Arkusz maturalny
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że: ●konfiguracja elektronowa atomu w stanie podstawowym pierwiastka X może zostać przedstawiona w postaci zapisu: ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p ●łączna liczba elektronów na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d atomu w stanie podstawowym pierwiastka Z jest równa liczbie elektronów walencyjnych atomu pierwiastka X.
(1 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, numer grupy oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków. Symbol pierwiastka Numer grupy Symbol bloku Pierwiastek X Pierwiastek Z
(1 pkt) W pewnym stanie wzbudzonym atomu pierwiastka X na podpowłokach trzeciej powłoki znajdują się cztery niesparowane elektrony walencyjne.
Uzupełnij schemat, tak aby przedstawiał on fragment konfiguracji elektronowej atomu pierwiastka X ilustrujący rozmieszczenie elektronów (w zapisie klatkowym) na walencyjnych podpowłokach atomu tego pierwiastka w opisanym stanie wzbudzonym. Pod zapisem klatkowym wpisz numery powłok i symbole podpowłok. .… ….
(1 pkt) Dla jednego z niesparowanych elektronów atomu w stanie podstawowym pierwiastka Z
podaj wartości dwóch charakteryzujących go liczb kwantowych: głównej i pobocznej. Ich wartości wpisz do tabeli.
| Liczby kwantowe | Główna liczba kwantowa, n | Poboczna liczba kwantowa, l |
|---|---|---|
| wartości liczb kwantowych |
(1 pkt) Izotopem uranu najbardziej rozpowszechnionym w przyrodzie jest izotop o liczbie masowej równej 238, z którego w wyniku emisji cząstki α powstaje izotop toru. W kolejnych przemianach, na skutek dwukrotnego rozpadu β–, a następnie – rozpadu α, tworzy się inny izotop toru.
Uzupełnij poniży schemat opisujący przemiany, jakim ulega izotop uranu 238U. Wpisz w odpowiednie miejsca symbole pierwiastków i ich liczby atomowe i masowe.
(1 pkt) Ustal i wpisz do tabeli, jaki rodzaj wiązania (kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe) występuje w cząsteczce NH3. Następnie
przyporządkuj dwóm związkom: LiH i PH3, wartości ich temperatury topnienia: 692 °C, –134 °C (pod ciśnieniem 1013 hPa).
| LiH | NH 3 | PH 3 | |
|---|---|---|---|
| Rodzaj wiązania | jonowe | kowalencyjne niespolaryzowane | |
| Temperatura topnienia, °C | –78 |
W czasie pożarów lasów, wyładowań elektrycznych, podczas pracy urządzeń grzewczych lub silników spalinowych możliwa jest reakcja zachodząca między dwoma składnikami powietrza – azotem i tlenem. Te gazy łączą się z wytworzeniem tlenku azotu(II) zgodnie z równaniem: o N 2 (g) + O 2 (g) 2NO(g) Δ H > 0 Powstały bezbarwny i bezwonny tlenek azotu(II) łatwo utlenia się do tlenku azotu(IV) NO2, który jest brunatnym gazem o ostrym zapachu. Tlenek azotu(IV) dimeryzuje z utworzeniem tetratlenku diazotu N2O4, który jest gazem bezbarwnym: 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g) Δ H o < 0
(1 pkt)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Reakcja syntezy tlenku azotu(II) jest reakcją (endotermiczną / egzotermiczną), o czym świadczy (dodatnia / ujemna) wartość ΔH o . Reakcja dimeryzacji tlenku azotu(IV) ma tym większą wydajność, w im (niższej / wyższej) temperaturze zachodzi. Po ochłodzeniu zabarwienie zawartości zamkniętego naczynia, do którego wprowadzono świeżo otrzymany tlenek azotu(IV) NO2, (nie ulegnie zmianie / stanie się mniej intensywne / stanie się bardziej intensywne).
| Opis | Wzory drobin |
|---|---|
| Jedna z wiążących par elektronowych powstała z udziałem elektronów, które pochodziły od jednego z atomów. | |
| Występuje co najmniej jedno wiązanie π. | |
| Drobina ma kształt liniowy. |
(2 pkt) H2S CS2 CH4 NH + 4 CO2 H3O+ Spośród drobin, których wzory podano powyżej, wybierz wszystkie, które odpowiadają opisowi podanemu w tabeli. Napisz ich wzory.
(2 pkt) Stężeniowa stała równowagi reakcji CO (g) + H 2 O (g) CO 2 (g) + H 2 (g) w temperaturze 1000 K jest równa 1.
(1 pkt) W zbiorniku o stałej pojemności znajdowały się w pewnych warunkach ciśnienia i temperatury innych niż warunki normalne 2 mole metanu i 2 mole tlenu. Po zainicjowaniu reakcji przebiegła CH4 (g) + 2O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (g)
Przygotowano próbki następujących gazów: NO2, CH4, NH3, SO2 i O2 o jednakowej masie. Wszystkie gazy znajdują się w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. Przyjmij, że w opisanych warunkach NO2 nie ulega dimeryzacji.
(1 pkt) Spośród podanych gazów wybierz i zapisz wzory tych, które po wprowadzeniu do probówek z wodnym roztworem oranżu metylowego spowodują zmianę barwy zawartości probówek.
(1 pkt)
Uporządkuj próbki gazów zgodnie z ich rosnącą objętością. Napisz wzory gazów w odpowiedniej kolejności. najmniejsza objętość największa objętość
(1 pkt)
Napisz oznaczenie zlewki, w której powstał roztwór nienasycony, oraz napisz najwyższą wartość temperatury, poniżej której otrzymano by w tej zlewce roztwór nasycony w równowadze z osadem. Roztwór nienasycony powstał w zlewce ………………………………….……………..…. Otrzymano by roztwór nasycony w temperaturze niższej niż ………………………………
(2 pkt) Do zlewki A dolano 20,00 g roztworu Li2CO3 o stężeniu 1% (w procentach masowych) i zawartość zlewki oziębiono do temperatury 30 °C.
Oblicz masę węglanu litu, który pozostanie nierozpuszczony. Wynik podaj w gramach w zaokrągleniu do drugiego miejsca po przecinku.
(1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem. marmur wapno palone wapno gaszone gips krystaliczny krzemionka
Napisz numery wszystkich probówek, w których zaszły reakcje chemiczne.
Przygotowano wodne roztwory jednoprotonowych kwasów HA i HB. Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego do próbek tych kwasów o objętości 100 cm3, znajdujących się w oddzielnych naczyniach, dodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol · dm–3 i za pomocą pehametru mierzono pH każdej mieszaniny reakcyjnej. Przebieg doświadczeń zilustrowano poniższym wykresem. Na wykresie dla obu substancji zaznaczono punkt równoważnikowy (PR), czyli wartość pH roztworu po dodaniu stechiometrycznej ilości wodnego roztworu NaOH.
(1 pkt) W celu określenia punktu równoważnikowego można przeprowadzić analogiczne doświadczenia, stosując wskaźniki kwasowo-zasadowe, czyli związki chemiczne, które przyjmują różne zabarwienia w roztworach o różnych odczynach. Wizualne metody wyznaczania PR miareczkowania z zastosowaniem wskaźników polegają na dodawaniu – do roztworu miareczkowanego – takiego wskaźnika, który zmieni barwę w punkcie równoważnikowym reakcji. Dla każdego wskaźnika jest określony zakres pH, w którym następuje zmiana jego zabarwienia. Poniżej scharakteryzowano cztery wskaźniki kwasowo- -zasadowe. Poprawnie dobrany wskaźnik użyty w procesie miareczkowania to taki, którego obszar zmiany barwy, spowodowanej dodaniem niewielkiej ilości roztworu miareczkującego, znajduje się wewnątrz skoku miareczkowania (na praktycznie pionowym odcinku wykresu miareczkowania) i leży możliwie najbliżej punktu równoważnikowego.
(2 pkt) Mieszaninę gazów składającą się z tlenku węgla(IV), amoniaku i metanu o objętości 9,78 dm3 przepuszczono w temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1013 hPa przez płuczki, których zawartość przedstawia poniższy rysunek. Stosunek molowy amoniaku do metanu w wyjściowej mieszaninie był równy 3 : 1. Po przepuszczeniu mieszaniny gazów przez płuczki okazało się, że tylko jeden gaz nie został pochłonięty i opuścił zestaw płuczek. wlot mieszaniny gazów Podczas przepuszczenia gazów przez płuczki, w płuczce z wodnym roztworem wodorotlenku CO2 + 2OH– → CO 3 2 −+ H2O Masa tej płuczki wzrosła o 5,28 g.
Oblicz, jaką objętość zająłby w warunkach normalnych amoniak, który był składnikiem mieszaniny. Uniwersalna stała gazowa R = 83,1 dm3·hPa·mol–1·K–1.
(1 pkt) Związek między mocą kwasu Brønsteda i zasady sprzężonej z tym kwasem w roztworach Ka ⋅ Kb = Kw gdzie Ka oznacza stałą dysocjacji kwasu, Kb – stałą dysocjacji sprzężonej zasady, a Kw – iloczyn jonowy wody, którego wartość wynosi 1,0 ⋅ 10–14 w temperaturze 298 K. W poniższej tabeli podano wartości stałej dysocjacji wybranych kwasów chlorowych w temperaturze 298 K.
Poniżej przedstawiono informacje dotyczące zawartości wybranych jonów w próbce pewnej wody mineralnej. Na podstawie oryginalnej etykiety wody mineralnej dostępnej na rynku. Z przedstawionych informacji wynika, że woda mineralna to roztwór zawierający różne rozpuszczone sole.
| KATIONY, mg · dm−3 | ANIONY, mg · dm−3 |
|---|---|
| Na+ 254,00 | HCO− 357,80 3 |
| Ca2+ 10,00 | CO2− 163,00 3 |
| K+ 0,91 | Cl− 26,40 |
| Mg2+ 0,37 | SO2− 7,81 4 |
(1 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji chemicznej, w wyniku której nastąpi wytrącenie osadu – składnika tzw. kamienia kotłowego – po ogrzaniu wody mineralnej do temperatury 100 °C.
(1 pkt) Spośród wymienionych związków
wybierz wszystkie, które – wprowadzone w odpowiednim nadmiarze do wody mineralnej – spowodują usunięcie jonów węglanowych i wodorowęglanowych. Podkreśl wzory wybranych związków. KHCO3 Ca(OH)2 HCl KMnO4
(1 pkt) Zidentyfikuj kationy obecne w roztworach 1., 2. i 3. Wpisz ich wzory lub nazwy do tabeli. Roztwór Wzór lub nazwa kationu 1. 2. 3.
(1 pkt)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas pierwszego etapu doświadczenia w probówce I.
(1 pkt)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce II podczas drugiego etapu doświadczenia, jeżeli w tym procesie powstaje anion kompleksowy.
(1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, w którym do roztworu manganianu(VII) potasu dodano wodne roztwory substancji X i azotanu(III) sodu. Przebieg doświadczenia zilustrowano poniższym schematem. W czasie doświadczenia zaobserwowano zmianę barwy roztworu z fioletowej na zieloną. Spośród wymienionych substancji wybierz wszystkie, które mogły zostać użyte jako substancja X w opisanym doświadczeniu. Podkreśl ich wzory. NaCl HCl Ba(OH)2 H2SO4 NaOH NH4Cl NaNO3
W ogniwie galwanicznym zachodzi reakcja opisana równaniem: Mg + Pb2+ → Mg2+ + Pb
(1 pkt)
Uzupełnij poniższy schemat ogniwa, w którym zachodzi opisana reakcja. Wpisz symbole metali i wzory jonów oraz zaznacz w tym ogniwie ładunki elektrod (+ albo –). galwanometr klucz elektrolityczny …………
(1 pkt)
Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych.
W wodnym roztworze Cu(NO3)2 zanurzono płytkę kadmową o masie 75,0 g. Po pewnym czasie wyjęto ją, osuszono i zważono. Jej masa wynosiła 73,0 g. Stwierdzono, że w warunkach doświadczenia cały wydzielony metal osadził się na płytce.
(1 pkt)
Dokończ poniższe zdanie – wybierz i podkreśl właściwy opis spostrzeżenia spośród podanych w nawiasie. Po zanurzeniu płytki kadmowej do wodnego roztworu Cu(NO3)2 zaobserwowano po dłuższym czasie, że barwa roztworu zmieniła się z (fioletowej na niebieską / bezbarwnej na zieloną / niebieskiej na bezbarwną).
W 1 dm3 wody rozpuszczono sole miedzi(II), niklu(II) oraz srebra(I), zawierające identyczny anion. W otrzymanym roztworze stężenie molowe kationów wszystkich metali było jednakowe. Przez ten roztwór przepuszczono ładunek elektryczny w warunkach umożliwiających wydzielenie na katodzie kolejno trzech metali.
| Kolejność wydzielania na katodzie | I | II | III |
|---|---|---|---|
| Metal |
(1 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz nazwy lub symbole metali w kolejności ich wydzielania na katodzie.
(2 pkt) Podczas przepływu prądu o natężeniu 2 A przez wodny roztwór soli zawierającej jony metalu X3+ wydzieliło się 2,08 g tego metalu w ciągu 1,5 h. Stała Faradaya F = 96500 C · mol–1.
Oblicz masę molową metalu X. Przyjmij, że podczas elektrolizy nie zachodziły na katodzie inne procesy redukcji.
| Typ | Mechanizm | |
|---|---|---|
| Reakcja 1. | ||
| Reakcja 3. |
(1 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę. Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji 1. i 3.
(2 pkt) Cykloheksanol reaguje z manganianem(VII) potasu w środowisku kwasowym zgodnie z poniższym schematem. OH O + MnO− 4 + H3 O + → + Mn 2 + + H2 O
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania reakcji redukcji i utleniania zachodzących w czasie opisanej przemiany. Uwzględnij, że reakcja przebiega w środowisku kwasowym. Dobierz współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. OH ..... + ..... MnO− 4 + ..... H3 O + → O →..... + Mn 2 + + .... H2 O
(2 pkt) Poniżej podano wartości standardowej entalpii spalania acetylenu i benzenu. C2H2 (g) Δsp H° = – 1300,3 kJ·mol–1 C6H6 (c) Δsp H° = – 3268,4 kJ·mol–1
(1 pkt)
Napisz, jaka różnica w budowie cząsteczek badanych alkoholi była przyczyną różnicy w przebiegu doświadczenia. Odnieś się do struktury cząsteczek obu związków.
(1 pkt)
Uzupełnij zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A. albo B. oraz jej uzasadnienie 1. albo 2. Gdyby zamiast propano-1,2-diolu wprowadzono do probówki II 1,4-dihydroksybenzen, efekt doświadczenia byłby
(1 pkt) Przeprowadzono analizę elementarną pewnej substancji biologicznie czynnej i stwierdzono, że zawiera ona 82,13% masowych węgla i 10,44% masowych wodoru. Wykonaj obliczenia i oceń, czy badanym związkiem mógł być ubichinon Q10 o wzorze sumarycznym C59H90O4. W obliczeniach przyjmij, że MC = 12,00 g · mol–1, MH = 1,00 g · mol–1, MO = 16,00 g · mol–1.
(1 pkt)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe.
Odpowiedź P/F zachowano w układzie oryginalnego arkusza.
Utlenianie i redukcja zachodzą w organizmie w ciągłym cyklu. Cząsteczka ubichinonu przyjmuje dwa elektrony i redukuje się do ubichinolu – związku aromatycznego, który jest pochodną fenolu. Ten proces jest odwracalny, gdyż ubichinol łatwo ulega ponownemu utlenieniu do ubichinonu. Utlenianie ubichinolu zachodzi w środowisku o odczynie obojętnym.
(1 pkt)
Uzupełnij schemat procesu utleniania ubichinolu do ubichinonu w środowisku obojętnym – wpisz w wykropkowane miejsca wybrane wzory i symbole. H3O + H2O OH − e − ubichinol + 2 ..................... → ubichinon + 2 .................. + 2 .................
(1 pkt)
Uzupełnij poniższy rysunek, tak aby przedstawiał wzór cząsteczki ubichinolu.
(2 pkt) Sekwencję aminokwasów w peptydach wyraża się, zapisując w odpowiedniej kolejności trzyliterowe skróty nazw aminokwasów, z których peptyd powstał. Reszta aminokwasu, którego skrót nazwy jest zapisany po lewej stronie, ma w cząsteczce peptydu wolną grupę aminową, a reszta aminokwasu, którego skrót nazwy jest zapisany po prawej stronie, ma wolną grupę karboksylową.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu utworzonego z alaniny, tyrozyny i seryny o sekwencji Ser-Ala-Tyr. Podaj liczbę izomerycznych łańcuchowych tripeptydów utworzonych z reszt tych trzech aminokwasów.
(2 pkt) Gdy wartość pH roztworu aminokwasu jest bliska wartości punktu izoelektrycznego (pI) aminokwasu, to aminokwas występuje głównie w formie jonu obojnaczego. Wartość pI alaniny wynosi 6,11. Wpisz do tabeli wzór formy alaniny dominującej w wodnym roztworze o pH 3,5 i o pH 9,5. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe).
(1 pkt)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Stężenia molowe użytych w doświadczeniu kwasów HA i HB są jednakowe. | ||
| 2 | Zarówno kwas HA, jak i kwas HB są mocnymi elektrolitami. | ||
| 3 | Sumaryczna objętość roztworu w momencie osiągnięcia punktu równoważnikowego dla kwasu HB jest większa niż sumaryczna objętość roztworu w momencie, w którym został osiągnięty punkt równoważnikowy dla kwasu HA. |
substraty kwas 1 + zasada 2 produkty zasada 1 + kwas 2 (1 pkt) Wartość pH w punkcie równoważnikowym dla kwasu HA wynosi 8,70. Stosując definicje kwasu i zasady Brønsteda, napisz w formie jonowej skróconej (używając ogólnego wzoru kwasu HA) równanie reakcji uzasadniające pH roztworu w punkcie równoważnikowym.