Arkusz maturalny
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami E i X wiadomo, że: • elektrony atomu E w stanie podstawowym zajmują osiem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych • konfigurację elektronową atomu X w jednym ze stanów wzbudzonych przedstawia poniższy zapis. ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 1s 2s 2p 3s 3p 3d
Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków E i X, symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków, oraz podaj sumaryczną liczbę elektronów w podpowłokach walencyjnych.
| Symbol pierwiastka | Symbol bloku konfiguracyjnego | Sumaryczna liczba elektronów w podpowłokach walencyjnych | |
|---|---|---|---|
| Pierwiastek E | |||
| Pierwiastek X |
Uzupełnij tabelę. Napisz wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, które opisują stan kwantowy jednego z niesparowanych elektronów atomu E w stanie podstawowym.
| Liczby kwantowe | ||
|---|---|---|
| główna liczba kwantowa 𝑛 | poboczna liczba kwantowa 𝑙 | |
| Wartości liczb kwantowych |
Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu X− w stanie podstawowym. Zastosuj zapis konfiguracji elektronowej z uwzględnieniem podpowłok.
Symbol Symbol bloku Sumaryczna liczba elektronów pierwiastka konfiguracyjnego w podpowłokach walencyjnych Pierwiastek E Si LUB krzem p 4 Pierwiastek X Cl LUB chlor p 7 1Rozporządzenie Ministra Edukacji z dnia 28 czerwca 2024 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie podstawy programowej kształcenia ogólnego dla liceum ogólnokształcącego, technikum oraz branżowej szkoły II stopnia (Dz.U. z 2024 r. poz. 1019).
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch wierszy tabeli – podanie w odpowiedniej kolejności symboli pierwiastków E i X oraz dla każdego z nich: symbolu bloku konfiguracyjnego i sumarycznej liczby elektronów w podpowłokach walencyjnych. 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego wiersza tabeli – podanie symbolu pierwiastka, symbolu bloku konfiguracyjnego i sumarycznej liczby elektronów w podpowłokach walencyjnych ALBO 1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch kolumn tabeli – podanie symboli pierwiastków i symboli bloków konfiguracyjnych albo symboli pierwiastków i sumarycznej liczby elektronów w podpowłokach walencyjnych. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Liczby kwantowe główna liczba kwantowa 𝑛 poboczna liczba kwantowa 𝑙 Wartości liczb kwantowych 3 1
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch pól tabeli. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
1s22s22p63s23p6 ALBO 1s22s2p63s2p6 Uwaga: Za zastosowanie schematu klatkowego z oznaczeniami numerów powłok i symboli podpowłok zdający otrzymuje 1 pkt.
1 pkt – poprawne napisanie pełnej konfiguracji elektronowej jonu chlorkowego Cl– w stanie podstawowym. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Niektóre ciężkie jądra ulegają reakcjom rozszczepienia. Takie jądra bombardowane neutronami ulegają podziałowi na dwa lżejsze fragmenty. Tej przemianie towarzyszy emisja dwóch lub trzech neutronów.
W jednej z reakcji rozszczepienia jąder 235 U powstają 92 Kr oraz 141 Ba .
Uzupełnij schemat tak, aby otrzymać równanie opisanej przemiany, która prowadzi do powstania jąder kryptonu i baru.
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Jeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro 235 U następuje jego rozszczepienie, w wyniku którego powstaje jądro 93 Sr i są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się jądro ( 139 I / 140 Xe / 140 Ba ). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy stosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro ( 235 U / 93 Sr ).
235 1 1 92 141 U + n 3 nn + Kr + BaBa n n 92 0 0 3636 56
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Jeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro 235U następuje jego rozszczepienie, w wyniku którego powstaje jądro 93Sr i są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się jądro ( 139I / 𝟏𝟒𝟎Xe / 140Ba). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy stosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro ( 𝟐𝟑𝟓U / 93Sr ).
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
(0–2) W jednym z tlenków jodu masa tlenu stanowi 20,14 % masy tego tlenku. W jego wzorze rzeczywistym liczba atomów jodu jest dwa razy większa niż we wzorze empirycznym. Na podstawie obliczeń ustal i napisz wzór empiryczny oraz wzór rzeczywisty opisanego tlenku.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i ustalenie wzoru empirycznego oraz wzoru rzeczywistego tlenku. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do ustalenia tylko wzoru empirycznego albo tylko wzoru rzeczywistego tlenku ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do wyznaczenia stosunku molowego jodu do tlenu wyrażonego liczbami całkowitymi i brak ustalenia wzorów albo błędne ustalenie wzorów. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. Wzór empiryczny: W 100,00 g tlenku znajduje się 20,14 g tlenu oraz 79,86 g jodu. 20,14 g 79,86 g 𝑛O = =1,26 mol 𝑛I = = 0,63 mol 16,00 g ∙ mol–1 126,90 g ∙ mol–1 Stosunek molowy jodu do tlenu jest równy 1 : 2. Wzór empiryczny: IO2 Wzór rzeczywisty: I2O4 Sposób 2. IxOy MI = 126,90 g ∙ mol–1 16,00𝑦 = 0,2014 126,90𝑥 + 16,00𝑦 16𝑦 = 25,5577𝑥 + 3,222𝑦 12,7776𝑦 = 25,5577𝑥 𝑥 1 𝑦= 2 Wzór empiryczny: IO2 Wzór rzeczywisty: I2O4
rozwiązań zadań
W odpowiednich warunkach fluorowce mogą ze sobą reagować i tworzyć tzw. związki międzyhalogenowe o wzorze ogólnym AX𝑦, w którym 𝑦 przyjmuje wartość 1, 3, 5 lub 7. W tym wzorze A oznacza pierwiastek o mniejszej elektroujemności, a X – pierwiastek o większej elektroujemności. Przykładem związku międzyhalogenowego jest trichlorek jodu o wzorze ICl3.
Trichlorek jodu został po raz pierwszy otrzymany w reakcji, której schemat przedstawiono poniżej. – – IO3 + I2 + H+ + Cl → ICl3 + H2O
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji zachodzącej podczas tej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. – – ….. IO3 + ….. I2 + ….. H+ + ….. Cl → ….. ICl3 + ….. H2O
Równanie reakcji redukcji: IO3– + 3Cl– + 6H+ + 2e– → ICl3 + 3H2O 3IO3– + (1)I2 + 18H+ + 15Cl– → 5ICl3 + 9H2O
2 pkt – poprawne napisanie w formie jonowej równania reakcji redukcji oraz poprawne uzupełnienie współczynników w schemacie. 1 pkt – poprawne napisanie w formie jonowej równania reakcji redukcji oraz niepoprawne uzupełnienie współczynników w schemacie albo brak uzupełnienia schematu ALBO 1 pkt – niepoprawne napisanie albo brak równania reakcji redukcji oraz poprawne uzupełnienie współczynników w schemacie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Wzór elektronowy: Cl Cl I Cl Rozstrzygnięcie: nie 𝑳𝐩= (𝟑+ 𝟐) = 𝟓 Uwaga: Geometria cząsteczki nie podlega ocenie.
2 pkt – poprawne narysowanie wzoru elektronowego cząsteczki, poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne napisanie liczby przestrzennej cząsteczki ICl3. 1 pkt – poprawne narysowanie wzoru elektronowego cząsteczki ALBO 2 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne napisanie liczby przestrzennej cząsteczki ICl3. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
(0–1) Uczniowie wykonali dwuetapowe doświadczenie, którego celem było otrzymanie czystego tlenku miedzi(II). W pierwszym etapie strącili wodorotlenek miedzi(II), a w drugim etapie przeprowadzili jego rozkład termiczny w łaźni wodnej. Następnie uzyskaną mieszaninę przesączyli, żeby wyodrębnić stały produkt. Na poniższym schemacie przedstawiono pierwszy etap doświadczenia. Probówka I Ba(OH)2 (aq) CuCl2 (aq)
Rozstrzygnij, w której probówce (I czy II) otrzymano osad tylko tlenku metalu. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie: (W probówce) I
1 pkt – poprawne napisanie rozstrzygnięcia oraz poprawne napisanie uzasadnienia zawierającego porównanie procesów zachodzących w probówkach I i II albo opis przebiegu reakcji zachodzących w probówce II. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania
rozwiązań zadań Uwaga: Stwierdzenie, że „BaCl2 jest rozpuszczalny w wodzie, a BaSO4 jest trudno rozpuszczalny” – bez odwołania się do procesów zachodzących w probówkach – jest niewystarczające.
: • W probówce II (w wyniku reakcji soli z wodorotlenkiem baru) powstanie mieszanina osadów dwóch substancji (Cu(OH)2 i BaSO4). ALBO • W drugim doświadczeniu obok CuO otrzymuje się nierozpuszczalny w wodzie BaSO4. ALBO • W probówce I powstał osad jednej substancji, a w probówce II – osad dwóch substancji. ALBO • W probówce II powstał dodatkowo osad BaSO4.
W probówkach oznaczonych numerami I–IV umieszczono oddzielnie, w przypadkowej kolejności, wodne roztwory soli różnych metali. Do probówek wprowadzono roztwór wodorotlenku sodu, w wyniku czego w każdej z nich pojawiła się zawiesina innego wodorotlenku: Cr(OH)3 Ca(OH)2 Cu(OH)2 Al(OH)3
Zawiesiny otrzymane w probówkach I i II posłużyły do przeprowadzenia doświadczenia zgodnie ze schematem.
Uzupełnij tabelę. Spośród wodorotlenków wymienionych w informacji wstępnej wybierz te, których zawiesiny znajdowały się na początku doświadczenia w probówkach I i II. Napisz wzory tych związków.
| Wzór wodorotlenku w probówce I | Wzór wodorotlenku w probówce II |
|---|---|
Wzór wodorotlenku w probówce I Wzór wodorotlenku w probówce II Ca(OH)2 Al(OH)3 Uwaga: Za zastosowanie do uzupełnienia tabeli poprawnych nazw wodorotlenków zdający otrzymuje 1 pkt.
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch pól tabeli. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
(𝑡𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎) Reakcja 1.: Cu(OH)2 → CuO + H2O Reakcja 2.: Cr(OH)3 + OH– → [Cr(OH)4] – Uwaga: Dopuszcza się zapis równania reakcji 2. w postaci Cr(OH)3 + 3OH – →[Cr(OH)6] 3 –.
2 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie dwóch równań reakcji. 1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie jednego równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
(0–2) W celu otrzymania kwasu bromowodorowego przeprowadzono doświadczenie z użyciem stężony H2SO4 zestawu, który zilustrowano rysunkiem obok. Do kolby stożkowej zawierającej 9,5 g czystego stałego bromku potasu wprowadzono kroplami pewną ilość stężonego kwasu siarkowego(VI). KBr (s) Zaszła reakcja opisana poniższym równaniem. KBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr woda destylowana W wyniku całkowitego pochłonięcia wydzielonego bromowodoru otrzymano w cylindrze 80 cm3 kwasu bromowodorowego. Z tego roztworu pobrano próbkę 1,0 cm3, którą rozcieńczono wodą. Do jej zobojętnienia zużyto 6,9 cm3 roztworu wodorotlenku potasu o pH = 13.
Oblicz, jaka część użytego w doświadczeniu KBr uległa reakcji z H2SO4. Wynik podaj w procentach.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między danymi w zadaniu a szukaną w zadaniu, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów obliczeniowych ALBO – zastosowanie poprawnej metody prowadzącej do obliczenia poprawnych wartości liczby moli KBr lub HBr albo poprawnych wartości masy KBr lub HBr w 80 cm3 roztworu. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. [OH−] = 10−1 mol ∙ dm−3 = 0,1 mol ∙dm−3 𝑛KOH = c ∙ V = 0,00069 mol 𝑛KOH = 𝑛HBr = 0,00069 mol (liczba moli HBr w 1 cm3 roztworu) 𝑛HBr = 80 ∙ 0,00069 = 0,0552 mol (liczba moli HBr w 80 cm3 roztworu) 𝑛HBr = 𝑛KBr𝑘 = 0,0552 mol 𝑚KBr𝑘 = 119 g ∙ mol−1 ∙0,0552 mol = 6,57 g 𝑚KBr𝑘 6,57%KBr = 𝑝 = = 0,692 = 69,2 (%) 𝑚KBr 9,5 Sposób 2. 𝑛KOH = 𝑛HBr = 0,00069 mol (liczba moli HBr w 1 cm3 roztworu) 𝑛HBr = 80 ∙ 0,00069 = 0,0552 mol (liczba moli HBr w 80 cm3 roztworu) 𝑛HBr = 𝑛KBr𝑘 = 0,0552 mol 𝑝 9,5 g 𝑛KBr = 119 g ∙ mol−1 = 0,0798 mol 𝑛KBr𝑘 0,0552 mol%KBr = 𝑝 = = 0,692 = 69,2 (%) 𝑛KBr 0,0798 mol Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń.
(0–2) Pod wyciągiem przeprowadzono dwa doświadczenia, których celem było zbadanie przebiegu reakcji metali z kwasami. Użyto poniższych odczynników: cynk srebro kwas solny kwas azotowy(V) Każdy z reagentów został użyty tylko raz. Przebieg doświadczeń przedstawiono na poniższych zdjęciach.
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas doświadczeń 1. i 2. Doświadczenie 1.: ................................................................................................................... Doświadczenie 2.: ...................................................................................................................
Doświadczenie 1.: Ag + NO3– + 2H+ → Ag+ + NO2 + H2O ALBO Ag + NO3– + 2H3O+→ Ag+ + NO2 + 3H2O Doświadczenie 2.: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2 ALBO Zn + 2H3O+ → Zn2+ + H2 + 2H2O
2 pkt – poprawne napisanie w formie jonowej skróconej dwóch równań reakcji. 1 pkt – poprawne napisanie w formie jonowej skróconej jednego równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
W zamkniętym reaktorze zachodzi reakcja opisana równaniem: X2 (g) + 2Y2 (g) → 2XY2 (g) Zależność szybkości tej reakcji od stężenia opisuje poniższe równanie kinetyczne. 𝑣 = 𝑘∙𝑐X2 𝒂∙𝑐Y2 𝒃 Aby wyznaczyć wykładniki 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, przeprowadzono serię pomiarów: w temperaturze 𝑇 mierzono zależność szybkości reakcji od stężenia jednego z substratów przy stałym stężeniu drugiego. Na podstawie wyników pomiarów sporządzono poniższe wykresy zależności szybkości reakcji od: • stężenia substratu X2 przy stałym stężeniu 𝑐Y2 = 1 mol ∙ dm–3 (linia czerwona) • stężenia substratu Y2 przy stałym stężeniu 𝑐X2 = 1 mol ∙ dm–3 (linia zielona).
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Zmniejszenie objętości reaktora w warunkach izotermicznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje wzrostem szybkości opisanej reakcji. | ||
| 2 | Wzrost temperatury w reaktorze w warunkach izobarycznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje spadkiem szybkości opisanej reakcji. |
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Zmniejszenie objętości reaktora w warunkach izotermicznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje wzrostem szybkości opisanej reakcji. | ✓ | ✓ |
| 2 | Wzrost temperatury w reaktorze w warunkach izobarycznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje spadkiem szybkości opisanej reakcji. | ✓ |
(0–2) W temperaturze 𝑇 przygotowano wodne roztwory wodoroortofosforanu(V) sodu i diwodoroortofosforanu(V) sodu o jednakowych stężeniach molowych i zbadano ich odczyn za pomocą dwóch wskaźników: fenoloftaleiny oraz czerwieni obojętnej. Wyniki doświadczenia przedstawiono na poniższych zdjęciach. Wpisz do schematów wzory odpowiednich drobin tak, aby powstały równania reakcji decydujących o odczynie wodnego roztworu wodoroortofosforanu(V) sodu oraz o odczynie wodnego roztworu diwodoroortofosforanu(V) sodu. Zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda. kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2 + ⇄ + kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2 + ⇄ + Fenoloftaleina Czerwień obojętna Na HPO 2 4 NaH PO 2 4
Równanie reakcji zachodzącej w roztworze Na2HPO4: kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2 + 2− ⇄ + − H2O HPO4 OH− H2PO4 Równanie reakcji zachodzącej w roztworze NaH2PO4: kwas 1 zasada 2 zasada 1 kwas 2 − + ⇄ 2− + H2PO4 H2O HPO4 H3O+
2 pkt – poprawne uzupełnienie schematów – napisanie we właściwej formie dwóch równań reakcji. 1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu – napisanie we właściwej formie jednego równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
(0–3) Próbkę chlorku amonu o masie 0,10 g rozpuszczono w wodzie i otrzymano 100 cm3 roztworu. W powstałym roztworze kationy amonowe w pewnym stopniu ulegają przemianie zgodnie z poniższym równaniem. NH4 + + H2O ⇄ NH3 + H3O+ Niewielką objętość przygotowanego roztworu umieszczono w probówce, do której dodano kilka kropel błękitu bromotymolowego.
Oblicz pH otrzymanego roztworu. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku. Następnie wybierz zdjęcie, na którym przedstawiono wygląd zawartości 0–1– probówki po dodaniu do niej wskaźnika, i zaznacz literę A, B albo C. 2–3
otrzymuje 1 pkt.
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku i poprawny wybór zdjęcia. 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wartości liczbowej wyniku w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku i błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego i poprawny wybór zdjęcia ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów H+ i poprawny wybór zdjęcia. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego i błędny wybór zdjęcia albo brak wyboru ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, odczytanie z tablic odpowiedniej wartości stałej 𝐾, poprawne wykonanie obliczeń prowadzących do obliczenia wartości stężenia jonów H+ i błędny wybór albo brak wyboru zdjęcia. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 1 ∙ 10−14 + = = 5,62 ∙10−10KNH3= 1,78 ∙10−5 KNH4 1,78 ∙ 10−5 1 mol NH4Cl 53,5 g 𝑛 mol 0,10 g 𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl 0,00187 + = = 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm–3)cNH4 0,10 [NH3] ∙ [H3O+] 𝑥2 + = =KNH4 0,02 – 𝑥 [NH4+] 𝑥 = [H3O+] = 3,35 · 10–6 (mol ∙ dm–3) pH = 5,5 Zdjęcie: B
rozwiązań zadań Sposób 2. + = 5,62 ∙10−10 + = 14 – pKNH3 = 9,25 𝐾NH4p𝐾NH4 1 mol NH4Cl 53,5 g 𝑛 mol 0,10 g 𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl 0,00187 + = = 0,0187 (mol ∙ dm–3)cNH4 0,10 [NH3] ∙ [H3O+] 𝑥2 + = =𝐾NH4 + cNH4 0,0187 𝑥 = [H3O+] = 3,24 · 10–6 (mol ∙ dm–3) pH = 5,5 Zdjęcie: B Sposób 3. + = 14 – pKNH3 = 9,25p𝐾NH4 1 mol NH4Cl 53,5 g 𝑛 mol 0,10 g 𝑛 = 0,00187 mol NH4Cl 0,00187 + = = 0,0187 ≈ 0,02 (mol ∙ dm–3)cNH4 0,10 1 1 pH = + ⟹ pH = 5,5 + – 2logcNH4 2 pKNH4 Zdjęcie: B Uwaga 1.: W obliczeniach można zastosować uproszczony wzór prowadzący do obliczenia stężenia jonów H+. Uwaga 2.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń. Uwaga 3.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający otrzyma wynik pH z przedziału [6,0; 7,0), powinien wybrać zdjęcie A. Za takie rozwiązanie przyznaje się 2 pkt. Uwaga 4.: Jeżeli w efekcie błędów rachunkowych zdający uzyska wynik pH ≥ 7, to za takie
(0–2) W celu wyznaczenia stężeniowej stałej równowagi syntezy amoniaku w temperaturze 𝑇 do reaktora o stałej pojemności wprowadzono azot i wodór. Początkowe stężenie azotu było równe 0,20 mol ⋅ dm–3, a początkowe stężenie wodoru wynosiło 0,60 mol ⋅ dm–3. Następnie reaktor zamknięto i utrzymywano stałą temperaturę 𝑇. W reaktorze zaszła reakcja opisana poniższym równaniem. N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 Po pewnym czasie stwierdzono, że ciśnienie w reaktorze obniżyło się do 75 % początkowej wartości i już się nie zmieniało.
Oblicz stężeniową stałą równowagi syntezy amoniaku w temperaturze 𝑻.
𝑝 (𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑖 𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, 𝑉 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, 𝑅 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 ⟹ 𝑐= 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡 ⟹ 𝑝0 𝑝r 𝑐0 ⋅ 𝑝r 𝑝r = ⟹ 𝑐r = ⟹ = 0,75) 𝑐0 𝑐r 𝑝0 𝑝0 Stężenie molowe, mol ∙ dm–3 początkowe zmiana równowagowe N2 0,2 – 𝑥 0,2 – 𝑥 H2 0,6 –3𝑥 0,6 – 3𝑥 NH3 0 2𝑥 2𝑥 łączne 0,8 –2𝑥 0,8 – 2𝑥
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń oraz podanie wyniku jako wielkości bezwymiarowej. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: • popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB • podanie wyniku z jednostką inną niż dm6 ∙mol–2 ALBO 1 pkt – poprawne wyznaczenie wartości stężeń N2, H2, NH3 w stanie równowagi. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania.
rozwiązań zadań Łączne stężenie gazów w stanie równowagi: 𝑐r = 0,75𝑐0 ⟹ 𝑐r = 0,75 ⋅0,8 = 0,6 i 𝑐r = 0,8 –2𝑥 ⟹ 0,8 – 2𝑥= 0,6 𝑥 = 0,1 (mol ∙dm–3) [NH3] = 0,2 (mol ∙ dm–3) [N2] = 0,1 (mol ∙ dm–3) [H2] = 0,3 (mol ∙ dm–3) [NH3]2 0,22 𝐾= ⟹ 𝐾= = 𝟏𝟒, 𝟖 [N2][H2]3 0,1 ⋅ 0,33 Uwaga 1.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń. Uwaga 2.: Zdający w obliczeniach nie może dokonać zmiany warunków prowadzenia procesu.
W trzech standardowych półogniwach A, B i C ustalają się równowagi opisane poniższymi równaniami. półogniwo A MnO4 – + 8H+ + 5e– ⇄ Mn2+ + 4H2O półogniwo B Br2 + 2e– ⇄ 2Br – półogniwo C Co3+ + e– ⇄ Co2+
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Następnie napisz, z którym półogniwem (B albo C) w warunkach standardowych należy połączyć półogniwo A, aby podczas pracy ogniwa malało pH roztworu w tym półogniwie. Aby podczas pracy ogniwa malało pH roztworu w półogniwie A, stężenie jonów H+ musi się (zwiększać / zmniejszać). Oznacza to, że w tym półogniwie zachodzi proces (redukcji / utleniania), a drugie półogniwo pełni funkcję (anody / katody). Opisany warunek spełnia ogniwo zbudowane z półogniwa A połączonego z półogniwem ………………………… .
Uzupełnij poniższy zapis tak, aby powstał schemat ogniwa galwanicznego zbudowanego z półogniw B oraz C generującego prąd w warunkach standardowych. (–) Pt ………………………… ………………………… Pt (+)
Aby podczas pracy ogniwa malało pH roztworu w półogniwie A, stężenie jonów H+ musi się (zwiększać / zmniejszać). Oznacza to, że w tym półogniwie zachodzi proces (redukcji / utleniania), a drugie półogniwo pełni funkcję (anody / katody). Opisany warunek spełnia ogniwo zbudowane z półogniwa A połączonego z półogniwem C. Uwaga: Każde jednoznaczne wskazanie półogniwa C uznaje się za poprawne.
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań oraz poprawny wybór półogniwa. 1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań, błędny wybór albo brak wyboru półogniwa ALBO – poprawny wybór półogniwa, błędne uzupełnienie zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
Pt (+)(–) Pt Br– , Br2 Co3+, Co2+ Pt (+) ALBO (–) Pt Br– Br2 Co3+, Co2+ Uwaga: W zapisie półogniw zdający może zastosować dowolną kolejność Br– , Br2 oraz Co3+, Co2+.
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu ogniwa. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
(0–2) Wykonano doświadczenie. Próbkę 1,0 dm3 letniego LPG przeprowadzono w stan gazowy i spalono.
Oblicz energię, która wydzieli się do otoczenia w wyniku całkowitego spalenia 1,0 𝐝𝐦𝟑 letniego LPG. Wynik podaj w kilodżulach. Przyjmij, że wartości entalpii spalania węglowodorów są takie same jak w warunkach standardowych. Załóż, że powyższe wartości nie ulegają zmianie wraz ze zmianą temperatury oraz że energia jest wymieniana z otoczeniem wyłącznie na sposób ciepła.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: • popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego LUB • podanie wyniku z jednostką inną niż kJ ALBO 1 pkt – poprawne obliczenie liczby moli C3H8 i C4H10 w 1 dm3 letniego LPG. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 𝑀propan = 44 g ∙ mol–1 𝑀butan = 58 g ∙ mol–1 𝑚 = 560 g 𝑚 𝑑= 𝑉 44 ⋅𝑛propan + 58 ∙𝑛butan = 560 44 ∙ 3 { 3 ⇒ 560 = ∙𝑛butan + 58 ∙𝑛butan 𝑛propan = 𝑛butan ⋅ 7 7 𝑛butan = 7,286 mol 𝑛propan = 3,123 mol 𝐸= 7,286 ∙2878 + 3,123 ∙2219 = 27 899,05 ≈𝟐𝟕 𝟗𝟎𝟎 (𝐤𝐉) Sposób 2. Założenie: Mieszanina zawiera 0,3 mol C3H8 i 0,7 mol C4H10. Energia wydzielona ze spalenia takiej mieszaniny: 𝐸= 0,3 mol ∙(2219 kJ ∙mol−1) + 0,7 mol ∙(2878 kJ ∙mol−1) = 2 680 kJ Masa tej mieszaniny: 𝑚= 0,3 mol ∙44 g ∙mol−1 + 0,7 mol ∙58 g ∙mol−1 = 53,8 g Objętość tej mieszaniny: 53,8 g 𝑉= = 96,1 cm3 0,56 g ∙ cm−3 96,1 cm3 2 680 kJ 1000 cm3 𝑥 𝑥= 27 887,62 ≈𝟐𝟕 𝟗𝟎𝟎 (𝐤𝐉) Uwaga 1.: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń. Za poprawny uznaje się każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń. Uwaga 2.: Podanie wyniku końcowego ze znakiem minus skutkuje utratą 1 pkt.
(0–1)
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Ilość energii wydzielana podczas całkowitego spalania 1,0 dm3 zimowego LPG jest (mniejsza niż / taka sama jak / większa niż) ilość energii wydzielana podczas całkowitego spalania tej samej objętości letniego LPG. Ilość CO2 emitowanego do atmosfery podczas spalania 1,0 dm3 LPG jest większa w przypadku (letniego / zimowego) LPG.
Ilość energii wydzielana podczas całkowitego spalania 1,0 dm3 zimowego LPG jest (mniejsza niż / taka sama jak / większa niż) ilość energii wydzielana podczas całkowitego spalania tej samej objętości letniego LPG. Ilość CO2 emitowanego do atmosfery podczas spalania 1,0 dm3 LPG jest większa w przypadku (letniego / zimowego) LPG.
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Reakcja addycji halogenowodorów do niesymetrycznych alkenów zwykle przebiega zgodnie z regułą Markownikowa. Również przyłączenie cząsteczki wody do podwójnego wiązania, które zachodzi w środowisku kwasowym, prowadzi do powstania alkoholu o możliwie najwyższej rzędowości. Odstępstwa od tej reguły obserwuje się w reakcjach addycji wody przebiegających z udziałem wodorku boru (BH3) i nadtlenku wodoru (H2O2) w obecności jonów wodorotlenkowych (OH–). Takie postępowanie pozwala uzyskać alkohol, który jest produktem reakcji przebiegającej niezgodnie z regułą Markownikowa.
Uzupełnij poniższe schematy. Napisz w każdym z nich: • wzór półstrukturalny (grupowy) alkenu – organicznego substratu przemiany • niezbędne warunki prowadzenia procesu.
Kamfen jest składnikiem wielu olejków eterycznych. • addycji HBr przebiegającej zgodnie z regułą Markownikowa • addycji H2O przebiegającej niezgodnie z regułą Markownikowa.
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch schematów. 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego schematu. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
H Br CH CH CH2 CH2 C C H2C H2C HBr CH2 CH2 H2C C CH3 H2C C CH3 CH CH3 CH CH3 kamfen
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch wzorów produktów. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań OH H CH CH CH2 CH2 C C H2C H2C H2O CH2 CH2 H2C C CH3 H2C C CH3 CH CH3 CH CH3 kamfen
Uzupełnij tabelę. Napisz nazwę typu reakcji p-ksylenu z bromem pod wpływem światła i w obecności żelaza (addycja, eliminacja albo substytucja) oraz nazwę mechanizmu (elektrofilowy, nukleofilowy albo rodnikowy), według którego przebiega każda z tych reakcji.
| Reakcja p-ksylenu z bromem | ||
|---|---|---|
| pod wpływem światła | w obecności Fe | |
| Typ reakcji | ||
| Mechanizm reakcji |
Reakcja p-ksylenu z bromem pod wpływem światła w obecności Fe Typ reakcji substytucja Mechanizm reakcji rodnikowy elektrofilowy
1 pkt – poprawne uzupełnienie trzech pól tabeli. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
(0–1)
Napisz równanie reakcji monobromowania p-ksylenu pod wpływem światła. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
CH3 CH2Br (światło) + Br2 + HBr CH3 CH3
1 pkt – poprawne napisanie równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
(0–1) W wyniku katalitycznego utlenienia p-ksylenu otrzymuje się kwas tereftalowy, czyli kwas benzeno-1,4-dikarboksylowy.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony opisanego kwasu.
COOH COOH
1 pkt – poprawne napisanie wzoru półstrukturalnego kwasu tereftalowego. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Uzupełnij schemat reakcji otrzymywania 2,2-dimetylopropan-1-olu opisaną metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. NaBH4 →
CH3 CH3 O H3C C C NaBH4→ H3C C CH2 OH H CH3 CH3
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu (napisanie wzorów półstrukturalnych aldehydu i alkoholu). 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
(0–1) Przeprowadzono dwie reakcje: propan-2-onu oraz butan-2-onu – każda z borowodorkiem sodu. W jednej z tych przemian otrzymano mieszaninę enancjomerów.
Rozstrzygnij, w której reakcji – z propan-2-onem czy z butan-2-onem – otrzymano mieszaninę enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie: z butan-2-onem
1 pkt – poprawne napisanie rozstrzygnięcia i poprawne napisanie uzasadnienia. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania
rozwiązań zadań
: • (Tylko) W reakcji z butan-2-onem otrzymano alkohol, który ma asymetryczny atom węgla (centrum stereogeniczne). ALBO • (Tylko) W reakcji z tym ketonem otrzymano alkohol, w którym atom węgla o hybrydyzacji sp3 ma cztery różne podstawniki. ALBO • W reakcji z propan-2-onem otrzymany alkohol nie będzie miał asymetrycznego atomu węgla (centrum stereogenicznego). Uwaga 1.: Odpowiedź zdającego odnosząca się wyłącznie do budowy cząsteczki ketonu jest niewystarczająca. Uwaga 2.: Odpowiedź, w której zdający wskaże, że produkt reakcji butan-2-onu jest związkiem czynnym optycznie albo że cząsteczki tego produktu są chiralne, jest niewystarczająca.
(0–2) Wzory szkieletowe związków organicznych odzwierciedlają kształt cząsteczek. W tych wzorach pomija się symbole atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru, a szkielet węglowy rysuje się jako linię łamaną oraz zaznacza – występujące w cząsteczce – wiązania wielokrotne. Zapisuje się symbole podstawników innych niż wodór oraz wzory grup funkcyjnych. Borowodorek sodu jest stosowany w przemyśle farmaceutycznym do syntezy feksofenadyny – leku przeciwhistaminowego. Na schemacie przedstawiono za pomocą wzorów szkieletowych końcowy etap syntezy tego związku.
W reakcji otrzymywania feksofenadyny redukcja jednego mola substratu wymaga udziału (dwóch / trzech) moli elektronów. Orbitalom walencyjnym atomu węgla ulegającego redukcji przypisuje się w cząsteczce substratu hybrydyzację (sp / sp2 / sp3), a w cząsteczce produktu – hybrydyzację (sp / sp2 / sp3).
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań. 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego zdania. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
(0–1) Poniżej podano wzory trzech estrów. A. O CH3 CH3 C O C CH3 CH3 B. O CH3 C O CH2 CH2 CH2 CH3 C. O CH3 CH3 C O CH CH2 CH3
Uszereguj podane estry zgodnie ze wzrostem ich temperatur wrzenia. Użyj oznaczeń literowych (A–C). najniższa temperatura wrzenia najwyższa temperatura wrzenia
A. C. B. ………………………………………………………………………………………………………… najniższa temperatura wrzenia najwyższa temperatura wrzenia
1 pkt – poprawne uszeregowanie trzech estrów. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Poli(kwas mlekowy), oznaczany symbolem PLA, jest biodegradowalnym termoplastycznym poliestrem wytwarzanym z surowców naturalnych. Można go otrzymać w reakcji polikondensacji kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego).
Uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał on wzory obu enancjomerów kwasu mlekowego.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) poli(kwasu mlekowego).
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie lustro COOH COOH C C H H CH3 CH3 OH OH Uwaga: Zdający otrzymuje 1 pkt tylko za takie uzupełnienie schematu, w którym wzory enencjomerów są lustrzanymi odbiciami.
O O CH CO O C CH ALBO CH3 CH3 n n
rozwiązań zadań
1 pkt – poprawne napisanie wzoru półstrukturalnego (grupowego) poli(kwasu mlekowego). 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
(0–1) W celu zidentyfikowania wodnych roztworów trzech substancji: glicerolu (propano-1,2,3-triolu), kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego) i alanyloglicyloalaniny, przeprowadzono doświadczenie. W trzech probówkach I–III przygotowano świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II) i do każdej z nich wprowadzono po jednym z badanych roztworów w nadmiarze. Probówki, wraz z zawartością, energicznie wstrząśnięto i we wszystkich zaobserwowano roztworzenie wodorotlenku miedzi(II). Na poniższych zdjęciach przedstawiono zawartości probówek po zakończeniu doświadczenia.
Rozstrzygnij, do której probówki (I, II albo III) wprowadzono roztwór kwasu mlekowego. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która zaszła w tej probówce podczas opisanego doświadczenia.
Rozstrzygnięcie: III Równanie reakcji: 2CH3CHCOOH + Cu(OH)2 → (CH3CHCOO)2Cu + 2H2O I I OH OH
1 pkt – poprawne napisanie rozstrzygnięcia (numeru probówki) i równania reakcji w formie cząsteczkowej. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Oktopamina jest hormonem występującym w organizmach bezkręgowców. Jej wzór przedstawiono poniżej. NH2
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Grupy –OH w cząsteczce oktopaminy różnią się zdolnością odłączania protonu. | ||
| 2 | Oktopamina może być utleniona do ketonu. |
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Grupy –OH w cząsteczce oktopaminy różnią się zdolnością odłączania protonu. | ✓ | ✓ |
| 2 | Oktopamina może być utleniona do ketonu. | ✓ |
W jednej z metod syntezy 𝛼-aminokwasów pierwszym etapem jest reakcja kwasu karboksylowego z bromem. W obecności fosforu i w odpowiednich warunkach jeden z atomów wodoru przy atomie węgla 𝛼 w cząsteczce kwasu jest zastępowany przez atom bromu. W drugim etapie, pod działaniem stężonego wodnego roztworu amoniaku, następuje wymiana atomu bromu na grupę aminową. W efekcie powstaje sól amonowa odpowiedniego aminokwasu. Przeprowadzono ciąg przemian, w wyniku których z kwasu propanowego (propionowego) powstał związek B. Br2, P nadmiar NH3 (aq) kwas propanowy związek A związek B reakcja 1. reakcja 2.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji 1. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Związek A reaguje z amoniakiem w stosunku molowym 𝑛A ∶𝑛NH3 = 1 ∶3 (reakcja 2.).
Napisz w formie jonowej równanie reakcji 2.
Br (P) H3C CH2 COOH + Br2 H3C CH COOH + HBr
1 pkt – poprawne napisanie w formie cząsteczkowej równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Br NH2 I I – + –H3C–CH–COOH + 3NH3 → H3C–CH–COO + 2NH4 + Br ALBO Br NH2 I I – + – + –H3C–CH–COO + H + 3NH3 → H3C–CH–COO + 2NH4 + Br
1 pkt – poprawne napisanie w formie jonowej równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
(0–1) Poniżej przedstawiono wzory czterech monosacharydów oznaczonych numerami 1–4.
Uzupełnij tabelę. Napisz w drugiej kolumnie tabeli numery wszystkich monosacharydów spełniających warunki określone w pierwszej kolumnie. 1 2 3 4 H O H OH H H H HO H OH OH CH OH 2 O H OH H OH H HO H H OH CH OH 2 O H H H OH H HO OH H OH H O OH OH H OH H H H H OH
| Warunek | Numery monosacharydów |
|---|---|
| Jest pentozą. | |
| Stanowią parę anomerów. |
Numery Warunek monosacharydów Jest pentozą. 1, 4 Stanowią parę anomerów. 2, 3
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch pól tabeli. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Metoda VSEPR pozwala określać kształt cząsteczek zbudowanych z atomów pierwiastków grup 1.–2. oraz 13.–18. W cząsteczce należy wyróżnić atom centralny (np. atom tlenu w cząsteczce H2O) i ustalić liczbę wolnych par elektronowych na jego zewnętrznej powłoce (𝑦). Następnie trzeba zsumować liczbę podstawników związanych z atomem centralnym (𝑥) i liczbę jego wolnych par elektronowych (𝑦). W ten sposób otrzymuje się tzw. liczbę przestrzenną (𝐿p = 𝑥 + 𝑦), która decyduje o kształcie cząsteczki. Ponieważ zarówno wolne, jak i wiążące pary elektronowe wzajemnie się odpychają, wszystkie elementy składające się na liczbę przestrzenną (podstawniki i wolne pary elektronowe) zajmują jak najbardziej odległe od siebie położenia wokół atomu centralnego.
Probówkę III umieszczono na pewien czas w łaźni wodnej. Wygląd zawartości tej probówki po ogrzaniu przedstawiono na zdjęciu A. Do zawiesiny wodorotlenku znajdującego się w probówce IV dodano roztwór wodorotlenku sodu – wygląd zawartości tej probówki przedstawiono na zdjęciu B. • w formie cząsteczkowej – termicznego rozkładu wodorotlenku znajdującego się w probówce III (reakcja 1.) • w formie jonowej skróconej – roztwarzania wodorotlenku znajdującego się w probówce IV (reakcja 2.). Reakcja 1.: ……………………………………………………………………………………………... Reakcja 2.: ……………………………………………………………………………………………...
W reaktorze o pojemności 4,0 dm3 umieszczono stechiometryczną mieszaninę, zawierającą łącznie 12,0 mol gazów X2 i Y2, i zainicjowano reakcję syntezy gazu XY2. W układzie utrzymywano temperaturę 𝑇. Na podstawie analizy wykresów ustal i napisz wartości wykładników 𝒂 i 𝒃. Następnie
oblicz wartość stałej szybkości reakcji 𝒌 oraz oblicz szybkość tej reakcji w temperaturze 𝑻 w chwili, gdy w reaktorze znajdowało się łącznie 9,0 mol wszystkich gazów. 𝑣 = 𝑘∙𝑐X2 ∙ 𝑐Y2
| ✓ |
Zmniejszenie objętości reaktora w warunkach izotermicznych, przy 1. niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje P wzrostem szybkości opisanej reakcji. Wzrost temperatury w reaktorze w warunkach izobarycznych, przy 2. niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje F spadkiem szybkości opisanej reakcji.
1 pkt – poprawna ocena dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
4 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym oraz poprawne: ustalenie i napisanie wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘, wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, obliczenie szybkości reakcji w temperaturze 𝑇, napisanie wyniku z poprawną jednostką. 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘, wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, obliczenie szybkości reakcji w temperaturze 𝑇, ale: • popełnienie błędów rachunkowych LUB • napisanie błędnej jednostki dla stałej szybkości reakcji 𝑘 LUB • napisanie wyniku końcowego z błędną jednostką albo bez jednostki ALBO 3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, poprawne obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘, poprawne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, ale: • błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia wielkości. 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘, wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, ale: • popełnienie błędów rachunkowych lub napisanie błędnej jednostki dla stałej szybkości reakcji 𝑘 • błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia wielkości ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, poprawne obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘, ale: • błędne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężenia reagentów albo brak wyznaczenia wielkości • błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia wielkości ALBO 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie
rozwiązań zadań wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, poprawne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, ale: • błędne obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 albo brak obliczenia wielkości 2 • błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia wielkości. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 ale: • popełnienie błędów rachunkowych lub napisanie błędnej jednostki dla stałej szybkości reakcji 𝑘 • błędne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu albo brak wyznaczenia wielkości • błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia wielkości ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne ustalenie i napisanie wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu, ale: • popełnienie błędów rachunkowych • błędne obliczenie wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 albo brak obliczenia wielkości 2 • błędne obliczenie wartości szybkości reakcji w temperaturze 𝑇 albo brak obliczenia wielkości ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, tj. wykorzystanie związku między wielkościami danymi a szukanym równaniem kinetycznym, poprawne wyznaczenie liczby moli reagentów lub stężeń reagentów w warunkach określonych w zadaniu oraz błędne wyznaczenie albo brak wyznaczenia: wartości 𝑎 lub 𝑏 w równaniu kinetycznym, wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 oraz szybkości reakcji w temperaturze 𝑇. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązanie Równanie kinetyczne: 𝒗 = 𝒌∙𝒄𝐗𝟐∙𝒄𝐘𝟐𝟐 ALBO 𝒗 = 𝒌∙𝒄𝐗𝟐𝟏∙𝒄𝐘𝟐𝟐 1 = 𝑘∙1 ∙12 ⟹ k = 1 (𝐦𝐨𝐥−𝟐∙𝐝𝐦𝟔∙𝐬−𝟏) Początkowe liczby moli reagentów: 𝑛X2 + 𝑛Y2 = 12 mol 𝑛X2 : 𝑛Y2 = 1 : 2 ⟹ 𝑛X2 = 4 mol; 𝑛Y2 = 8 mol Liczba moli początkowa zmiana końcowa X2 4 – 𝑥 4 – 𝑥 = 1 Y2 8 –2𝑥 8 – 2𝑥 = 2 XY2 0 +2𝑥 2𝑥 Łączna liczba moli po reakcji: 4 – 𝑥 + 8 – 2 𝑥 + 2 𝑥 = 9 ⟹ 𝑥 = 3 mol 1 [X2] = 1 mol : 4 dm3 = mol ∙dm−3 4 1 [Y2] = 2 mol : 4 dm3 = mol ∙dm−3 2 1 1 𝑣 = 𝑘[X2]1 ∙[Y2]2 = 1 ∙ (4)1 ∙ ( 2)2 = 0,0625 𝑣= 𝟔, 𝟐𝟓∙𝟏𝟎–𝟐 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦−𝟑∙𝐬−𝟏 Uwaga 1.: Obliczenie szybkości reakcji nie podlega ocenie, jeżeli zastosowano błędną metodę do wyznaczenia wartości 𝑘 i/lub wartości stężeń. Uwaga 2.: Podanie poprawnej wartości stałej szybkości reakcji 𝑘 przy braku ustalenia wartości 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym wymaga wyjaśnienia odnoszącego się do informacji, że dla stężeń reagentów równych 1mol∙dm–3stała szybkości reakcji jest równa szybkości tej reakcji (𝑘 = 𝑣).
We wzorze cząsteczki oktopaminy literami A–C zaznaczono wybrane fragmenty jej struktury. W temperaturze 25 ᵒC przeprowadzono doświadczenie. Do dwóch probówek zawierających oktopaminę wprowadzono: do jednej rozcieńczony kwas solny, a do drugiej wodny roztwór chlorku żelaza(III).
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Rozcieńczony kwas solny uległ reakcji z fragmentem struktury oktopaminy oznaczonym literą (A / B / C). Fragment struktury oktopaminy oznaczony literą A (uległ / nie uległ) reakcji z chlorkiem żelaza(III).
Próbkę oktopaminy wprowadzono do zakwaszonego roztworu azotanu(III) potasu. W wyniku reakcji wydzielił się bezbarwny, niepalny gaz o masie molowej równej 28 g ∙mol–1. Otrzymany w warunkach doświadczenia organiczny produkt X opisanej reakcji – wprowadzony do probówki zawierającej świeżo strącony osad wodorotlenku miedzi(II) i nadmiar zasady – spowodował roztworzenie osadu i powstanie klarownego roztworu barwy ciemnoniebieskiej (szafirowej).
Uzupełnij schemat tak, aby powstało w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w której otrzymano organiczny produkt X. Napisz wzory brakujących produktów. + ………………. + H3O+ produkt organiczny X gaz
Grupy –OH w cząsteczce oktopaminy różnią się zdolnością odłączania 1. P protonu. 2. Oktopamina może być utleniona do ketonu. P
1 pkt – poprawna ocena dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozcieńczony kwas solny uległ reakcji z fragmentem struktury oktopaminy oznaczonym literą (A / B / C). Fragment struktury oktopaminy oznaczony literą A (uległ / nie uległ) reakcji z chlorkem żelaza(III).
1 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
OH HO CH + HNO2 + CH2 NH3 środowisko kwasowe OH HO CH + N2 + H3O+ gaz CH2 OH produkt organiczny X
1 pkt – poprawne napisanie wzoru produktu organicznego oraz wzoru gazu. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.