Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
Ładowanie…
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
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(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.
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(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
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
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
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
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.
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(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.
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(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
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
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.
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(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.
Matura CKE maj, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(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.