Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

1

BADANIE WYNIKÓW NAUCZANIA Z CHEMII

POZIOM ROZSZERZONY

(OBLICZENIA CHEMICZNE)

Czas pracy 45 minut

Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 30 punktów.

Zadanie 1. (2 pkt)

1.1

Chlor to pierwiastek występujący w postaci dwóch trwałych izotopów, z których jeden zawiera 18 neutro-

nów, a drugi 20 neutronów w jądrze. Wiadomo, że rozpowszechnienie w przyrodzie izotopu o mniejszej

masie atomowej jest 3,5-krotnie większe w porównaniu z izotopem o większej masie atomowej.
Na podstawie odpowiednich obliczeń ustal średnią masę atomową chloru. Wynik podaj z dokładno-

ścią do dwóch miejsc po przecinku.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Zadanie 2 (2 pkt)

2.1

Próbka metalicznego rodu o masie 100 g zawiera 1% masowy promieniotwórczego izotopu rodu

101

Rh,

którego okres półtrwania T

1/2

= 3,3 roku. Pozostałą masę próbki stanowią trwałe izotopy rodu.

Oblicz całkowitą masę rodu zawartego w próbce 6,6 roku temu.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

2

Zadanie 3 (2 pkt)

3.1

Na 10 g stopu glinu z miedzią podziałano stężonym kwasem azotowym(V). W wyniku reakcji wydzieliło

się w warunkach normalnych 3,36 dm

3

brunatnego gazu, przy 75-procentowej wydajności procesu.

Oblicz zawartość procentową glinu w badanym stopie.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Zadanie 4 (1 pkt)

4.1

Pewien gazowy węglowodór reaguje z 13 cm

3

tlenu, tworząc 8 cm

3

tlenku węgla(IV) i 10 cm

3

pary wodnej.

Pomiary wykonano w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury.
Ustal wzór sumaryczny spalanego węglowodoru.

Wzór sumaryczny węglowodoru: ................................................

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

3

Zadanie 5 (3 pkt)

5.1

Do próbki pewnego nasyconego alkoholu dihydroksylowego o masie 9 g wrzucono kawałek sodu. W wy-

niku reakcji wydzieliło się 2,45 dm

3

bezbarwnego gazu (przy 100-procentowej wydajności procesu).

Doświadczenie przeprowadzono w temperaturze 22ºC i pod ciśnieniem 1000 hPa. R = 83,14

hPa dm

mol K

⋅

⋅

3

Na podstawie odpowiednich obliczeń ustal wzór sumaryczny badanego alkoholu.

Obliczenia:

Wzór sumaryczny alkoholu: ................................................

Zadanie 6 (2 pkt)

6.1 6.2

Do dwóch zlewek zawierających po 100 cm

3

kwasu solnego o stężeniu 1 mol ∙ dm

–3

wprowadzono różne

substancje w ilościach podanych na poniższym schemacie:

HCl

(aq)

1.

2.

17 g AgNO

3(s)

2,24 dm

3

NH

3(g)

(warunki normalne)

a) Podaj numer lub numery zlewek, w których po reakcji pH < 7. …………………………

b) Spośród wymienionych jonów wybierz i podkreśl wzory tych, których stężenie w zlewce oznaczo-

nej numerem 1 będzie po reakcji największe.

Ag

+

NO

3

–

Cl

–

H

+

OH

–

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

4

Zadanie 7 (2 pkt)

7.1

W 10 dm

3

wodnego roztworu kwasu metanowego znajduje się 1,053 ∙ 10

23

anionów metanianowych

i 17,325 mola niezdysocjowanych cząsteczek HCOOH.
Oblicz stopień i stałą dysocjacji kwasu metanowego.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Zadanie 8 (3 pkt)

8.1 8.2

W reaktorze o objętości 1 dm

3

przebiega w stałej temperaturze T reakcja opisana schematem:

A

(g)

+ 2B

(g)

→

← C

(g)

+ D

(g)

Po zmieszaniu substratów A i B w stosunku molowym 1 : 2 zainicjowano reakcję. W chwili ustalenia się stanu

równowagi reakcji uległo 50% substratu A, tworząc produkty C i D. Stała równowagi reakcji wynosi 2.
a) Oblicz stężenia początkowe substratów A i B.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

b) Zakładając, że powyższa reakcja jest reakcją egzoenergetyczną oceń poprawność poniższych zdań.

Uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.

P / F

Wzrost temperatury w układzie powoduje zmniejszenie wartości stałej równowagi reakcji.
Wzrost ciśnienia w układzie powoduje zwiększenie wartości stałej równowagi reakcji.
Zwiększenie stężenia substratu B powoduje zmniejszenie wartości stałej równowagi reakcji.

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

5

Zadanie 9 (2 pkt)

9.1

Pomiędzy osadem trudno rozpuszczalnej substancji a obecnymi w roztworze nasyconym jonami ustala się

stan równowagi, który przedstawia poniższy zapis:

A

x

B

y(s)

→

← xA

y+

+ yB

x–

Iloczyn rozpuszczalności (I

r

) można traktować, jako stałą równowagi powyższego procesu, opisaną wyra-

żeniem:

I

r

= [A

y+

]

x

∙ [B

x–

]

y

,

gdzie [A

y+

], [B

x–

] – stężenia odpowiednich jonów w roztworze nasyconym.

W temperaturze 25ºC zmieszano ze sobą równe objętości roztworu Ca(NO

3

)

2

o stężeniu 0,02 mol ∙ dm

–3

i roztworu NaOH o pH = 12. Wykonując obliczenia, ustal, czy po zmieszaniu wytrącił się osad Ca(OH)

2

,

jeżeli wartość iloczynu rozpuszczalności w temperaturze 25ºC wynosi I

rCa(OH)

2

= 5,5 ∙ 10

–6

.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Zadanie 10 (2 pkt)

10.1

Dla przebiegającej w fazie gazowej reakcji: 2NO

(g)

+ O

2(g)

→ 2NO

2(g)

równanie kinetyczne ma postać: ν = k ∙ [NO]

2

∙ [O

2

]

Na podstawie odpowiednich obliczeń ustal, jak zmieni się szybkość reakcji w czasie t względem szyb-

kości początkowej, jeżeli stężenia początkowe substratów wynosiły odpowiednio: [NO] = 2 mol ∙ dm

–3

oraz [O

2

] = 1 mol ∙ dm

–3

, a w czasie t stężenie tlenu wynosiło [O

2

] = 0,5 mol ∙ dm

–3

.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

6

Zadanie 11 (2 pkt)

11.1 11.2

Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było zbadanie wpływu stężenia substratów na szybkość

pewnej reakcji chemicznej opisanej równaniem: A

(aq)

+ 3B

(aq)

→ D

(aq)

.

W temperaturze 298 K wykonano trzy pomiary. Wyniki zanotowano w tabeli.

Numer pomiaru

[A], mol ∙ dm

–3

[B], mol ∙ dm

–3

ν , mol ∙ dm

–3

∙ s

–1

1

0,1

0,1

2 ∙ 10

–2

2

0,1

0,2

8 ∙ 10

–2

3

0,3

0,1

2 ∙ 10

–2

a) Wybierz i wpisz w wolne miejsce odpowiedni numer (I–III).
Zależność szybkości reakcji od stężenia molowego substratu A ilustruje wykres oznaczony numerem .... .

Zależność szybkości reakcji od stężenia molowego substratu B ilustruje wykres oznaczony numerem .... .

stężenie substratu

stężenie substratu

stężenie substratu

I

II

III

szybkość reakcji

szybkość reakcji

szybkość reakcji

b) Dokończ poniższy zapis, tak aby otrzymać równanie kinetyczne dla opisanej reakcji.

ν = k ∙ ................

Zadanie 12 (2 pkt)

12.1

Poniżej podano równania reakcji otrzymywania fosforowodoru z pierwiastków:

P

4(biały)

+ 6H

2(g)

→ 4PH

3(g)

P

4(czerwony)

+ 6H

2(g)

→ 4PH

3(g)

Korzystając z podanych wyżej równań oraz znając:

– standardową entalpię tworzenia fosforowodoru z fosforu białego ∆H

0

1

= 5,44 kJ/mol,

– standardową entalpię tworzenia fosforowodoru z fosforu czerwonego ∆H

0

2

= 22,90 kJ/mol,

oblicz standardową entalpię przemiany fosforu białego w fosfor czerwony.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

7

Zadanie 13 (2 pkt)

13.1 13.2

Poniżej podano termochemiczne równanie spalania etenu w warunkach standardowych:

2C

2

H

4(g)

+ 6O

2(g)

→ 4CO

2(g)

+ 4H

2

O

(c)

+ 2602 kJ

a) Podaj standardową entalpię spalania etenu. ........................................................................................
b) Wskaż, który wykres przedstawia zmiany energii reagentów podczas przebiegu powyższej reakcji.

2C

2

H

4

+ 6O

2

4CO

2

+ 4H

2

O

przebieg reakcji

A

C

B

D

ener

gia kJ

–2302 kJ

2C

2

H

4

+ 6O

2

4CO

2

+ 4H

2

O

przebieg reakcji

ener

gia kJ

+2302 kJ

2C

2

H

4

+ 6O

2

4CO

2

+ 4H

2

O

przebieg reakcji

ener

gia kJ

–2302 kJ

2C

2

H

4

+ 6O

2

4CO

2

+ 4H

2

O

przebieg reakcji

ener

gia kJ

+2302 kJ

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b

Badanie wyników nauczania z chemii. Poziom rozszerzony

Copyright by ZamKor spółka z ograniczoną odpowiedzialnością S. K. A., Kraków 2013

Z

K

am or

8

Zadanie 14 (3 pkt)

14.1 14.2

Zbudowano ogniwo zgodnie z poniższym rysunkiem:

klucz

elektrolityczny

Zn

ZnCl

2(aq)

AgNO

3(aq)

Ag

V

1

= 100 cm

3

c

1

= 1,00 mol ∙ dm

3

c

2

= 1,00 mol ∙ dm

3

V

2

= 100 cm

3

a) Oblicz siłę elektromotoryczną ogniwa w warunkach standardowych.
SEM = ............................................................................................................................................................

Po pewnym czasie pracy ogniwa układ rozmontowano i stwierdzono, że masa płytki srebrowej wzrosła

o 0,108 g.

b) Oblicz końcowe stężenie kationów cynku przy założeniu, że objętość roztworu nie uległa zmianie.

Obliczenia:

Odpowiedź: ................................................................................................................................................

Dokument pobrany przez: 25087af0d481e50d7a52e9c006498b9824f8a75b