Arkusz maturalny
Z konfiguracji elektronowej atomu (w stanie podstawowym) pierwiastka X wynika, że w tym atomie: • elektrony rozmieszczone są na czterech powłokach elektronowych • na podpowłoce 3d liczba elektronów sparowanych jest dwa razy mniejsza od liczby elektronów niesparowanych.
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbol pierwiastka X, dane dotyczące jego położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego), do którego należy pierwiastek X. Symbol pierwiastka Numer okresu Numer grupy Symbol bloku
Uzupełnij poniższy zapis (stosując schematy klatkowe), tak aby przedstawiał on konfigurację elektronową atomu w stanie podstawowym pierwiastka X. W zapisie tym uwzględnij numery powłok i symbole podpowłok. Podkreśl ten fragment konfiguracji, który nie występuje w konfiguracji elektronowej jonu X2+ (stan podstawowy). ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ 1s 2s 2p 3s 3p
(0–1)
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Podczas reakcji wapnia i potasu z wodą te metale pływają po powierzchni wody, ponieważ gęstość każdego z nich jest mniejsza od gęstości wody. | ||
| 2 | Atomy wapnia i potasu, oddając elektrony walencyjne, przechodzą w dodatnio naładowane jony o konfiguracji elektronowej tego samego gazu szlachetnego. | ||
| 3 | Atomy wapnia są mniejsze od atomów potasu; dwudodatnie jony wapnia są mniejsze od jednododatnich jonów potasu. |
(0–1) Na podstawie informacji i układu okresowego pierwiastków uzupełnij poniższe zdania.
Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie. 1. Węzły sieci krystalicznych wapnia, jak i potasu obsadzone są (dodatnio / ujemnie) naładowanymi jonami zwanymi rdzeniami atomowymi. Pomiędzy rdzeniami atomowymi obecne są słabo związane elektrony walencyjne, które mogą wędrować swobodnie przez kryształ metalu. Dlatego zarówno wapń, jak i potas odznaczają się (dużą / małą) przewodnością elektryczną. 2. Temperatura topnienia wapnia jest (niższa / wyższa) niż temperatura topnienia potasu, co wynika między innymi (z silniejszego / ze słabszego) wiązania metalicznego, utworzonego z udziałem (mniejszej / większej) liczby elektronów walencyjnych.
(0–2) Do reaktora wprowadzono 1,0 mol amoniaku i 1,6 mola tlenu, a następnie przeprowadzono – w odpowiednich warunkach – reakcję zilustrowaną poniższym równaniem. T, kat. NH3 + 5O2 ⎯ ⎯→ ⎯ 4NO + 6H2O Wykonaj obliczenia i podaj skład mieszaniny poreakcyjnej wyrażony w molach. Załóż, że opisana przemiana przebiegła z wydajnością równą 100%.
(0–1) Na podstawie analizy diagramu określ, czy w czasie opisanej reakcji układ oddaje energię do otoczenia, czy przyjmuje ją od otoczenia. Odpowiedź uzasadnij.
(0–1) Na podstawie analizy diagramu określ, czy w równaniu stechiometrycznym opisanej reakcji łączna liczba moli substratów jest mniejsza, czy – większa od liczby moli produktu, czy też – równa liczbie moli produktu. Odpowiedź uzasadnij.
(0–1) Spośród reakcji, których równania przedstawiono poniżej, wybierz tę, do której mógłby odnosić się przedstawiony diagram. Zaznacz wybraną odpowiedź. A. H2 (g) + Cl2 (g) 2HCl (g) ΔH < 0 B. H2 (g) + I2 (g) 2HI (g) ΔH > 0 C. N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g) ΔH < 0 D. 2Cl2 (g) + O2 (g) 2Cl2O (g) ΔH > 0
(0–2) Amoniak bardzo dobrze rozpuszcza się wodzie, a w powstałym roztworze zachodzi reakcja NH 3 + H 2 O NH + 4 + OH −
Oblicz, jaki procent wszystkich wprowadzonych do wody cząsteczek amoniaku ulega tej reakcji w wodnym roztworze amoniaku o stężeniu 0,1 mol · dm–3 w temperaturze 298 K. Przyjmij, że (w opisanych warunkach) reakcji ulega mniej niż 5% wprowadzonych do wody cząsteczek amoniaku. 5. 6. 7. 1 1 1 2
Aby potwierdzić zasadowy charakter tlenku baru, przeprowadzano reakcję tego tlenku z pewnym odczynnikiem w obecności wskaźnika pH, którym była czerwień bromofenolowa. Wskaźnik ten w roztworach o pH < 5,2 ma barwę żółtą, a w roztworach o pH > 6,8 przyjmuje barwę czerwoną. W roztworach o 5,2 < pH < 6,8 barwi się na kolor pośredni między żółtym a czerwonym (różne odcienie barwy pomarańczowej). Do probówki wprowadzono wybrany odczynnik z dodatkiem czerwieni bromofenolowej, a następnie dodano nadmiar stałego tlenku baru, dokładnie mieszając jej zawartość. Zaobserwowano, że dodany tlenek baru roztworzył się całkowicie, a powstały w probówce klarowny roztwór zmienił zabarwienie.
Uzupełnij poniższy schemat wykonania doświadczenia. Wpisz wzór odczynnika
Napisz, jakie było zabarwienie zawartości probówki przed wprowadzeniem tlenku baru i po jego wprowadzeniu do roztworu znajdującego się w probówce. Barwa zawartości probówki przed wprowadzeniem BaO po wprowadzeniu BaO
(0–2) W temperaturze 20 oC rozpuszczalność pentahydratu tiosiarczanu sodu wynosi 176 gramów w 100 gramach wody.
(0–1) Zmiana barwy wskaźników pH następuje stopniowo, w pewnym zakresie pH. W tabeli podano zakres pH, w którym następuje zmiana barwy wybranych wskaźników kwasowo-zasadowych. Wskaźnik Zakres pH zmiany barwy oranż metylowy 3,1–4,4 czerwień bromofenolowa 5,2–6,8 fenoloftaleina 8,3–10,0
(0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Podkreśl właściwy odczyn roztworu, a w miejsca kropek wpisz odpowiednie wzory związków. Można stwierdzić, że otrzymany roztwór, który powstał po zmieszaniu roztworów zawierających stechiometryczne ilości reagentów, miał odczyn (kwasowy / obojętny / zasadowy) oraz że analitem był wodny roztwór ............................... . Informacje te pozwalają na jednoznaczny wybór spośród wodnych roztworów elektrolitów: HCOOH (aq), CH3COOH (aq), HCl (aq), NH3 (aq), NaOH (aq) związku, którego wodny roztwór pełnił podczas opisanego doświadczenia funkcję titranta. Związek ten ma wzór ................................................... .
(0–1) Na podstawie analizy wykresu określ, jaką barwę przyjąłby żółty uniwersalny papierek wskaźnikowy, gdyby podczas przeprowadzanego doświadczenia został on zanurzony w roztworze, do którego dodano: 5 cm3, 10 cm3 oraz 15 cm3 titranta.
(0–1) Aby roztwór przewodził prąd elektryczny, muszą być w tym roztworze obecne jony. Im większa jest ich ruchliwość, tym przewodnictwo jest większe. Dwa najbardziej ruchliwe jony to kationy wodorowe ( H + ) i aniony wodorotlenkowe ( OH − ). Ruchliwość innych jonów jest znacznie mniejsza.
W wyniku niektórych reakcji chemicznych powstają mieszaniny niejednorodne. Zaprojektuj doświadczenie prowadzące do powstania niejednorodnej mieszaniny, w której skład wchodzi wodny roztwór kwasu siarkowego(VI).
Uzupełnij schemat doświadczenia. Wybierz i zaznacz po jednym wzorze odczynnika w zestawach I i II. Zestaw odczynników I: S (s) / HCl (g) / H2S (g) Zestaw odczynników II: K2SO4 (aq) / CuSO4 (aq) / H2O (c)
Opisz obserwowane zmiany zawartości probówki podczas przeprowadzonego doświadczenia przy założeniu, że reagentów użyto w ilościach stechiometrycznych (należy opisać wygląd zawartości probówki przed dodaniem odczynnika z zestawu I oraz po zajściu reakcji chemicznej).
(0–1)
Napisz w formie jonowej równanie procesu decydującego o odczynie wodnego roztworu tej soli, po której wprowadzeniu do probówki z wodą i fenoloftaleiną nie uzyskano malinowego roztworu.
(0–1) PO 3 4 − i H 2PO − 4 , tylko jeden może pełnić zarówno funkcję zasady Brønsteda, jak i funkcję kwasu Brønsteda.
Wybierz ten jon. Uzupełnij podane poniżej zapisy, tak aby otrzymać dwa równania reakcji (w środowisku kwasowym i zasadowym) z udziałem wybranego jonu. ............................... + H3 O + → ............................... + ...............................
(0–1) Iloczyn rozpuszczalności Ks soli i wodorotlenków jest stałą równowagi dynamicznej, jaka ustala się między nasyconym roztworem substancji a jej osadem. W poniższej tabeli zestawiono wartości iloczynu rozpuszczalności trzech trudno rozpuszczalnych w wodzie soli srebra w temperaturze 298 K.
(0–2) Do próbki o masie m, która zawierała mieszaninę stałego węglanu wapnia i stałego wodorowęglanu wapnia w stosunku molowym n CaCO 3 : n Ca ( HCO 3 ) 2 = 1 : 2, dodano nadmiar kwasu solnego. W wyniku zachodzących reakcji zebrano 5,6 dm3 tlenku węgla(IV) odmierzonego w warunkach normalnych. Opisane przemiany prowadzące do wydzielenia CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 + 2HCl → CaCl2 + 2CO2 + 2H2O
W celu zbadania efektu cieplnego reakcji chemicznych przeprowadzono cztery doświadczenia oznaczone numerami I–IV. Mieszano po 100 cm3 wodnych roztworów substancji, wymienionych w odpowiednich wierszach tabeli, o stężeniu molowym 0,2 mol ⋅ dm− 3 i o początkowej temperaturze równej 25 ºC. Następnie zmierzono temperaturę każdej z otrzymanych mieszanin. Zaobserwowano, że w każdym doświadczeniu temperatura uzyskanych mieszanin była wyższa niż temperatura użytych roztworów i że przyrost temperatury ΔT w niektórych doświadczeniach był taki sam.
| Numer doświadczenia | Substancja rozpuszczona w 1. roztworze | Substancja rozpuszczona w 2. roztworze |
|---|---|---|
| I | chlorek baru | siarczan(VI) sodu |
| II | kwas solny | wodorotlenek potasu |
| III | wodorotlenek baru | kwas siarkowy(VI) |
| IV | kwas azotowy(V) | wodorotlenek sodu |
Napisz w formie jonowej równanie reakcji ilustrujące przemiany, które dokonały się podczas doświadczenia oznaczonego numerem III.
Napisz numery wszystkich doświadczeń, w których zaobserwowany wzrost temperatury ΔT był jednakowy.
(0–1) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem. metal X metal Z FeCl2 (aq) FeCl2 (aq) Celem doświadczenia było odróżnienie dwóch, oznaczonych umownie literami X i Z, metali, z których wykonano płytki. Wiadomo, że jednym metalem był cynk, a drugim – nikiel. Po pewnym czasie obie płytki wyjęto z roztworów, osuszono i zważono. Stwierdzono, że zmieniła się tylko masa płytki wykonanej z metalu X.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie oraz napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji. Masa płytki wykonanej z metalu X się (zmniejszyła / zwiększyła). Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:
(0–2) Próbkę 0,86 grama pewnego alkanu poddano całkowitemu spaleniu, a cały otrzymany w tej reakcji tlenek węgla(IV) pochłonięto w wodzie wapiennej, w której zaszła reakcja zgodnie CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + H 2 O Otrzymany osad ważył po wysuszeniu 6 gramów. Ustal wzór sumaryczny tego alkanu. W obliczeniach zastosuj wartości masy molowej reagentów zaokrąglone do jedności.
Do określania położenia podwójnego wiązania w cząsteczkach alkenów wykorzystuje się ich utlenianie, np. za pomocą roztworu KMnO4 w środowisku kwasowym i w podwyższonej temperaturze. W tych warunkach dochodzi do rozerwania wiązania podwójnego węgiel – węgiel. W zależności od budowy cząsteczki alkenu mogą powstać kwasy karboksylowe, ketony lub tlenek węgla(IV). R1 R Z ugrupowania (R2 C =) powstaje keton, z ugrupowania (H C=) powstaje kwas, a tlenek węgla(IV) powstaje z ugrupowania (H2C=), gdzie R, R1 i R2 oznaczają grupy alkilowe.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) alkenów A i B. Wyjaśnij, dlaczego alken B nie występuje w postaci izomerów geometrycznych cis–trans. Wzór alkenu A Wzór alkenu B
Podaj nazwy wszystkich związków organicznych, które powstały w wyniku utleniania alkenów A i B.
Woda przyłącza się do alkenów w obecności silnie kwasowego katalizatora H3 O + . Addycja ta przebiega poprzez tworzenie kationów z ładunkiem dodatnim zlokalizowanym na atomie węgla, czyli tzw. karbokationów. Mechanizm tej reakcji dla alkenów o wzorze ogólnym R–CH=CH2 (R – grupa alkilowa) można przedstawić w trzech etapach. Uwaga: w poniższych równaniach etapów reakcji wzór wody przedstawiono jako :OH2, a wzór kwasowego katalizatora zapisano jako H:OH + 2 . + Etap I: R CH CH2 + H:OH2 ⇄ R CH + CH3 + :OH2 R CH CH3 Etap II: R CH CH3 + :OH2 ⇄ + + OH2 R CH CH3 R CH CH3 + Etap III: + :OH2 ⇄ + H:OH2 + OH2 OH
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Podczas etapu I alken ulega działaniu reagenta (wolnorodnikowego / nukleofilowego / elektrofilowego). W etapie II karbokation łączy się z cząsteczką wody, w wyniku czego powstaje protonowany alkohol. Na tym etapie przemiany woda działa jako (nukleofil / elektrofil). Podczas etapu III protonowany alkohol (oddaje / pobiera) proton, co prowadzi do powstania obojętnego alkoholu oraz do odtworzenia katalizatora.
Spośród alkoholi o podanych niżej wzorach wybierz te, których nie można (jako produktu głównego) otrzymać podczas hydratacji alkenów prowadzonej w obecności kwasu. Podkreśl wzory wybranych alkoholi i uzasadnij swój wybór. CH3CH2OH CH3CH(OH)CH3 CH3CH2CH2OH CH3CH2CH(OH)CH3 CH3CH2CH2CH2OH
(0–2) Poniżej przedstawiono wzory stereochemiczne Fischera trzech związków organicznych. Dwa z nich nie są optycznie czynne – ich cząsteczki nie są chiralne. Spośród podanych wzorów związków chemicznych wybierz wzory tych, które nie są optycznie czynne. Wpisz do poniższej tabeli numery, którymi oznaczono te związki, i w każdym przypadku uzasadnij swój wybór. I II III H H OH H OH H OH H C H 2 5 H C Br 3 H C Br 3 C H 2 5 CH 3 H Cl H Cl C H 2 5 Numer związku Uzasadnienie wyboru
(0–1)
Napisz równanie reakcji prowadzącej do otrzymania produktu A. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
(0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) związku organicznego oznaczonego na schemacie literą B. Określ typ reakcji (addycja, eliminacja, substytucja), w wyniku której powstaje związek C. Wzór półstrukturalny (grupowy) Typ reakcji związek B substytucja H3 C CH CH CH2 związek C CH3
(0–1)
Napisz wzór izomeru trans aldehydu cynamonowego.
(0–1) W celu zbadania właściwości aldehydu cynamonowego wykonano eksperyment, którego przebieg zilustrowano na rysunku.
Porównaj przebieg reakcji w obu probówkach. Dokończ poniższe zdania – wybierz i podkreśl właściwe opisy spostrzeżeń spośród podanych w nawiasach. 1. Po dodaniu odczynnika do probówki I zaobserwowano, że roztwór bromu (uległ odbarwieniu / zabarwił się na fioletowo / nie zmienił zabarwienia). 2. W probówce II w wyniku ogrzewania zawiesiny wodorotlenku miedzi(II) z aldehydem cynamonowym powstał (szafirowy roztwór / ceglasty osad / różowy roztwór).
(0–2) Przygotowano dwa wodne roztwory kwasu metanowego (mrówkowego) o temperaturze t = 20 oC: roztwór pierwszy o pH = 1,9 i roztwór drugi o nieznanym pH. Stopień dysocjacji kwasu w roztworze pierwszym jest równy 1,33%, a w roztworze drugim wynosi 4,15%.
(0–1) Kwas 2-hydroksypropanowy w reakcji ze związkiem X tworzy ester o wzorze sumarycznym C5H8O4. Orbitalom walencyjnym każdego z atomów węgla budujących cząsteczkę związku X przypisuje się inny typ hybrydyzacji. Ponadto wiadomo, że w cząsteczce związku X występuje tylko jedna grupa funkcyjna. Ustal wzór związku X, którego użyto do estryfikacji kwasu 2-hydroksypropanowego, i
napisz równanie reakcji otrzymywania opisanego estru. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. 29. 30. 31. 1 1 2 1
(0–1)
Napisz litery (a–f), którymi oznaczono w powyższym wzorze kwasu askorbinowego wszystkie enolowe atomy węgla oraz wszystkie asymetryczne atomy węgla.
| atom węgla | a | b | f |
|---|---|---|---|
| stopień utlenienia węgla |
(0–1)
Określ formalne stopnie utlenienia atomów węgla oznaczonych w podanym wzorze kwasu askorbinowego literami a, b i f. Uzupełnij poniższą tabelę.
(0–1) W celu zbadania właściwości kwasu askorbinowego przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym rysunku. wodny roztwór kwasu askorbinowego I II III zawiesina świeżo wytrąconego woda zakwaszony wodny roztwór wodorotlenku miedzi(II) bromowa manganianu(VII) potasu Przed dodaniem wodnego roztworu kwasu askorbinowego zawartość każdej probówki była barwna.
Napisz numery probówek, w których po dodaniu roztworu kwasu askorbinowego zaobserwowano odbarwianie się ich zawartości.
(0–1)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe.
Odpowiedź P/F zachowano w układzie oryginalnego arkusza.
(0–1) Poniżej przedstawiono schemat reakcji utleniania witaminy C tlenem z powietrza. Reakcja ta jest katalizowana przez enzym o nazwie oksydaza askorbinianowa.
Napisz równanie procesu utleniania (uzupełnij schemat) i równanie procesu redukcji zachodzących podczas opisanej przemiany. Oba równania przedstaw w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo- -elektronowy).
(0–1) Roztwór wodny kwasu dehydroaskorbinowego ma odczyn obojętny. Kwas ten ulega jednak działaniu wodnych roztworów wodorotlenków metali, w wyniku czego tworzą się sole. W tej reakcji rozerwaniu ulega wiązanie estrowe, co prowadzi do otwarcia pierścienia cząsteczki.
Uzupełnij podany niżej schemat opisanej reakcji – wpisz wzór półstrukturalny (grupowy) jej organicznego produktu.
Mocznik jest diamidem kwasu węglowego. Ogrzewany z roztworami mocnych kwasów i z zasadami, ulega przemianom zilustrowanym poniższymi równaniami: CO(NH2)2 + H2O + 2H+ → 2NH + 4 + CO2 CO(NH2)2 + 2OH −→ CO 3 2 − + 2NH3 W celu porównania właściwości acetamidu i mocznika przeprowadzono dwa doświadczenia A i B zilustrowane na schemacie. Doświadczenie A Doświadczenie B H2SO4 (aq) NaOH (aq) I II I II CH3CONH2 (s) CO(NH2)2 (s) CH3CONH2 (s) CO(NH2)2 (s) Po zmieszaniu reagentów zawartość każdej probówki ogrzano. Stwierdzono, że we wszystkich probówkach przebiegły reakcje chemiczne.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas ogrzewania acetamidu • w wodnym roztworze kwasu siarkowego(VI) (doświadczenie A, probówka I) • w wodnym roztworze wodorotlenku sodu (doświadczenie B, probówka I). Doświadczenie A, probówka I: Doświadczenie B, probówka I:
Oceń, które z przeprowadzonych doświadczeń (A czy B) można wykorzystać w celu odróżnienia acetamidu od mocznika, i uzasadnij swoje stanowisko. W uzasadnieniu odwołaj się do zmian możliwych do zaobserwowania w probówkach I i II (w wybranym doświadczeniu) i pozwalających na odróżnienie acetamidu od mocznika. W celu odróżnienia acetamidu od mocznika należy przeprowadzić doświadczenie ...................
(0–1)
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Leucyna i izoleucyna są izomerami. | ||
| 2 | Jedyną przyczyną różnicy wartości punktu izoelektrycznego kwasu glutaminowego i lizyny jest różna długość łańcucha węglowego w cząsteczkach tych związków. | ||
| 3 | W cząsteczce treoniny można wyróżnić dwa asymetryczne atomy węgla. |
(0–1) Jednym z naturalnie występujących tripeptydów jest związek o poniższym wzorze.
Napisz wzór sekwencji przedstawionego tripeptydu, posługując się trzyliterowymi kodami aminokwasów. Pamiętaj, że w tej notacji z lewej strony umieszcza się kod aminokwasu, którego reszta zawiera wolną grupę aminową połączoną z atomem węgla α.
Podaj nazwę metody, którą należy zastosować w celu wyodrębnienia wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) z mieszaniny poreakcyjnej.