Arkusz maturalny
(2 pkt) Powstawanie pierwiastków we Wszechświecie ilustruje uproszczony ciąg przemian termojądrowych zachodzących na jednym z etapów życia gwiazd. 4 2 He + 4 2 He → 4 8 Be ; 4 8 Be + 4 2 He → 2 6 C ; 12 6 C + 4 2 He → A Z X ; A Z X + 4 2 He → 20 10 Ne ; itd .
(2 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując stopnie utlenienia, jakie przyjmuje siarka w związkach chemicznych i jonach o podanych niżej wzorach. Al (SO ) 2 4 3 Na S 2 HSO − 3 HS− Stopień utlenienia siarki
(3 pkt) Pierwiastek E leży w układzie okresowym w 7. grupie i 4. okresie.
Podaj symbol tego pierwiastka i jego liczbę atomową. Napisz skróconą konfigurację elektronową atomu tego pierwiastka w stanie podstawowym oraz określ dwa najważniejsze stopnie utlenienia, jakie przyjmuje on w związkach chemicznych.
(1 pkt)
Podaj liczbę wiązań σ i liczbę wiązań π w cząsteczce węglowodoru o wzorze: CH2 = C(CH3) − C ≡ CH 3
(2 pkt) Dane są orbitale atomowe oznaczone na rysunkach literami A, B, C i D. Na podstawie powyższego rysunku uzupełnij poniższe zdania. 1. Orbitale oznaczone literami B i C różnią się wartością ........................................................... liczby kwantowej. 2. Orbitale o identycznej wartości pobocznej liczby kwantowej, różniące się wartością głównej liczby kwantowej, to orbitale oznaczone literami ......................... i .......................... 3. Orbitale oznaczone literami ...................... i ..................... różnią się wartością magnetycznej liczby kwantowej.
(3 pkt)
Oblicz, w jakim stosunku masowym należy zmieszać ze sobą wodę destylowaną i roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 6,10 mol/dm3 i gęstości 1,22 g/cm3, aby otrzymać roztwór o stężeniu 10%. 4
(3 pkt) Tlenek cynku nie reaguje z wodą, ale reaguje z kwasami i z zasadami. W reakcji tlenku cynku z roztworem wodorotlenku sodu powstaje związek kompleksowy, w którym cynk ma liczbę koordynacyjną równą 4. Korzystając z powyższej informacji, określ charakter chemiczny tego tlenku. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenku cynku z kwasem solnym oraz z wodorotlenkiem sodu.
(4 pkt) Poniżej przedstawiono wartości iloczynu rozpuszczalności wybranych węglanów w temperaturze 25oC. Ir MgCO3 = 3,5⋅ 10 –8 Ir CaCO3 =2,8·10 –9 Ir SrCO3 =1,1·10 –10 Ir BaCO3 =5,1·10 –9 a) Korzystając z przedstawionych wyżej wartości iloczynu rozpuszczalności, oceń, który z węglanów metali II grupy jest najlepiej rozpuszczalny w wodzie, i podaj jego wzór. b) Zmieszano 100 cm3 roztworu CaCl2 o stężeniu 0,001 mol/dm3 i 100 cm3 roztworu Na2CO3 o stężeniu 0,001 mol/dm3. Wykonaj odpowiednie obliczenia i oceń, czy po zmieszaniu roztworów nastąpiło wytrącenie osadu CaCO3. 5
(3 pkt) Korzystając z teorii Brönsteda, napisz równania reakcji ilustrujące zachowanie amoniaku i chlorowodoru w wodzie. Określ rolę wody w każdym z tych procesów. Równanie reakcji Rola wody Amoniak Chlorowodór
(2 pkt) Roztwory ciał stałych mają zwykle wyższą temperaturę wrzenia i niższą temperaturę krzepnięcia niż czysty rozpuszczalnik. Podwyższenie temperatury wrzenia lub obniżenie temperatury krzepnięcia jest tym większe, im większa jest liczba moli drobin (cząsteczek lub jonów) substancji rozpuszczonej w danej ilości rozpuszczalnika. Sporządzono roztwory wodne chlorku sodu, sacharozy, chlorku glinu i siarczanu(VI) sodu, w każdym przypadku rozpuszczając w tej samej ilości wody 1 mol substancji. Przeanalizuj powyższą informację i podaj nazwę (lub wzór) substancji, której roztwór będzie miał najwyższą temperaturę wrzenia, oraz nazwę (lub wzór) substancji, której roztwór będzie miał najwyższą temperaturę krzepnięcia. Substancja, której roztwór ma najwyższą temperaturę wrzenia to ................................................ Substancja, której roztwór ma najwyższą temperaturę krzepnięcia to ..........................................
(3 pkt) NaNO2, C2H5OH, CH3NH2, NH4Br, CH3ONa Spośród substancji o podanych wyżej wzorach wybierz te, których roztwory mają odczyn zasadowy oraz te, których roztwory mają odczyn kwasowy. Napisz w formie skróconej jonowej równanie reakcji potwierdzającej powstanie kwasowego odczynu roztworu. 6
(2 pkt) Na podstawie powyższego tekstu napisz równania reakcji przebiegających podczas otrzymywania czystego tytanu.
(2 pkt)
Oblicz, ile moli tytanu i ile moli glinu zawiera tzw. gwóźdź ortopedyczny o masie 120 g wykonany ze stopu tytanu o podanym wyżej składzie.
(2 pkt) Zaproponuj dwuetapową metodę otrzymywania tlenku miedzi(II) z roztworu chlorku miedzi(II), pisząc schemat procesu. W schemacie uwzględnij reagenty i warunki przeprowadzenia reakcji. 7
(2 pkt) Tlenek azotu(II) reaguje z tlenem, tworząc tlenek azotu(IV): 2NO + O2 → 2NO2 Szybkość tej reakcji opisuje równanie kinetyczne: v = k [NO]2[O2]
Oblicz, ile razy należy zwiększyć stężenie tlenku azotu(II), nie zmieniając stężenia tlenu i warunków przebiegu procesu, aby szybkość reakcji wzrosła czterokrotnie.
(2 pkt) półogniwo A: ClO3 – + 6H + + 6e - ⇆ Cl – + 3H2O E0 = 1,45V półogniwo B: NO2 – + H2O + e - ⇆ NO + 2OH – E0 = – 0,46V Zbudowano ogniwo z półogniw A i B. a) Na podstawie podanych wartości potencjałów standardowych określ, w którym półogniwie (A czy B) zachodzi proces utlenienia, a w którym redukcji. b) Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w ogniwie. 8 Informacja do zadania 17. i 18. Poniżej przedstawiono cykl reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych. 1 2 cykloheksen cykloheksan chlorocykloheksan 4 3 cykloheksanol
(4 pkt) Wiedząc, że węglowodory cykliczne ulegają analogicznym reakcjom jak węglowodory łańcuchowe, napisz równania reakcji (1. – 4.) zilustrowane na powyższym schemacie. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.
(2 pkt)
Określ typ każdej reakcji (1. – 4.) z powyższego schematu, wybierając odpowiednią nazwę ze zbioru: substytucja, addycja, eliminacja, kondensacja. 9
(1 pkt) W laboratorium etan otrzymuje się ogrzewając chlorometan z sodem. Reakcja zachodzi 2CH3Cl + 2Na ⎯ ⎯→ T CH3CH3 + 2NaCl
Napisz równanie reakcji otrzymywania n-butanu opisaną metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
(3 pkt) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi), uzupełnij poniższe równania ilustrujące procesy, w których etanol jest substratem lub produktem reakcji. O H2SO4 + CH3 CH2 OH CH3 C + O CH2CH3 Al2O3/T + CH3 CH2 OH O + NaOH CH3 CH C + CH3 CH2 OH ONa CH3
(1 pkt) Podczas produkcji serów dojrzewających kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) pod wpływem bakterii propionowych ulega tzw. fermentacji propionowej. W tej reakcji z kwasu mlekowego powstaje kwas propanowy i kwas etanowy (octowy) w stosunku molowym 2 : 1 oraz tlenek węgla(IV) i woda.
Napisz równanie opisanej reakcji, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. 10
(3 pkt) Kwas octowy (etanowy) można otrzymać w reakcji etanolu (alkoholu etylowego) z dichromianem(VI) potasu. Stosując zasadę bilansu elektronowego, dobierz współczynniki w poniższym równaniu reakcji. Podaj wzór substancji pełniącej rolę utleniacza oraz wzór substancji pełniącej rolę reduktora. ......... CH3CH2OH + ......... K2Cr2O7 + ......... H2SO4 → → .......... CH3COOH + .........Cr2(SO4)3 + ......… K2SO4 + ......… H2O
(2 pkt) Badano działanie świeżo sporządzonego wodorotlenku miedzi(II) na próbki roztworów wodnych etanolu, etanalu, glicerolu i glukozy. Obserwacje zestawiono w tabeli. Przeanalizuj zestawione poniżej obserwacje i wpisz do tabeli nazwy substancji, które były w próbkach oznaczonych numerami 1, 2, 3 i 4. 11
| Próbka | 1. | 2. | 3. | 4. |
|---|---|---|---|---|
| wodorotlenek miedzi(II) na zimno | klarowny szafirowy roztwór | brak objawów reakcji | klarowny szafirowy roztwór | brak objawów reakcji |
| wodorotlenek miedzi(II) na gorąco | brak danych | czarny osad | ceglastoczerwony osad | ceglastoczerwony osad |
| Nazwa badanej substancji |
(3 pkt)
Napisz równanie reakcji otrzymywania benzenu z pierwiastków, a następnie oblicz standardową entalpię tworzenia benzenu (w postaci cieczy), znając standardowe entalpie spalania grafitu, wodoru i benzenu. C grafit + O 2 ( g ) → CO 2 ( g ) Δ H 1 o = − 393 , 50 kJ / mol 1 o H 2 ( g ) + O 2 ( g ) → H 2 O ( c ) Δ H 2 = − 285 , 84 kJ / mol 2 15 o C 6 H 6 ( c ) + O 2 ( g ) → 6 CO 2 ( g ) + 3 H 2 O ( c ) Δ H 3 = − 3267 , 60 kJ / mol 2
(1 pkt) Alanina to kwas 2-aminopropanowy.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) jonu, jaki tworzy alanina w środowisku silnie kwasowym. 12
(2 pkt) W celu potwierdzenia faktu, że mocznik CO(NH2)2 jest pochodną kwasu węglowego, przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem.
Podaj obserwacje, które potwierdzają, że mocznik jest pochodną kwasu węglowego. Napisz równanie reakcji, której ulega mocznik podczas tego doświadczenia. 13