Chemia
147 wyników
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) a) Zidentyfikuj metal tworzący opisany chlorek i narysuj wzór elektronowy monomerycznej cząsteczki tego związku. Zaznacz kreskami pary elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe. b) Wyjaśnij, dlaczego monomery opisanego związku w fazie gazowej dimeryzują. Odwołaj się do budowy elektronowej cząsteczki monomeru.
2 pkt – poprawne napisanie dwóch elementów odpowiedzi: wzoru elektronowego oraz wyjaśnienia. 1 pkt – poprawne napisanie jednego z wymaganych elementów odpowiedzi. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań Przykładowe rozwiązania Wzór elektronowy monomeru: Cl Al Cl Cl Wyjaśnienie: Atom glinu w AlCl3 potrzebuje (jeszcze) dwóch elektronów aby uzyskać oktet elektronowy. ALBO Wyjaśnienie: W cząsteczce monomerycznej atom glinu nie uzyskuje oktetu elektronowego, ponieważ, po utworzeniu trzech wiązań kowalencyjnych z atomami chloru, w jego otoczeniu znajduje się tylko sześć elektronów walencyjnych. ALBO Wyjaśnienie: Orbitalom walencyjnym atomu glinu w AlCl3 przypisuje się hybrydyzację sp2. Jeden z orbitali atomowych glinu, niebiorący udziału w hybrydyzacji, pozostaje nieobsadzony i jest zdolny do przyjęcia pary elektronowej atomu chloru drugiej cząsteczki AlCl3.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
(0–2) Zadanie uczniów polegało na zaprojektowaniu doświadczenia, za pomocą którego można otrzymać osad siarczku żelaza(II). Uczniowie przedstawili dwa projekty zgodne ze Po wykonaniu – zgodnie z zaproponowanymi projektami – doświadczenia okazało się, że osad siarczku żelaza(II) powstał tylko w jednej probówce.
Napisz, w której probówce (I albo II) powstał osad siarczku żelaza(II). Uzasadnij odpowiedź. Odwołaj się do stężeń jonów niezbędnych do powstania osadu w obu probówkach.
2 pkt – poprawny numer doświadczenia oraz poprawne uzasadnienie. 1 pkt – napisanie poprawnego numeru doświadczenia oraz błędne uzasadnienie albo brak uzasadnienia. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.
rozwiązań zadań Przykładowe rozwiązania Osad powstał w probówce: II Uzasadnienie: W wyniku (dwustopniowej) dysocjacji H2S otrzymano zbyt małe stężenie jonów siarczkowych (i wartość iloczynu rozpuszczalności nie została przekroczona). ALBO Uzasadnienie: Siarczek amonu jest solą, która ulega dysocjacji w 100 %. Stężenie jonów siarczkowych będzie wyższe niż w przypadku dysocjacji H2S.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
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 𝐾b1 oraz 𝐾b2 opisanej reakcji dysocjacji N-metylopiperazyny, wyznaczone w różnych temperaturach.
| Temperatura | 25 °C | 30 °C | 40 °C | 50 °C |
|---|---|---|---|---|
| 𝐾 b1 | 1,38 ∙10–5 | 9,77 ∙10–6 | 6,17 ∙10–6 | 4,47 ∙10–6 |
| 𝐾 b2 | 4,27 ∙10–10 | 2,51 ∙10–10 | 2,04 ∙10–10 | 1,51 ∙10–10 |
Rozstrzygnij, czy dysocjacja N-metylopiperazyny jest procesem egzo- czy endotermicznym. Uzasadnij odpowiedź.
Na podstawie informacji wstępnej spośród trzech 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.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie Oznaczenie literowe: 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.
+ 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.
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.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
W trzech zlewkach znajdowały się w przypadkowej kolejności wodne roztwory następujących związków: alanyloglicyna fenyloalanina kwas salicylowy (2-hydroksybenzenokarboksylowy) W celu ich identyfikacji przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie.
W etapie 1. do trzech probówek oddzielnie wprowadzono badane roztwory i dodano po kilka kropel wodnego roztworu FeCl3. W jednej z probówek zaobserwowano pojawienie się fioletowego zabarwienia roztworu.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony związku, którego obecność zidentyfikowano w etapie 1. doświadczenia. Uzasadnij odpowiedź.
Ze względu na usterkę merytoryczną wszyscy zdający za to zadanie otrzymują 1 punkt.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie COOH OH Uzasadnienie: Cząsteczka tego związku zawiera grupę –OH związaną z pierścieniem benzenowym, więc z FeCl3 tworzy związek, którego roztwór ma intensywną fioletową barwę.
rozwiązań zadań
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2015) · rozszerzony · formuła 2015
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 czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(0–2) a) Zidentyfikuj metal tworzący opisany chlorek i narysuj wzór elektronowy monomerycznej cząsteczki tego związku. Zaznacz kreskami pary elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe. b) Wyjaśnij, dlaczego monomery opisanego związku w fazie gazowej dimeryzują. Odwołaj się do budowy elektronowej cząsteczki monomeru.
2 pkt – poprawne napisanie dwóch elementów odpowiedzi: wzoru elektronowego oraz wyjaśnienia. 1 pkt – poprawne napisanie jednego z wymaganych elementów odpowiedzi. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania Wzór elektronowy monomeru: Cl Al Cl Cl Wyjaśnienie: • Atom glinu w AlCl3 potrzebuje (jeszcze) dwóch elektronów aby uzyskać oktet elektronowy. ALBO • W cząsteczce monomerycznej atom glinu nie uzyskuje oktetu elektronowego, ponieważ, po utworzeniu trzech wiązań kowalencyjnych z atomami chloru, w jego otoczeniu znajduje się tylko sześć elektronów walencyjnych. ALBO • Orbitalom walencyjnym atomu glinu w AlCl3 przypisuje się hybrydyzację sp2. Jeden z orbitali atomowych glinu, niebiorący udziału w hybrydyzacji, pozostaje nieobsadzony i jest zdolny do przyjęcia pary elektronowej atomu chloru drugiej cząsteczki AlCl3. Uwaga: Geometria cząsteczki nie podlega ocenie.
Matura CKE czerwiec, PR (F‑2023) · rozszerzony · formuła 2023
(0–2) Zadanie uczniów polegało na zaprojektowaniu doświadczenia, za pomocą którego można otrzymać osad siarczku żelaza(II). Uczniowie przedstawili dwa projekty zgodne ze FeSO4 (aq), cm = 0,1 mol ∙dm−3 Po wykonaniu – zgodnie z zaproponowanymi projektami – doświadczenia okazało się, że osad siarczku żelaza(II) powstał tylko w jednej probówce.
Napisz, w której probówce (I albo II) powstał osad siarczku żelaza(II). Uzasadnij odpowiedź. Odwołaj się do stężeń jonów niezbędnych do powstania osadu w obu probówkach.
2 pkt – poprawny numer doświadczenia oraz poprawne uzasadnienie. 1 pkt – napisanie poprawnego numeru doświadczenia oraz błędne uzasadnienie albo brak uzasadnienia. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązania Osad powstał w probówce: II Uzasadnienie: W wyniku (dwustopniowej) dysocjacji H2S otrzymano zbyt małe stężenie jonów siarczkowych (i wartość iloczynu rozpuszczalności nie została przekroczona). ALBO Uzasadnienie: Siarczek amonu jest solą, która ulega dysocjacji w 100 %. Stężenie jonów siarczkowych będzie wyższe niż w przypadku dysocjacji H2S.
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
W trzech zlewkach znajdowały się w przypadkowej kolejności wodne roztwory następujących związków: alanyloglicyna fenyloalanina kwas salicylowy (2-hydroksybenzenokarboksylowy) W celu ich identyfikacji przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie.
W etapie 1. do trzech probówek oddzielnie wprowadzono badane roztwory i dodano po kilka kropel wodnego roztworu FeCl3. W jednej z probówek zaobserwowano efekt przedstawiony na zdjęciu.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony związku, którego obecność zidentyfikowano w etapie 1. doświadczenia. Uzasadnij odpowiedź.
Ze względu na usterkę merytoryczną wszyscy zdający za to zadanie otrzymują 1 punkt.
1 pkt – poprawne rozstrzygnięcie oraz poprawne uzasadnienie. 0 pkt – odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi. Przykładowe rozwiązanie COOH OH Uzasadnienie: Cząsteczka tego związku zawiera grupę –OH związaną z pierścieniem benzenowym, więc z FeCl3 tworzy związek, którego roztwór ma intensywną fioletową barwę.
Ze względu na usterkę merytoryczną wszyscy zdający za to zadanie otrzymują 1 punkt.
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.
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.
rozwiązań zadań Przykładowe rozwiązania Sposób 1. pKb1 = 4,86 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 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 𝑐0 = 0,2 mol∙dm–3 𝐾b1 = 1,38 ⋅ 10–5 [kation amoniowy] ∙[OH–] 𝐾𝑏1 = [amina] 𝑥2 𝐾b1 = ⇒ 𝑥= [OH–] = 1,67 ∙10–3 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 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.
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.