Do zbiornika, z którego wypompowano powietrze, wprowadzono tlenek azotu(IV) o wzorze
NO2 i po zamknięciu utrzymywano temperaturę 25°C do momentu osiągnięcia przez układ
stanu równowagi opisanej poniższym równaniem:
2NO2 ⇄ N2O4
ΔH < 0
Zmiany stężenia obu reagentów przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: J. McMurry, R. Fay, Chemistry, Upper Saddle River 2001.
Oblicz stężeniową stałą równowagi opisanej reakcji w temperaturze 25 °C oraz uzupełnij
zdanie – wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie.
Obliczenia:
Stężeniowa stała równowagi opisanej reakcji w temperaturze wyższej niż 25°C jest
(mniejsza niż / większa niż / taka sama jak) stężeniowa stała równowagi tej reakcji
w temperaturze 25°C.
Węglan sodu jest solą dość dobrze rozpuszczalną w wodzie. Podczas ochładzania jej gorącego
roztworu nie powstaje sól bezwodna, ale wydzielają się hydraty, których skład zależy od
temperatury. W temperaturze 20°C w równowadze z roztworem nasyconym pozostaje
dekahydrat o wzorze Na2CO3∙10H2O. Rozpuszczalność dekahydratu węglanu sodu w wodzie
w tej temperaturze jest równa 21,5 g w 100 g wody.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
Oblicz rozpuszczalność węglanu sodu (wyrażoną w gramach substancji na 100 gramów
wody) w opisanych warunkach w przeliczeniu na sól bezwodną.
Obliczenia:
Odpowiedź: Rozpuszczalność = g soli bezwodnej w 100 g wody.
Fosgen to trujący związek o wzorze COCl2. Jego temperatura topnienia jest równa –118°C,
a temperatura wrzenia wynosi 8°C (pod ciśnieniem 1000 hPa). Fosgen reaguje z wodą i ulega
hydrolizie, której produktami są tlenek węgla(IV) i chlorowodór.
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1986.
W temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1000 hPa w 1 dm3 fosgenu znajduje się 2,43∙1022
cząsteczek tego związku.
Oblicz gęstość fosgenu i określ jego stan skupienia w opisanych warunkach.
Obliczenia:
W temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1000 hPa fosgen jest
Ubichinon Q10 (koenzym Q10) jest niezbędnym elementem łańcucha oddechowego.
Zapobiega produkcji rodników, oksydacyjnym modyfikacjom białek, lipidów oraz DNA i pełni
wiele innych funkcji w organizmie. Poniżej przedstawiono wzór opisujący strukturę cząsteczki
ubichinonu Q10.
Przeprowadzono analizę elementarną pewnej substancji biologicznie czynnej i stwierdzono, że
zawiera ona 82,13% masowych węgla i 10,44% masowych wodoru.
Wykonaj obliczenia i oceń, czy badanym związkiem mógł być ubichinon Q10 o wzorze
sumarycznym C59H90O4. W obliczeniach przyjmij, że MC = 12,00 g · mol–1,
MH = 1,00 g · mol–1, MO = 16,00 g · mol–1.
Iloczyn rozpuszczalności Ks soli i wodorotlenków jest stałą równowagi dynamicznej, jaka
ustala się między nierozpuszczoną substancją a jej roztworem nasyconym.
Chlorek ołowiu(II) jest związkiem trudno rozpuszczalnym w wodzie. Iloczyn rozpuszczalności
tej soli wyraża się równaniem Ks(PbCl2) = [Pb2+] ⋅ [Cl−]2 . W temperaturze 298 K jego wartość
jest równa 1,7 ⋅ 10−5 .
Jeżeli stężenie jednego z jonów w roztworze się zmieni, np. przez rozpuszczenie innej
substancji, która jest mocnym elektrolitem i dysocjuje z wytworzeniem takich jonów, zmienia
się stężenie drugiego jonu, tak aby – zgodnie z regułą przekory – zachowana była stała wartość
iloczynu rozpuszczalności.
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Przygotowano 100 cm3 nasyconego wodnego roztworu chlorku ołowiu(II) o temperaturze
298 K. Do przygotowanego roztworu dodano 100 cm3 wodnego roztworu chlorku sodu
o stężeniu 1,0 mol ⋅ dm−3 .
Oblicz stężenie molowe jonów ołowiu(II) w roztworze otrzymanym w opisany powyżej
sposób w temperaturze 298 K. W obliczeniach pomiń stężenie jonów chlorkowych
pochodzących od trudno rozpuszczalnej soli.
Próbkę stałego chlorku sodu o masie 7,5 g poddano działaniu stężonego kwasu siarkowego(VI).
Zaszła wówczas reakcja opisana równaniem:
I NaCl + H2SO4 → HCl + NaHSO4
Tę reakcję prowadzono aż do całkowitego zużycia chlorku sodu. Otrzymany w tej reakcji
chlorowodór zebrano, rozpuszczono w wodzie i poddano działaniu tlenku manganu(IV),
w wyniku czego zaszła reakcja zgodnie z równaniem:
II 4HCl + MnO2 → MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Powstały w tej przemianie chlor wprowadzono do wodnego roztworu jodku potasu i otrzymano
6,35 grama jodu zgodnie z równaniem:
III 2KI + Cl2 → 2KCl + I2
Oblicz wydajność przemiany II, jeżeli przemiany I i III zaszły z wydajnością równą 100%.
Mączka dolomitowa to produkt, którego głównymi składnikami są węglan wapnia i węglan
magnezu.
Próbkę mączki dolomitowej o masie 10 gramów, zawierającej 1% zanieczyszczeń, poddano
działaniu kwasu solnego, którego użyto w nadmiarze. W reakcjach przebiegających zgodnie
z równaniami:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO2 + H2O
MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + CO2 + H2O
wydzieliło się 2,4 dm3 tlenku węgla(IV). Objętość gazu zmierzono w warunkach normalnych.
13.1. (0–2)
Oblicz zawartość procentową (w procentach masowych) węglanu wapnia w badanej
mączce dolomitowej. Przyjmij, że zanieczyszczenia nie brały udziału w reakcji z kwasem
solnym.
13.2. (0–1)
Mączka dolomitowa może być stosowana do poprawiania jakości gleby.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród
podanych w każdym nawiasie.
Trudno rozpuszczalne w wodzie węglany wapnia i magnezu reagują z obecnymi w glebie
jonami (H3O+ / OH–), w wyniku czego przekształcają się w rozpuszczalne wodorowęglany.
W wyniku tego procesu pH gleby (maleje / wzrasta), dlatego mączka dolomitowa może być
stosowana do (alkalizacji / zakwaszania) gleby o zbyt (niskim / wysokim) pH.
Przygotowano dwa wodne roztwory:
– kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 0,01 mol · dm−3 (roztwór I)
– wodorotlenku sodu o pH równym 13 (roztwór II) do którego dodano kilka kropli
alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.
Podczas mieszania roztworów I i II zachodzi reakcja opisana poniższym równaniem:
2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Do kolby zawierającej 100 cm3 roztworu I dodawano niewielkimi porcjami roztwór II.
Oblicz pH roztworu, który powstał po dodaniu 50 cm3 roztworu II do roztworu I.
Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości roztworu I i dodanego
roztworu II.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.
W reaktorze o stałej pojemności znajdowało się 6 moli tlenku węgla(II).
Oblicz, ile moli wody (w postaci pary wodnej) należy wprowadzić do reaktora, aby po
ustaleniu się równowagi w temperaturze 1000 K liczba moli wodoru była dwa razy
większa od liczby moli tlenku węgla(II).
Wśród sztucznych przemian jądrowych można wyróżnić reakcje, które są następstwem
bombardowania stabilnych jąder nukleonami. Poniżej przedstawiono równanie takiej reakcji
(przemiana I), a drugą – opisano schematem (przemiana II).
przemiana I 63Li + 11p → 32He + 42He
przemiana II 3517Cl + 10n → 35ZX + 11p , gdzie Z oznacza liczbę atomową pierwiastka X.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.
W równaniach tych przemian bilansuje się oddzielnie liczby atomowe i oddzielnie liczby
masowe. Ich sumy po obu stronach równania muszą być sobie równe.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbol chemiczny pierwiastka X, symbol bloku
konfiguracyjnego, do którego należy pierwiastek X, liczbę elektronów walencyjnych
w atomie pierwiastka X oraz najniższy stopień utlenienia, który przyjmuje ten
pierwiastek w związkach chemicznych.
Symbol pierwiastka
Symbol bloku
Liczba elektronów walencyjnych
Najniższy stopień utlenienia
1.2. (0–1)
Elektrony w atomie mogą absorbować energię i zajmować wyższe poziomy energetyczne.
Atom może znaleźć się wtedy w takim stanie wzbudzonym, w którym wszystkie elektrony
podpowłok walencyjnych będą niesparowane.
Uzupełnij poniższe schematy, tak aby przedstawiały zapis konfiguracji elektronowej
atomu pierwiastka X w stanie podstawowym oraz w stanie wzbudzonym, w którym
wszystkie elektrony walencyjne są niesparowane i należą do powłoki trzeciej.
Konfiguracja elektronowa w stanie podstawowym
Konfiguracja elektronowa w stanie wzbudzonym
1.3. (0–1)
Oblicz, ile miligramów obu izotopów helu powstałoby łącznie ze 100 miligramów izotopu
litu 63Li w wyniku przemiany I, gdyby proces przebiegał z wydajnością równą 100%.
Przyjmij, że wartości masy atomowej poszczególnych izotopów są równe ich liczbom
masowym.
Oblicz stężenie molowe roztworu glukozy, wiedząc, że w 0,1 dm3 tego roztworu znajduje
się 3,6 grama glukozy. Przyjmij masę molową glukozy M = 180 g · mol–1.
Reakcja całkowitego spalania butanu zachodzi zgodnie z równaniem
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
Oblicz, ile dm3 tlenku węgla(IV) (w przeliczeniu na warunki normalne) powstanie
w wyniku całkowitego spalenia 29 gramów butanu. W obliczeniach zastosuj masy
molowe zaokrąglone do liczb całkowitych.
Na etykiecie naczynia z roztworem kwasu ortofosforowego(V) podane są następujące
informacje:
Wzór: H3PO4 Stężenie procentowe (w proc. masowych): 85% Gęstość: 1,71 kg/litr
Oblicz, ile kilogramów czystego kwasu ortofosforowego(V) zawiera 1 litr opisanego
roztworu. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Stal to stop żelaza z węglem. Korozja stali polega na utlenianiu żelaza tlenem rozpuszczonym
w wodzie. Obecność elektrolitu w roztworze przyspiesza ten proces, ale w roztworach
o wysokim pH korozja jest zahamowana. Powstająca w wyniku korozji rdza zawiera
uwodniony tlenek żelaza(III) – o wzorze 2Fe2O3 · 3H2O i masie M = 374 g ⋅ mol−1 –
i niewielkie ilości innych związków żelaza na III stopniu utlenienia.
W celu zbadania wpływu różnych czynników na szybkość korozji przeprowadzono
doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie.
Po trwającym kilka dni eksperymencie zaobserwowano, że najwięcej rdzy powstało
w probówce IV, w której drut stalowy stykał się z blaszką miedzianą.
Oblicz w procentach masowych zawartość tlenu w składniku rdzy – uwodnionym tlenku
żelaza(III), którego wzór podano w informacji powyżej.
Na wykresie przedstawiono zależność rozpuszczalności dwóch soli – KNO3 i Pb(NO3)2 − w wodzie od temperatury.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.
W pewnej temperaturze T stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego
wodnego roztworu KNO3 jest takie samo jak stężenie procentowe (w procentach masowych)
nasyconego wodnego roztworu Pb(NO3)2.
Odczytaj z wykresu wartość temperatury T. Oblicz stężenie procentowe (w procentach
masowych) obu roztworów w temperaturze T.
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem.
Do reakcji użyto 9 gramów cynku w postaci granulek oraz kwas solny, którego stężenie
wyrażone w procentach masowych było równe cp. Zaobserwowano wydzielanie się gazu.
Po pewnym czasie stwierdzono, że cynk całkowicie się roztworzył.
Podczas doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:
Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2
7.1. (2 pkt)
Oblicz objętość, jaką zajął w przeliczeniu na warunki normalne gaz otrzymany podczas
opisanego doświadczenia.
7.2. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl wszystkie te zmiany, które należałoby wprowadzić do opisanego
doświadczenia, aby skrócić czas potrzebny do roztworzenia 9 gramów cynku.
