Arkusz maturalny
(1 pkt) Atomy pewnego pierwiastka w stanie podstawowym mają następującą konfigurację 2s22p3 (L5)
Określ położenie tego pierwiastka w układzie okresowym, wpisując poniżej numer grupy oraz numer okresu.
(1 pkt) W jądrze pierwiastka X znajduje się tyle protonów, ile neutronów zawiera jądro 30 14 Si. Liczba masowa jednego z izotopów pierwiastka X jest równa liczbie elektronów w atomie 74 34 Se. Korzystając z powyższej informacji, ustal liczbę atomową pierwiastka X oraz liczbę masową opisanego izotopu pierwiastka X.
(1 pkt) Promieniotwórczy izotop pierwiastka Z uległ przemianie α i przekształcił się w izotop 212 83Bi.
(2 pkt) Hemoglobina, złożone białko krwinek czerwonych (erytrocytów) o masie cząsteczkowej 70200 u, zawiera 0,3191% masowych żelaza.
Oblicz liczbę atomów żelaza znajdujących się w jednej cząsteczce tego białka. W obliczeniach przyjmij przybliżoną wartość masy atomowej żelaza MFe = 56 u. 3
(1 pkt)
Napisz, jakie stopnie utlenienia przyjmują sód i tlen w nadtlenku sodu (Na2O2).
(1 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania siarczku sodu z pierwiastków.
(1 pkt) Ustal, który z metali (lit czy sód) jest mniej reaktywny, i napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji tego metalu z wodą.
(1 pkt) Wśród substancji o wzorach: Cl2, I2, KCl, KI, HCl, HI znajduje się substrat X oraz produkt Y KBr + X → Br2 + Y
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zilustrowanej schematem, zastępując litery X i Y wzorami substancji wybranymi spośród podanych w informacji (pamiętaj o uzgodnieniu współczynników stechiometrycznych). 4 Egzamin maturalny z chemii Informacja do zadania 9 i 10 W poniższej tabeli podane są dane fizykochemiczne dotyczące niektórych właściwości tlenu i azotu (pod ciśnieniem 1013 hPa). Temperatura Temperatura Rozpuszczalność topnienia, °C wrzenia, °C w wodzie*, cm3/1 cm3 wody Tlen −218 −183 0,031 Azot −210 −196 0,015 * w temperaturze 20 °C
(1 pkt) W przemyśle tlen otrzymuje się przez destylację skroplonego powietrza. Korzystając z danych zawartych w informacji wprowadzającej, napisz, która substancja (tlen czy azot) pierwsza odparowuje podczas otrzymywania tlenu opisaną metodą, i uzasadnij swoją odpowiedź. Pierwszy odparowuje ...................................................................................................................
(1 pkt) Pewną ilość mieszaniny tlenu i azotu (pod ciśnieniem 1013 hPa), w której stosunek objętościowy składników był równy 1 : 1, przepuszczano (w cyklu zamkniętym) przez wodę destylowaną o temperaturze 20 °C aż do nasycenia wody tymi gazami. Korzystając z danych zawartych w informacji wprowadzającej, uzupełnij poniższe zdanie, wpisując: większy niż 1 : 1 albo mniejszy niż 1 : 1 , albo równy 1 : 1 . Stosunek objętościowy tlenu do azotu w mieszaninie gazów po przepuszczenu jej przez wodę destylowaną o temperaturze 20 °C (w celu nasycenia wody tymi gazami) jest 5
(2 pkt) Ilość tlenku węgla(IV) emitowanego do atmosfery w wyniku spalania paliw kopalnych, np. w elektrociepłowniach, można ograniczyć, przepuszczając emitowane gazy przez wodną zawiesinę krzemianu wapnia. Zachodzi wtedy reakcja opisana równaniem:
(3 pkt) Amoniak (NH3) wytwarza się w przemyśle w drodze bezpośredniej syntezy z pierwiastków (sposób 1). W laboratorium amoniak można otrzymać, działając na chlorek amonu (NH4Cl) mocną zasadą, np. NaOH (sposób 2), lub przez rozkład termiczny chlorku amonu (sposób 3).
Napisz w formie cząsteczkowej równania opisanych reakcji. 6
(2 pkt) a) Wybierz z podanego poniżej zestawu wodnych roztworów substancji jeden odczynnik potrzebny do przeprowadzenia doświadczenia i napisz jego wzór. • NaBr • AgNO3 • Na3PO4 b) Napisz, co zaobserwowano w każdej z probówek po dodaniu wybranego odczynnika. Informacja do zadania 14 i 15 Przeprowadzono trzy doświadczenia, których przebieg zilustrowano na poniższych schematach. NaOH (aq) AgNO3 (aq) I III H2SO4 (aq) K2S (aq) Korzystając z tabeli roz puszczalności, zaprojektuj doświadczenie umożliwiające odróżnienie umieszczonyc h w oddzielnych, nieoznakowanych probówkach dwóch wodnych roztworów: chlork u baru (BaCl ) i chlorku potasu (KCl). 2
(1 pkt)
Podaj numer probówki, w której wydzielił się gaz, oraz numer probówki, w której wytrącił się osad. Numer probówki, w której wydzielił się gaz: .............................................................................. Numer probówki, w której wytrącił się osad: ..............................................................................
(2 pkt)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji przebiegających w probówkach oznaczonych numerami I i III. 7
(2 pkt) Przygotowano dwie zlewki zawierające po 300 cm3 wody destylowanej z dodatkiem oranżu metylowego. Do pierwszej zlewki wprowadzono 5 kropli kwasu solnego o stężeniu 1 mol/dm3. Następnie do drugiej zlewki dodawano kroplami (licząc dodawane krople) roztwór kwasu octowego o stężeniu 1 mol/dm3 do momentu uzyskania zabarwienia roztworu identycznego z zabarwieniem roztworu w pierwszej zlewce. a) Zakładając, że identyczne barwy wskaźnika oznaczają takie samo pH roztworów w obu zlewkach, porównaj ilości roztworów CH3COOH i HCl użytych do tego doświadczenia i na tej podstawie napisz wzór tego kwasu, którego użyto więcej. Więcej użyto ................................................................................................................................ b) Napisz, jaka jest przyczyna użycia różnych ilości tych kwasów.
(3 pkt) Gęstość wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu cp = 20% masowych wynosi 1,22 g/cm3 (w temperaturze 20 °C). a) Oblicz, ile gramów NaOH należy odważyć, aby otrzymać 1 dm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 20% masowych w temperaturze 20 °C. b) Podaj kolejne czynności, które należy wykonać (po obliczeniu potrzebnej ilości NaOH), aby otrzymać ten roztwór. 8
(3 pkt) Po delikatnym ogrzaniu węgiel reaguje ze stężonym roztworem kwasu azotowego(V) zgodnie C + HNO3 (stęż.) → CO2↑ + NO2↑ + H2O a) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym wyżej schemacie reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego.
(2 pkt) W wyniku całkowitego spalenia 1 mola cząsteczek węglowodoru X powstały 2 mole cząsteczek wody i 3 mole cząsteczek tlenku węgla(IV). a) Napisz, stosując wzór sumaryczny węglowodoru X, równanie opisanej reakcji spalania. b) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) węglowodoru, który może być związkiem X. 9
(2 pkt) W wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem węglowodory nasycone (alkany) ulegają tzw. krakingowi termicznemu. Podczas krakingu następuje rozerwanie wiązania węgiel – węgiel, wskutek czego z cząsteczki alkanu powstają dwie cząsteczki: jedna alkanu, a druga alkenu. Rozerwanie wiązania węgiel – węgiel może zachodzić w różnych miejscach łańcucha węglowego cząsteczki alkanu, stąd produktami krakingu są zwykle mieszaniny węglowodorów.
Napisz nazwy systematyczne wszystkich par węglowodorów, które mogą powstać w procesie krakingu termicznego n-butanu. ........................................................................ i .......................................................................... ........................................................................ i ..........................................................................
(1 pkt)
Podkreśl właściwe zakończenie zdania. Dwa węglowodory pent-1-en i but-1-en A. zawierają w cząsteczkach różną liczbę grup metylowych –CH3. B. różnią się (wyrażoną w % masowych) zawartością węgla i wodoru. C. są względem siebie izomerami.
(1 pkt) Ważną reakcją, której ulega etyn (acetylen), jest przyłączanie wody. Przemiana ta zachodzi w obecności mieszaniny H2SO4 i HgSO4 jako katalizatora. Produktem tej reakcji jest aldehyd zawierający dwa atomy węgla w cząsteczce.
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie opisanej przemiany. W równaniu nad strzałką napisz warunki, w jakich zachodzi ta reakcja. 10
(1 pkt)
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 1.
(1 pkt) Spośród przedstawionych poniżej wzorów podkreśl ten, który przedstawia budowę fragmentu łańcucha polimeru stanowiącego produkt reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2. A. B. C. D. H H H H H H H H H H H H H H C C C C C C C C C C C C C C C C
| Wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu | Temperatura wrzenia, °C |
|---|---|
| CH COOH 3 | 118 |
| CH CH CH COOH 3 2 2 | 163 |
| CH CH CH CH CH COOH 3 2 2 2 2 | 206 |
(2 pkt)
Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch alkenów będących izomerami konstytucyjnymi, które mogą powstać w wyniku dehydratacji butan-2-olu. 11 Informacja do zadania 26 i 27 Właściwości substancji są uwarunkowane budową ich cząsteczek i charakterem występujących wiązań. W cząsteczkach kwasów karboksylowych można wyróżnić dwa fragmenty o przeciwstawnych właściwościach: polarną grupę karboksylową –COOH i niepolarny fragment węglowodorowy –R. W kwasach o krótkich łańcuchach węglowych dominuje grupa polarna. W miarę wzrostu długości łańcucha węglowego maleje wpływ grupy karboksylowej na właściwości związków. W poniższej tabeli zestawiono temperatury wrzenia wybranych kwasów karboksylowych (pod ciśnieniem 1013 hPa). W wysokiej temperaturze w obecności Al O alkohole ulegają rea 2 3 kcji dehydratacji (odwodnienia). Podczas dehydratacji nasyconych alkoholi (alkanoli) o wzorze ogólnym R –CH(OH)–R (gdzie R ≠R ) oprócz wody powstaje mieszanina 1 2 1 2 nierozgałęzionych alkenów, które są względem siebie izomerami konstytucyjnymi.
(1 pkt) Na podstawie analizy danych zawartych w informacji wprowadzającej sformułuj wniosek, który określa związek pomiędzy długością łańcucha węglowego a lotnością kwasów karboksylowych.
(1 pkt) Ustal, który z kwasów karboksylowych wymienionych w informacji wprowadzającej jest najlepiej rozpuszczalny w wodzie, i napisz jego wzór półstrukturalny (grupowy). 23. 24. 25. 26. 1 1 2 1 1 12
(1 pkt)
Określ różnicę w budowie cząsteczek tych związków. W tym celu w każdym nawiasie wybierz i podkreśl właściwe określenie. Kwas oleinowy, w przeciwieństwie do kwasu stearynowego, jest kwasem ( nasyconym / nienasyconym ). W cząsteczce kwasu stearynowego pomiędzy atomami węgla ( występuje jedno wiązanie podwójne / występują tylko wiązania pojedyncze ).
(2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli potwierdzić nienasycony charakter kwasu tłuszczowego. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując wzory odczynników wybranych • C17H33COOH • C17H35COOH • Br2 (aq) • NaOH (aq) • FeCl3 (aq) Kwas tłuszczowy o wzorze ............................................... b) Napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. 13
(3 pkt) Przeanalizuj poniższe schematy przedstawiające trzy reakcje chemiczne i wpisz wzory brakujących substratów lub produktów. Związki organiczne przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych). O CH3 C CH3 + H2 kat. O H2SO4 + CH3 CH2 OH CH3 CH C + O CH2 CH3 CH3 O CH2 O C C17H33 O CH O C C17H33 + 2H2 kat. O CH2 O C C17H33
(2 pkt) Aminy alifatyczne otrzymuje się w reakcji chlorowcopochodnych węglowodorów z amoniakiem. Przemianę tę przeprowadza się dwuetapowo. W pierwszym etapie powstaje sól amoniowa RNH 3 + Cl −. W drugim etapie powstałą sól poddaje się działaniu NaOH.
(1 pkt)
Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe. 14