Arkusz maturalny
Chemia2012CZERWIECformuła 2007POBIERZ
Zadanie 1.
1 pkt(1 pkt) 235 92U + 0n → 92 36 Kr + Z A E + 3 0n
Ładowanie…
Arkusz maturalny
(1 pkt) 235 92U + 0n → 92 36 Kr + Z A E + 3 0n
(1 pkt) Poniżej podano konfiguracje elektronowe atomów trzech pierwiastków. Cu: 1s2 2s22p6 3s23p6 4s13d10 C: 1s2 2s12p3
(2 pkt) a) Uzupełnij poniższe zdanie, podkreślając właściwe określenia w każdym nawiasie. Fluorowodór ma ( wyższą / niższą ) temperaturę wrzenia niż chlorowodór, ponieważ pomiędzy cząsteczkami fluorowodoru ( tworzą się / nie tworzą się ) wiązania wodorowe, a między cząsteczkami chlorowodoru ( tworzą się / nie tworzą się ) wiązania wodorowe. b) Uzupełnij poniższe zdanie, wpisując wzory wybrane z poniższego zestawu. NH3, CO, HNO3, CaF2 Wiązanie koordynacyjne, nazywane też wiązaniem donorowo-akceptorowym, występuje
(1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych tlenków metali i niemetali. Al2O3 CaO SiO2 SO2 CO Na2O NO P4O10 Z powyższego zbioru wybierz i wpisz do tabeli wzory tych tlenków, które reagują z wodą w temperaturze pokojowej, tworząc zasady lub kwasy. Wzory tlenków, które w reakcji z wodą tworzą
| zasady | kwasy |
|---|---|
(1 pkt) Pewien metal ma barwę srebrzystobiałą, wysoką temperaturę topnienia i wrzenia, nie reaguje z kwasami nieutleniającymi, ulega działaniu kwasu azotowego(V), reaguje ze stężonym, gorącym kwasem siarkowym(VI). Chlorek, bromek i jodek tego metalu są światłoczułe i rozkładają się na pierwiastki pod wpływem światła słonecznego.
(2 pkt) Wodorotlenek glinu roztwarza się zarówno w kwasach, jak i w zasadach. W tych ostatnich przechodzi w tetrahydroksoglinian lub, przy dużym nadmiarze jonów OH , w heksahydroksoglinian. Procesy te można zilustrować następującym schematem: +OH- +2OH- Al(OH)3 A B
(2 pkt) Wykonano dwa doświadczenia, których przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. NaOH (stęż.) II NH4Cl (aq) a) Napisz, co zaobserwowano podczas reakcji zachodzących w probówkach I i II.
(3 pkt) Cu NaOH (aq) HCl (aq) CuSO4 (aq) H2O a) Wybierz odczynniki spośród podanych powyżej i opisz kolejne czynności, które należy wykonać w celu otrzymania roztworu chlorku miedzi(II). b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas tego doświadczenia. 5
(2 pkt) 1) H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g) ∆H° = 53 kJ 2) 3H2 (g) + N2 (g) ⇄ 2NH3 (g) ∆H° = –92 kJ Po pewnym czasie w obu reaktorach ustalił się stan równowagi.
Określ, jak zmieni się wydajność reakcji otrzymywania jodowodoru oraz otrzymywania amoniaku (wzrośnie, zmaleje, nie ulegnie zmianie), jeżeli a) po ustaleniu stanu równowagi zostanie zwiększone ciśnienie w warunkach izotermicznych. Wydajność reakcji 1) ................................................................................................................... Wydajność reakcji 2) ................................................................................................................... b) po ustaleniu stanu równowagi zwiększona zostanie temperatura w warunkach izobarycznych. Wydajność reakcji 1) ...................................................................................................................
(2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych jonów i cząsteczek. HSO 4 OH NH 4 CO 3 2 H2O H3O HCl a) Wybierz i wpisz do tabeli wzory cząsteczek i jonów, które zgodnie z teorią Brönsteda są w roztworach wodnych wyłącznie kwasami, oraz te, które są wyłącznie zasadami. b) Spośród wymienionych wyżej drobin wybierz te, które tworzą sprzężone pary kwas- zasada. Napisz ich wzory w tabeli. 6
| Wzór kwasu | Wzór zasady | |
|---|---|---|
| Sprzężona para I | ||
| Sprzężona para II |
(2 pkt) Do 120,00 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) srebra o gęstości 1,10 g · cm–3 o nieznanym stężeniu dodano wodę i otrzymano 500 cm3 roztworu o stężeniu 0,13 mol · dm–3.
Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) roztworu azotanu(V) srebra przed rozcieńczeniem wodą. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.
(1 pkt) Ortofosforan(V) baru można wytrącić, mieszając chlorku baru i wodoroortofosforanu(V) sodu (Na2HPO4).
(3 pkt) Do roztworu zawierającego 2 mole azotanu(V) srebra(I) dodano rozcieńczony roztwór zawierający 4 mole kwasu chlorowodorowego (reakcja I). Powstały osad odsączono, a do przesączu dodano roztwór zawierający 1 mol wodorotlenku wapnia (reakcja II). a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji I i w formie jonowej skróconej równanie reakcji II. b) Określ pH roztworu otrzymanego w reakcji przesączu z wodorotlenkiem wapnia, stosując zapis: pH=7 lub pH<7 lub pH>7. Roztwór ma pH ............................. 7
(1 pkt) Fenoloftaleina zmienia barwę w roztworze wodnym o 8,3 ≤ pH ≤ 10,0. Z roztworów I i II o podanych stężeniach jonów wodorotlenkowych wybierz ten, w którym fenoloftaleina zabarwi się na kolor malinowy. I c = 10-9 mol · dm 3 OH II c = 10-5 mol · dm 3 OH
(2 pkt) Synteza amoniaku przebiega w fazie gazowej zgodnie z równaniem: 3H2 + N2 ⇄ 2NH3. Równanie kinetyczne opisujące zależność szybkości tej reakcji od stężeń substratów ma postać: v = k · (c )3 · c H N
| Probówka I | Probówka II | Probówka III |
|---|---|---|
| Zaobserwowano intensywne wydzielanie się brunatnego gazu. | Wydzielał się bezbarwny gaz o ostrym, duszącym zapachu. | Po delikatnym ogrzaniu zawartości probówki stwierdzono wydzielanie się bezbarwnego gazu, który po zetknięciu z powietrzem stawał się brunatny. |
| Probówka I | Probówka II | Probówka III | |
|---|---|---|---|
| Wzór kwasu |
(1 pkt) W trzech nieoznakowanych probówkach znajdowały się: stężony kwas siarkowy(VI), rozcieńczony kwas azotowy(V) i stężony kwas azotowy(V). W celu identyfikacji zawartości probówek przeprowadzono reakcje tych kwasów z miedzią i zanotowano obserwacje. Wpisz do poniższej tabeli wzory kwasów znajdujących się w probówkach I, II i III, uwzględniając, czy kwas był stężony, czy rozcieńczony. 8
(2 pkt) W 3 dm3 wodnego roztworu kwasu o wzorze ogólnym HY w pewnej temperaturze znajduje się 5,418·1023 jonów Y i 4,50 mola niezdysocjowanych cząsteczek HY.
Oblicz stałą dysocjacji kwasu HY. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
(1 pkt) Nadtlenek wodoru może wykazywać w reakcjach właściwości redukujące lub utleniające.
Podaj, w której reakcji (1. czy 2.) nadtlenek wodoru pełni rolę reduktora. 1) 2I- + H2O2 + 2H+ → I2 + 2H2O
(3 pkt) Cr(OH)3 (s) + IO 3 + OH → CrO 2 4 + I + H2O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem pobieranych lub oddawanych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów utleniania i redukcji zachodzących podczas tej reakcji. b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. ...... Cr(OH)3 (s) + ...... IO 3 + ...... OH → ...... CrO 2 4 + …… I + …… H2O 9
(2 pkt) Trzy płytki metalowe o znanych masach zanurzono do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) zgodnie z poniższym rysunkiem. Cd Al Ag CuSO4 (aq) Po pewnym czasie płytki wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Okazało się, że masa płytki kadmowej zmalała. a) Określ, jak zmieniły się (wzrosły, nie uległy zmianie, zmalały) masy pozostałych płytek. Masa płytki glinowej ..................................................................................... Masa płytki srebrnej ...................................................................................... b) Uzasadnij, dlaczego masa płytki kadmowej zmalała.
(2 pkt) Regenerowalnym ogniwem stosowanym w pojazdach mechanicznych jest akumulator ołowiowy, zwany kwasowym, o schemacie: (–) Pb | H2SO4 (aq) | PbO2, Pb (+) elektroda dodatnia: PbO2 + 4H+ + SO4 2- + 2e- → PbSO4 + 2H2O elektroda ujemna: Pb + SO4 2- → PbSO4 + 2e- Podczas ładowania akumulatora zachodzą reakcje odwrotne. a) Korzystając z powyższych informacji, napisz w formie cząsteczkowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej podczas ładowania akumulatora. b) Uzupełnij poniższe zdania. W zdaniu 1. podkreśl jedno określenie w nawiasie, a w zdaniu 2. podaj wzór odpowiedniego związku. 1. Podczas ładowania akumulatora stężenie kwasu siarkowego(VI) ( maleje / wzrasta ). 2. Podczas rozładowywania akumulatora obie elektrody ołowiane pokrywają się ..................... 10
(2 pkt) Podczas elektrolizy wodnych roztworów niektórych soli kwasów beztlenowych na katodzie wydziela się gazowy produkt, a roztwór wokół katody zmienia odczyn. a) Spośród poniżej przedstawionych wzorów soli i nazw wskaźników wybierz wzór soli, która ulega opisanej przemianie, oraz nazwę wskaźnika, który potwierdzi zmianę odczynu roztworu.
| Liczba wiązań | Liczba atomów węgla | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| σ | π | I-rzędowych | II-rzędowych | III-rzędowych | IV-rzędowych |
| 15 | 0 | 1 | 3 | 1 | 0 |
(1 pkt) Pewien węglowodór ma wzór sumaryczny C5H10. Korzystając z zawartych w tabeli informacji dotyczących budowy cząsteczki tego węglowodoru, przedstaw jego wzór półstrukturalny (grupowy).
(1 pkt)
Przedstaw wzór półstrukturalny (grupowy) powstałego głównego produktu reakcji addycji dwóch moli cząsteczek bromowodoru do jednego mola cząsteczek but-1-ynu zgodnie z regułą Markownikowa. 11
(2 pkt) Ważnym monomerem do produkcji kauczuku syntetycznego jest 2-metylobuta-1,3-dien, zwany izoprenem. Można go otrzymać z propenu w wieloetapowym procesie. W etapie I następuje dimeryzacja propenu na katalizatorze glinoorganicznym (AlR3). W etapie II następuje izomeryzacja 2-metylopent-1-enu, a w III piroliza (rozkład pod wpływem wysokiej temperatury) produktu izomeryzacji.
(2 pkt) Poniżej przedstawiono równania reakcji całkowitego spalania metanu i propanu. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O Po całkowitym spaleniu 16,80 dm 3 mieszaniny gazów składającej się z metanu i propanu, zmierzonej w warunkach normalnych (p = 1013,25 hPa, T = 273,15 K) otrzymano 38,28 dm 3 tlenku węgla(IV) zmierzonego w temperaturze 373,15 K i pod ciśnieniem normalnym.
Oblicz zawartość procentową (w % objętościowych) propanu w mieszaninie gazów. Stała gazowa R = 83,14 dm 3 · hPa · mol · 1 K . 1 Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. 12 Informacja do zadania 27. i 28. Benzenol (hydroksybenzen, fenol) jest silną trucizną. Obecność grupy hydroksylowej w cząsteczce benzenolu sprzyja reakcjom podstawienia, grupa ta działa bowiem aktywująco. W niektórych przypadkach, ze względu na dużą reaktywność benzenolu, trudno jest zatrzymać reakcję na etapie monopodstawienia. Przykładem jest reakcja benzenolu z bromem, która zachodzi w stosunku molowym n C 6 H 5 OH : n Br 2 = 1 : 3 i prowadzi
(3 pkt) a) Napisz, korzystając z powyższej informacji, równanie reakcji benzenolu z bromem. Związki organiczne przedstaw za pomocą uproszczonych wzorów strukturalnych. b) Podaj nazwę systematyczną organicznego produktu reakcji.
(2 pkt) Podczas badania próbki ścieku fabrycznego stwierdzono, że benzenol (jedyny fenol w tym ścieku) zawarty w 150 cm 3 tej próbki reaguje z 0,007665 g bromu. Graniczna wartość stężenia fenoli w wodzie podziemnej klasy IV wynosi 0,05 mg · dm . 3
Oblicz, ile razy stężenie benzenolu w próbce ścieku fabrycznego jest większe od wartości granicznej stężenia fenoli dla wody podziemnej klasy IV. W obliczeniach przyjmij przybliżone wartości mas M Br = 80 g · mol , 1 M C = 12 g · mol , 1 M O = 16 g · mol , 1 M H = 1 g · mol . 1 13
(1 pkt)
Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich aldehydów, które można otrzymać w wyniku utlenienia alkoholi o wzorze C4H9OH.
(2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na potwierdzenie obecności etano-1,2-diolu w probówce I i benzenolu w probówce II. a) Wybierz odczynnik, który potwierdzi obecność etano-1,2-diolu w probówce I, oraz odczynnik, który potwierdzi obecność benzenolu w probówce II. Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwy lub wzory odczynników wybranych spośród wodny roztwór AgNO3 z dodatkiem wodnego roztworu NH3 zawiesina Cu(OH)2 wodny roztwór FeCl3 b) Napisz, co potwierdzi obecność etano-1,2-diolu w probówce I oraz benzenolu w probówce II.
(1 pkt) Spośród poniższych wzorów wybierz wszystkie, które przedstawiają związki mogące wykazywać czynność optyczną, i napisz ich numery. HO–CH2CH(OH)CHO CH3CH(OH)CH3 CH3CH2CH(OH)COOH CH3CH2CH(OH)CH3 I II III IV Czynność optyczną mogą wykazywać związki ...................................................... 14
(1 pkt) Moc łańcuchowych kwasów karboksylowych zależy między innymi od liczby atomów węgla w cząsteczce, a także od obecności połączonych z atomami węgla atomów pierwiastków o dużej elektroujemności, np. chloru. Wpływ elektroujemnych atomów jest następujący: im większa jest ich liczba w cząsteczce, tym moc kwasu jest większa, im bardziej atomy te są oddalone od grupy karboksylowej, tym moc kwasu jest mniejsza.
Uszereguj podane poniżej kwasy zgodnie ze wzrostem ich mocy i napisz ich numery. CH3CH(Cl)CH2COOH C2H5C(Cl2)COOH C2H5CH2COOH C2H5CH(Cl)COOH I II III IV
(1 pkt) Monohydroksylowe hydroksykwasy w odpowiednich warunkach ulegają międzycząsteczkowej estryfikacji. Wiązania estrowe mogą tworzyć się między wieloma cząsteczkami hydroksykwasów, prowadząc do powstawania poliestrów.
Napisz równanie reakcji powstawania łańcuchowego estru z trzech cząsteczek kwasu 2-hydroksypropanowego (mlekowego), uzupełniając poniższy schemat. 3 H O CH COOH +
(1 pkt) Cząsteczka aminokwasu o wzorze ogólnym H2N–CH(R)–COOH w silnie kwasowym roztworze ma dwie grupy o charakterze kwasowym: (I) –NH3 + i (II) –COOH. Stałe kwasowości Ka (stałe dysocjacji) dla obu grup wynoszą: Ka(I)≈10–10, Ka(II)≈10–3.
Oceń, która grupa kwasowa w pierwszej kolejności będzie oddawała proton, gdy do zakwaszonego roztworu aminokwasu doda się zasadę. Odpowiedz i zilustruj zachodzący proces, zapisując w formie jonowej skróconej równanie reakcji tego aminokwasu (w formie występującej w środowisku kwasowym) z zasadą. W pierwszej kolejności będzie oddawała proton grupa ............................................................... 15
(1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg przedstawiono na poniższym schemacie. Pb(NO3)2 (aq) NaCl (aq) H2SO4 (stęż.) (NH4)2SO4 (aq) I II III IV
| Zdanie | P/F |
|---|---|
| 1. Reakcja ksantoproteinowa zachodzi podczas działania stężonego kwasu azotowego(V) na białko i w jej wyniku pojawia się charakterystyczne pomarańczowe zabarwienie, które pod działaniem roztworu amoniaku zmienia się na żółte. | |
| 2. Reakcja ksantoproteinowa polega na nitrowaniu reszt aminokwasowych występujących w cząsteczkach białek i zawierających pierścienie aromatyczne. | |
| 3. Reakcja biuretowa zachodzi podczas działania siarczanu(VI) miedzi(II) na białko w środowisku zasadowym, w wyniku czego powstaje związek kompleksowy o barwie zielonej. |
(1 pkt)
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.
(1 pkt) Poniżej przedstawiono wzór aspartamu (syntetycznego środka słodzącego).
Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) trzech związków, które powstają w wyniku całkowitej hydrolizy aspartamu. 16