Oblicz

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja tlenku węgla(II) z parą wodną przebiega zgodnie z równaniem:

CO (g) + H₂O (g) ⇄ H₂ (g) + CO₂ (g)

W temperaturze 800 K stężeniowa stała równowagi tej reakcji jest równa 4,0.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

W zamkniętym reaktorze o stałej pojemności zmieszano 1 mol tlenku węgla(II) z parą wodną w ilości trzykrotnie większej od ilości stechiometrycznej. Mieszaninę utrzymywano w temperaturze 800 K aż do osiągnięcia stanu równowagi dynamicznej przez układ.

Oblicz liczbę moli każdej substancji znajdującej się w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi opisanej reakcji.

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (2 pkt)

Szybkość reakcji Oblicz

Reakcja redukcji tlenku azotu(II) wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

2NO (g) + 2H₂ (g) → N₂ (g) + 2H₂O (g)

Szybkość tej reakcji wyraża się następującym równaniem kinetycznym:

v = k ⋅ c²_NO ⋅ c_H₂

W tym równaniu k jest współczynnikiem proporcjonalności zwanym stałą szybkości reakcji, c_NO i c_H₂ oznaczają stężenia molowe odpowiednio tlenku azotu(II) i wodoru. Stała szybkości k jest charakterystyczna dla danej reakcji, zależy od temperatury, ale nie zależy od stężenia substratów.

Na podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Podstawy fenomenologiczne, Warszawa 2007.

W zamkniętym reaktorze o pojemności 2 dm³ zmieszano 6 moli tlenku azotu(II) i 4 mole wodoru. Podczas reakcji utrzymywano stałą temperaturę.

Oblicz stosunek szybkości opisanej reakcji w chwili, gdy przereaguje 50% początkowej ilości tlenku azotu(II), do szybkości początkowej tej reakcji.

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Właściwości roztworów i mieszanin Związki nieorganiczne – ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/wymień Oblicz

Przygotowano dwie identyczne próbki oznaczone numerami I i II: w każdej próbce zmieszano 2,8 g wiórków żelaznych i 2,4 g rozdrobnionej siarki.
Próbkę I wprowadzono do probówki i ogrzano w płomieniu palnika. Stwierdzono, że żelazo całkowicie przereagowało z siarką, w wyniku czego powstał produkt, w którym stosunek masowy m_Fe : m_S ≈ 7 : 4 (reakcja 1.). Po zakończeniu reakcji zawartość probówki ostudzono, a następnie poddano działaniu kwasu solnego użytego w nadmiarze. Zaobserwowano, że mieszanina poreakcyjna częściowo roztworzyła się w kwasie, czemu towarzyszyło wydzielanie bezbarwnego gazu o nieprzyjemnym zapachu (reakcja 2.).
Próbkę II wprowadzono – bez uprzedniego ogrzewania – do zlewki z kwasem solnym. Stwierdzono, że próbka częściowo roztworzyła się w nadmiarze kwasu z wydzieleniem bezbarwnego i bezwonnego gazu (reakcja 3.).

7.1. (0–1)

Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji, które zaszły po poddaniu obu próbek działaniu kwasu solnego użytego w nadmiarze (reakcja 2. i reakcja 3.).

Równanie reakcji 2.:

Równanie reakcji 3.:

7.2. (0–1)

Podaj nazwę substancji, która pozostała nieroztworzona w kwasie solnym w obu naczyniach, i podaj nazwę metody, którą należy zastosować, aby wyodrębnić tę substancję z mieszaniny poreakcyjnej otrzymanej po dodaniu nadmiaru kwasu solnego do obu próbek.

Nazwa substancji:
Nazwa metody:

7.3. (0–1)

Ustal, ile gramów substancji, która pozostała nieroztworzona w kwasie solnym w obu naczyniach, zawierały próbki.

Próbka I:
Próbka II:

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 31. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

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 M_C = 12,00 g · mol^–1, M_H = 1,00 g · mol^–1, M_O = 16,00 g · mol^–1.

Badanym związkiem ubichinon.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27. (2 pkt)

Energetyka reakcji Oblicz

Poniżej podano wartości standardowej entalpii spalania acetylenu i benzenu.

C₂H₂ (g)
C₆H₆ (c)

Δ sp H° = – 1300,3 kJ·mol^–1
Δsp H° = – 3268,4 kJ·mol^–1

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Na podstawie powyższych danych oblicz entalpię ΔH^o_x reakcji trimeryzacji acetylenu, która zachodzi zgodnie z równaniem:

3C₂H₂ (g) → C₆H₆ (c)

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23. (2 pkt)

Elektroliza Oblicz

Podczas przepływu prądu o natężeniu 2 A przez wodny roztwór soli zawierającej jony metalu X³⁺ wydzieliło się 2,08 g tego metalu w ciągu 1,5 h. Stała Faradaya F = 96500 C · mol^–1.

Oblicz masę molową metalu X. Przyjmij, że podczas elektrolizy nie zachodziły na katodzie inne procesy redukcji.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 21. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Metale Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

W wodnym roztworze Cu(NO₃)₂ zanurzono płytkę kadmową o masie 75,0 g. Po pewnym czasie wyjęto ją, osuszono i zważono. Jej masa wynosiła 73,0 g. Stwierdzono, że w warunkach doświadczenia cały wydzielony metal osadził się na płytce.

21.1. (0–1)

Dokończ poniższe zdanie – wybierz i podkreśl właściwy opis spostrzeżenia spośród podanych w nawiasie.

Po zanurzeniu płytki kadmowej do wodnego roztworu Cu(NO₃)₂ zaobserwowano po dłuższym czasie, że barwa roztworu zmieniła się z (fioletowej na niebieską / bezbarwnej na zieloną / niebieskiej na bezbarwną).

21.2. (0–2)

Oblicz, ile gramów każdego z metali zawierała płytka po wyjęciu jej z roztworu. Przyjmij, że proces osadzania metalu na płytce zachodził z wydajnością równą 100%.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 20. (2 pkt)

Budowa i działanie ogniw SEM Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

W ogniwie galwanicznym zachodzi reakcja opisana równaniem:

Mg + Pb²⁺ → Mg²⁺ + Pb

20.1. (0–1)

Uzupełnij poniższy schemat ogniwa, w którym zachodzi opisana reakcja. Wpisz symbole metali i wzory jonów oraz zaznacz w tym ogniwie ładunki elektrod (+ albo –).

20.2. (0–1)

Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 13. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Mieszaninę gazów składającą się z tlenku węgla(IV), amoniaku i metanu o objętości 9,78 dm³ przepuszczono w temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1013 hPa przez płuczki, których zawartość przedstawia poniższy rysunek. Stosunek molowy amoniaku do metanu w wyjściowej mieszaninie był równy 3 : 1. Po przepuszczeniu mieszaniny gazów przez płuczki okazało się, że tylko jeden gaz nie został pochłonięty i opuścił zestaw płuczek.

Podczas przepuszczenia gazów przez płuczki, w płuczce z wodnym roztworem wodorotlenku sodu zachodziła reakcja:

CO₂ + 2OH^– → CO²⁻₃ + H₂O

Masa tej płuczki wzrosła o 5,28 g.

Oblicz, jaką objętość zająłby w warunkach normalnych amoniak, który był składnikiem mieszaniny. Uniwersalna stała gazowa R = 83,1 dm³·hPa·mol^–1·K^–1.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 10. (2 pkt)

Rozpuszczalność substancji Oblicz

Wykres rozpuszczalności w wodzie dwóch soli: węglanu litu i chlorku ołowiu(II), w zależności od temperatury przedstawia poniższy wykres.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.

W dwóch zlewkach A i B zmieszano z wodą – odpowiednio – węglan litu oraz chlorek ołowiu(II) i otrzymano mieszaniny o temperaturze 60°C. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.

Do zlewki A dolano 20,00 g roztworu Li₂CO₃ o stężeniu 1% (w procentach masowych) i zawartość zlewki oziębiono do temperatury 30°C.

Oblicz masę węglanu litu, który pozostanie nierozpuszczony. Wynik podaj w gramach w zaokrągleniu do drugiego miejsca po przecinku.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 6. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Stężeniowa stała równowagi reakcji

CO (g) + H₂O (g) ⇄ CO₂ (g) + H₂ (g)

w temperaturze 1000 K jest równa 1.

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).

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 37. (2 pkt)

Stechiometria - ogólne Oblicz

Chlorek winylu (chloroeten) jest monomerem służącym do produkcji jednego z najpopularniejszych tworzyw sztucznych – PVC, czyli poli(chlorku winylu). Chlorek winylu można otrzymać w wyniku ciągu przemian opisanych poniższym schematem:

CH₂=CH₂ ^Cl₂ CH₂Cl–CH₂Cl ^T CH₂=CHCl

Oblicz, ile m³ – w przeliczeniu na warunki normalne – zajmie eten potrzebny do wyprodukowania 1000 kg chlorku winylu. Przyjmij, że w opisanych przemianach dichloroetan powstaje z wydajnością równą 80%, a wydajność jego rozkładu w temperaturze T jest równa 90%.

Obliczenia:

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 27. (3 pkt)

Dysocjacja Oblicz Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Pewna amina w roztworze wodnym ulega przemianie zgodnie z poniższym równaniem:

RNH₂ + H₂O ⇄ RNH⁺₃ + OH⁻

Przygotowano wodny roztwór tej aminy w temperaturze 25°C. W otrzymanym roztworze stopień dysocjacji aminy jest równy 3,1%, a pH tego roztworu wynosi 12,2.

27.1. (0–2)

Oblicz stałą dysocjacji zasadowej K_b tej aminy w temperaturze 25°C, a następnie wybierz i podkreśl jej wzór.

Obliczenia:

Wzór:

CH₃CH₂CH₂NH₂

(CH₃)₃N

CH₃CH₂NH₂

(CH₃)₂NH

27.2. (0–1)

Rozstrzygnij, czy dodanie stałego wodorotlenku potasu do opisanego roztworu tej aminy będzie miało wpływ na wartość jej stopnia dysocjacji. Uzasadnij swoją odpowiedź.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

W laboratorium tlenek wapnia można otrzymać ze szczawianu wapnia o wzorze CaC₂O₄. Szczawian wapnia ulega termicznemu rozkładowi, który przebiega zgodnie z poniższym równaniem:

CaC₂O₄ → CaCO₃ + CO

Dalsze ogrzewanie, w wyższej temperaturze, prowadzi do rozkładu węglanu wapnia:

CaCO₃ → CaO + CO₂

Próbkę szczawianu wapnia o masie 12,8 g umieszczono w tyglu pod wyciągiem i poddano prażeniu. Po pewnym czasie proces przerwano, a następnie ostudzono tygiel, zważono jego zawartość i zbadano skład mieszaniny poreakcyjnej. Stwierdzono, że masa zawartości tygla zmalała o 6,32 g i że otrzymana mieszanina nie zawierała szczawianu wapnia.

Oblicz w procentach masowych zawartość tlenku wapnia w mieszaninie otrzymanej po przerwaniu prażenia.

Obliczenia:

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 14. (3 pkt)

Stężenia roztworów pH Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

Zmieszano 100 cm³ wodnego roztworu Ba(OH)₂ o stężeniu 0,2 mol∙dm⁻³ z 40 cm³ wodnego roztworu HCl o stężeniu 0,8 mol∙dm⁻³. W mieszaninie przebiegła reakcja opisana poniższym równaniem:

H₃O⁺ + OH⁻ → 2H₂O

14.1. (0–2)

Oblicz pH powstałego roztworu w temperaturze 25°C. W obliczeniach przyjmij, że objętość tego roztworu jest sumą objętości roztworów Ba(OH)₂ i HCl. Wynik końcowy zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.

Obliczenia:

14.2. (0–1)

Wpisz do poniższej tabeli wartości stężenia molowego jonów baru i jonów chlorkowych w otrzymanym roztworze.

[Ba²⁺ ], mol ∙ dm⁻³	[Cl⁻ ], mol ∙ dm⁻³

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 12. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

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.

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (2 pkt)

Rozpuszczalność substancji Oblicz

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.

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (2 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

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

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 25. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Przeprowadzono analizę elementarną pewnej substancji biologicznie czynnej i stwierdzono, że zawiera ona 82,13% masowych węgla i 10,44% masowych wodoru.

Badanym związkiem ubichinon.

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

Iloczyn rozpuszczalności K_s 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 K_s(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.

Oblicz

Strony