Arkusz maturalny
(0–1) Poniżej przedstawiono konfigurację elektronową atomów w stanie podstawowym czterech pierwiastków. I 1s22s22p63s23p64s23d104p3 II 1s22s22p63s23p64s13d5 III 1s22s22p63s23p64s1 IV 1s22s22p63s23p64s23d10 Wpisz do tabeli symbole bloków konfiguracyjnych (energetycznych), do których należą te pierwiastki.
| Pierwiastek | I | II | III | IV |
|---|---|---|---|---|
| Symbol bloku konfiguracyjnego |
(0–2) Wykonaj obliczenia i ustal sumaryczny wzór rzeczywisty opisanego związku.
(0–1) W cząsteczce opisanego związku znajduje się jedna grupa funkcyjna. W roztworze wodnym związek ten dysocjuje z odszczepieniem jonu wodorowego.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich związków spełniających warunki podane w informacji do zadania.
(0–1)
Napisz, jaka dodatkowa informacja o budowie cząsteczki opisanego związku byłaby niezbędna do jednoznacznego ustalenia jego wzoru półstrukturalnego (grupowego).
| Liczba wiązań π | Liczba atomów węgla o hybrydyzacji | ||
|---|---|---|---|
| sp | sp2 | sp3 |
(0–1) Poniżej podano wzór półstrukturalny (grupowy) pewnego węglowodoru. CH2 = C(CH3) – CH2 – CH = CH2
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz liczbę wiązań π w cząsteczce tego węglowodoru oraz podaj liczbę atomów węgla, którym przypisuje się określony typ hybrydyzacji.
(0–1) Roztwory wodne niektórych soli glinu wykazują odczyn kwasowy. Według teorii Arrheniusa przyczyną tego zjawiska jest hydroliza soli słabej zasady i mocnego kwasu. Zgodnie z teorią Brønsteda przemiana ta jest reakcją typu kwas – zasada, zachodzącą według równania: Al(H 2 O) 3 + + H 2 O Al(H 2 O) 5 (OH) 2 + + H 3 O + Dla reakcji przedstawionej powyższym równaniem napisz wzory kwasów i zasad tworzących w tej przemianie sprzężone pary zgodnie z teorią kwasów i zasad Brønsteda–Lowry’ego. Para 1. Para 2.
(0–2) Podczas ogrzewania w zamkniętym naczyniu o stałej pojemności mieszaniny tlenku węgla(IV) i wodoru w temperaturze 850 °C ustaliła się równowaga reakcji CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g) dla której stała równowagi K = 1.
(0–2) Wodór na skalę przemysłową można otrzymać w wyniku konwersji węglowodorów parą wodną w obecności katalizatorów. W pierwszym etapie powstaje tlenek węgla(II) i wodór. Drugi etap tego procesu przebiega zgodnie z równaniem: CO (g) + H2O (g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g) ΔH = – 42 kJ
Określ, jak na stałą równowagi, a – w konsekwencji – na wydajność powyższej reakcji, wpłynie ogrzewanie mieszaniny reakcyjnej. Odpowiedź uzasadnij.
Oceń, jak na wydajność przemiany CO w CO2 wpłynie dodawanie większej ilości drugiego substratu, oraz podaj inny przykład zewnętrznego działania, które odniesie taki sam skutek.
(0–2) Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. HCl (aq) H3PO4 (aq) H2SO4 (aq) HNO3 (aq) Ba(OH)2 (aq) Ca(OH)2 (aq)
(0–2) Wodny roztwór mocnego kwasu o objętości 20 cm3 i pH = 4 rozcieńczono wodą do objętości 50 cm3.
Oblicz pH roztworu kwasu po rozcieńczeniu. Wynik końcowy zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
(0–1) Skóra zdrowego człowieka ma pH wynoszące około 5,5. Mydła sodowe zmieniają odczyn skóry i mogą spowodować naruszenie równowagi kwasowo-zasadowej, przez co zmniejsza się odporność skóry na czynniki zewnętrzne.
(0–1)
Napisz, jakich objawów reakcji powinno się oczekiwać bezpośrednio po dodaniu roztworów obu soli do probówki z roztworem wodorotlenku sodu, a jakich – po dodaniu roztworów obu soli do probówki z roztworem kwasu siarkowego(VI). W opisie uwzględnij barwę zawartości probówek po reakcji.
(0–1)
Zaznacz poprawne dokończenie zdania. Podczas przebiegu opisanego doświadczenia MnO−, 4 a redukcji – jony SO 3 2 −. SO 3 2 −, a redukcji – jony MnO−. 4 SO 3 2 −, a redukcji – jony SO 2 4 −. MnO−, 4 a redukcji – jony SO 2 4 −.
(0–1)
Podaj wzór jonów zawierających mangan, które powstają bezpośrednio po dodaniu roztworów obu soli do probówki z roztworem wodorotlenku sodu.
(0–1) Wpisz do tabeli wzory sumaryczne opisanych tlenków i określ ich charakter chemiczny.
| Wzór tlenku | Charakter chemiczny tlenku | |
|---|---|---|
| Tlenek I | ||
| Tlenek II | ||
| Tlenek III |
(0–2)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji tlenku III z kwasem siarkowym(VI) i z wodorotlenkiem potasu, jeżeli w jednej z tych reakcji powstaje jon kompleksowy, w którym atom centralny ma liczbę koordynacyjną równą 4.
(0–2)
W pierwszym etapie doświadczenia po dodaniu odczynnika 1. zaobserwowano, że w dwóch probówkach wytrąciły się osady, a zawartość jednej probówki pozostała klarowna.
Uzupełnij schemat doświadczenia (wpisz nazwę lub wzór wybranego odczynnika 1.) i podaj nazwę lub wzór soli, którą zidentyfikowano w tym etapie doświadczenia. Odczynnik 1.: .......................................................................................... Pb(NO3)2 (aq) Ba(NO3)2 (aq) Mg(NO3)2 (aq) I II III
W etapie drugim wybrano odczynnik 2., który należy dodać do dwóch probówek zawierających wodne roztwory soli niezidentyfikowanych w etapie pierwszym.
Uzupełnij tabelę. Wpisz nazwę lub wzór wybranego odczynnika 2., podaj nazwy lub wzory soli, które identyfikowano w tym etapie doświadczenia, oraz opisz zmiany zachodzące w probówkach pod wpływem wybranego odczynnika (lub podaj informację, że reakcja nie zachodzi).
(0–1)
Opisz obserwowane zmiany, które świadczą o przebiegu reakcji w probówkach I i II.
(0–1)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w probówce I oraz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce II.
(0–1)
Napisz, jaki był cel opisanego doświadczenia.
(0–2) Fosforany w roztworach wodnych ulegają hydrolizie anionowej, która polega na dysocjacji PO 3 4 − , HPO 2 4 − i H 2PO − 4 . Poniżej przedstawiono równania dysocjacji kwasowej i dysocjacji zasadowej jonów H 2PO − 4 i HPO 2 4 − oraz odpowiadające im stałe dysocjacji kwasowej (Ka) i stałe dysocjacji zasadowej (Kb).
(0–2) Ortofosforany(V) wapnia znajdują zastosowanie jako sztuczne nawozy fosforowe. Jednym ze źródeł ortofosforanu(V) wapnia [Ca3(PO4)2] jest minerał zwany fosforytem. Jako związek bardzo trudno rozpuszczalny w wodzie zawiera fosfor w postaci nieprzyswajalnej przez rośliny. Przeprowadza się go w dobrze rozpuszczalny w wodzie diwodoroortofosforan(V) wapnia.
Napisz w formie cząsteczkowej • równanie reakcji otrzymywania nawozu zwanego superfosfatem (w jego skład oprócz diwodoroortofosforanu(V) wapnia wchodzi siarczan(VI) wapnia), który powstaje w wyniku reakcji fosforytu z kwasem siarkowym(VI) (reakcja I) • równanie reakcji otrzymywania nawozu zwanego superfosfatem podwójnym (diwodoroortofosforan(V) wapnia), który powstaje w wyniku reakcji fosforytu z kwasem ortofosforowym(V) (reakcja II).
A. superfosfatu, ponieważ .......................................................................................... .......................................................................................... B. superfosfatu podwójnego,
Dokończ zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A. lub B. oraz uzasadnij swój wybór. Korzystniejszą metodą nawożenia gleby w celu uzupełnienia jej składu w fosfor jest stosowanie
(0–2) W celu zbadania zawartości węglanu sodu w sodzie kalcynowanej próbkę sody o masie 10 gramów rozpuszczono w wodzie i dodano 100 cm3 kwasu solnego o stężeniu c = 2 mol·dm −. 3 Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O Otrzymany roztwór ogrzano w celu całkowitego usunięcia wydzielającego się tlenku węgla(IV). Po ostudzeniu do otrzymanego roztworu dodawano w obecności wskaźnika wodny roztwór wodorotlenku sodu, aby zobojętnić nadmiar kwasu solnego. Na zobojętnienie zużyto 25 cm3 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu c = 2 mol·dm −. 3
Oblicz w procentach masowych zawartość węglanu sodu w badanej próbce sody kalcynowanej, jeżeli wiadomo, że ta próbka nie zawierała żadnej innej substancji reagującej z kwasem solnym.
(0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. W opisanej wyżej reakcji (intensywnie / bardzo słabo) zabarwiony wodny roztwór zawierający jony MnO − 4 przechodzi w (intensywnie / bardzo słabo) zabarwiony roztwór zawierający jony Mn 2 + . Dzięki temu wodny roztwór KMnO4 można stosować w analizie miareczkowej do ilościowego oznaczania substancji (utleniających / redukujących) w środowisku kwasowym (z użyciem / bez użycia) wskaźnika barwiącego roztwór.
(0–1) Skład prostej cząsteczki oksokwasu można przedstawić formułą HnRO(m+n), czyli ROm(OH)n, gdzie R to atom centralny. Dla kwasu siarkowego(VI) zapis ma postać SO2(OH)2. O właściwościach kwasowych decyduje zdolność odszczepiania protonów z grup wodorotlenkowych oksokwasu. Kwas ROm(OH)n jest tym mocniejszy, im większą wartość przyjmuje wskaźnik „m”. Przy tych samych wartościach „m” i „n” mocniejszy jest ten oksokwas, którego atom centralny jest bardziej elektroujemny oraz im mniejsze są jego rozmiary.
(0–1) Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny (grupowy) fluorowcopochodnej pewnego węglowodoru. CH3 CH3 CH2 CH3 C CH2 CH C CH3 Cl CH3 Br
Podaj nazwę systematyczną fluorowcopochodnej o podanym wzorze.
(0–1)
Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Przeanalizuj dane zawarte w tabeli i uzasadnij swoją odpowiedź. Pod ciśnieniem 1013 hPa 1-bromopropan ma temperaturę wrzenia (wyższą / niższą) niż 1-chloropropan, a (wyższą / niższą) – niż 1-jodopropan.
(0–1) Spośród wymienionych w tabeli nazw i wzorów substancji wybierz i podaj nazwy alkanów, które w temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1013 hPa są cieczami, oraz wzory halogenków alkilowych, które w tych warunkach są gazami.
(0–1) Strukturę alkenu można określić, jeśli zna się liczbę i układ atomów węgla w cząsteczkach aldehydów i ketonów (związki łatwe do identyfikacji) otrzymanych w wyniku ozonolizy alkenu. Ozonoliza alkenu jest procesem polegającym na rozszczepieniu (całkowitym rozerwaniu) podwójnego wiązania węgiel – węgiel w cząsteczce alkenu za pomocą ozonu. Proces jest dwuetapowy: pierwszy etap polega na addycji ozonu do wiązania podwójnego z wytworzeniem ozonku, a drugi – na hydrolizie ozonku. Proces hydrolizy prowadzi się przy udziale pyłu cynkowego jako czynnika redukującego, który zapobiega tworzeniu nadtlenku wodoru mogącego reagować z powstałymi aldehydami i ketonami. W zależności od budowy alkenu produktami ozonolizy mogą być wyłącznie aldehydy lub wyłącznie ketony, lub aldehydy i ketony. O3 O H2O / Zn C = C C C C = O + O = C O O alken aldehydy lub ketony
(0–2) Na poniższym schemacie przedstawiono ciąg przemian, których surowcem wyjściowym jest wapno palone. Związki organiczne umownie oznaczono na schemacie literami A–F.
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji związku D ze związkiem E oraz podaj nazwę związku F.
Napisz, jakie dwie funkcje pełni stężony kwas siarkowy(VI) w powyższej reakcji powstawania związku F.
(0–2) W trzech probówkach (I, II i III) zmieszano metylobenzen (toluen) i brom (rozpuszczony w czterochlorku węgla) w stosunku molowym 1 : 1. Następnie zawartość probówki I naświetlano, do probówki II dodano FeBr3, a probówkę III pozostawiono na pewien czas w ciemności i bez dodatku katalizatora.
Uzupełnij poniższą tabelę. Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone głównych organicznych produktów reakcji i określ typ zachodzącej reakcji (addycja, substytucja, eliminacja) oraz jej mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy). Jeżeli w danej probówce reakcja nie zachodziła, zaznacz ten fakt. Nr probówki Wzór produktu organicznego Typ reakcji Mechanizm reakcji I II III
(0–1) W wyniku chlorowania dwóch izomerycznych alkanów (oznaczonych umownie literami A i B) otrzymano dichloropochodne: z izomeru A – sześć izomerycznych produktów o wzorze C4H8Cl2, a z izomeru B – trzy izomeryczne produkty o wzorze C4H8Cl2.
Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) izomerów A i B.
| Alkohol | Litery oznaczające wzory |
|---|---|
| pierwszorzędowy | |
| drugorzędowy | |
| trzeciorzędowy |
(0–1)
Określ rzędowość alkoholi o podanych wzorach. Wpisz w odpowiednie miejsca tabeli litery oznaczające wzory tych alkoholi.
(0–1)
Napisz równanie reakcji utleniania alkoholu A za pomocą tlenku miedzi(II) i podaj nazwę systematyczną organicznego produktu tej reakcji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
(0–1)
Podaj numery probówek, w których otrzymano klarowne roztwory o barwie szafirowej. Uzasadnij swoją odpowiedź na podstawie budowy cząsteczek związków, które znajdowały się w tych probówkach.
(0–3) Przeprowadzono doświadczenie 2., podczas którego ogrzewano probówki z zawartością otrzymaną w wyniku doświadczenia 1. W niektórych probówkach zaszła reakcja utleniania i redukcji, w której wodorotlenek miedzi(II) pełnił funkcję utleniacza.
Wskaż numery tych probówek.
Opisz zmianę zachodzącą w tych probówkach podczas opisanej reakcji oraz nazwij grupę funkcyjną, której obecność wpłynęła na wynik doświadczenia 2.
(0–3) W syntezach organicznych duże znaczenie mają reakcje chlorowania i bromowania alifatycznych kwasów karboksylowych wobec katalitycznych ilości fosforu. W wyniku reakcji tworzy się związek, w którym atom wodoru α (połączony z atomem węgla sąsiadującym z grupą karboksylową) jest zastąpiony atomem halogenu (etap I). Atom halogenu w powstałym halogenokwasie może ulegać reakcji eliminacji (podobnie jak halogenki alkilowe) z udziałem wodorotlenku potasu w środowisku alkoholowym. Powstaje wówczas sól kwasu nienasyconego, halogenek potasu i woda (etap II). Ta sól w środowisku kwasowym przekształca się w kwas nienasycony (etap III).
(0–1) Jedną z metod otrzymywania aminokwasów jest bezpośrednia amonoliza α-chloro- lub α-bromokwasów pod wpływem nadmiaru stężonego wodnego roztworu amoniaku. Przebieg tego procesu zilustrowano na poniższym schemacie. nadmiar NH3 (aq) R CH(Br) COOH R CH COO NH3 +
(0–1)
Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jonów waliny, których stężenie jest największe w roztworze o pH = 8 i wzór półstrukturalny (grupowy) jonów waliny, których stężenie jest największe w roztworze o pH = 4. pH = 8 pH = 4
(0–1) Z poniższego zbioru wybierz i zaznacz wzory substancji powodujących denaturację białek oraz uzupełnij zdanie – wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w nawiasie. NH4NO3 Pb(NO3)2 HCHO NaCl C2H5OH Pod wpływem wybranych substancji następuje (zniszczenie pierwszorzędowej struktury / trwałe zniszczenie wyższych struktur) białka.