Jądra niektórych ciężkich pierwiastków bombardowane neutronami ulegają rozszczepieniu, czyli
rozpadowi na mniejsze części. Poniższy schemat przedstawia jedną z możliwych reakcji
rozszczepienia
jądra uranu 235U.
23592U + 10n → 14156Ba + 92ZE + 10a
Źródło: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2012.
Uzupełnij poniższą tabelę. Zapisz symbol pierwiastka E oraz liczbę neutronów (a) uwalnianych
podczas reakcji rozszczepienia pojedynczego jądra uranu
235U.
Modliszka zwyczajna (Mantis religiosa) jest dużym owadem z bardzo silnym aparatem chwytnym
powstałym z przekształcenia pierwszej pary odnóży krocznych. Modliszka siedzi nieruchomo i czeka, aż jej
ofiara (inny owad lub pająk) zbliży się na tyle, aby ją złapać. Ofiara jest zjadana żywcem. Modliszka
jest gatunkiem wysoce ciepłolubnym. W Polsce preferuje bardzo nasłonecznione polany i porośnięte wrzosem obrzeża
lasów sosnowych. Samica wytwarza kilka kokonów, które mogą zawierać od
100 do 200 jaj. Jaja zimują i wylęgają się wiosną. Larwy są podobne wyglądem do dorosłych
osobników, ale są mniejsze i nie mają skrzydeł. Larwy linieją siedem lub osiem razy po wylęgu.
Ostatnie linienie prowadzi do osiągnięcia postaci dorosłej.
W Polsce modliszka do początków XX wieku występowała głównie w Kotlinie Sandomierskiej i na Podkarpaciu. Na początku XXI wieku gatunek ten rozprzestrzenił się na wiele nowych obszarów,
z których większość znajduje się niedaleko dwóch głównych populacji w Sandomierzu i na Podkarpaciu.
Po 2010 r. coraz częściej odnotowywano nowe stanowiska w innych południowych regionach Polski: na
Śląsku, Małopolsce, w Górach Świętokrzyskich i południowym Mazowszu. W wyjątkowo ciepłym 2015 r.
modliszka szybko rozprzestrzeniła się aż na Podlasie i Pojezierze Mazurskie. W okresach optymalnych
warunków klimatycznych liczebność populacji krajowej sięgała kilku tysięcy osobników dorosłych.
Zmiany zasięgu geograficznego modliszki, związane z występowaniem coraz cieplejszych lat w
Polsce, sprzyjają przetrwaniu gatunku, a zimy z małą liczbą dni mroźnych sprzyjają przetrwaniu
kokonów z jajami. Ponadto podczas ciepłych lat modliszka ma pod dostatkiem pożywienia,
zwłaszcza owadów prostoskrzydłych, takich jak koniki polne, świerszcze i gatunki pokrewne.
Źródło: www.kampinoski-pn.gov.pl; www.modliszki.pl
Zdjęcie: P. Naskrecki.
8.1. (0–2)
Podaj dwie charakterystyczne cechy budowy modliszki widoczne na zdjęciu, które odróżniają ją
od pajęczaków.
8.2. (0–1)
Uzupełnij klasyfikację taksonomiczną modliszki zwyczajnej. Wybierz odpowiednie taksony spośród podanych
poniżej i uzupełnij tabelę.
owady (Insecta)
modliszki (Mantis)
stawonogi (Arthropoda)
modliszka zwyczajna (Mantis religiosa)
Ranga taksonomiczna
Takson
Typ
Gromada
Rząd
modliszki (Mantodea)
Rodzaj
Gatunek
8.3. (0–1)
Określ typ przeobrażenia, jakie przechodzi modliszka zwyczajna. Odpowiedź uzasadnij.
Typ przeobrażenia:
Uzasadnienie:
8.4. (0–1)
Na podstawie powyższych informacji podaj jedną cechę budowy odnóży modliszki zwyczajnej stanowiącą przystosowanie do drapieżnictwa. Odpowiedź uzasadnij, określając znaczenie adaptacyjne wybranej cechy.
Oktopamina jest hormonem występującym w organizmach bezkręgowców. Jej wzór
przedstawiono poniżej.
27.1. (0–1)
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest
fałszywe.
1.
Grupy –OH w cząsteczce oktopaminy różnią się zdolnością odłączania protonu.
P
F
2.
Oktopamina może być utleniona do ketonu.
P
F
27.2. (0–1)
We wzorze cząsteczki oktopaminy literami A–C zaznaczono wybrane fragmenty jej struktury.
W temperaturze 25 °C przeprowadzono doświadczenie. Do dwóch probówek zawierających
oktopaminę wprowadzono: do jednej rozcieńczony kwas solny, a do drugiej wodny roztwór
chlorku żelaza(III).
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Rozcieńczony kwas solny uległ reakcji z fragmentem struktury oktopaminy oznaczonym literą
(A / B / C).
Fragment struktury oktopaminy oznaczony literą A (uległ / nie uległ) reakcji z chlorkiem
żelaza(III).
27.3. (0–1)
Próbkę oktopaminy wprowadzono do zakwaszonego roztworu azotanu(III) potasu. W wyniku
reakcji wydzielił się bezbarwny, niepalny gaz o masie molowej równej 28 g ∙ mol–1.
Otrzymany w warunkach doświadczenia organiczny produkt X opisanej reakcji –
wprowadzony do probówki zawierającej świeżo strącony osad wodorotlenku miedzi(II)
i nadmiar zasady – spowodował roztworzenie osadu i powstanie klarownego roztworu barwy
ciemnoniebieskiej (szafirowej).
Uzupełnij schemat tak, aby powstało w formie jonowej skróconej równanie reakcji,
w której otrzymano organiczny produkt X. Napisz wzory brakujących produktów.
Borowodorek sodu o wzorze NaBH4 jest odczynnikiem stosowanym w chemii organicznej.
Ten związek selektywnie i z dużą wydajnością redukuje grupy karbonylowe w aldehydach
i w ketonach do grup hydroksylowych, natomiast nie redukuje grup karboksylowych ani
estrowych. Schemat redukcji grupy karbonylowej przedstawiono poniżej.
Na podstawie: L.G. Wade, Organic chemistry, Pearson Ed. 2006.
24.1. (0–1)
Uzupełnij schemat reakcji otrzymywania 2,2-dimetylopropan-1-olu opisaną metodą.
Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
24.2. (0–1)
Przeprowadzono dwie reakcje: propan-2-onu oraz butan-2-onu z borowodorkiem sodu.
W jednej z tych reakcji otrzymano mieszaninę enancjomerów.
Rozstrzygnij, w której reakcji – z propan-2-onem czy z butan-2-onem – otrzymano
mieszaninę enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
24.3. (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 stosuje się w przemyśle farmaceutycznym do syntezy feksofenadyny
– leku przeciwhistaminowego.
Na schemacie przedstawiono za pomocą wzorów szkieletowych końcowy etap syntezy tego
związku.
Na podstawie: C.T. Goralski, B. Singaram, Organic Process Research & Development, 10 (2006) 947.
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
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).
Poniżej przedstawiono wzór 1,4-dimetylobenzenu, czyli p-ksylenu.
Ten związek reaguje z bromem zarówno pod wpływem światła, jak i w obecności żelaza.
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.
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 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.
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.
Kamfen jest składnikiem wielu olejków eterycznych.
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.
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.
Uzupełnij poniższe schematy. Napisz w każdym z nich:
wzór półstrukturalny (grupowy) alkenu – organicznego substratu przemiany
Hydrazyna N2H4 rozpuszcza się w wodzie i w ciekłym amoniaku. W powstałych roztworach zachodzą procesy polegające na przeniesieniu protonu. W bezwodnej, ciekłej hydrazynie ustala się równowaga opisana poniższym równaniem.
2N2H4 ⇄ N2H+5 + N2H−3
Na podstawie: CRC Handbook of Chemistry and Physics 96th Edition, CRC Press 2015.
14.1. (0–1)
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
Stopień utlenienia azotu w hydrazynie jest wyższy niż stopień utlenienia azotu w amoniaku.
P
F
2.
Jon N2H−3 jest zasadą sprzężoną z cząsteczką N2H4.
P
F
14.2. (0–1)
Odczyn wodnego roztworu hydrazyny jest słabo zasadowy.
Na podstawie: CRC Handbook of Chemistry and Physics 96th Edition, CRC Press 2015.
Uzupełnij poniższy schemat tak, aby otrzymać równanie reakcji, jakiej ulega cząsteczka hydrazyny w roztworze wodnym.
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami E i X wiadomo, że:
elektrony atomu E w stanie podstawowym zajmują osiem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych
konfigurację elektronową atomu X w jednym ze stanów wzbudzonych przedstawia poniższy zapis.
1.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków E i X, symbol bloku konfiguracyjnego,
do którego należy każdy z pierwiastków, oraz podaj sumaryczną liczbę elektronów
w podpowłokach walencyjnych.
Symbol pierwiastka
Symbol bloku konfiguracyjnego
Sumaryczna liczba elektronów w podpowłokach walencyjnych
Pierwiastek E
Pierwiastek X
1.2. (0–1)
Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu X− w stanie podstawowym. Zastosuj
zapis konfiguracji elektronowej z uwzględnieniem podpowłok.
Oktopamina jest hormonem występującym w organizmach bezkręgowców. Jej wzór
przedstawiono poniżej.
27.1. (0–1)
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest
fałszywe.
1.
Grupy –OH w cząsteczce oktopaminy różnią się zdolnością odłączania protonu.
P
F
2.
Oktopamina może być utleniona do ketonu.
P
F
27.2. (0–1)
We wzorze cząsteczki oktopaminy literami A–C zaznaczono wybrane fragmenty jej struktury.
W temperaturze 25 °C przeprowadzono doświadczenie. Do dwóch probówek zawierających
oktopaminę wprowadzono: do jednej rozcieńczony kwas solny, a do drugiej wodny roztwór
chlorku żelaza(III).
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Rozcieńczony kwas solny uległ reakcji z fragmentem struktury oktopaminy oznaczonym literą
(A / B / C).
Fragment struktury oktopaminy oznaczony literą A (uległ / nie uległ) reakcji z chlorkiem
żelaza(III).
27.3. (0–1)
Próbkę oktopaminy wprowadzono do zakwaszonego roztworu azotanu(III) potasu. W wyniku
reakcji wydzielił się bezbarwny, niepalny gaz o masie molowej równej 28 g ∙ mol–1.
Otrzymany w warunkach doświadczenia organiczny produkt X opisanej reakcji –
wprowadzony do probówki zawierającej świeżo strącony osad wodorotlenku miedzi(II)
i nadmiar zasady – spowodował roztworzenie osadu i powstanie klarownego roztworu barwy
ciemnoniebieskiej (szafirowej).
Uzupełnij schemat tak, aby powstało w formie jonowej skróconej równanie reakcji,
w której otrzymano organiczny produkt X. Napisz wzory brakujących produktów.
Poli(kwas mlekowy), oznaczany symbolem PLA, jest biodegradowalnym termoplastycznym
poliestrem wytwarzanym z surowców naturalnych. Można go otrzymać w reakcji
polikondensacji kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego).
25.1. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał on wzory obu enancjomerów kwasu
mlekowego.
25.2. (0–1)
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) poli(kwasu mlekowego).
Borowodorek sodu o wzorze NaBH4 jest odczynnikiem stosowanym w chemii organicznej.
Ten związek selektywnie i z dużą wydajnością redukuje grupy karbonylowe w aldehydach
i w ketonach do grup hydroksylowych, natomiast nie redukuje grup karboksylowych ani
estrowych. Schemat redukcji grupy karbonylowej przedstawiono poniżej.
Na podstawie: L.G. Wade, Organic chemistry, Pearson Ed. 2006.
Uzupełnij schemat reakcji otrzymywania 2,2-dimetylopropan-1-olu opisaną metodą.
Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Poniżej przedstawiono wzór 1,4-dimetylobenzenu, czyli p-ksylenu.
Ten związek reaguje z bromem zarówno pod wpływem światła, jak i w obecności żelaza.
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.
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 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.
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.
17.1. (0–2)
Uzupełnij poniższe schematy. Napisz w każdym z nich:
wzór półstrukturalny (grupowy) alkenu – organicznego substratu przemiany
niezbędne warunki prowadzenia procesu.
17.2. (0–1)
Kamfen jest składnikiem wielu olejków eterycznych.
W trzech standardowych półogniwach A, B i C ustalają się równowagi opisane poniższymi
równaniami.
półogniwo A MnO–4 + 8H+ + 5e– ⇄ Mn2+ + 4H2O
półogniwo B Br2 + 2e– ⇄ 2Br–
półogniwo C Co3+ + e– ⇄ Co2+
14.1. (0–2)
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 .
14.2. (0–1)
Uzupełnij poniższy zapis tak, aby powstał schemat ogniwa galwanicznego
zbudowanego z półogniw B oraz C generującego prąd w warunkach standardowych.
W temperaturze 𝑇 przygotowano wodne roztwory wodoroortofosforanu(V) sodu
i diwodoroortofosforanu(V) sodu o jednakowych stężeniach molowych i zbadano ich odczyn
za pomocą dwóch wskaźników: fenoloftaleiny oraz czerwieni obojętnej.
Wyniki doświadczenia przedstawiono na poniższych zdjęciach.
Fenoloftaleina
Czerwień obojętna
Na2HPO4
NaH2PO4
Wpisz do schematów wzory odpowiednich drobin tak, aby powstały równania reakcji
decydujących o odczynie wodnego roztworu wodoroortofosforanu(V) sodu oraz
o odczynie wodnego roztworu diwodoroortofosforanu(V) sodu. Zastosuj definicję
kwasu i zasady Brønsteda.
