Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
Ładowanie…
Chemia
(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 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.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
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. Probówka II HCl (aq) H2SO4 (aq) zawiesina barwy białej klarowny roztwór klarowny roztwór
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.
Probówkę III umieszczono na pewien czas w łaźni wodnej. Po ogrzaniu w probówce był widoczny czarny osad. Do zawiesiny wodorotlenku znajdującego się w probówce IV dodano roztwór wodorotlenku sodu i otrzymano klarowny roztwór barwy zielonej. • 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.: ……………………………………………………………………………………………...
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.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–3) W trzech probówkach I, II i III znajdowały się – w przypadkowej kolejności – stężone wodne roztwory następujących substancji: Ba(NO3)2, H2SO4, CH3COONa. W celu identyfikacji tych związków zmieszano kolejno ze sobą poszczególne roztwory. Wyniki doświadczenia zestawiono w poniższej tabeli.
Uzupełnij tabelę. Wpisz wzory substancji, których wodne roztwory znajdowały się w probówkach I, II i III. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących po zmieszaniu roztworów znajdujących się w probówkach I i III oraz w probówkach II i III. Równanie reakcji, która zaszła po zmieszaniu roztworów z probówek I i III: Równanie reakcji, która zaszła po zmieszaniu roztworów z probówek II i III:
| Probówka I | Probówka II | Probówka III | |
|---|---|---|---|
| Probówka I | X | bezbarwny roztwór | biały osad |
| Probówka II | bezbarwny roztwór | X | bezbarwny roztwór i charakterystyczny drażniący zapach |
| Probówka III | biały osad | bezbarwny roztwór i charakterystyczny drażniący zapach | X |
Probówka I: Probówka II: Probówka III: Ba(NO3)2 CH3COONa H2SO4 Równanie reakcji, która zaszła po zmieszaniu roztworów z probówek I i III: Ba2+ + SO42− → BaSO4 Równanie reakcji, która zaszła po zmieszaniu roztworów z probówek II i III: CH3COO− + H+ → CH3COOH ALBO CH3COO− + H3O+ → CH3COOH + H2O Uwaga 1.: Zastosowanie do uzupełnienia tabeli prawidłowych nazw substancji uznaje się za poprawne. Uwaga 2.: Jeżeli zdający dokona poprawnej identyfikacji zawartości probówki II, natomiast błędnie zapisze, że w probówce I znajduje się wodny roztwór H2SO4, a w probówce III wodny roztwór Ba(NO3)2, to za poprawny zapis równania: Ba2+ + SO42− → BaSO4 otrzymuje 1 punkt.
3 pkt – poprawne uzupełnienie trzech pól tabeli i poprawne napisanie obu równań reakcji. 2 pkt – poprawne uzupełnienie trzech pól tabeli i poprawne napisanie jednego równania reakcji. 1 pkt – poprawne uzupełnienie trzech pól tabeli i niepoprawny zapis równań reakcji albo brak zapisu równań reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) 2NO2 (g) ⇄ 2NO (g) + O2 (g) W zamkniętym reaktorze prowadzono reakcję do momentu ustalenia się stanu równowagi. Zależność stałej równowagi 𝐾 opisanej reakcji rozkładu od temperatury przedstawiono na poniższym wykresie.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku w procentach. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale: • popełnienie błędów rachunkowych LUB • niepodanie wyniku w procentach ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody i obliczenie poprawnej wartości równowagowego stężenia tlenku azotu(IV). 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązanie [NO2]2 1 K = = [NO]2[O2] 4 Stężenie molowe, mol dm–3 początkowe zmiana równowagowe NO (g) 1 + 2x –2x 1 O2 (g) 2 + x –x 2 NO2 (g) 0 +2x 2x 4x2 0,25 = ⟹ x = 0,3536 2 ⋅ 1 𝑐NO = 1 + 2x= 1 + 0,7072 = 1,7072 mol dm–3 Stężenie równowagowe [NO2]: [NO2] = 2x = 0,7072 mol dm–3 [NO2] 0,7072 𝑊 (%) = ∙ 100 % = ∙ 100 % = 41,4 (%) ≈ 41 (%) 𝑐NO 1,7072 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.: Odczytanie wartości stałej równowagi 𝐾 różnej od 4, ale z przedziału (2, 6] skutkuje utratą 1 pkt. Każdy inny odczyt wartości stałej 𝐾 traktuje się jako błąd metody.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
Hydrazyna N2H4 rozpuszcza się w wodzie i w ciekłym amoniaku. W powstałych roztworach zachodzą procesy polegające na przeniesieniu protonu. W bezwodnej, ciekłej hydrazynie ustala się równowaga opisana poniższym równaniem. 2N2H4 ⇄ N2H5 + + N2H3 −
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Stopień utlenienia azotu w hydrazynie jest wyższy niż stopień utlenienia azotu w amoniaku. | ||
| 2 | Jon N H− jest zasadą sprzężoną z cząsteczką N H . 2 3 2 4 |
| Nr | Stwierdzenie | P | F |
|---|---|---|---|
| 1 | Stopień utlenienia azotu w hydrazynie jest wyższy niż stopień utlenienia azotu w amoniaku. | ✓ | ✓ |
| 2 | Jon N H− jest zasadą sprzężoną z cząsteczką N H . 2 3 2 4 | ✓ |
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
Gaz LPG, stosowany do napędu samochodów, jest mieszaniną propanu i butanu. W zbiorniku z LPG panuje ciśnienie 𝑝, w którym ta mieszanina jest cieczą. W zależności od pory roku stosuje się dwa rodzaje LPG: zimowy i letni. Skład przykładowych ciekłych mieszanin LPG (w przeliczeniu na stosunek molowy) i odpowiadające im gęstości zestawiono w tabeli.
| Rodzaj mieszaniny | ||
|---|---|---|
| zimowy LPG | letni LPG | |
| 𝑛 ∶ 𝑛 propanu butanu | 70 : 30 | 30 : 70 |
| Gęstość, g ∙cm−3 (T = 273 K) | 0,54 | 0,56 |
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.
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.
rozwiązań zadań
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 obliczenia 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 { 3 𝑛propan = 𝑛butan ⋅ 7 44 ∙3 560 = ∙𝑛butan + 58 ∙𝑛butan 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 należy uznać każdy wynik będący konsekwencją zastosowanej poprawnej metody i poprawnych obliczeń. Uwaga 2.: Podanie wyniku końcowego ze znakiem minus skutkuje utratą 1 pkt.
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.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2)
Uzupełnij poniższe schematy. Napisz w każdym z nich: • wzór półstrukturalny (grupowy) alkenu – organicznego substratu przemiany • niezbędne warunki prowadzenia procesu.
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch schematów. 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego schematu. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższych kryteriów albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1) Kamfen jest składnikiem wielu olejków eterycznych. • addycji HBr przebiegającej zgodnie z regułą Markownikowa • addycji H2O przebiegającej niezgodnie z regułą Markownikowa.
H Br CH CH CH2 CH2 C C H2C H2C HBr CH2 CH2 H2C C CH3 H2C C CH3 CH CH3 CH CH3 kamfen OH H CH CH CH2 CH2 C C H2C H2C H2O 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.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1)
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.
rozwiązań zadań
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
Borowodorek sodu o wzorze NaBH4 jest odczynnikiem stosowanym w chemii organicznej. Ten związek selektywnie i z dużą wydajnością redukuje grupy karbonylowe w aldehydach i w ketonach do grup hydroksylowych, natomiast nie redukuje grup karboksylowych ani estrowych. Schemat redukcji grupy karbonylowej przedstawiono poniżej. OH O NaBH4 R C R CH R1 R1
Uzupełnij schemat reakcji otrzymywania 2,2-dimetylopropan-1-olu opisaną metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. NaBH4 →
Przeprowadzono dwie reakcje: propan-2-onu oraz butan-2-onu z borowodorkiem sodu. W jednej z tych reakcji otrzymano mieszaninę enancjomerów.
Rozstrzygnij, w której reakcji – z propan-2-onem czy z butan-2-onem – otrzymano mieszaninę enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.
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.
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.
Odczyn wodnego roztworu hydrazyny jest słabo zasadowy.
| ✓ |
Stopień utlenienia azotu w hydrazynie jest wyższy niż stopień utlenienia 1. P azotu w amoniaku. 2. Jon N2H3− jest zasadą sprzężoną z cząsteczką N2H4. P
1 pkt – poprawna ocena dwóch zdań. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
kwas 1 zasada 2 kwas 2 zasada 1 H2O + N2H4 ⇄ N2H5+ + OH–
1 pkt – poprawne uzupełnienie schematu. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
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 stosuje się 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.