Arkusz maturalny
(2 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując liczbę atomową, symbol pierwiastka, fragment konfiguracji elektronowej, który odnosi się do elektronów walencyjnych, oraz najwyższy i najniższy stopień utlenienia pierwiastka X. Konfigurację elektronową atomów (w stanie podstawowym) pewnego pierwiastk a X można 1s22s22p63s23p5
(1 pkt) O lotności związku decydują między innymi: masa cząsteczki i zdolność do tworzenia wiązań wodorowych. Związki, których cząsteczki tworzą wiązania wodorowe, mają wyższe temperatury wrzenia niż te, które wiązań wodorowych nie tworzą. Pod ciśnieniem atmosferycznym propan-1-ol wrze w temperaturze 97,5 oC, a propanon (aceton) wrze w temperaturze 56,2 oC. Na podstawie powyższego tekstu podaj nazwę związku bardziej lotnego oraz nazwę związku, którego cząsteczki tworzą wiązania wodorowe. Nazwa związku, którego cząsteczki tworzą wiązania wodorowe: ..............................................
(1 pkt) W wyniku bombardowania jąder żelaza 54 26 Fe neutronami powstają jądra chromu 24 51 Cr i emitowane są pewne cząstki.
Uzupełnij poniższy zapis tak, aby przedstawiał równanie reakcji jądrowej, której ulega izotop żelaza 54 Fe . W odpowiednie miejsca wpisz wartości liczb atomowych i masowych izotopów oraz symbole cząstek. Fe + ………...... → Cr + ………......
(1 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w każdy wiersz wzór jednego z wymienionych w informacji tlenków. Lp. Wzór tlenku Reakcja z wodą kwasem zasadą 1. nie zachodzi nie zachodzi zachodzi 2. nie zachodzi nie zachodzi nie zachodzi 3. zachodzi zachodzi nie zachodzi 4. ZnO nie zachodzi zachodzi zachodzi
(3 pkt)
Określ charakter chemiczny tlenku cynku. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji tego tlenku z kwasem solnym oraz wodnym roztworem wodorotlenku sodu, wiedząc, że w jednej z tych reakcji powstaje związek kompleksowy o liczbie koordynacyjnej równej 4.
(2 pkt) Zgodnie z teorią Brönsteda reakcje typu kwas-zasada polegają na przeniesieniu protonu z kwasu do zasady. Układ składający się z kwasu i powstającej z niego przez odłączenie protonu zasady nazywa się sprzężoną parą kwas-zasada. HSO − 3 + H2O ⇄ SO 2 3 − + H3O +
napisz wzory kwasów i wzory zasad, które w tej reakcji tworzą sprzężone pary. Sprzężona para kwas zasada 4
(1 pkt) W zamkniętym naczyniu zachodzi proces utleniania amoniaku. W pewnych warunkach 4NH3 (g) + 5O2 (g) ⇄ 4NO (g) + 6H2O (g)
Napisz, jak zmieni się wydajność reakcji utleniania amoniaku (wzrośnie czy zmaleje) po zmniejszeniu objętości naczynia reakcyjnego w warunkach izotermicznych (T = const).
(3 pkt) Reakcja sodu z wodą zachodzi natychmiast po wprowadzeniu metalu do wody. Reakcja siarki z tlenem wymaga ogrzania siarki w celu zapoczątkowania procesu. Obydwie opisane przemiany są egzotermiczne. a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie procesu, który ma niższą energię aktywacji.
(1 pkt)
Napisz, czy zastosowanie katalizatora ma wpływ na wartość i znak entalpii reakcji. 5
(2 pkt) Pewna przemiana chemiczna przebiega w obecności katalizatora w dwóch etapach. Etap I: CH3CHO + I2 → CH3I + HI + CO
| Czas, min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ilość kwasu, mol | 1 | 0,6 | 0,4 | 0,38 | 0,35 | 0,33 | 0,33 | 0,33 |
(2 pkt) W naczyniu umieszczono 1 mol kwasu octowego i 1 mol etanolu. Po dodaniu katalizatora zaczęto ogrzewać mieszaninę reakcyjną. Powstawanie estru kontrolowano, mierząc ilość kwasu octowego pozostającego w mieszaninie. Wyniki pomiarów zamieszczono w poniższej tabeli.
(1 pkt) Do trzech probówek zawierających wodny roztwór siarczanu(VI) sodu (Na2SO4) dodano wodne roztwory trzech różnych soli. Do probówki I dodano roztwór chlorku strontu (SrCl2), do probówki II roztwór chlorku wapnia (CaCl2), a do probówki III roztwór chlorku baru (BaCl2). Objętości i stężenia molowe wszystkich roztworów były jednakowe. We wszystkich probówkach zaobserwowano strącenie osadu.
Napisz, w której probówce stężenie jonów siarczanowych(VI) jest największe. 6 Wzór soli SrSO 4 CaSO 4 BaSO 4 Iloczyn rozpuszczalności 6,0 · 10 –7 3,2 · 10 –5 1,1 · 10 –10
(3 pkt) Do wodnego roztworu siarczanu(VI) żelaza(III) dodawano wodny roztwór wodorotlenku sodu do momentu całkowitego wytrącenia osadu (reakcja I). Osad oddzielono i wyprażono, otrzymując brunatnoczerwony proszek (reakcja II). a) Napisz w formie cząsteczkowej równania zachodzących reakcji. b) Podaj, jaką metodę rozdzielenia mieszaniny należało zastosować, aby wydzielić osad (powstały w reakcji I) z mieszaniny reakcyjnej.
(3 pkt) Zaprojektuj dwuetapową metodę otrzymywania węglanu wapnia przebiegającą według tlenek metalu X ⎯ reagent ⎯ ⎯ ⎯ 1 → sól beztlenowa metalu X ⎯ reagent ⎯ ⎯ ⎯ 2 → węglan metalu X jeśli dysponujesz tlenkiem wapnia, kwasem solnym i wodnym roztworem odpowiedniego węglanu. a) Napisz wzory lub podaj nazwy reagentów oznaczonych na schemacie numerami 1 i 2. b) Napisz w formie jonowej odpowiednie równania reakcji. 1: ................................................................................................................................................... 2: ................................................................................................................................................... 7 Informacja do zadania 15 i 16 Poniższa tabela przedstawia barwy wybranych wskaźników w zależności od pH roztworów. pH wskaźnik 0 2 4 6 8 10 12 14 I czerwony zmiana barwy żółty żółty żółty żółty żółty żółty II żółty żółty żółty zmiana barwy granatowy granatowy granatowy granatowy III granatowy granatowy granatowy granatowy granatowy zmiana barwy czerwony czerwony
(1 pkt) Do wodnego roztworu wodorotlenku sodu dodano niewielką ilość jednego ze wskaźników, a następnie intensywnie mieszając, dodawano kroplami kwas solny. Początkowo w roztworze wskaźnik miał barwę granatową. Podczas wkraplania kwasu mieszanina przybrała najpierw kolor zielony, a po dodaniu nadmiaru kwasu, roztwór zabarwił się na kolor żółty.
Napisz, którego wskaźnika (I, II lub III) użyto w opisanym doświadczeniu.
(3 pkt) Rozpuszczono w wodzie 2 gramy stałego wodorotlenku sodu, otrzymując roztwór o objętości 5 dm3. a) Oblicz pH otrzymanego roztworu wodorotlenku sodu. b) Na podstawie wykonanych obliczeń napisz, jaką barwę będzie miał w tym roztworze wskaźnik oznaczony numerem III. 8
(2 pkt) W dwóch naczyniach rozpuszczono w wodzie: w jednym naczyniu chlorek glinu, a w drugim etanolan sodu. W każdym z otrzymanych roztworów zanurzono uniwersalny papierek wskaźnikowy. Następnie oba roztwory pozostawiono w zamkniętych naczyniach. Po pewnym czasie stwierdzono, że w jednym z roztworów pojawił się osad, a drugi pozostał klarowny. a) Napisz, na jaki kolor zabarwił się uniwersalny papierek wskaźnikowy w każdym z roztworów. b) Napisz wzór związku, który wytrącił się w postaci osadu.
(2 pkt) Tlenek żelaza(III) redukowano za pomocą tlenku węgla(II), otrzymując metaliczne żelazo i tlenek węgla(IV). Opisany proces przedstawia poniższe równanie reakcji. Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
Oblicz masę tlenku żelaza(III), którego użyto do reakcji, jeżeli w wyniku przemiany otrzymano 300 kg metalicznego żelaza, a wydajność procesu wynosiła 80%. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.
(1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. Stwierdzono, że w probówce powstał bezbarwny roztwór i wydzielił się żółtozielony gaz.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie opisanej reakcji. 9
(3 pkt) Br − + Cr 2O 7 2 − + H+ → Cr 3 + + Br 2 + H2 O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas tej przemiany. b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
(1 pkt) Podczas prowadzonej na elektrodach platynowych elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) srebra na katodzie wydziela się srebro, a na anodzie pewien gaz.
Napisz równanie procesu anodowego.
(2 pkt) Przygotowano półogniwo cynkowe, zanurzając płytkę cynkową w roztworze siarczanu(VI) cynku o stężeniu 1 mol/dm3. Tak sporządzone półogniwo użyto do przygotowania ogniwa o sile elektromotorycznej 1,10 V.
Oblicz potencjał standardowy półogniwa metalicznego, które z półogniwem cynkowym utworzy ogniwo o wartości SEM 1,10 V (w warunkach standardowych). Napisz schemat tego ogniwa zgodnie z konwencją sztokholmską. 10
(2 pkt)
Oblicz gęstość metanu CH4 w temperaturze 30 oC i pod ciśnieniem 1013 hPa (stała gazowa R = 83,14 hPa · dm3 · K – 1 · mol – 1). Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
(3 pkt) Poniższy schemat ilustruje ciąg przemian chemicznych.
(2 pkt)
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, dwa równania reakcji: addycji i substytucji, w wyniku których można otrzymać ten sam związek o wzorze sumarycznym C2H5Cl. 11
(2 pkt) Pewien związek organiczny jest bezbarwnym gazem o ostrym zapachu, drażniącym błony śluzowe. Utleniany daje kwas karboksylowy, zaś redukowany − alkohol. Ze względu na silne właściwości bakteriobójcze wodny roztwór tego gazu o stężeniu 40% stosuje się do konserwacji tkanek zwierzęcych i roślinnych. Podczas przechowywania takiego roztworu na dnie naczynia powstaje biały osad. a) Napisz nazwę systematyczną gazu opisanego powyżej. b) Określ typ reakcji, która prowadzi do powstania osadu w wodnym roztworze tego gazu. Informacja do zadania 27 i 28 W poniższej tabeli podane są wartości temperatury wrzenia wybranych alkoholi pod ciśnieniem 1013 hPa. Nazwa systematyczna alkoholu Temperatura wrzenia, oC 2,2-dimetylopropan-1-ol 114,0 3-metylobutan-1-ol 131,0 pentan-1-ol 138,0 heksan-1-ol 157,3 heptan-1-ol 176,0
(2 pkt) Na podstawie danych umieszczonych w tabeli podaj dwie zależności między budową alkoholi a ich temperaturami wrzenia.
(1 pkt) Korzystając z powyższej tabeli, wybierz i podaj nazwę jednego alkoholu, który jest homologiem pentan-1-olu. 12
(3 pkt) W trzech nieoznakowanych probówkach znajdują się wodne roztwory metanolu, kwasu metanowego (mrówkowego) i kwasu etanowego (octowego). W celu identyfikacji tych • Zbadano odczyn roztworu w każdej probówce za pomocą wskaźnikowego papierka uniwersalnego. W probówce I papierek uniwersalny nie zmienił barwy, w probówce II i III zabarwił się na czerwono. • Do probówek II i III dodano roztwór wodorotlenku sodu w celu wytworzenia silnie zasadowego odczynu, a następnie dodano odczynnik Tollensa i ogrzewano w łaźni wodnej. Lustro srebrne powstało tylko na ściankach probówki III. a) Na podstawie opisu wyników reakcji identyfikacyjnych podaj nazwy substancji znajdujących się w probówkach I i II. W probówce I znajdował się ........................................................................................................ W probówce II znajdował się ....................................................................................................... b) Napisz, czy substancja znajdująca się w probówce III jest w reakcji z odczynnikiem Tollensa utleniaczem, czy reduktorem.
(2 pkt) 2 1 H2N−CH−COOH | 3 CH2−OH a) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) dipeptydu otrzymanego w procesie kondensacji seryny. b) Określ rzędowość atomu węgla oznaczonego numerem 3. 13
(1 pkt)
Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego aminokwasu o wzorze sumarycznym C4H9O2N, który wykazuje czynność optyczną.
(1 pkt) jest polimerem, który wykorzystuje się między innymi do produkcji materiałów izolacyjnych.
Napisz wzór odpowiedniego związku (monomeru) stanowiącego substrat do produkcji polistyrenu. 14