Rozwiązanie testu maturalnego rok 2005 (maj)

Poziom podstawowy

Zadanie 1

Zapis 1s²2s²2p⁶3s²3p² (K²L⁸M⁴) przedstawia konfigurację elektronową atomu

1. argonu

2. węgla

3. krzemu - ponieważ znajduje się w okresie trzecim i drugiej grupie bliku energetycznego p

Zadanie 2

Liczba atomowa pierwiastka jest cztery razy większa od liczby atomowej berylu, a liczba masowa jego izotopu jest równa liczbie atomowej selenu

Do rozwiązania zadania niezbędne jest skorzystanie z układu okresowego

• liczba atomowa berylu wynosi 4, więc liczba atomowa szukanego nuklidu równa się 16

• liczba atomowa selenu wynosi 34

Szukanym nuklidem jest

Zadanie 3

Określ na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków, typ wiązania w związkach: KBr i HBr

Typ wiązania w KBr - różnica elektroujemności (odczytanych z tablic) wynosi 2,8 - 0,9 = 1,9, jako, że różnica elektroujemności jest większa niż 1,7 wiązanie w tym związku jest wiązaniem jonowym (tak jak we wszystkich solach !)

Typ wiązania w HBr - różnica elektroujemności wynosi 2,8 - 2,1 = 0,7, jest to przedział odpowiadający wiązaniu atomowemu spolaryzowanemu. Pod wpływem rozpuszczalników polarnych np. wody, następuje solwatacja cząsteczek i w efekcie przekształcenie wiązania spolaryzowanego w jonowe i dlatego roztwór wodny HBr jest silnym kwasem.

Zadanie 4

Reakcja rozkładu tlenku azotu(V) przebiega według równania: 2N₂O_5(g) →4NO_2(g)+O_2(g)

Przedstaw interpretację ilościową powyższego równania, uzupełniając wolne miejsca w tabelce:

Ilość reagentów
Nazwa reagenta	Tlenek azotu(V)	Tlenek azotu(IV)	Tlen
Liczba moli	2 mole cząsteczek	4 mole cząsteczek	1 mol cząsteczek
masa	216 g	184 g	32 g
objętość	44,8 dm^3	89,6 dm^3	22,4 dm^3

Uwaga: Objętość przedstawionych w tabeli gazów mierzono w warunkach normalnych

Zadanie 5

Uszereguj tlenki: CaO, MgO, i Na₂O zgodnie ze wzrostem charakteru zasadowego

Litowce (Na) są bardziej zasadowe od berylowców, w grupie tej charakter zasadowy metali rośnie wraz z masą atomową berylowca. W ten sposób najmniej zasadowy jest MgO, dalej CaO i najbardziej zasady jest tlenek litowca czyli Na₂O

Zadanie 6

Tlenek siarki(IV) można otrzymać na skalę przemysłową w wyniku spalenia pirytu (FeS₂):

4FeS₂ + 11O₂ → 2Fe₂O₃ + 8SO₂

oblicz, jaka objętość tlenku siarki(IV), zmierzona w warunkach normalnych, powstanie w wyniku spalania 30 g pirytu

Zrównania reakcji wynika, że:

W wyniku spalenia 4 moli pirytu czyli 4x120 g powstaje 8x22,4 dm³ SO₂

W wyniku spalenia 30 g powstaje x dm³ SO₂

Zadanie 7

Podaj jedną przyczynę powstawania kwaśnych deszczów

1. dwutlenek siarki powstający podczas spalania węgla kamiennego zanieczyszczonego związkami siarki np. pirytem

2. tlenki azotu powstające w trakcie spalania paliw w energetyce lub też różnego rodzaju silnikach, gdyż w zużywanym w trakcie spalania powietrzu znajduje się również azot i w zależności od temperatury spalania tworzą się różne ilości tlenków azotu. Tlenki azotu powstają również jako produkty odpadowe w różnorodnych technologiach chemicznych np. przy produkcji nawozów azotowych lub kwasu azotowego.

Zadanie 8

Wymień po dwie właściwości fizyczne sodu i siarki

Właściwości fizyczne sodu: połysk metaliczny, miękki (można go kroić żyletką), przewodzi prąd elektryczny

Właściwości fizyczne siarki: niemetal barwy żółtej, tworzy odmiany alotropowe (rombowa, jednoskośna , plastyczna), nie rozpuszcza się w wodzie.

Zadanie 9

Spośród niżej podanych właściwości:

1. rozpuszczanie go w wodzie jest procesem endoenergetycznym

2. jego stężony wodny roztwór działa parząco na skórę

3. jest higroskopijny

4. jego roztwór jest słabym elektrolitem

5. chłonie tlenek węgla(IV) z powietrza, tworząc węglan sodu

wybierz i zaznacz te, które są prawdziwe dla wodorotlenku sodu:

1. I, II, III

2. II, III, IV

3. II, IV, V

4. II, III, V - odpowiedź poprawna

Zadanie 10

Uczeń przeprowadził doświadczenia, które ilustruje rysunek ( poniżej opis rysunków)

1. do probówki z kwasem siarkowym dodawany jest roztwór wodorotlenku sodu

2. do probówki z roztworem kwasi siarkowego dodawany jest tlenek potasu

3. do probówki z roztworem kwasu siarkowego dodawano roztwór azotanu sodu

Przedstaw w formie skróconej, równania reakcji zachodzących w probówkach I, II i III lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi

Probówka I H⁺ + OH^- → H₂O

Probówka II K₂O + 2 H⁺ → 2 K⁺ + H₂O

Probówka III kwas siarkowy jako mniej lotny, po ogrzaniu mieszaniny wyprze lotniejszy kwas azotowy, a ściślej jego bezwodnik zgodnie z równaniem:

Zadanie 11

Badano zachowanie cynku, miedzi i magnezu wobec rozcieńczonego kwasu solnego (chlorowodorowego), przeprowadzając doświadczenia przedstawione na poniższych rysunkach: przedstawiono trzy numerowane probówki z zaznaczoną zawartością, którą jest kwas solny i kolejno wprowadzano do roztworu w probówce I cynk, w probówce II miedź i probówce III magnez

Korzystając ze skróconego szeregu aktywności wybranych metali : K, Ca, Mg, Zn, Pb, H, Cu, Ag, Au, wskaż, w których probówkach przebiegały reakcje chemiczne. Wyjaśnij dlaczego we wskazanych przez ciebie probówkach metale reagowały z kwasem solnym.

Metale reagowały z kwasem chlorowodorowym w probówkach I oraz III ponieważ cynk i magnez są aktywniejsze od wodoru i mogą dzięki temu redukować jony wodorowe, same zaś tworzą kationy (roztwarzają się). Miedź jako metal mniej aktywny od wodoru tej właściwości nie posiada

Zadanie 12

Napisz co zaobserwowano podczas doświadczenia przedstawionego na rysunku: (tu rysunek przedstawiający probówkę z wodnym roztworem węglanu sodu do której dodawany jest stężony kwas solny

Obserwacja: zawartość probówki pieni się ponieważ wydziela się dwutlenek węgla powstający w wyniku rozkładu kwasu węglowego wypartego z węglany sodu przez znacznie mocniejszy kwas siarkowy(VI)

Zachodzi reakcja, którą opisuje równanie: Na₂CO₃+ H₂SO₄→ Na₂SO₄+ H₂O + CO₂(↑)

Zadanie 13

Efekt energetyczny pewnej reakcji scharakteryzowano następująco: nastąpiło przekazanie energii z otoczenia do układu; energia wewnętrzna układu wzrosła.

Analizując tekst określ czy reakcja jest endoenergetyczna czy egzoenergetyczna

Reakcja jest: endoenergetyczna (lub inaczej endotermiczna)

Zadanie 14

Zaprojektuj doświadczenie, za pomocą którego można wykazać charakter chemiczny tlenków P₄O₁₀ i Na₂O mając do dyspozycji wodę i papierek uniwersalny. Narysuj schemat doświadczenia, podaj spostrzeżenia i wniosek.

Schemat doświadczenia: dwie numerowane probówki z zaznaczonym poziomem wody co opisano na strzałkach wskazujących zawartość probówek. Strzałkami z góry wskazać kolejna do jednej wzór tlenku fosforu o do drugiej tlenku sodu. Narysować zbliżone do wylotu probówek prostokąciki z opisem „papierek uniwersalny”

Spostrzeżenia: papierek uniwersalny w probówce z roztworem tlenku fosforu przyjmuje barwę czerwoną, zaś w roztworze tlenku sody kolor zielony

Wniosek: tlenek fosforu ma charakter kwasowy zaś tlenek sodu zasadowy.

Zadanie 15

W celu porównania wybranych fluorowców, wykonano doświadczenia zgodnie z przedstawionym poniżej rysunkiem:

Cztery rysunki przedstawiające probówki z zawartością, do których dodawane są roztwory, i tak: probówka I - zawiera roztwór KI, do którego dodawana jest woda chlorowa; probówka II - roztwór bromku potasu do którego dodawana jest woda chlorowa; probówka III - roztwór jodku potasu, do którego dodawana jest woda bromowa i wreszcie probówka IV - zawierająca roztwór chlorku potasy do którego dodawana jest również woda bromowa. Podana jest również informacja, że w każdej z probówek znajduje się chloroform. Związek ten, nie mieszający się z wodą, dodawany jest w celu wyekstrahowania wypieranego fluorowca. Dzięki temu efekt reakcji jest łatwo zauważalny.

Podaj w których reakcjach przebiegały reakcje chemiczne oraz sformułuj wniosek dotyczący aktywności chloru, bromu i jodu

Reakcje przebiegały w probówkach: I, II, III

Wniosek: aktywność przedstawionych fluorowców maleje w szeregu: chlor > brom > jod

Występuje tutaj zależność podobna jak w szeregu elektrochemicznym metali kiedy to metal aktywniejszy wypierał z roztworu soli metal mniej aktywny.

Zadanie 16

Wiele proszków do prania zawiera w swoim składzie fosforany(V) sodu. Ich zadaniem jest zmiękczanie wody (usuwanie jonów wapnia i magnezu). Fosforany(V) sodu wraz ze ściekami komunalnymi dostają się do zbiorników wodnych.

Podaj nazwę zjawiska wywołanego wzbogaceniem zbiorników w związki fosforu i określ jaki jest tego skutek

Nazwa zjawiska: eutrofizacja zbiornika wodnego.

Skutek: Związki fosforu ( podobnie jak i związki azotu oraz potasu) należą do tzw. biogenów powodując przenowawożenie zbiorników a co za tym idzie nadmierny rozwój roślinności wodnej. Powoduje to okresowe zubożenie wody zbiorników w tlen i tym samym stwarza poważne zagrożeniem dla żyjących w wodzie zwierząt.

Zadanie 17

Oblicz stężenie procentowe jodu w jodynie, jeżeli otrzymano ją w wyniku rozpuszczenia 8 g jodu w 72 g etanolu.

Obliczenia:

m_s (masa substancji rozpuszczonej) = 8g

m_rozp = (masa rozpuszczalnika - etanolu) = 72 g

m_r (masa roztworu) = 8g + 72g = 80g

Stężenie procentowe c_p można obliczyć na dwa sposoby, albo ze wzoru na stężenie procentowe lub za pomocą proporcji.

Sposób 1

Sposób 2

Masa roztworu, czyli 80 g stanowi 100%

Masa substancji rozpuszczonej, czyli 8 g stanowi x %

C_p = 10%

Zadanie 18

Czterech uczniów miało za zadanie przygotować 200 g 10% roztworu glukozy, mając do dyspozycji: glukozę, wodę destylowaną, wagę laboratoryjną techniczną z kompletem odważników; cylinder miarowy; szkiełko zegarkowe i zlewkę ( gęstość wody d = 1 g/cm³) Polecenie wykonali następująco:

Uczeń	Kolejne czynności wykonane przez uczniów
I	Odważył glukozę na szkiełku zegarkowym, odważkę wsypał do cylindra miarowego, wlewał wodę destylowaną aż objętość roztwory osiągnęła 200 cm^3 i wymieszał.
II	Odważył glukozę na szkiełku zegarkowym, odważkę wsypał do zlewki, dodał 200 g wody destylowanej i wymieszał
III	Obliczył potrzebną masę glukozy i masę wody; odważył obliczoną masę glukozy na szkiełku zegarkowym wsypał odważkę do glukozy do zlewki, dodał 180 cm^3 wody destylowanej i wymieszał
IV	Obliczył masę glukozy, odważył glukozę na szkiełku zegarkowym, odważkę glukozy wsypał do zlewki, dodał 200 cm^3 wody destylowanej i wymieszał

Wskaż, który uczeń wykonał prawidłowo polecenie:

1. I

2. II

3. IV

4. III - ten uczeń postąpił prawidłowo

Oto wyjaśnienie, (które jednak nie musi być podane w arkuszu maturalnym). Znając masę roztworu i oczekiwane stężenie procentowe trzeba obliczyć niezbędną ilość glukozy oraz wody, której masę łatwo przeliczyć na objętość gdyż założona gęstość wynosi 1 g/cm³ 180 g wody oznacza dokładnie taką sama objętość

Zadanie 19

Z podanego poniżej zbioru kwasów wybierz i wpisz do tabeli te, które można zaliczyć do odpowiednich grup. Stężony kwas siarkowy(VI); kwas chlorowodorowy (solny); kwas siarkowodorowy; kwas etanowy (octowy); stężony kwas azotowy(V); kwas bromowodorowy.

Kwasy o właściwościach silnie utleniających	Kwasu słabe
Stężony kwas azotowy(V); stężony kwas siarkowy(VI)	kwas siarkowodorowy, kwas octowy

Zadanie 20

Na podstawie równania reakcji zapisanego w formie cząsteczkowej podaj, w jaki stosunku molowym i masowym reaguje wodorotlenek sodu z kwasem ortofosforowym(V) jeżeli jedynymi produktami są sól obojętna i woda

Cząsteczkowe równanie reakcji: H₃PO₄ + 3NaOH → Na₃PO₄ + 3H₂O

Stosunek molowy wodorotlenku do kwasu: n_wodorotlenku: n_kwasu = 3 : 1

Stosunek masowy wodorotlenku do kwasu: m_wodorotlenku: m_kwasu = 98 : (3x40) = 49 : 60

Zadanie 21

W laboratorium uczeń chciał otrzymać trudno rozpuszczalne związki i wykonał doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku:

I - do probówki z roztworem FeCl₃ dodał roztwór NaOH

II - do probówki z roztworem Na₂S dolał kwas solny

III - do roztworu Pb(NO₃)₂ dodał roztwór KI

Wskaż, w której probówce nie wytrącił się osad ?

Osad nie wytrącił się jedynie w probówce II

Wyjaśnienie - w pierwszej wytrącił się osad wodorotlenku żelaza(III), gdyż jedynie wodorotlenki litowców i w części berylowców są zasadami, czyli rozpuszczają się w wodzie, podobnie ewentualne produkty reakcji w probówce II są rozpuszczalne.

Zadanie 22

Określ stopnie utlenienia azotu w podanych w tabeli cząsteczkach i jonach

	NH3	NO2^-	N2O
Stopień utlenienia azotu	-III (ponieważ wodór ma stopień utlenienia +I)	+III ponieważ tlen ma -II a jon ma ładunek -I	+I gdyż tlen ma stopień utlenienia - II

Zadanie 23

Dobierz współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego w równaniu pierwszego etapu reakcji utleniania siarczku miedzi(II) kwasem azotowym(V)

....CuS + ....HNO₃ → ....CuO + ....S + .....NO + ....H₂O

Bilans elektronowy:

3x | S^-II - 2e^- → S⁰

2x | N^+V + 3e^- → N^+II

Zadanie 24

Wskaż poprawną nazwę poniższego związku

Br

|

CH₃-C - CH - C ≡ CH

| |

CH₂CH₃

|

CH₃

1. 3 - bromo - 3,4 - dimetyloheks - 5 - yn

2. 4 - bromo - 4 - etylo - 3 - metylopent - 1 - yn

3. 4 - bromo - 3,4 - dimetyloheks - 1 - yn

4. 2 - etylo - 2 - bromo - 3 - metylopent - 4 - yn

poprawna jest odpowiedź C gdyż uwzględnia najdłuższy łańcuch węglowy Jak również alfabetyczny porządek podawania podstawników

Informacja do zadań 25 i 26.

Poniżej podano wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch węglowodorów:

Związek A CH ≡ C - CH₃

Związek B CH₂ = CH - CH₂ - CH₃

Zadanie 25

Napisz równanie reakcji związku A z bromem z stosunku molowym 1:1 i określ, jakiego typu jest to proces. Związki organiczne przedstaw w formie wzorów półstrukturalnych (grupowych)

Równanie reakcji: CH ≡ C - CH₃ + Br₂ → CHBr = CBr - CH₃

Typ reakcji: jest to reakcja addycji czyli przyłączania, jest to reakcja typowa dla węglowodorów nienasyconych

Zadanie 26

Przedstaw schemat ciągu przemian (nie musisz pisać równań reakcji) prowadzących do otrzymania butanonu z węglowodoru B. Związki organiczne przedstaw w formie wzorów półstrukturalnych (grupowych).

Schemat ciągu przemian:

CH₂ = CH - CH₂ - CH₃ + H₂O
CH₃-CH(OH) - CH₂ - CH₃ (reguła Markownikowa)

CH₃-CH(OH) - CH₂ - CH₃
CH₃ - CO - CH₂ - CH₃ + H₂O

Zadanie 27

W celu zbadania właściwości chemicznych amoniaku i alaniny (kwasu 2 - aminopropylowego) przeprowadzono doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku:

Dwa rysunki przedstawiające po dwie probówki; na jednym do probówek zawierających kwas solny dodawano kolejno alaninę i amoniak, na drugim do dwóch probówek zawierających roztwór zasady sodowej dodawano alaninę i do drugiej amoniak

Podaj który z badanych związków chemicznych reagował z kwasem i zasadą. Odpowiedź słowną uzasadnij, zapisują odpowiednie równania reakcji.

Z kwasem i zasadą reagowała alanina, która jest przykładem amfoteru organicznego. Cząsteczka alaniny zawiera zarówno grupę karboksylową (właściwości kwasowe) jak i aminową ( właściwości zasadowe).

Równania reakcji w formie cząsteczkowej:

CH₃-CH(NH₂)-COOH + NaOH → CH₃-CH(NH₂)-COONa + H₂O nazwa powstałego połączenia to alaninian sodu. Aby łatwiej zapisać równanie reakcji, w krórej ważna jest grupa aminowa wzór półstrukturalny alaniny będzie zapisany nieco inaczej.

H₂N-CH(CH₃)-COOH + HCl → HCl•H₂N-CH(CH₃)-COOH - powstały związek to chlorowodorek alaniny

Zadanie 28

„(...) Przekonanie, że należy unikać wszelkich tłuszczów, w dużym stopniu wynikało z obserwacji społeczeństw bogatych krajów zachodnich, gdzie ich spożycie jest znaczne i odnotowuje się dużą zapadalność na choroby wieńcowe. Jednak zależność ta dotyczy jedynie tłuszczów nasyconych. W społeczeństwach, w których konsumuje się stosunkowo dużo tłuszczów jedno i wielonienasyconych, na tę chorobę zapada z reguły mniej osób Na przykład tradycyjna dieta Kreteńczyków zawiera duże ilości oliwy ( będących bogatym źródłem tłuszczów jednonienasvconych) i ryb ( bogatych w tłuszcze wielonienasycone). (...)

Dokonaj analizy tego tekstu oraz

• wymień jeden produkt spożywczych będący źródłem tłuszczów jednonienasyconych i jeden produkt będący źródłem tłuszczów wielonienasyconych

• podaj nazwę przykładowego tłuszczu (jedno- lub wielonienasyconego), którego spożycie nie powoduje zwiększenia zapadalności na chorobę wieńcową.

Produkt spożywczy będący źródłem tłuszczów jednonienasyconych: oliwa z oliwek

Produkt spożywczy będący źródłem tłuszczów wielonienasyconych: dania rybne

Nazwa tłuszczu: stosując poznany w programie chemii nienasycony kwas tłuszczowy, to przykładowo trioleinian gliceryny.

Zadanie 29

Metylobenzen (toluen) może reagować z bromem tworząc w zależności od watrunków różne produkty.

Analizując równania reakcji zapisane poniżej określ warunki (A) reakcji I i podaj wzór jednego z możliwych produktów (B) reakcji II

I C₆H₅ - CH₃ + Br₂
C₆H₅ - CH₂Br + HBr

II C₆H₅ - CH₃ + Br₂
B + HBr

Warunki (A) reakcji I podstawienie rodnika alifatycznego zajdzie w obecności światła, czyli w miejsca A wstawia się informację: światło, UV (ultrafiolet) lub hν

Wzór produktu (B) reakcji II ( jednego z możliwych): w obecności katalizatora, którym jest sól metalu ciężkiego następuje podstawienie w pierścieniu benzenowym, zaś z racji tej, że grupa metylowa jest podstawnikiem pierwszego rodzaju, chlor może być podstawiony w położenie meta - lub para -. Tak więc jednym z możliwych produktów może być orto - chlorotoluen.

Zadanie 30

Formalina jest wodnym roztworem metanalu ( aldehydu mrówkowego) o stężeniu ok. 40%.

Zaproponuj doświadczenie pozwalające zidentyfikować metanal (aldehyd mrówkowy) w formalinie. Przedstaw schemat doświadczenia i oczekiwane obserwacje. Napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej.

Schemat doświadczenia: ze względów technicznych podaję opis schematu:

Rys.1 Probówka zawierająca roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), do której dodawany jest roztwór wodorotlenku sodu

Rys. 2 Probówka zawierająca wodorotlenek miedzi(II), do której dodano formalinę, pod probówką znakiem X zaznaczamy palnik, czyli fakt, że zawartość probówki należy ogrzać

Rys. 3 Zawartość probówki stanowi osad o barwie ceglastej (powstaje tlenek miedzi(I))

Obserwacje: po ogrzaniu zawartość probówki przyjmuje barwę ceglasta, typową dla tlenku miedzi(I).

Równanie reakcji: HCHO + 2Cu(OH)₂
HCOOH + Cu₂O + 2 H₂O

Tu rozpoczyna się Arkusz II - czyli zakres rozszerzony

Informacja do zadań 31 i 32

Polon
ulega przemianie α. Okres połowicznego rozpadu tego izotopu wynosi 138 dni.

Zadanie 31

Napisz równanie tej przemiany.

Zadnie 32

W pojemniku umieszczono 1 gram polonu - 210. Oszacuj masę tego izotopu, która pozostanie po upływie 414 dni

Po upływie 414 dni miną trzy okresy połowicznego rozpadu ( czyli inaczej trzy okresy połówkowania). Tak więc pozostanie:

- po pierwszym okresie 0,5 g

- po drugim okresie 0,25 g

- po trzecim okresie 0,125 g izotopu Po - 210

Zadanie 33

Szybkość reakcji 2SO₂ + O₂
2SO₃

Wyraża się równaniem kinetycznym V= k ּ [SO₂]^{2 ּ}[O₂]

Oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeżeli do jej przeprowadzenia przy niezmienionej ilości reagentów, zastosuje się naczynie o trzykrotnie mniejszej objętości.

Obliczenia:

Wtłoczenie tej samej ilości reagentów do naczynie trzykrotnie mniejszego spowoduje, że stosowane w równaniu kinetycznym stężenie molowe będzie trzykrotnie większe, gdyż c_m=n/V przy trzykrotnym zmniejszeniu objętości (V), wartość stężenia c_m wzrasta trzykrotnie

Dlatego do równania kinetycznego wstawiamy w miejsce stężeń 3 i otrzymujemy, że szybkość wzrośnie 27 razy

Zadanie 34

Właściwości fizyczne i chemiczne substancji można określić na podstawie budowy ich cząsteczek. Masa cząsteczkowa etanolu wynosi 46 u, a propanu 44 u, a jednak etanol wrze w temperaturze 78⁰C, a propan w temperaturze -42⁰C.

Podaj jedną przyczynę tak dużej różnicy temperatur wrzenia tych substancji.

Występujący w cząsteczce etanolu atom tlenu nadaje jej większą polarność a tym samym powoduje ich zdolność do asocjacji czyli zwiększonego oddziaływania na siebie i z tego właśnie powodu wyższa temperatura wrzenia etanolu

Zadanie 35

W zbiorniku o pojemności 30 dm³ znajduje się 34 g gazu pod ciśnieniem 1520 hPa w temperaturze 275 K.

Oblicz masę molową tego gazu. Stała gazowa R = 83,14 hPaּdm³ ּK^-1 ּmol^-1

Jako, że podana jest wartość stałej gazowej można skorzystać z równania Clapeyrona pV=nRT, gdzie n oznacza ilość moli gazu, czyli:
czyli n = 1,99 ≈ 2 mole

Druga możliwość to przeliczenie objętości 30 dm³ na warunki normalne

44,8 dm³ czyli 2 mole

Masa 2 moli gazu wynosi 34 g

Masa 1 mola gazu wynosi 17 g

Zadanie 36

Dane są jony

Zaklasyfikuj je do kwasów lub zasad według teorii Brőnsteda. Uzasadnij swoją decyzję, pisząc odpowiednie równania reakcji

Równania reakcji - zasada przyłącza protony CO₃^2- + 2H⁺→ H₂O + CO₂

- kwas jest dawcą protonów NH₄⁺ + OH^- → NH₃ + H₂O

Zadanie 37

Oblicz entalpię tworzenia (∆H) tlenku węgla(II)

C_(grafitu) +½O₂ → CO_2(g) ∆H= - 393,5 kJ•mol^-1

CO_(g) + ½O₂ → CO_2(g) ∆H = - 283,0 kJ•mol^-1

Obliczenia:

Zgodnie z prawem Hessa entalpia układu zależ wyłącznie od stanu początkowego i końcowego układu i tym samym stanowi sumę wszystkich etapów pośrednich. Jako, że spalanie grafity do dwutlenku węgla składa się z dwóch etapów, to entalpia spalania węgla do dwutlenku jest sumą entalpii spalania węgla do tlenku węgla i dalej tlenku węgla do dwutlenku.

∆H_{grafit do tlrenku}+ ∆H_{tlenek do dwutlenku}= ∆H_{grafit do dwutlenku}

∆H _{grafit do tlenku}= ∆H_{geafit do dwutlenku} - ∆H_{tlenek do dwutlenku}

∆H = - 393,5 kJ•mol^-1 -283,0 kJ•mol^-1 = 110,5 kJ•mol^-1

Zadanie 38

Oceń jak wpływa na ilość amoniaku powstającego w wyniku reakcji syntezy

N_2(g) + 3H_2(g) ↔ 2NH_3(g) ∆H = - 92,4 kJ

1. obniżenie ciśnienia

2. podwyższenie temperatury

3. wprowadzenie dodatkowej ilości azotu

1. zgodnie z regułą przekory obniżenie ciśnienia powoduje przesunięcie równowagi w stronę większej objętości czyli w tym wypadku w stroną substratów czyli w lewo

2. podwyższenie temperatury sprzyja reakcji endotermicznej a więc również w stronę substratów czyli w lewo

3. zwiększenie stężenia substratów przesuwa równowagę w stronę produktów czyli w prawo, zwiększa się tym samym stopień przereagowania wodoru.

Zadanie 39

Masz do dyspozycji blaszkę cynkową, blaszkę miedzianą, roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), roztwór siarczanu(VI) cynku

Zaproponuj doświadczenie, w którym porównasz aktywność miedzi i cynku. W tym celu:

1. przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia

2. opisz przewidywane obserwacje

3. napisz w formie jonowej, równanie (-a) zachodzącej (-cych) reakcji

4. sformułuj wniosek wynikający z przeprowadzonego doświadczenia

Schemat doświadczenia: kontury dwóch probówek z cieczami. W jednej ciecz opisana wzorem siarczanu(VI) miedzi(II) i prostokącik przedstawiający blaszkę opisaną symbolem cynku. Drugi rysunek przedstawia probówkę, w której znajduje się ciecz opisaną wzorem siarczanu(VI) cynku i kawałek metalu opisany symbolem miedzi. (Brak rysunku w przedstawionym tekście z powodów technicznych!)

Obserwacje: Blaszka cynkowa zanurzona w roztworze siarczanu(VI) miedzi(II) po krótkim czasie pokryła się rudym nalotem metalicznej miedzi. W drugiej probówce nie zaobserwowano objawów zachodzenia reakcji, czyli reakcja nie zachodzi.

Równanie reakcji: (zgodnie z zaleceniem w formie jonowej)

Zn⁰ + Cu²⁺ → Zn²⁺ = Cu⁰

Wniosek: Cynk jest metalem aktywniejszym od miedzi. Znajduje to potwierdzenie w położeniu tych pierwiastków w szeregu napięciowym metali, który dołączony jest to arkusza egzaminacyjnego.

Zadnie 40

Na VI stopniu utlenienia chrom tworzy sole: chromiany(VI) i dichromiany(VI). Przeprowadzono doświadczenie, które zilustrowano jonowymi równaniami reakcji:

Opisz w jaki sposób wykonano ten eksperyment. W tym celu:

1. określ potrzebne odczynniki

2. opisz doświadczenie słownie, lub za pomocą schematycznego rysunku

3. napisz przewidywane spostrzeżenia

4. sformułuj wniosek odnośnie trwałości chromianów(VI) oraz trwałości dichromianów(VI) w zależności od środowiska (odczynu) roztworu

Odczynniki: roztwory chromiany(VI) potasu, dichromianu(VI) potasu, wodorotlenku sodu, kwasu siarkowego(VI)

Opis doświadczenia:

Dwa rysunki, na które składają się dwie probówki (kontury probówek)

Na pierwszym rysunku (pierwsze równanie reakcji) probówka z żółtą zawartością ( barwa roztwory chromianu) strzałką od góry zasygnalizowano dodanie kwasu siarkowego(VI) w drugiej probówce zawartość przyjmuje barwę oranżową

Na drugim rysunku (drugie równanie reakcji) probówka z zawartością oranżową od góry strzałką opisano dodanie roztworu wodorotlenku sodu w drugie probówce zawartość ma barwę żółtą, typową dla roztworu chromianu(VI)

Spostrzeżenie:

Zależnie od środowiska zmienia się forma występowania związku chromu, co na dodatek łatwo zaobserwować dzięki różnym barwom chromianu i dichromianu(VI)

Wnioski:

Jon dichromianowy(VI) jest trwały w środowisku kwaśnym, zaś jon chromianowy(VI) w środowisku zasadowym

Zadanie 41

W celu zbadania różnych substancji na białko przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku. Rysunek przedstawia pięć ponumerowanych probówek zawierających roztworu białka kurzego, do których dodano kolejno roztwory:

I - Pb(NO₃)₂

II - (NH₄)₂SO₄

III - H₂SO₄

IV - CH₃OH

V - KCl

Podaj w których probówkach zachodzą następujące procesy:

Wysalanie: II, V

Denaturacja: I, III, IV

Zadanie 42

W związkach organicznych węgiel występuje na różnych stopniach utlenienia. Określ stopnie utlenienia węgla (podkreślone atomy) w cząsteczkach, których wzory podano w tabeli.

Wzór grupowy związku	CH4	CH3OH	HCHO	CH3CHO
Stopień utlenienia węgla	-IV	-II	0	+II

Uwaga na potrzeby reakcji redoks użyteczne jest wyznaczenie średniej elektrowartościowości atomów węgla, która będzie wynosiła -I

Zadanie 43

Pomiędzy osadem a roztworem trudno rozpuszczalnej soli A_nB_m ustala się równowaga opisana równaniem:

Iloczyn stężeń jonów w stanie równowagi z nasyconym roztworze tej soli, który można przedstawić jako zależność:

jest nazywany iloczynem rozpuszczalności. Jeżeli iloczyn ze stężeń jonów [A^m+]ⁿ•[B^n-]^m obecnych w roztworze jest większy od iloczynu rozpuszczalności, wówczas z roztworu wytrąca się osad.

Przeprowadź odpowiednie obliczenia i odpowiedz, czy po zmieszaniu równych objętości roztworów CaCl₂ o stężeniu 0,05 mol/dm³ i roztworu Na₂SO₄ o stężeniu 0,05 mol/dm³ wytrąci się osad CaSO₄ (iloczyn rozpuszczalności I_r = 4,93•10^-5).

Po zmieszaniu roztworów nastąpi ich wzajemne rozcieńczenie. Skoro zmieszano równe objętości, stężenie każdej z soli zmniejszy się dwukrotnie. Tak więc stężenie jonów wapnia i siarczanowych będą równe i będą wynosiły 0,025 mol/dm³. Teraz można obliczyć iloczyn stężeń tych jonów, który będzie równy 0,025² czyli 0,000625 lub inaczej 6,25•10^-4. Wartość ta jest większa od podanego iloczynu rozpuszczalności (4,93•10^-5), tak więc nastąpi wytrącenie osadu siarczanu(VI) wapnia

Zadanie 44

Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z przedstawionym schematem. Rysunek przedstawia probówkę z zaznaczoną zawartością opisaną jako roztwór chlorku żelaza(II), do której dodawany jest roztwór wodorotlenku sodu

Opisz przewidywane obserwacje (dokonane zaraz po dodaniu roztworu wodorotlenku sodu i po pewnym czasie) oraz napisz równania zachodzących reakcji chemicznych.

Obserwacje: Wytrąca się galaretowaty osad barwy zielokawej, który po krótkim czasie przyjmuje barwę brunatną

Równania reakcji: wobec tego, że nie określono rodzaju zaoisu równania reakcji (cząsteczkowo, jonowo) Podaję wszystkie możliwe:

FeCl₂ + 2NaOH → Fe(OH)₂(↓) + 2NaCl - zapis cząsteczkowy

Fe²⁺ + 2OH^-→ Fe(OH)₂ - zapis jonowy skrócony

2Fe(OH)₂ + H₂O + ½O₂ → 2Fe(OH)₃ w tym wypadku nie ma możliwości zastosowania zapisu jonowego, gdyż w środowisku reakcji nie występują jony, lecz jedynie związki w formie nierozpuszczalnej lub nie ulegające dysocjacji

Zadanie 45

W dwóch probówkach znajdują się roztwory soli:

I octanu sodu

II chlorku amonu

Określ jakie odczyny mają te roztwory. Uzasadnij swoją odpowiedź podając, jakie cząsteczki i jony znajdują się w roztworach po hydrolizie.

Odczyn roztworu I - zasadowy (efekt hydrolizy soli słabego kwasu i mocnej zasady)

Odczyn roztworu II - kwaśny (efekt hydrolizy soli mocnego kwasu i słabej zasady)

Uzasadnienie ( cząsteczki i jony znajdujące się w roztworze po hydrolizie):

Roztwór I - cząsteczki kwasu octowego oraz jony sodu i wodorotlenowe

Roztwór II - cząsteczki wodorotlenku amony i jony chlorkowe oraz wodorowe

Zadanie 46

Podczas elektrolizy wodnego roztworu pewnego elektrolitu na anodzie zachodziła reakcja przedstawiona równaniem:

2H₂O →O₂ + 4H⁺ + 4e^-

Sumaryczne równanie tego procesu elektrolizy można przedstawić następująco:

2H₂O → 2H₂ + O₂

Napisz jedno równanie reakcji, która mogła zachodzić na katodzie. Podaj przykład substancji ( wzór sumaryczny), której wodny roztwór mógł pełnić podczas tego procesu rolę elektrolitu.

Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: 2H⁺ + 2e^- → H₂ lub redukcja wody

2 H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^-

Wzór substancji: pierwsze z równań w czasie elektrolizy kwasów tlenowych (skoro rozkładowi ulegała woda), zaś drugie podczas elektrolizy roztworów soli kwasów tlenowych z litowcami lub berylowcami

Zadanie 47

Reakcję chemiczna zachodząca w pewnym ogniwie opisuje równanie:

Przedstaw schemat tego ogniwa i napisz równanie reakcji przebiegających w jego półogniwach.

Schemat ogniwa: Pt|Fe²⁺/Fe³⁺||Sn²⁺/Sn⁴⁺|Pt jako, że układy redoksowe elektrod stanowią roztwory soli żelaza i cyny konieczne jest zastosowanie elektrod pomocniczych (tak jak w elektrodzie wodorowej) Rolę taką pełni platyna.

Równania reakcji w elektrodach można odczytać z podanego równania sumarycznego i tak:

Fe³⁺ + e^- → Fe^2- zachodzi redukcja, czyli ta elektroda jest anodą

Sn²⁺ -2e^- → Sn⁴⁺ cyna utlenia się, więc ta elektroda pełni w ogniwie rolę anody

Zadanie 48

Glutation o wzorze:

H H

| |

H₂N - C - CH₂ - CH₂ - CO - NH - C - CO - NH - CH₂ - COOH

| |

COOH CH₂ - SH

Jest tripeptydem występującym w żywych komórkach.

Napisz wzory aminokwasów, które powstają w wyniku całkowitej hydrolizy tego związku:

Wzory:

H H

| |

H₂N - C - CH₂ - CH₂ - COOH : NH₂ - C - COOH NH₂ - CH₂ - COOH

| |

COOH CH₂ - SH

Zadanie 49

Dokonaj analizy schematycznych rysunków przedstawiających trzy doświadczenia i uzupełnij brakujące informacje, podając wzór substancji X oraz formułując w tabeli obserwacje

Opisy rysunków

I do probówki z etanolem dodano metaliczny sód

II glicerol dodano do znajdującej się w probówce II substancji X

III papierek uniwersalny zanurzono w roztworze fenolu

Wzór substancji X: reakcja z osadem w wyniku której powstaje roztwór o barwie szafirowej, to typowa dla alkoholi wielowodorotlenowych reakcja z osadem wodorotlenku miedzi(II). Reakcja ta jest przeprowadzana w trakcie próby Trommera, kiedy to osady wodorotlenku miedzi(II) dodaje się badany roztwór - substancji, która jest węglowodanem, będącym rodzajem alkoholu wielowodorotlenowego.

Probówka	Obserwacja
I	Sód gwałtownie reaguje z etanolem, wydziela się gaz, którym jest wodór
II	Osad rozpuszcza się i powstaje roztwór o barwie szafirowej
III	Papierek zabarwia się na czerwono, gdyż fenol ma charakter kwasowy

Zadanie 50

But - 2 - en można otrzymać w wyniku reakcji dysproporcjonowania propenu na odpowiednich katalizatorach. Reakcja polega na tym, że z alkenu o n atomach węgla powstają dwa nowe alkeny: jeden o (n+1) atomach i drugi o (n-1) atomach węgla.

Podaj nazwę drugiego alkenu, który powstał w wyniku tej reakcji i napisz jej równanie, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi).

Nazwa drugiego produktu - eten

Równanie reakcji: 2 CH₃ - CH = CH₂ → CH₂=CH₂ + CH₃-CH=CH- CH₃

Informacje do zadania 51 i 52

Tworzywa sztuczne znajdują szerokie zastosowanie praktyczne. Do ważniejszych polimerów zaliczamy polietylen (polieten) i polichlorek winylu (polichloroeten).

Zadanie 51.

W poniższej tabeli przedstawiono najważniejsze właściwości polietylenu (PE) i polichlorku winylu (PCV). Uzupełnij tabelę wpisując w puste miejsca po dwa przykłady zastosowań tych polimerów, które wynikają z ich właściwości.

Nazwa polimeru	Właściwości	Zastosowanie
polietylen	Odporność na działanie większości rozpuszczalników organicznych oraz stężonych kwasów, mała wytrzymałość cieplna	Opakowania w tym stężonych kwasów i rozpuszczalników organicznych
polichlorek winylu	Odporność na działanie kwasów, tłuszczów, czynników atmosferycznych, dobra wytrzymałość mechaniczna	Konstruowanie aparatury, opakowania

Zadanie 52

Zaprojektuj doświadczenie, w którym wykażesz że produkt termicznego rozkładu polietylenu ma charakter nienasycony. W tym celu:

• przedstaw słowny opis doświadczenia

• opisz obserwacje jakich można dokonać podczas badania nienasyconego charakteru produktu tego rozkładu

Opis doświadczenia:

Do probówki żaroodpornej zamkniętej korkiem z odprowadzeniem (rurka z wężykiem) wprowadzić kawałki polietylenu i łagodnie ogrzewać. Wylot rurki wprowadzić do probówki z wodą bromową.

Obserwacja:

Po pewnym czasie zaobserwuje się odbarwienie wody bromowej co świadczy o zajściu, typowej dla węglowodorów nienasyconych reakcji tzw. próby odbarwienia wody bromowej

1

---