Arkusz maturalny
Chemia2014CZERWIECformuła 2007POBIERZ
Zadanie 1.
1 pkt(1 pkt) Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.
| Zdanie | P/F |
|---|
Ładowanie…
Arkusz maturalny
(1 pkt) Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.
| Zdanie | P/F |
|---|
| 1. Atom o konfiguracji powłoki walencyjnej 4s24p3 zawiera w rdzeniu atomowym 18 elektronów. | |
| 2. Jony K, S2, Ca2 mają taką samą konfigurację elektronową. | |
| 3. Elektrony w jonach Na, F, Mg2 rozmieszczone są na podpowłokach 1s, 2s i 2p. |
(1 pkt) Poniżej przedstawiono symbole nuklidów. 48 2 E 50 24 E 120 50 E 50 22 E 12 24 E 112 50 E 54 24 E
Podaj, jaką liczbę pierwiastków chemicznych prezentuje zbiór nuklidów o podanych symbolach.
(1 pkt) W tabeli przedstawiono wartości liczb kwantowych opisujących stan czterech elektronów. Liczby kwantowe
Podaj numery dwóch elektronów, które należą do tej samej podpowłoki energetycznej, oraz napisz symbol tej podpowłoki. Numer elektronu główna n poboczna l magnetyczna m magnetyczna spinowa m s I 3 2 1 +1/2 II 4 2 –1 +1/2 III 3 1 1 –1/2 IV 3 2 0 +1/2
(2 pkt) Trzy pierwiastki X, Y i Z mają liczby atomowe o wartościach równych kolejno: 8, 17 i 20. a) Stosując symbole chemiczne pierwiastków X, Y i Z, napisz wzory substancji I – pierwiastków X i Z II – pierwiastków Y i Z III – pierwiastka Y I ......................................... II ......................................... III ......................................... b) Określ charakter chemiczny związku I, zapisując w formie jonowej równanie odpowiedniej reakcji chemicznej.
(1 pkt) W wyniku emisji cząstki β z jądra radioizotopu I powstało jądro ołowiu 210 Pb, a w wyniku emisji cząstki α z jądra radioizotopu II powstało jądro ołowiu 212 Pb. Ustal symbole chemiczne radioizotopów I i II oraz podaj wartości liczb A i Z. Radioizotop I Radioizotop II
(2 pkt)
Oblicz okres półtrwania τ 1/2 izotopu fransu 223 Fr, jeżeli z próbki o masie początkowej 0,64 grama po upływie 1 godziny i 45 minut pozostało 0,02 grama izotopu. 4
(2 pkt) a) Napisz wzór elektronowy dichlorku karbonylu (fosgenu) COCl2 i wzór elektronowy kwasu metanowego (mrówkowego). Wzór elektronowy dichlorku karbonylu Wzór elektronowy kwasu metanowego b) Podaj liczbę wolnych (niewiążących) par elektronowych oraz liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach tych związków. Liczba Nazwa związku wolnych (niewiążących) par elektronowych wiązań σ wiązań π dichlorek karbonylu kwas metanowy
(2 pkt) Amoniak otrzymuje się na skalę przemysłową w wyniku bezpośredniej syntezy azotu z wodorem w obecności katalizatora, pod zwiększonym ciśnieniem i w temperaturze 773 K, N2 + 3H2 katalizator, p,T 2NH3 Przygotowano stechiometryczną mieszaninę azotu z wodorem i zainicjowano reakcję, którą przerwano, gdy przereagowało 20% objętościowych azotu użytego do syntezy.
Oblicz w procentach objętościowych skład mieszaniny poreakcyjnej, w chwili, gdy przerwano reakcję. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku. 5
(2 pkt) N2O4 (g) ⇄ 2NO2 (g) ΔH = 62,8 kJ
Uzupełnij poniższe zdania dotyczące tej przemiany. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. 1. Obniżenie o kilkanaście stopni temperatury mieszaniny tlenków NO2 i N2O4 będących w stanie równowagi w temperaturze pokojowej spowoduje (wzrost / zmniejszenie) intensywności brunatnopomarańczowej barwy mieszaniny. 2. Zachodzi wówczas w większym stopniu proces (dysocjacji / asocjacji) (N2O4 / NO2). 3. Stała równowagi (asocjacji / dysocjacji) (N2O4 / NO2) maleje.
(2 pkt)
Oblicz standardową entalpię tworzenia etanolu z pierwiastków. Skorzystaj z podanych równań reakcji i z wartości standardowych entalpii spalania. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. 1 o 1 H2 (g) + O2 ( g) →H2O (c) ΔH 1 = – 285,83 kJ · mol 2 C (grafit) + O2 (g) → CO2 (g) ΔH 2 o = – 393,51 kJ · mol 1 C2H5OH (c) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) +3H2O (c) ΔH 3 o = – 1357,20 kJ · mol 1
(1 pkt) Spośród cząsteczek i jonów o poniższych wzorach wybierz i podkreśl wzory tych, które mogłyby pełnić funkcję donorów pary elektronowej podczas tworzenia wiązania koordynacyjnego.
(3 pkt) W trzech zlewkach rozpuszczono w wodzie trzy różne sole w temperaturze 20 ºC. W dwóch probówkach powstały roztwory nasycone, a w jednej – roztwór nienasycony. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie. 43 g NaNO3 43 g Pb(NO3)2 43 g NaNO2 I II III 50 g H2O 50 g H2O 50 g H2O Rozpuszczalność tych soli w wodzie w temperaturze 20 ºC podano w tabeli. Rozpuszczalność, g na 100 g H2O
(2 pkt)
Oblicz stężenie molowe nasyconego w temperaturze 20 ºC wodnego roztworu chlorku sodu. Rozpuszczalność chlorku sodu w tej temperaturze wynosi 35,89 g na 100 g wody, a gęstość roztworu d = 1,20 g · cm . 3 Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
(2 pkt) CrO SO3 MnO ZnO CrO3
wybierz ten, który ma charakter amfoteryczny. Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji tego tlenku potwierdzające jego charakter amfoteryczny. Określ, jakie właściwości wykazuje tlenek w każdej reakcji. wykazuje właściwości ................................................................................................................ . wykazuje właściwości ................................................................................................................ . 8
(1 pkt) Przebieg reakcji zachodzącej po zmieszaniu stężonych roztworów chlorku żelaza(III) i węglanu sodu jest złożony, a ostatecznymi produktami są wodorotlenek żelaza(III) i tlenek węgla(IV).
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie tej reakcji.
(4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie umożliwiające rozróżnienie kwasu solnego i roztworu chlorku wapnia. a) Uzupełnij poniższy schemat doświadczenia. Wpisz wzór lub nazwę wybranego odczynnika z listy zaproponowanej poniżej. wodny roztwór azotanu(V) srebra wodny roztwór węglanu sodu wodny roztwór azotanu(V) sodu Schemat doświadczenia b) Napisz obserwacje potwierdzające obecność kwasu solnego w probówce I i roztworu chlorku wapnia w probówce II. c) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji przebiegających w probówkach. 9
(3 pkt) W celu identyfikacji zawartości sześciu probówek (I–VI) zawierających wodne roztwory BaCl2 NaOH KI Cl2 Na2SO4 (NH4)2SO4 wykonano pięć doświadczeń. Do ich wykonania pobrano próbki roztworów z probówek. Poniżej przedstawiono obserwacje przeprowadzonych doświadczeń. 1. Po zmieszaniu próbek roztworów z probówek I i V oraz lekkim ogrzaniu wyczuwalny był drażniący zapach, a umieszczony u wylotu probówki zwilżony uniwersalny papierek wskaźnikowy zmienił barwę na niebieską. 2. Po zmieszaniu próbek roztworów z probówek II i III pojawił się biały osad. 3. Po zmieszaniu próbek roztworów z probówek III i V pojawił się biały osad. 4. Zmieszanie próbek roztworów z probówek IV i VI spowodowało zmianę barwy roztworu na żółtobrunatną. 5. Roztwór z probówki IV zabarwił płomień palnika na fioletowo. a) Napisz wzory substancji, których roztwory znajdowały się w probówkach I, II, III, IV, V i VI. Nr probówki I II III IV V VI Wzór substancji
(1 pkt) Wodny roztwór pewnego związku nieorganicznego ma pOH = 9
Napisz, jakiego wodnego roztworu (kwasu czy zasady) należy do niego dodać, aby otrzymać roztwór o pH = 7. Należy użyć ............................................................................................................................... . 10
(3 pkt) NaNO2 NH4NO3 NaOH Al2O3 NaH
wybierz i wpisz do tabeli trzy wzory tych, które po rozpuszczeniu w wodzie utworzą roztwory o pH > 7. Napisz w formie jonowej równania procesów potwierdzających powstanie takich roztworów. Uwaga: Wodorki litowców są związkami typu soli, mają budowę jonową, a ich sieci krystaliczne są zbudowane z kationów metalu i anionów wodorkowych H . Reagują z wodą, a jony H przyjmują protony od cząsteczek wody z wytworzeniem cząsteczek H2.
| Wzór związku | Równanie w formie jonowej |
|---|---|
(3 pkt) Jony azotanowe(V) pod wpływem metalicznego glinu w środowisku zasadowym przekształcają się w amoniak zgodnie ze schematem Al + NO 3 + OH + H2O → [Al(OH)6] 3 + NH3 a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów utleniania i redukcji. b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. .......... Al + .......... NO 3 + .......... OH + .......... H2O → .......... [Al(OH)6] 3 + .......... NH3 11
(1 pkt) Reakcje zilustrowane poniższymi równaniami mogą przebiegać samorzutnie. Zn + 2H → Zn 2 + H2 Cu 2 + H2 → Cu + 2H
Uszereguj jony Cu 2 , Zn 2 , H zgodnie ze wzrostem ich właściwości utleniających.
(1 pkt) Poniżej przedstawiono równania procesów elektrodowych i wartości standardowego potencjału redukcji (w temperaturze 25 ºC) dla dwóch układów. I2 + 2e ⇄ 2I Eº = 0,54 V Fe 3 + e ⇄ Fe 2 Eº = 0,77 V
(2 pkt) Po zanurzeniu blaszki miedzianej w roztworze azotanu(V) srebra można zaobserwować, że płytka pokrywa się nalotem, a roztwór przyjmuje niebieskie zabarwienie. a) Napisz schemat ogniwa elektrochemicznego, z zaznaczeniem biegunów („+” i „–”), w którym zachodzi taka sama reakcja (zilustrowana równaniem sumarycznym), jaka jest opisana w przedstawionej informacji. b) Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. 12
(2 pkt) Cztery wodne roztwory spośród roztworów następujących elektrolitów: H2SO4, HCl, Ca(NO3)2, CuSO4 i NaCl – poddano elektrolizie na elektrodach platynowych. Zaobserwowano, że w elektrolizerze II i III produktami elektrolizy były wodór i chlor. W przestrzeni katodowej elektrolizera II odczyn roztworu zmienił się na zasadowy. W elektrolizerze I i IV produktami elektrolizy były wodór i tlen. Odczyn roztworu w elektrolizerze IV pozostał kwasowy.
Napisz wzory elektrolitów poddanych elektrolizie w elektrolizerach I, II, III i IV. Wzór elektrolitu w elektrolizerze I II III IV
(1 pkt) Podczas elektrolizy soli kwasów karboksylowych na anodzie zachodzi proces zilustrowany 2R – COO → 2CO2 + R – R + 2e
Podaj wzory soli sodowych (A i B), które poddano elektrolizie, jeżeli w wyniku tego procesu oprócz tlenku węgla(IV) na anodzie wydzielił się wodór (podczas elektrolizy soli A) butan (podczas elektrolizy soli B).
(2 pkt) W wyniku reakcji jednego mola pewnego węglowodoru z jednym molem bromu otrzymano jeden produkt, którego masa molowa M = 188 g · mol–1. a) Podaj sumaryczny wzór tego węglowodoru. b) Określ typ opisanej reakcji, stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej. 13
(2 pkt) Dwa węglowodory (I i II) o wzorze sumarycznym C3H6 należą do różnych szeregów homologicznych. Jeden z nich (węglowodór I) ulega hydratacji w środowisku kwasowym. a) Napisz wzory półstrukturane (grupowe) lub uproszczone tych węglowodorów. Wzór węglowodoru I Wzór węglowodoru II
(2 pkt) Cząsteczka pewnego alkanu zawiera pięć grup metylowych oraz po jednym drugo-, trzecio- i czwartorzędowym atomie węgla. a) Określ liczbę węglowodorów spełniających ten warunek. b) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) oraz nazwę systematyczną węglowodoru (spełniającego warunek podany w informacji), który tworzy cztery różne monochloropochodne. Wzór węglowodoru Nazwa węglowodoru 14
(1 pkt)
Uzupełnij poniższy schemat procesu. Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) substancji A, B, C i D.
(1 pkt) Poniżej przedstawiono opis substancji należących do pewnej grupy związków organicznych. Związki, których cząsteczki mają jedną lub kilka grup hydroksylowych, nie są alkoholami. W niewielkich ilościach otrzymujemy je w wyniku destylacji smoły węglowej. Ulegają reakcjom związanym z obecnością grupy hydroksylowej. Mają silniejsze właściwości kwasowe niż alkohole alifatyczne. Reagują z wodnymi roztworami wodorotlenków, tworząc związki o charakterze soli. Ulegają również reakcjom podstawienia, np. reakcji nitrowania. Z solami żelaza(III) tworzą związki kompleksowe o intensywnej barwie od fioletowej do czerwonobrunatnej.
(1 pkt)
Określ formalne stopnie utlenienia atomów węgla (podkreślonych i oznaczonych numerami 1, 2, 3, 4 i 5) w cząsteczkach o podanych niżej wzorach. H – CHO CH3 – OH CH3 – CHO CH3 – COOH H – COOH 1 2 3 4 5 15 Numer atomu węgla 1 2 3 4 5 Formalny stopień utlenienia atomu węgla
(1 pkt) Do zbadania właściwości glukozy użyto zawiesiny świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II). W etapie pierwszym doświadczenia do probówki z niewielką ilością zawiesiny Cu(OH)2 dodano wodny roztwór glukozy i zawartość probówki wymieszano. Następnie, w etapie drugim doświadczenia, zawartość probówki łagodnie ogrzano.
Opisz zmiany, które zaobserwowano w probówce podczas obu etapów doświadczenia.
(1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory dwóch aldoheksoz w projekcji Fischera. CHO CHO H O H H OH H OH H O H H OH H O H H OH H OH CH2OH CH2OH D-altroza D-galaktoza Aldoheksozy te poddano utlenianiu kwasem azotowym(V) w podwyższonej temperaturze. W wyniku utlenienia grupy aldehydowej i grupy –CH2OH zawartych w ich cząsteczkach powstały dikarboksylowe polihydroksykwasy.
Wskaż, która aldoheksoza (D-altroza czy D-galaktoza) po utlenieniu przekształciła się w optycznie czynny kwas dikarboksylowy. 16
(1 pkt) Wykonano doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. glukoza (aq) frukoza (aq) olej roślinny + NaHCO3 (aq) + NaHCO3 (aq) I II III woda bromowa
Podaj numery probówek, w których zaobserwowano objawy reakcji.
(2 pkt) W dwóch nieoznakowanych probówkach znajdują się osobno: tripeptyd (Gly-Ala-Gly) w stanie stałym oraz wysuszone białko jaja kurzego. Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli na rozróżnienie tych substancji. a) Podkreśl wzór odczynnika wybranego z podanej niżej listy. stężony roztwór NaOH + CuSO4 (aq) stężony roztwór HNO3 b) Napisz, jakie obserwacje pozwolą zidentyfikować każdą z badanych substancji po wprowadzeniu do nich wybranego odczynnika. 17