Arkusz maturalny
(1 pkt) W stanie podstawowym atomy pewnego pierwiastka mają następującą konfigurację 3s2 3p2 (M4)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbol tego pierwiastka oraz dane dotyczące jego położenia w układzie okresowym. Symbol pierwiastka Numer grupy Numer okresu
(1 pkt) W jądrze pierwiastka X znajduje się tyle protonów, ile neutronów zawiera jądro izotopu 48 Ti . Liczba masowa jednego z izotopów pierwiastka X jest równa liczbie elektronów w atomie izotopu 138 56 Ba. Na podstawie powyższej informacji ustal liczbę atomową pierwiastka X oraz liczbę neutronów w jądrze opisanego izotopu pierwiastka X.
(1 pkt) Jądro promieniotwórczego izotopu pierwiastka E uległo przemianie β− zgodnie z poniższym schematem Z A E → 60 28 Ni + β−
| Symbol litowca | Li | Na | K | Rb |
|---|---|---|---|---|
| Pierwsza energia jonizacji, kJ⋅mol−1 | 520 | 496 | ? | 403 |
(1 pkt) Elektrony w atomach są przyciągane przez jądro, więc usunięcie elektronu z powłoki wymaga nakładu energii, która jest nazywana energią jonizacji. Pierwsza energia jonizacji to minimalna energia potrzebna do oderwania jednego elektronu od atomu. Poniżej podane są wartości pierwszej energii jonizacji litu, sodu i rubidu.
(1 pkt)
Napisz, jakie stopnie utlenienia przyjmują sód i tlen w nadtlenku sodu (Na2O2).
(2 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równania dwóch opisanych przemian. Równanie reakcji 1.: ....................................................................................................................
(2 pkt) Stwierdzono, że w pewnym związku chemicznym zawartość sodu wyrażona w procentach masowych jest równa 74,2%. Wykonaj odpowiednie obliczenia i ustal, czy opisanym związkiem jest nadtlenek sodu, czy – tlenek sodu. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 1 1 1 1 1 2 2
(1 pkt)
Określ, czy reakcje przebiegające w naczyniach I i II są egzotermiczne, czy – endotermiczne.
| Barwa zawartości naczynia przed reakcją | Barwa zawartości naczynia po reakcji | |
|---|---|---|
| naczynie I | ||
| naczynie II |
(1 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę. Opisz wygląd zawartości naczyń I i II przed reakcją oraz po reakcji (uwzględnij barwę zawartości naczyń lub napisz, że zawartości naczyń były bezbarwne).
(1 pkt)
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Po zajściu reakcji chemicznych w naczyniach I i II powstały roztwory o odczynie zasadowym. | ||
| 2 | Otrzymany w obu reakcjach gaz jest bezbarwny, bezwonny i palny. | ||
| 3 | W celu zidentyfikowania wydzielającego się w obu reakcjach gazu należy zebrany gaz wprowadzić do probówki z nasyconym wodnym roztworem wodorotlenku wapnia. |
(1 pkt) Masa molowa pewnej soli jednego z metali 1. grupy układu okresowego pierwiastków jest równa 150 g ⋅ mol − 1 . Sporządzono wodny roztwór tej soli i wykonano doświadczenie zgodnie z poniższym schematem Cl2 (aq) wodny roztwór soli metalu 1. grupy układu okresowego Po zakończeniu reakcji do otrzymanego roztworu dodano kleik skrobiowy i zaobserwowano pojawienie się granatowego zabarwienia.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w roztworze podczas przeprowadzonego doświadczenia.
(2 pkt) Siarczek magnezu (MgS) można otrzymać w bezpośredniej syntezie z pierwiastków (reakcja 1.). Siarczek wapnia (CaS) natomiast otrzymuje się przez redukcję siarczanu(VI) wapnia (CaSO4) węglem; drugim produktem tej przemiany jest tlenek węgla(II) (reakcja 2.).
(2 pkt) W kolbie umieszczono próbkę magnezu o masie 2,4 grama i stopniowo dodawano kwas solny. Stwierdzono, że magnez przereagował całkowicie po dodaniu 100 cm3 roztworu HCl o stężeniu cm. Przebiegła reakcja opisana powyższym równaniem.
(1 pkt) Po zakończeniu opisanego doświadczenia, w którym magnez przereagował całkowicie, z roztworu otrzymanego w kolbie odparowano wodę.
Podaj wzór związku, który pozostał po odparowaniu wody, i wskaż występujący w nim rodzaj wiązania (jonowe, kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane).
(1 pkt)
Napisz, dlaczego gaz wydzielający się w opisanej reakcji można zbierać nad wodą.
(1 pkt)
Oceń, czy zmieni się (wzrośnie albo zmaleje), czy też nie ulegnie zmianie szybkość opisanej reakcji magnezu z kwasem solnym, jeżeli • zamiast użytych w doświadczeniu wiórków magnezu użyje się pyłu magnezowego • zamiast użytego do reakcji kwasu solnego o stężeniu cm użyje się kwasu solnego 1 o stężeniu c m . 2
W probówkach 1–3 znajdują się (w nieznanej kolejności) bezbarwne wodne roztwory następujących substancji: chlorku sodu, siarczanu(VI) magnezu i węglanu sodu. Ponieważ probówki z roztworami nie były opisane, aby zidentyfikować ich zawartość, wybrano dwa odczynniki: wodny roztwór HCl i wodny roztwór BaCl2. Roztwór z każdej probówki podzielono na dwie części i do każdej części dodano inny odczynnik. Wyniki eksperymentu zestawiono w tabeli:
| Numer probówki | Odczynnik | |
|---|---|---|
| HCl(aq) | BaCl (aq) 2 | |
| 1 | brak objawów reakcji | brak objawów reakcji |
| 2 | zaobserwowano objawy reakcji | zaobserwowano objawy reakcji |
| 3 | brak objawów reakcji | zaobserwowano objawy reakcji |
(1 pkt)
Napisz wzory lub nazwy substancji znajdujących się w probówkach 1–3. 1: ......................................... 2: ............................................ 3: ............................................
(2 pkt)
Napisz w formie jonowej skróconej równania obu reakcji, które umożliwiły identyfikację substancji znajdującej się w probówce 2.
(1 pkt) Skorzystaj z informacji wprowadzającej i uzupełnij poniższe zdania wzorami substancji, tak aby powstały informacje prawdziwe. 1. W miarę podwyższania temperatury zmniejsza się rozpuszczalność ................................... . 2. Po porównaniu wartości rozpuszczalności dwóch soli można stwierdzić, że w mniejszym stopniu zależy od temperatury rozpuszczalność ................................................................... . 3. W 150 g wody o temperaturze 40 ºC można maksymalnie rozpuścić 95,85 g ..................... .
W zlewce zmieszano chlorek sodu z wodą w stosunku masowym msoli : mwody = 1 : 5. Otrzymano roztwór o temperaturze 20 ºC.
(1 pkt)
Określ, jaki roztwór otrzymano – nasycony czy nienasycony.
(2 pkt)
Oblicz w procentach masowych stężenie otrzymanego roztworu.
Gorący, stężony kwas siarkowy(VI) reaguje z niektórymi niemetalami. Jego reakcja z węglem przebiega zgodnie z poniższym schematem C + H2SO4 (stężony) ⎯ogrzewanie ⎯ ⎯ ⎯ → CO2↑ + SO2↑ + H2O
(1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia węgla i siarki. C + H2SO4 (stężony) ⎯ogrzewanie ⎯ ⎯ ⎯ → CO2↑ + SO2↑ + H2O
(1 pkt) W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”). C + H 2SO 4 (stężony) ⎯ogrzewanie ⎯ ⎯ ⎯ → CO 2 + SO 2 + H2O
(1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji. …... C + …... H2SO4 (stężony) ⎯ogrzewanie ⎯ ⎯ ⎯ → …... CO2↑ + …... SO2↑ + …... H2O
(1 pkt)
Uzupełnij poniższe zdanie – podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie. W opisanej reakcji kwas siarkowy(VI) ulega (redukcji / utlenianiu) do tlenku siarki(IV), przez co powoduje (redukcję / utlenianie) węgla do tlenku węgla(IV).
(2 pkt) Metan można otrzymać w wyniku działania kwasem solnym na węglik glinu (Al4C3). Przebiega wtedy reakcja opisana równaniem Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4
W wyniku spalenia próbki pewnego węglowodoru X zawierającej 6,02·1023 cząsteczek otrzymano 4 mole CO2 oraz 90 gramów H2O. Wiadomo też, że cząsteczki węglowodoru X charakteryzują się rozgałęzionymi łańcuchami.
(1 pkt)
Napisz, stosując wzór sumaryczny węglowodoru X, równanie opisanej reakcji spalania.
(1 pkt)
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego węglowodoru X.
| Wzór izomeru I: | Wzór izomeru II: |
|---|---|
| Nazwa: | Nazwa: |
(2 pkt) W etanolowym roztworze wodorotlenku sodu halogenki alkilowe ulegają reakcji eliminacji halogenowodoru. Podczas tej reakcji z halogenków alkilowych o wzorze ogólnym R1–CH2–CHX–R2 (gdzie R1, R2 – grupy węglowodorowe, X = Cl, Br), oprócz soli nieorganicznej i wody, powstaje mieszanina nierozgałęzionych alkenów, które są względem siebie izomerami.
(1 pkt)
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 1.
| I | II |
|---|---|
| H H H H C C C C H H H H | H H H H C C C C H Cl H Cl |
(1 pkt) Spośród wzorów oznaczonych numerami I i II wybierz ten, który przedstawia budowę fragmentu łańcucha polimeru stanowiącego produkt reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2.
(1 pkt) Ustal liczbę wiązań węgiel–wodór w cząsteczce związku, którego wzór podano poniżej. H3 C C C CH CH3 CH3
(1 pkt) Poniższy wykres przedstawia zależność temperatury topnienia i temperatury wrzenia wybranych
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Temperatura wrzenia alkoholi, których nazwy podano w informacji, rośnie wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego ich cząsteczek. | ||
| 2 | Spośród alkoholi, których nazwy podano w informacji, propan-1-ol ma najwyższą temperaturę topnienia. |
Eten ulega reakcjom zilustrowanym poniższymi równaniami: I CH2=CH2 + 2KMnO4 + 4H2O → 3CH2(OH)−CH2(OH) + 2KOH + 2MnO2 H + II CH2=CH2 + H2O ⎯ ⎯→ CH3−CH2OH
(1 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli na odróżnienie organicznych produktów obu opisanych reakcji. Wybierz jeden odczynnik spośród podanych poniżej i podkreśl jego nazwę. – Br2 (aq) – świeżo strącony osad Cu(OH)2 – FeCl3 (aq)
(1 pkt)
Opisz zmiany (lub zaznacz brak zmian), które można zaobserwować po dodaniu do • organicznego produktu reakcji I • produktu reakcji II.
Poniższy schemat ilustruje przemiany chemiczne, w wyniku których otrzymano ze związku X związki organiczne Y i Z. [H] Y X [O] Z Związki Y i Z w podwyższonej temperaturze i w obecności kwasu siarkowego(VI) tworzą ester o wzorze CH3COOCH2CH3 i wodę.
(1 pkt)
Zapisz wzór półstrukturalny (grupowy) związku X.
(1 pkt)
Podaj nazwę otrzymanego estru.
(2 pkt) Poniżej przedstawione są wzory sześciu związków organicznych.
Uzupełnij zdania – wpisz numery, którymi oznaczono wzory odpowiednich związków. 1. Takie same wartości masy molowej mają związki oznaczone numerami .......... i ........... oraz ......... i ............ . 2. Do węglowodorów aromatycznych zalicza się związek oznaczony numerem .................... . 3. Odczyn zasadowy ma wodny roztwór związku oznaczonego numerem ........................... . 4. Próbie Trommera i próbie Tollensa ulegają związki oznaczone numerami ..................... . I CH OH HO 2 O H HO H CH OH 2 OH H II CH −CH −NH 3 2 2 III CH −CH −CHO 3 2 IV CH −CO−CH 3 3 V CH OH 2 H O H H OH H HO OH H OH VI
Najprostszym aminokwasem jest glicyna o wzorze H2 N CH2 COOH
(1 pkt)
Podaj nazwy dwóch grup funkcyjnych, które można wyróżnić w cząsteczce glicyny.
(1 pkt)
Zapisz równanie reakcji glicyny z kwasem chlorowodorowym (solnym). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
(1 pkt)
Napisz nazwę wiązania utworzonego w wyniku reakcji kondensacji dwóch cząsteczek glicyny.
| 3 | Spośród alkoholi, których nazwy podano w informacji, metanol jest związkiem najbardziej lotnym. |