Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
Ładowanie…
Chemia
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych oznaczonych na schemacie literami A, B oraz C. Związek A Związek B Związek C
A B C CH3−CH(CH3)−CH(OH)−CH3 CH3−CH(CH3)−CO−CH3 CH3−C(CH3)=CH−CH3 ALBO ALBO ALBO CH3 CH CH CH3 CH3 CH C CH3 CH3 C CH CH3 CH3 OH CH3 O CH3
2 pkt – poprawne napisanie wzorów półstrukturalnych (grupowych) trzech związków. 1 pkt – poprawne napisanie wzorów półstrukturalnych (grupowego) dwóch związków. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(0–2) Kwas benzoesowy (benzenokarboksylowy) w obecności odpowiedniego katalizatora ulega reakcji substytucji elektrofilowej. W reakcji kwasu benzoesowego z NaOH powstaje sól – związek B – stosowana jako konserwant E211. Ta sól w postaci stałej, ogrzewana z NaOH w obecności tlenku wapnia, ulega dekarboksylacji. Związek A jest produktem głównym reakcji kwasu benzoesowego z chlorem w stosunku molowym 1 ∶1. a) Napisz równanie reakcji otrzymywania związku A. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. b) Uzupełnij schemat. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych B i C. COOH NaOH NaOH CaO, 𝑇 związek B związek C
a) COOH COOH (FeCl3) + Cl2 + HCl → Cl b) COOH COONa NaOH NaOH, CaO, 𝑇 → → związek B związek C
2 pkt – poprawne napisanie równania reakcji i poprawne uzupełnienie schematu wzorami związków B i C. 1 pkt – poprawne napisanie równania reakcji ALBO 2 pkt – poprawne uzupełnienie schematu wzorami związków B i C. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
N-metylopiperazyna (1-metylopiperazyna) to rozpuszczalna w wodzie słaba zasada o wzorze: Ta zasada ulega dwustopniowej dysocjacji, w której uczestniczą oba atomy azotu. Atom azotu niezwiązany z grupą metylową ma silniejszy charakter zasadowy. W tabeli podano wartości p𝐾b1 oraz p𝐾b2 opisanej reakcji dysocjacji N-metylopiperazyny, wyznaczone w różnych temperaturach.
| Temperatura | 25 °C | 30 °C | 40 °C | 50 °C |
|---|---|---|---|---|
| p𝐾 b1 | 4,86 | 5,01 | 5,21 | 5,35 |
| p𝐾 b2 | 9,37 | 9,60 | 9,69 | 9,82 |
Rozstrzygnij, czy dysocjacja N-metylopiperazyny jest procesem egzo- czy endotermicznym. Uzasadnij odpowiedź.
Na podstawie informacji wstępnej spośród podanych form kationowych N-metylopiperazyny wybierz tę, która praktycznie nie występuje w roztworze wodnym, i napisz jej oznaczenie (I, II albo III). Uzasadnij odpowiedź. I II III H CH3 + CH3 H + N+ N+ H N N N N CH3 H H H H
Rozstrzygnięcie: (reakcja) egzotermiczna Uzasadnienie: Wartość 𝐾b maleje wraz ze wzrostem temperatury.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie
1 pkt – poprawny wybór oznaczenia drobiny oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie Oznaczenie: II Uzasadnienie: W roztworze wodnym N-metylopiperazyny nie istnieje (praktycznie) forma, w której jon H+ przyłączony jest do atomu azotu z grupą metylową (o mniejszej wartości 𝐾b) bez przyłączenia najpierw jonu H+ do atomu azotu o większej wartości 𝐾b.
rozwiązań zadań
+ HN N CH3 + H2O ⇄ H2N N CH3 + OH-
1 pkt – poprawne napisanie równania reakcji. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(0–3) Konwencja zapisu wzorów peptydów wymaga umieszczenia po lewej stronie reszty aminokwasu z wolną grupą aminową związaną z atomem węgla 𝛼 – reszty N-końcowej. Aby zidentyfikować taką resztę w peptydzie, do jej grupy aminowej wprowadza się podstawnik, który pozostaje z nią związany podczas hydrolizy peptydu. Z powstałej mieszaniny wydziela się związek znakowany tym podstawnikiem i identyfikuje się aminokwas. W opisanej metodzie stosuje się np. 1-fluoro-2,4-dinitrobenzen, który reaguje z peptydem zgodnie z poniższym schematem.
3 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i ustalenie N-terminalnego aminokwasu oraz poprawne narysowanie jego wzoru. 2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i ustalenie masy molowej aminokwasu oraz błędny wzór aminokwasu lub jego brak. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody oraz popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do ustalenia błędnej masy molowej aminokwasu oraz błędny wzór aminokwasu lub jego brak 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązanie masa tlenu w 1 molu związku: masa azotu w 1 molu związku: 𝑚 = 271,192 g 0,413 = 112 g 𝑚 = 271,192 g 0,1549 = 42 g liczba moli tlenu w 1 molu związku: liczba moli azotu w 1 molu związku: 112 g 42 g 𝑛 = = 7 mol 𝑛 = = 3 mol 16 g∙mol−1 14 g∙mol−1
rozwiązań zadań Analizowany związek ma wzór ogólny: HOOC R CH NH O2N NO2 W łańcuchu bocznym aminokwasu musi być obecny 1 atom tlenu i brak atomów azotu. Warunek ten spełniają seryna, treonina albo tyrozyna. Masa molowa aminokwasu musi być równa: M= 𝟏𝟎𝟓 𝐠∙𝐦𝐨𝐥−𝟏, co odpowiada masie molowej seryny. Wzór aminokwasu: H2N CH CH2 OH COOH
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
Działanie kwasem azotowym(V) na aldozę skutkuje utlenieniem zarówno grupy aldehydowej, jak i grupy –CH2OH. Reakcja przebiega zgodnie ze schematem: CHO COOH HNO3 ( CHOH )n ( CHOH )n CH2OH COOH Dikarboksylowy kwas powstający w tej reakcji to kwas aldarowy.
Napisz liczbę moli elektronów oddawanych przez 𝟏 𝐦𝐨𝐥 dowolnej aldozy w reakcji utleniania opisaną metodą.
Do probówek zawierających osobno dwie aldoheksozy (I i II) o wzorach podanych niżej dodano kwas azotowy(V). CHO CHO H OH H OH H O H H OH H O H H O H H OH H OH CH2OH CH2OH I II W obu probówkach otrzymano odpowiednie kwasy aldarowe. Cząsteczki tylko jednego z nich były chiralne.
Napisz, z której aldoheksozy (I czy II) powstał kwas aldarowy o cząsteczkach chiralnych. Uzasadnij odpowiedź. Odwołaj się do budowy cząsteczek obu kwasów aldarowych.
6 (mol elektronów)
1 pkt – napisanie poprawnej liczby moli elektronów. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie Aldoheksoza: II Uzasadnienie: Tylko w wyniku utlenienia związku II powstał kwas aldarowy, który nie posiada płaszczyzny symetrii. Utlenienie cukru I prowadzi do powstania kwasu, który posiada płaszczyznę symetrii.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) Wodny roztwór soli ma barwę żółtą i zawiera jony AO4 – pochodzące z soli pierwiastka A o wzorze K2AO4. Przeprowadzono doświadczenie. Do dwóch probówek z roztworem soli wprowadzono: do pierwszej wodny roztwór kwasu siarkowego(VI), a do drugiej – wodny roztwór wodorotlenku potasu, zgodnie z poniższym schematem. H2SO4 (aq) KOH (aq) K2AO4 (aq) K2AO4 (aq) I II Zmiany świadczące o przebiegu reakcji zaobserwowano tylko w jednej probówce.
Rozstrzygnij, w której probówce – I czy II – zaszła reakcja. Napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. Sformułuj wniosek dotyczący trwałości jonów AO4 2– w roztworze o odczynie kwasowym i w roztworze o odczynie zasadowym.
Rozstrzygnięcie: (W probówce) I Obserwacje: Zmiana zabarwienia roztworu na pomarańczową. (W drugiej probówce nie zaobserwowano zmian). Przykładowe wnioski: 0 pkt – Jony AO42– albo jony CrO42– są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym, 0 pkt – a nietrwałe w roztworze o odczynie kwasowym. ALBO 0 pkt – Jony AO42– albo jony CrO42– są trwałe tylko w roztworze o odczynie zasadowym. ALBO 0 pkt – Jony AO42– albo jony CrO42– są nietrwałe tylko w roztworze o odczynie kwasowym. ALBO 0 pkt – 2AO42– + 2H+ → A2O72– + H2O ALBO 2CrO42− + 2H+ → Cr2O72– + H2O 0 pkt – Jony AO42– są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym. ALBO 0 pkt – 2AO42– + 2H3O+ → A2O72– + 3H2O ALBO 2CrO42− + 2H3O+ → Cr2O72– + 3H2O 0 pkt – Jony AO42–są trwałe w roztworze o odczynie zasadowym. Uwaga: Odpowiedź, w której zdający w obserwacjach napisze tylko „zmiana barwy roztworu”, jest niewystarczająca.
2 pkt – poprawne rozstrzygnięcie, napisanie poprawnych obserwacji i poprawnego wniosku dotyczącego trwałości jonów AO42– w roztworach o odczynie kwasowym i o odczynie zasadowym. 1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz napisanie poprawnych obserwacji i niepoprawnego wniosku dotyczącego trwałości jonów AO42– w roztworach o odczynie kwasowym i o odczynie zasadowym albo brak wniosku ALBO 1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie, napisanie błędnych obserwacji albo brak obserwacji oraz poprawne sformułowanie wniosku dotyczącego trwałości jonów AO42– w roztworach o odczynie kwasowym i o odczynie zasadowym. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1)
Uzupełnij tabelę. Dla cząsteczki Q2 określ i napisz liczbę: • wiązań 𝝈 • wiązań 𝝅 • wolnych par elektronowych.
| Liczba | ||
|---|---|---|
| wiązań 𝜎 | wiązań 𝜋 | wolnych par elektronowych |
Liczba wiązań 𝜎 wiązań 𝜋 wolnych par elektronowych 1 2 2
1 pkt – poprawne uzupełnienie tabeli odnoszące się do cząsteczki N2. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) Miarą wielkości atomu jest promień atomowy, czyli połowa odległości między jądrami sąsiednich atomów tego pierwiastka w stałym stanie skupienia. Poniżej przedstawiono zależność wartości promienia atomowego pierwiastków z 2., 3. i 4. okresu należących do bloków konfiguracyjnych s i p (bez gazów szlachetnych) od liczby atomowej tych pierwiastków. Wartości promieni atomów pierwiastków należących do jednego okresu połączono linią ciągłą.
1. W obrębie grupy promienie atomowe pierwiastków bloków s i p w miarę wzrostu liczby atomowej (maleją / rosną), ponieważ wraz ze wzrostem liczby atomowej atomy tych pierwiastków mają coraz (mniej / więcej) zapełnionych powłok elektronowych, a to oznacza (zmniejszenie / zwiększenie) mocy oddziaływania jądra na elektrony walencyjne. 2. W obrębie okresu promienie atomowe pierwiastków bloków s i p w miarę wzrostu liczby atomowej (maleją / rosną), ponieważ wraz ze wzrostem liczby atomowej elektrony w atomach tych pierwiastków są przyciągane przez jądro atomowe o (jednakowym / coraz mniejszym / coraz większym) ładunku, a więc przyciąganie elektronów walencyjnych przez jądro (maleje / rośnie).
2 pkt – poprawne uzupełnienie dwóch zdań. 1 pkt – poprawne uzupełnienie jednego zdania. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1) Dwie krystaliczne substancje – A i B – tworzą różnego typu kryształy. W tabeli podano wybrane właściwości tych substancji.
Napisz, jakiego typu kryształy – kowalencyjne, molekularne, metaliczne albo jonowe – są tworzone przez każdą z substancji. Substancja Temperatura topnienia, C Rozpuszczalność w wodzie Przewodnictwo elektryczne w stanie stałym po stopieniu A 185 bardzo dobrze rozpuszczalna nie wykazuje nie wykazuje B 1710 nierozpuszczalna nie wykazuje nie wykazuje
Substancja A: molekularne Substancja B: kowalencyjne
1 pkt – napisanie poprawnych nazw dwóch typów kryształów dla substancji A i B. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
Matura CKE maj, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–1) Hydroliza substancji A w środowisku kwasowym przebiega zgodnie ze schematem: H+ / H2O A → B + C Wykonano doświadczenie, podczas którego badano szybkość tej reakcji. Przygotowano wodny roztwór substancji A o stężeniu 0,10 mol ∙dm–3, który zakwaszono kwasem solnym, i utrzymywano temperaturę roztworu równą 25 °C. Co 30 minut mierzono stężenie substancji A w tym roztworze. Wyniki pomiarów przedstawiono na poniższym wykresie. Czas, min
1 pkt – poprawne obliczenie łącznego stężenia molowego substancji B i substancji C w 𝟐𝟓𝟓 minucie doświadczenia oraz podanie wyniku z poprawną jednostką. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie Zmiana stężenia molowego substancji A od początku doświadczenia do 255 minuty: 0,1 (mol ∙dm−3) − 0,04 (mol ∙dm−3) = 0,06 (mol ∙dm−3) Ponieważ z jednego mola substancji A powstają 2 mol substancji B i C, przyrost łącznego stężenia substancji B i C jest równy: 2 ∙0,06 (mol ∙dm−3) = 𝟎, 𝟏𝟐 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦−𝟑.
Uzupełnij zapis tak, aby powstało równanie pierwszego etapu dysocjacji zasadowej N-metylopiperazyny. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych. H N N CH3 + H2O ⇄
Oblicz pH wodnego roztworu N-metylopiperazyny o stężeniu molowym równym 𝟎, 𝟐𝟎 𝐦𝐨𝐥∙𝐝𝐦−𝟑 w temperaturze 𝟐𝟓 °𝐂. W obliczeniach pomiń drugi etap dysocjacji.
2 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń prowadzące do poprawnej wartości pH. 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, ale popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do uzyskania błędnej wartości pH ALBO 1 pkt – zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i napisanie poprawnej wartości pOH. 0 pkt – zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania. Przykładowe rozwiązania Sposób 1. 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 pKb1 = 4,86 ⇒ 𝐾b1 = 1,38 ⋅ 10–5 𝑥2 𝐾𝑏1 = ⇒ 𝑥= 𝑐OH– = 1,66 ∙10–3 (mol ∙dm–3) 𝑐0 pOH = – log 1,66 ∙10–3 = 2,78 ⇒ pH = 14 – 2,78 = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 Sposób 2. pKb1 = 4,86 ⇒ 𝐾b1 = 1,38 ⋅ 10–5 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 [kation amoniowy] ∙[OH–] 𝑥2 𝐾𝑏1 = ⇒ 𝐾b1 = ⇒ 𝑥= [OH–] = 1,67 ∙10–3 [amina] 0,2– 𝑥 pOH = – log 1,67 ∙10–3 = 2,78 ⇒ pH = 14 – 2,78 = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 Sposób 3. 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 𝐾b1 = 1,38 ⋅ 10–5 𝐾𝑏1 𝛼= √ ⇒ 𝛼= 0,0083 ⇒ 𝑐OH– = 𝛼∙𝑐0 = 1,66 ∙10–3 (mol ∙dm–3) 𝑐0 pOH = – log 1,66 ∙10–3 = 2,78 ⇒ pH = 14 – 2,78 = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 Sposób 4. pKb1 = 4,86 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 1 1 pH = pKw – pKb1+ logc0 ⇒ pH = 11,22 = 𝟏𝟏, 𝟐 2 2 Uwaga 1.: Sprawdzenie stosowalności wzoru uproszczonego nie jest wymagane. 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.