji

(zamieszczono typowy wykres krzywych rozpuszczalności z jasnym opisem osi w temperaturze [⁰C] oraz rozpuszczalności opisanej „ w g na 100 g wody”

Zadanie 18

W 120 g wody w temperaturze 80⁰C rozpuszczono 60 g chlorku amonu. Z powyższego wykresu odczytaj i zapisz, jaka jest rozpuszczalność chlorku amonu w tej temperaturze oraz podaj, czy powstał roztwór nasycony czy nienasycony.

Rozpuszczalność (wielkość odczytana z wykresu) s = 60 g/100g H₂O

Roztwór aby ocenić stan roztworu chlorku amonu obliczymy ile gramów tej soli przypada na 100 g wody 60 g rozpuszczono w 120 g wody

X g przypada na 100 g wody x = 50 g/100 wody

Porównując tę wartość z odczytaną wcześniej rozpuszczalnością chlorku amonu widzimy, że otrzymane roztwór tej soli jest roztworem nienasyconym

Zadanie 19

Korzystając z zamieszczonego wyżej wykresu rozpuszczalności uzupełnij poniższe zadanie wpisując w miejsce kropek „większe” lub „mniejsze” oraz podając nazwę odpowiedniej substancji.

W temperaturze 40⁰C rozpuszczalność chlorku amonu jest większa niż rozpuszczalność chlorku sodu i mniejsza niż azotanu(V) potasu. W tej temperaturze rozpuszczalność cukru jest największa.

Zadanie 20

Dokończ poniższe równania reakcji (lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi)

Posłużymy się informacją, że aktywniejszy fluorowiec wypiera mniej aktywny, zaś ich aktywność maleje ze wzrostem liczby atomowej, tak więc:

1. 2 KI + Br₂ → 2KBr + I₂

2. 2KBr + Cl₂ → 2KCl + Br₂

Uszereguj pierwiastki z grupy fluorowców, których symbolu występują w powyższych równaniach reakcji, według wzrastającej aktywności

Jod chlor

najmniejsza aktywność największa aktywność

Zadanie 21

Określ odczyn roztworów dla podanych niżej wartości pH.

1. pH = 4 odczyn kwaśny ( ponieważ < 7)

2. pH = 9 odczyn zasadowy ( ponieważ większy od 7)

Zadanie 22

Reakcja miedzi z kwasem azotowym (V) może przebiegać zgodnie z równaniem reakcji

Cu + HNO₃ →Cu(NO₃)₂+ NO₂ + H₂O

1. Określ stopnie utlenienia miedzi i azotu przed i po reakcji.

Stopień utlenienia	Przed reakcją	Po reakcji
Miedzi	0 - gdyż jest niezwiązana	2+ - taki jest ładunek jonu
Azotu	+V - gdyż kwas azotowy(V)	+IV - z bilansu ładunków

2. dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego.

Bilans elektronowy:

Cu^o → Cu²⁺ + 2e^-

N^+V → N^+IV - 1e^- | x 2

... 1..Cu + ...4 ..HNO₃ → Cu(NO₃)₂ + .. 2 ..NO₂ + .. 2 ..H₂O

Zadanie 23

Wykonano doświadczenie, podczas którego do roztworów zawierających wodorotlenki metali dodano roztwory różnych kwasów (opis rysunków zamieszczonych w teście egzaminacyjnym)

Rys. I - do probówki zawierającej 2 mole Ca(OH)₂ dodano 3 mole HNO₃

Rys. II - do probówki zawierającej 2 mole NaOH dodano 1 mol HCl

Rys. III - do probówki zawierającej 1 mol KOH dodano 1 mol H₂SO₄

Określ odczyn każdego z otrzymanych roztworów, jeżeli ilości użytych reagentów były takie, jak podano na powyższym rysunku. Odpowiedź uzasadnij słownie.

Odczyn roztworów będzie zależny od tego, który z odczynników jest wzięty w nadmiarze. Można to ustalić na podstawie równania reakcji.

I Ca(OH)₂ + 2HNO₃ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O tak więc do zobojętnienia dwóch moli wodorotlenku wapnia potrzeba aż 4 moli kwasu. Tak więc wobec niedomiaru kwasu odczyn będzie zasadowy

II HCl + NaOH → NaCl + H₂O w tym wypadku kwas z zasadą reagują w stosunku molowym 1 : 1 W nadmiarze użyto więc zasadę sodową - odczyn zasadowy

III H₂SO₄ + 2KOH → K₂SO₄ + 2H₂O kwas z zasadą reaguje w tym wypadku w stosunku molowym 1 : 2, mamy więc w tym wypadku niedomiar zasady i co za tym idzie odczyn będzie kwaśny

Zadanie 24

Jądro radioaktywnego pierwiastka X uległo ciągowi przemian promieniotwórczych zgodnie z podanym niżej schematem i przekształciło się w jądro


X


Zidentyfikuj jądra atomów X i X₁ które uległy opisanym przemianom promieniotwórczym (Zastosuj zapis
). Określ skład jądra atomowego ²³⁵U.

Jądra będziemy identyfikowali od końca bowiem znamy efekt końcowy przemian i tak




X : .
. X₁


Skład jądra atomowego
: jądro atomowe tworzą tzw. nuklidy czyli suma neutronów i protonów. W opisywanym jądrze łączna ilość nuklidów wynosi 235. Liczba protonów jest równa ilości elektronów, którą opisuje tzw. liczba atomowa. W opisywanym przypadku wynosi 92. Tak więc jądro tego atomu tworzą 92 protony oraz (235 - 92) 143 neutrony.

.................................................................................................................................

Od tego miejsca zaczyna się arkusz II (zakres rozszerzony)

Zadanie 25

Zgodnie z normami Unii Europejskiej dopuszczalna zawartość jonów azotanowych(V) w wodzie pitnej wynosi 44 mg/dm³ wody. Po zbadaniu próbki wody pobranej z rzeki okazało się, że w objętości 30 cm³ tej wody znajduje się 0,004 g jonów azotanowych(V).

Określ, czy woda pobrana z rzeki nadaje się do picia. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.

Obliczenia:

Zadanie to jest przykładem na zastosowanie tzw. stężenia masowego. Ilość zanieczyszczenia którą oznaczono w określonej objętości przeliczymy na jednostki podane w normie europejskiej. W wyniku analizy stwierdzono, że woda zawiera 0,004 g jonu azotanowego/ 30cm³. 0,004 g odpowiada 4 mg, przeliczmy teraz tę ilość na objętość podaną w normie, czyli 1 dm³ 4 mg jonu azotanowego znajduje się w 30 cm³

X mg jonu azotanowego znajduje się w 1000 cm³

X = 133,33 mg/dm³

Odpowiedź: Zawartość jonów azotanowych przekracza dopuszczalną normę i w związku z rym nie nadaje się do picia.

Zadanie 26

Jedna z metod oczyszczania spalin polega na reakcji tlenków azotu amoniakiem przy udziale katalizatora.

Wiedząc, że substratami tej reakcji są tlenek azotu(II), tlenek azotu(IV) i amoniak, a produktami azot i woda, napisz równanie reakcji i uzgodnij je w oparciu o bilans elektronowy. Wskaż substancje które pełnią w tym procesie rolę utleniacza i uzgodnij je w oparciu o bilans elektronowy.

Wskaż substancje, które pełnią w tym równaniu rolę utleniacza i reduktora.

Równanie reakcji: Po zapisaniu substratów i produktów reakcji widzimy, że redukują się obydwa tlenki azotu, tak więc równanie to nie może być jednoznacznie uzgodnione, gdyż nie znamy stosunku molowego w jakim te tlenki znajdują się w spalinach. ( niedopatrzenie autorów !). Dla naszych potrzeb możemy założyć, że występują one w stosunku molowym 1:1

2NO + 2NO₂ + 4NH₃ → 4N₂ + 6H₂O

Bilans elektronowy:


| łącznie 12 e^- X 1

| wspólna wielokrotność 12


| 6e^- X 2

Utleniacz: tlenki azotu, które zredukowały się do gazowego azotu

Reduktor: azot w amoniaku, który utlenił się do wolnego azo0tu

Zadanie 27

Oblicz stężenie molowe 15% roztworu wodorotlenku potasu, jeżeli gęstość roztworu wynosi 1,14 g/cm³.

Obliczenia:

Obliczenie może być wykonane za pomocą gotowego wzoru, który jednak bywa rzadko zapamiętywany. Z tego względu zaproponuję obliczenie krok po kroku. Jako, że w wyrażeniu na stężenie molowe występuje dm³ przejmujemy, że obliczenia będą wykonane właśnie dla 1 dm³.

Obliczamy masę roztworu ( 1 dm³) m_r = 1000 cm³ • 1,14 g/cm³ = 1140 g

O obliczamy masę substancji rozpuszczonej, czyli wodorotlenku potasu

1140 g roztworu stanowi 100%

x g KOH stanowi 15%

x czyli m_KOH = 171 g

Następnie masę substancji rozpuszczonej przeliczamy na ilość moli:

1 mol KOH to 56 g

x moli KOH to 171 g

x = 3,05 mola, czyli stężenie molowe tego roztworu wynosi w przybliżeniu 3 mole/dm³

Odpowiedź: Stężenie molowe roztworu wodorotlenku potasu wynosi w przybliżeniu 3 mole/dm³

Zadanie 28

Podaj wartość pH i pOH roztworu NaOH o stężeniu 0,001 mol/dm³ w temperaturze 25⁰C jeżeli stopień dysocjacji α = 100%

Jako, że obliczenie dotyczy roztworu zasady obliczenia rozpoczniemy od pOH. Wobec założonej całkowitej dysocjacji zasady (100%) stężenie jonów wodorotlenowych [OH] = 10^-3. Z definicji pOH wynika, że pOH = - log 10^-3, czyli 3. pH = 14 - pOH = 11

Zadanie 29

Zmieszano 3 g wodoru z 15 dm³ chloru odmierzonego w warunkach normalnych i zainicjowano reakcję.

Napisz równanie zachodzącej reakcji. Oblicz ile moli cząsteczek produktu powstanie w tej reakcji przy założeniu 100% wydajności i określ, którego z substratów użyto w nadmiarze.

Równanie reakcji:. H₂ + Cl₂ → 2 HCl

Obliczenia: aby łatwiej można było porównywać ilości substratów łatwo obliczyć, że 3 g wodoru to 1,5 mola czyli 33,6 dm³. Z równania reakcji wynika, że wodór z chlorem reaguje w stosunku molowym 1 : 1, tak więc do reakcji wzięto nadmiar wodoru. Ilość powstałego chlorowodoru policzymy więc za względu na objętość użytego chloru

Z równania reakcji wynika, że z 22,4 dm³ chloru powstają 2 mole HCl

zaś z 15 dm³ chloru powstanie x moli HCl x = 1,34 mola HCl

w nadmiarze użyto: wodór

Zadanie 30

Podaj skrócony zapis konfiguracji elektronowej jonów Fe²⁺ i Fe³⁺ Na podstawie konfiguracji elektronowej wskaż, który z jonów żelaza jest trwalszy. Odpowiedź uzasadnij.

Fe [Ar] 4s²3d⁶

Fe²⁺ [Ar] 3d⁶

Fe³⁺ [Ar] 3d⁵

Uzasadnienie: Sytuacja, gdy każda z „klatek” czyli stanów orbitalnych podpowłoki d jest zapełniona po jednym elektronie ( podobnie zresztą jak i wówczas, gdy są po dwa elektrony) jest optymalna energetycznie dla tej podpowłoki i dlatego jony Fe³⁺, w których strukturach elektronowych taki stan występuje, są trwalsze.

Informacje do zadania 31 i 32

Dwa przedmioty wykonane ze stali pokryto powłokami ochronnymi, jeden powłoką cynkową a drugi niklową. Po pewnym czasie na obu przedmiotach powstały rysy uszkadzające powłoki. Utworzyły się lokalne mikroogniwa metaliczne i nastąpiła korozja.

Zadanie 31

Zapisz schematy obu mikroogniw opisanych w powyższej informacji. (Załóż powstawanie półogniw metalicznych typu M|Mⁿ⁺ ) Dla jednego z ogniw oblicz wartość SEM w warunkach standardowych.

Schematy ogniw: Zn|Zn²⁺||Fe²⁺|Fe Fe|Fe²⁺||Ni²⁺|Ni

SEM ogniwa: SEM = E_Fe - E_Zn = - 0,44V -(-0,76 V) = 0,32 V

Zadanie 32

Wskaż, która z powłok, cynkowa czy niklowa, skuteczniej chroni żelazo przed korozją elektrochemiczną w sytuacji opisanej w informacji wprowadzającej. Uzasadnij swój wybór w oparciu o wartości potencjałów standardowych

Skuteczniejsza jest powłoka cynkowa, gdyż z porównania ich potencjałów elektrochemicznych wynika, że w układzie tym cynk będzie anodą, czyli będzie się utleniał zaś żelaza jako katoda nie będzie ulegało utlenianiu elektrochemicznemu czyli korozji.

Zadanie 33

Oceń jak wpływa na ilość tlenku siarki(VI) powstającego w wyniku reakcji:

2SO_2(g) + O_2(g) ↔ 2SO_3(g) ∆H⁰ < 0

1. podwyższenie temperatury jako, że jest to reakcja egzotermiczna T↑←

2. obniżenie ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w kierunku większej objętości czyli w lewo

3. zmniejszenie objętości układu - jest to jednoznaczne ze zwiększeniem ciśnienia, czyli nastąpi przesunięcie równowagi w prawo

4. zastosowanie katalizatora katalizator nie wpływa na przesunięcie równowagi a jedynie na szybkość reakcji.

Zadanie 34

Dane jest równanie reakcji: A_2(g) + 3B_2(g) ↔2AB_3(g)

Podaj wyrażenie na stężeniową stałą równowagi dla tego procesu

Wyrażenie na stałą stężeniową wyprowadza się z prawa działania mas, zgodnie z którym stała K jest wprost proporcjonalna do iloczynu stężeń produktów i odwrotnie proporcjonalna do iloczynu stężeń substratów, czyli




Zadanie 35

Do reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem reakcji A_2(g) + B_2(g) ↔ 2AB_(g) oblicz stężenie równowagowe [A₂] i [B₂] oraz wartość stężeniowej stałej równowagi, jeśli stężenie początkowe wynosiły:
=1 mol/dm³ i
= 0,5 mol/dm³, a po ustaleniu stałej równowagi stężenie równowagowe [AB] = 0,8 mol/dm³.

Obliczenia

Skoro w wyniku reakcji powstało 0,8 mola produkty, to z równania reakcji wynik, że przereagowało po 0,4 mola substratów. Tak więc w stanie równowagi stężenia reagentów wynosiły odpowiednio: [A₂] = (1 - 0,4) = 0,6; [B₂] = ( 0,5 - 0,4) = 0,1

Jako, że wyrażenie na stałą ma postać K =
stała K = 0,107

Odpowiedź: Stała równowagi przedstawionego procesu wynosi 0,107

Zadanie 36

Aby przygotować działkę do uprawy pewnego gatunku roślin, ziemię nawożono saletrą amonową, czyli azotanem(V) amonu. Podaj jaki będzie wpływ nawożenia saletrą amonową na odczyn tej gleby. Odpowiedź uzasadnij podając nazwę zachodzącego procesu chemicznego.

Wpływ na odczyn: Dodatek saletry amonowej spowoduje zakwaszenie gleby

Nazwa procesu: w środowisku gleby saletra amonowa ulegnie hydrolizie anionowej, tak więc roztwór wodny saletry będzie miał odczyn kwasowy.

Zadanie 37

Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, jakiej ulega azotan(V) amonu w roztworze wodnym.

Równanie reakcji: NH₄⁺ + H₂O ↔ NH₄OH + H⁺

Zadanie 38

Przeprowadzono trzy reakcje manganianu(VII) potasu z siarczanem(IV) sodu odpowiednio w środowisku kwaśnym, zasadowym i obojętnym.

Uzupełnij poniższe równania, podając wzór związku manganu, który powstał w tej reakcji. Podaj obserwacje jakie towarzyszyły każdej z reakcji.

1. 2KMnO₄ + 5Na₂SO₃ + 3H₂SO₄ → 2 MnSO₄ + 5Na₂SO₄ + K₂SO₄ + 3H₂O

obserwacja: roztwór odbarwił się, gdyż związki manganu na drugim stopniu utlenienia posiadają barwę blado różową

2. 2KMnO₄ + Na₂SO₃ + 2KOH → 2 K₂MnO₄ + Na₂SO₄ + H₂O

obserwacja: roztwór przyjął typową dla związków manganu VI barwę zieloną

3. 2KMnO₄ + 3Na₂SO₃ + H₂O → 2 MnO₂ + 3Na₂SO₄ + 2KOH

obserwacja: wytrącił się brunatny osad braunsztynu (tlenku manganu(IV)).

UWAGA: PROSZĘ KONIECZNIE ZAPAMIĘTAĆ, że mangan(VII) w środowisku kwaśnym redukuje się do drugiego stopnia utlenienia, w środowisku obojętnym do czwartego zaś w zasadowym do VI.

Zadanie 39

Przeprowadzono doświadczenie według poniższego schematu: rysunek probówki w której znajduje się roztwór chlorku manganu(II) do którego dolewany jest roztwór wodorotlenku sodu.

Zaobserwowano, że bezpośrednio po wykonaniu doświadczenia powstał biały osad, który po chwili zaczął przyjmować brunatne zabarwienie

Zapisz wnioski wynikające z podanych obserwacji.

Zmiana barwy osadu wodorotlenku manganu na brązową świadczy o utworzeniu przez ten pierwiastek brązowego tlenku manganu(IV).

Zapisz odpowiednie równania reakcji w formie cząsteczkowej.

MnCl₂ + 2NaOH → Mn(OH)₂ + NaCl

Mn(OH)₂ + O₂ → MnO₂ + H₂O

Zadanie 40

Reakcji addycji cząsteczek asymetrycznych HX np. HCl, H₂O do niesymetrycznych alkenów przebiegają według schematu:

R₁ R₂ R₁ R₂ R₁ R₂

\ / | | | |

C=C + HX →
H- C - C - R₃ jako produkt główny oraz H-C=C-R₃ produkt uboczny

/ \ | | | |

H R H X X H

Korzystając z powyższej informacji zidentyfikuj produkty reakcji 1-3 i wpisz w miejsce kropek odpowiednie wzory półstrukturalne (grupowe)

1. CH₃-CH₂-CH=CH₂
   CH₃- CH₂-CHCl -CH₃ produkt główny

2. CH₃-C=CH-CH₃
   CH_3- CH(OH)-CH₂-CH₃ produkt główny

|

CH₃

3. CH₃-CH=CH₂
   CH₃-CH₂-CH₂-OH produkt uboczny

Zadanie 41

Jedną z metod ustalania struktury alkenu jest proces ozonolizy. Proces ten przebiega w kilku etapach i w uproszczeniu można go zilustrować schematem:

R₁ R₃ R₁ R₃

\ / \ \

C = C
C=O + C=O

/ \ / /

R₂ R₄ R₂ R₄

R_1, R₂, R₃ , R₄ - grupy węglowodorowe lub atomy wodoru). Analizując produkty ozonolizy można ustalić położenie wiązania podwójnego w cząsteczce alkenu.

Korzystając z powyższej informacji i znając produkty ozonolizy, ustal strukturę alkenów wpisując w wolne miejsca ich wzory półstrukturalne.

Produkty ozonolizy	Wzór alkenu
O O // // H-C i CH3-CH2-C \ \ H H	CH2=CH-CH2-CH3
O O // // CH3-C i CH3-CH2-C \ \ H H	CH3-CH=CH-CH2-CH3

Zadanie 42

Związki X, Y, Z, Q to jednofunkcyjne pochodne alkanów, zawierające po cztery atomy węgla w cząsteczce.

Korzystając z poniższych informacji, zidentyfikuj związki X, Y, Z, Q, podając ich wzory półstrukturalne (grupowe).

1. Związek X jest produktem łagodnego utlenienia związku o wzorze

CH₃-CH₂-CH(OH)-CH₃

Związek X: utleniany alkohol jest alkoholem drugorzędowym, tak więc w wyniku jego utleniania powstanie keton (butanon) CH₃-CH₂-CO-CH₃

2. Związek Y jest alkoholem monohydroksylowym, który nie ulega działaniu łagodnych utleniaczy. Związek Y: utlenianiu połączonemu z rozkładem cząsteczki ulegają alkohole trzeciorzędowe, więc wyjściowy alkohol będzie butanolem trzeciorzędowym o wzorze (CH₃)₃ -C-(OH)

3. Alkohol Z utleniany w łagodnych warunkach daje związek Q, który pod działaniem amoniakalnego roztworu tlenku srebra przekształca się w kwas o wzorze:

CH₃-CH-COOH

|

CH₃

Związek Z: jako, że jego utlenieni prowadzi do aldehydu musi być alkoholem pierwszorzędowym. Jest nim metylopropano-1-ol (CH₃)₂-CH-CH₂-OH

Informacja do zadania 43 i 44

Poniższy wzór przedstawia cząsteczkę kwasu p-aminosalicylowego, leku o działaniu przeciwgruźliczym w skrócie PAS

COOH - 1

|

/ \\-OH -2

|| | -3

\ //

|

NH₂ -4

Zadanie 43

Podaj nazwy pochodnych węglowodorów, do których należałyby związki organiczne zawierające grupy funkcyjne (fragmenty cząsteczki PAS) oznaczone w powyższym wzorze numerami 2 i 4, 3 i 4 oraz 1 i 2.

Fragmenty cząsteczek PAS	Nazwa grupy pochodnej
2 i 4	Fenole
3 i 4	Aminy aromatyczne
1 i 2	Hydroksykwasy

Zadanie 44

Uzupełnij poniższą tabelę wpisując nazwę jednej grupy funkcyjnej, występującej w cząsteczce, która może brać udział w reakcjach z podanymi niżej odczynnikami

Odczynnik	Nazwa grupy funkcyjnej występującej w cząsteczce PAS
HCl	Grupa aminowa (powstaje chlorowodorek kwasu p-aminosalicylowego)
CH3COOH w obecności H2SO4	Grupa -OH, następuje estryfikacja (dlatego obecność kwasu siarkowego(VI)
KOH	Grupa karboksylowa - zobojętnienie kwasu
CH3OH w obecności H2SO4	Grupa karboksylowa, nastąpi estryfikacja (dlatego obecność kwasu siarkowego(VI)

Zadanie 45

Na pewien peptyd zbudowany z aminokwasów z podanych niżej wzorach podziałano stężonym kwasem azotowym(V) i zaobserwowano pojawienie się żółtej barwy.

Podaj nawę aminokwasu oraz zapisz wzór fragmentu jego cząsteczki, który bezpośrednio bierze udział w opisanej reakcji.

1. CH₃-CH(NH₂)-COOH 2. HO-C₆H₄-CH₂-CH(NH₂)-COOH 3. HO-CH₂-CH(NH₂)-COOH

alanina tyrozyna seryna

Nazwa aminokwasu tyrozyna

Wór fragmentu cząsteczki pierścień benzynowy

Nazwa reakcji reakcja benzenu z kwasem azotowym to reakcja nitrowania. W sytuacji gdy nitrowaniu ulega białko mówi się a reakcji ksantoproteinowej

13

---