Chemia - Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)
Zadanie 1. (2 pkt)
O dwóch pierwiastkach oznaczonych literami A i Q wiadomo, że:
- należą do tego samego bloku konfiguracyjnego
- atom każdego z nich w stanie podstawowym ma niesparowany elektron, którego stan energetyczny opisują następujące wartości liczb kwantowych:
główna liczba kwantowa 𝑛 = 4
poboczna liczba kwantowa 𝑙 = 0
Ponadto wiadomo, że w atomie A jest tylko jeden niesparowany elektron, a atom Q ma ich więcej, ale są one opisane innym zestawem liczb kwantowych.
1.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz dla pierwiastków A oraz Q:
- symbol chemiczny
- symbol bloku konfiguracyjnego.
| Symbol pierwiastka | Symbol bloku konfiguracyjnego | |
|---|---|---|
| Pierwiastek A | ||
| Pierwiastek Q |
1.2. (0–1)
Uzupełnij schemat tak, aby przedstawiał klatkowy (graficzny) zapis konfiguracji elektronowej jonu A2+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij numer powłoki i symbol podpowłoki.
Zadanie 2. (1 pkt)
W tabeli podano dane dotyczące trzech drobin, w których orbitalom walencyjnym ich atomów centralnych można przypisać ten sam typ hybrydyzacji.
| Wzór | NCl3 | NH+4 | OF2 |
| Miara kąta między wiązaniami | 𝛼 ≈ 107° | 𝛼 ≈ 109° | 𝛼 ≈ 103° |
Uzupełnij zdania. Zaznacz odpowiedź spośród oznaczonych literami A–C oraz odpowiedź spośród oznaczonych literami D i E.
- sp
- sp2
- sp3
- najmniejsza
- największa
W wymienionych drobinach orbitalom walencyjnym atomów centralnych przypisuje się
hybrydyzację typu ABC .
W cząsteczce OF2 jest obecna DE liczba wolnych par elektronowych atomu centralnego,
dlatego wartość kąta między wiązaniami w cząsteczce tego związku jest najmniejsza.
Zadanie 3. (1 pkt)
Tlen cząsteczkowy występuje naturalnie w postaci dwóch odmian alotropowych: ditlenu (O2) i ozonu (O3). W warunkach normalnych do dwóch szklanych strzykawek wprowadzono: do jednej 1,00 g ditlenu, a do drugiej 1,00 g ozonu.
Uzupełnij zdania tak, aby powstały poprawne informacje. Wpisz w wyznaczone miejsca oznaczenie literowe A–C.
- mniejsza niż
- większa niż
- taka sama jak
Liczba atomów tlenu w próbce ditlenu jest liczba atomów tlenu w próbce ozonu.
Objętość próbki ditlenu jest objętość próbki ozonu.
Gęstość próbki ditlenu jest gęstość próbki ozonu.
Zadanie 4. (1 pkt)
Na wykresie przedstawiono zmiany wartości pierwszej energii jonizacji – połączone odcinkami – wybranych pierwiastków uszeregowanych według rosnącej liczby atomowej.
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Tlen ma mniejszą wartość pierwszej energii jonizacji niż azot, ponieważ promień atomowy tlenu jest większy niż promień atomowy azotu. | P | F |
| 2. | Beryl ma wyższą wartość pierwszej energii jonizacji niż bor, ponieważ atom berylu ma całkowicie zapełnioną podpowłokę 2s, a atom boru uzyskuje taką konfigurację po odłączeniu jednego elektronu. | P | F |
Zadanie 5. (2 pkt)
Pewien metal należy do tego samego okresu i do tego samego bloku konfiguracyjnego co chlor. W reakcji tego metalu z chlorem powstaje biała substancja stała, która sublimuje w temperaturze ok. 180 °C. W fazie gazowej ta substancja występuje w postaci dimerów, których strukturę dimeryczną przedstawiono na rysunku.
5.1 (0–1)
Zidentyfikuj metal tworzący opisany chlorek i narysuj wzór elektronowy monomerycznej cząsteczki tego związku. Zaznacz kreskami pary elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe.
5.2 (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego monomery opisanego związku w fazie gazowej dimeryzują. Odwołaj się do budowy elektronowej cząsteczki monomeru.
Wyjaśnienie:
Zadanie 6. (1 pkt)
Pewien metal należy do tego samego okresu i do tego samego bloku konfiguracyjnego co chlor. W reakcji tego metalu z chlorem powstaje biała substancja stała, która sublimuje w temperaturze ok. 180 °C. W fazie gazowej ta substancja występuje w postaci dimerów, których strukturę dimeryczną przedstawiono na rysunku.
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1., 2. albo 3.
Reakcja chloru z opisanym metalem
| A. | jest | reakcją utleniania-redukcji, ponieważ następuje | 1. | przyjmowanie elektronów przez atom metalu. |
| 2. | oddawanie elektronów przez atom chloru. | |||
| B. | nie jest | |||
| 3. | zmiana stopni utlenienia atomów metalu i chloru. |
Zadanie 7. (2 pkt)
Aby zidentyfikować cztery tlenki, zbadano ich wybrane właściwości fizyczne i chemiczne. Tlenki wybrano spośród poniższych związków.
Następnie przeprowadzono doświadczenie, w którym:
- określono barwę poszczególnych tlenków
- porcję każdego tlenku wprowadzono (osobno) do probówki z wodą, po czym zanurzono w niej uniwersalny papierek wskaźnikowy
- tlenki, które nie uległy rozpuszczeniu w wodzie, poddano działaniu stężonego roztworu NaOH oraz kwasu solnego.
Wyniki przeprowadzonego doświadczenia przedstawiono w tabeli.
7.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz wzory chemiczne tlenków oznaczonych numerami 1., 2. i 4.
| Tlenek 1. | Tlenek 2. | Tlenek 4. | |
|---|---|---|---|
| Wzór chemiczny |
7.2. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji tlenku 3. z roztworem wodorotlenku sodu.
Zadanie 8. (3 pkt)
W tabeli zestawiono wartości standardowej entalpii tworzenia oraz wartości temperatury wrzenia wodorków pierwiastków grupy 17. pod ciśnieniem 1013 hPa.
| HF | HCl | HBr | HI | |
|---|---|---|---|---|
| 𝛥𝐻ᵒ , kJ ∙ mol–1 | – 273,3 | – 92,3 | – 36,3 | 26,5 |
| 𝑇w, °C | 20 | – 85 | – 67 | – 35 |
Te wodorki dobrze rozpuszczają się w wodzie, a ich wodne roztwory to kwasy fluorowcowodorowe.
8.1. (0–1)
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Wyższa temperatura wrzenia fluorowodoru niż pozostałych fluorowcowodorów jest wynikiem występowania wiązań wodorowych między cząsteczkami tego związku. | P | F |
| 2. | Moc kwasów HF, HCl, HBr i HI maleje ze wzrostem promienia atomowego fluorowca. | P | F |
8.2. (0–1)
Podczas tworzenia 3,01 ∙ 1023 cząsteczek jednego z wodorków pierwiastków grupy 17. wydziela się 18,15 kJ energii.
Zidentyfikuj ten wodorek i napisz jego wzór.
8.3. (0–1)
Jeden z kwasów fluorowcowodorowych HX reaguje z tlenkiem krzemu(IV), a produktem reakcji jest m.in. związek SiX4 .
Zidentyfikuj ten kwas i napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji tlenku krzemu(IV) z tym kwasem.
Zadanie 9. (4 pkt)
Nadtlenek sodu – Na2O2 – powstaje w wyniku spalania metalicznego sodu. Zawiera aniony nadtlenkowe O2–2 i wykazuje silne działanie utleniające. Pod wpływem tlenku węgla(IV) ulega dysproporcjonowaniu na tlen i anion tlenkowy, który z CO2 tworzy anion węglanowy. Taki proces wykorzystuje się do oczyszczania powietrza w okrętach podwodnych i w aparatach do oddychania.
Potas, rubid i cez w wyniku spalania w tlenie tworzą ponadtlenki o wzorze ogólnym MeO2. Te związki zawierają jon ponadtlenkowy O–2 , uboższy o jeden elektron w porównaniu z jonem nadtlenkowym O–2.
9.1. (0–2)
Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji:
- spalania metalicznego sodu w tlenie – reakcja 1.
- nadtlenku sodu z tlenkiem węgla(IV) – reakcja 2.
Reakcja 1.
Reakcja 2.
9.2. (0–2)
Ponadtlenki są bardzo silnymi utleniaczami. Reagują energicznie z wodą, w wyniku czego tworzą przejściowy anion wodoronadtlenkowy HO–2:
2O–2 + H2O → O2 + HO–2 + OH–
Ten anion rozkłada się powoli, z wydzieleniem tlenu:
2HO–2 → 2OH– + O2
Do 200 cm3 wody wprowadzono 355 g ponadtlenku potasu. Oblicz sumaryczną objętość tlenu (w przeliczeniu na warunki normalne) powstałego w chwili, w której wydajność pierwszej reakcji wynosiła 100 %, a wydajność drugiej reakcji – 80 %.
Zadanie 10. (3 pkt)
Amoniak można otrzymać w wyniku reakcji azotu z wodorem w podwyższonej temperaturze:
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) Δ𝐻 = –91,9 kJ
Przeprowadzono doświadczenie, w którym do reaktora o stałej pojemności wprowadzono pewne ilości wodoru oraz azotu i pozostawiono mieszaninę do czasu ustalenia się stanu równowagi. Reaktor był izolowany termicznie – wymiana energii na sposób ciepła między reaktorem a otoczeniem była niemożliwa. Po ustaleniu się stanu równowagi temperatura w reaktorze wynosiła 240 °C.
Po 40 minutach od ustalenia się stanu równowagi do układu wprowadzono dodatkową ilość jednego z substratów ogrzanego do temperatury 240 °C (wprowadzenie reagenta do układu początkowo nie spowodowało zmiany temperatury). W kolejnych minutach zarejestrowano zmiany stężeń wszystkich reagentów – patrz wykres. Zaobserwowano także powolną zmianę temperatury w reaktorze.
10.1. (0–1)
Zidentyfikuj reagenty A, B i C. Wpisz w odpowiednie miejsca wzory: N2, H2 , NH3.
A:
B:
C:
10.2. (0–1)
Rozstrzygnij, czy temperatura w reaktorze między 40. a 80 . minutą malała, czy – rosła. Uzasadnij odpowiedź.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
10.3. (0–1)
W 80. minucie prowadzonego doświadczenia w układzie ustalił się stan równowagi dynamicznej, co oznacza, że szybkość reakcji tworzenia amoniaku jest taka sama jak szybkość reakcji do niej odwrotnej.
Rozstrzygnij, czy zastosowanie poniższych czynników poskutkuje zwiększeniem szybkości reakcji rozkładu amoniaku, biegnącej w opisanym układzie. Zaznacz TAK, jeśli dany czynnik spowoduje zwiększenie szybkości reakcji rozkładu, albo NIE – jeśli tego nie spowoduje.
| Ochłodzenie układu reakcyjnego. | TAK | NIE |
| Zwiększenie stężenia azotu. | TAK | NIE |
| Zmniejszenie objętości układu reakcyjnego. | TAK | NIE |
Zadanie 11. (1 pkt)
W tabeli podano wartości (zaokrąglone do liczb całkowitych) rozpuszczalności bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie w zakresie temperatury 0 ℃–100 ℃.
| Temperatura, ℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Rozpuszczalność, g w 100 g wody | 14 | 20 | 29 | 41 | 57 | 77 |
Narysuj krzywą rozpuszczalności bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie w zakresie temperatury od 0 °C do 100 °C. Odczytaj – w zaokrągleniu do jedności – wartość rozpuszczalności tej soli w temperaturze 72 °C.
Rozpuszczalność soli w temperaturze 72 ℃ : g w 100 g wody.
Zadanie 12. (2 pkt)
W tabeli podano wartości (zaokrąglone do liczb całkowitych) rozpuszczalności bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie w zakresie temperatury 0 ℃–100 ℃.
| Temperatura, ℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Rozpuszczalność, g w 100 g wody | 14 | 20 | 29 | 41 | 57 | 77 |
Do 150 g wody o temperaturze 20 ℃ dodano 70 g bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II).
12.1. (0–1)
Rozstrzygnij, jaki roztwór otrzymano – nasycony w równowadze z osadem czy nienasycony.
Rozstrzygnięcie:
12.2. (0–1)
Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II).
Zadanie 13. (1 pkt)
W tabeli podano wartości (zaokrąglone do liczb całkowitych) rozpuszczalności bezwodnego siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie w zakresie temperatury 0 ℃–100 ℃.
| Temperatura, ℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Rozpuszczalność, g w 100 g wody | 14 | 20 | 29 | 41 | 57 | 77 |
Przeprowadzono doświadczenie, w którym próbkę stałego hydratu o wzorze CuSO4 · 5H2O zważono i poddano prażeniu.
Zmiany wyglądu próbki podczas doświadczenia przedstawiono w tabeli.
| Przed rozpoczęciem prażenia | W trakcie prażenia | Po zakończeniu prażenia |
|---|---|---|
| niebieskie kryształy | niebieskie kryształy i biały proszek | biały proszek |
Po zakończeniu prażenia próbkę ponownie zważono i stwierdzono, że jej masa się zmieniła. Dodatkowo zaobserwowano, że powstała substancja – pozostawiona przez pewien czas na powietrzu – przyjęła niebieską barwę.
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Podczas doświadczenia masa próbki się zmniejszyła, ponieważ hydrat w trakcie prażenia traci wodę krystalizacyjną | P | F |
| 2. | Otrzymaną białą substancją jest odwodniony CuSO4 · 5H2O, który ma właściwości higroskopijne. | P | F |
Zadanie 14. (1 pkt)
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – 𝐾𝑎1 = 0,25 i 𝐾𝑎2 = 1,82 ∙ 10–2.
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów. Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3 z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
Ten związek krystalizuje z roztworu jako sól uwodniona.
C. Housecroft, A.G. Sharpe, Inorganic chemistry, Harlow 2018.
Jeden z anionów kwasu tiosiarkowego ulega dysocjacji zasadowej. Stała 𝐾b tego procesu jest równa 5,49 ∙ 10−13 .
Uzupełnij schemat tak, aby powstało równanie procesu dysocjacji zasadowej opisanego anionu kwasu tiosiarkowego. Zastosuj definicję kwasu i zasady Brønsteda.
Zadanie 15. (1 pkt)
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – 𝐾𝑎1 = 0,25 i 𝐾𝑎2 = 1,82 ∙ 10–2.
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów. Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3 z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
Zmieszano 100 cm3 roztworu AgNO3 o stężeniu 0,10 mol ∙ dm−3 i 50 cm3 roztworu Na2S2O3 o takim samym stężeniu. Strącił się biały osad tiosiarczanu srebra(I), który szybko zaczął żółknąć, a następnie zmienił barwę na czarną. Powstały osad odsączono. Po dodaniu roztworu wodorotlenku baru do przesączu pojawił się biały osad. Stwierdzono, że otrzymane stałe substancje to Ag2S (czarny osad) i BaSO4 (biały osad).
Napisz w formie jonowej równanie reakcji rozkładu tiosiarczanu srebra(I). Uwzględnij udział wody w tym procesie.
Zadanie 16. (2 pkt)
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – 𝐾𝑎1 = 0,25 i 𝐾𝑎2 = 1,82 ∙ 10–2.
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów. Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3 z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
W reakcji syntezy tiosiarczanu sodu z 1,26 g bezwodnego siarczanu(IV) sodu i nadmiaru siarki powstało 2,48 g uwodnionego tiosiarczanu sodu.
Oblicz masę wody hydratacyjnej zawartej w wydzielonym tiosiarczanie sodu. Wynik napisz w zaokrągleniu do 0,001 g. Następnie wyznacz i napisz wzór wydzielonego hydratu. Przyjmij, że wydajność reakcji otrzymywania tiosiarczanu sodu wynosi 100 %.
Wzór hydratu:
Zadanie 17. (2 pkt)
Kwas tiosiarkowy (kwas trioksotiosiarkowy) to związek o wzorze H2S2O3. Wartości jego
stałych dysocjacji wynoszą – odpowiednio – 𝐾𝑎1 = 0,25 i 𝐾𝑎2 = 1,82 ∙ 10–2.
Jon S2O2–3 ma strukturę analogiczną do jonu SO2–4. Poniżej przedstawiono jeden z możliwych
wzorów elektronowych opisujących strukturę tego anionu.
Kwas tiosiarkowy jest substancją nietrwałą, w przeciwieństwie do jego soli – tiosiarczanów. Tiosiarczan sodu można otrzymać w wyniku ogrzewania wodnego roztworu Na2SO3 z zawiesiną koloidalnej siarki. Zachodzi wówczas reakcja opisana równaniem:
Na2SO3 (aq) + S (s) → Na2S2O3 (aq)
Tiosiarczan sodu reaguje z bromem i jest stosowany do jego neutralizacji. Reakcja zachodzi zgodnie ze schematem:
S2O2–3 + Br2 + H2O → SO2–4 + H+ + Br–
17.1 (0–1)
Uzupełnij schemat. Wpisz liczbę elektronów pobranych oraz liczbę elektronów oddanych przez 1 mol substratu. Wartości zapisz z odpowiednim znakiem (+, – ).
17.2 (0–1)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
S2O2–3 + Br2 + H2O → SO2–4 + H+ + Br–
Zadanie 18. (2 pkt)
Zadanie uczniów polegało na zaprojektowaniu doświadczenia, za pomocą którego można otrzymać osad siarczku żelaza(II). Uczniowie przedstawili dwa projekty zgodne ze schematem:
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.
Osad powstał w probówce:
Uzasadnienie:
Zadanie 19. (2 pkt)
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane schematem:
19.1. (0–1)
Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1. albo 2.
Reakcja chemiczna zaszła tylko
| A. | w probówce I, | a masa roztworu w tej probówce | 1. | wzrosła. |
| B. | w probówce II, | 2. | zmalała. |
19.2. (0–1)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zachodzi podczas doświadczenia.
Zadanie 20. (3 pkt)
O dwóch węglowodorach X i Y wiadomo, że:
- są izomerami
- cząsteczka każdego z nich zawiera łącznie 15 atomów węgla i wodoru.
W tabeli podano informacje dotyczące budowy cząsteczki węglowodoru X.
| Liczba wiązań | Liczba atomów węgla | |||
|---|---|---|---|---|
| 𝜎 | 𝜋 | I-rzędowych | II-rzędowych | III-rzędowych |
| 15 | 0 | 1 | 3 | 1 |
Węglowodór Y reaguje z wodnym roztworem manganianu(VII) potasu, a organicznym produktem tej reakcji jest 2-metylobutano-1,2-diol. W reakcji tego węglowodoru z wodą powstaje mieszanina produktów.
20.1. (0–1)
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony węglowodoru X.
20.2. (0–1)
Napisz wzory produktów opisanej reakcji węglowodoru Y z wodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
produkt główny
produkt uboczny
20.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1., 2. albo 3.
Reakcja węglowodoru Y z wodą to reakcja
| A. | substytucji, | która przebiega według mechanizmu | 1. | elektrofilowego. |
| 2. | nukleofilowego. | |||
| B. | addycji, | |||
| 3. | rodnikowego. |
Zadanie 21. (2 pkt)
Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych oznaczonych na schemacie literami A, B oraz C.
Zadanie 22. (2 pkt)
Poli(alkohol winylowy) jest polimerem stosowanym m.in. do produkcji klejów i farb emulsyjnych. Proces otrzymywania tego polimeru prowadzi się w dwóch etapach. W pierwszym etapie powstaje poli(octan winylu). Jest to produkt polimeryzacji octanu winylu, związku o wzorze:
W drugim etapie poli(octan winylu) ulega hydrolizie wobec mocnych zasad.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) opisanych polimerów.
| Poli(octan winylu) | Poli(alkohol winylowy) |
|---|---|
Zadanie 23. (1 pkt)
Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie. W pierwszym etapie do probówki z wodnym roztworem siarczanu(VI) miedzi(II) dodano nadmiar wodnego roztworu wodorotlenku sodu. Zaobserwowano zmianę wyglądu zawartości probówki.
W drugim etapie do tak otrzymanej mieszaniny wprowadzono związek Q i zawartość probówki ogrzano. Zaobserwowano zmianę zabarwienia osadu z niebieskiego na czerwonobrunatne.
Poniżej przedstawiono wzory substancji, wśród których znajduje się wzór związku Q, użytego w drugim etapie opisanego doświadczenia.
Wybierz wzór związku Q i napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła z jego udziałem podczas ogrzewania mieszaniny. Uwzględnij zasadowe środowisko reakcji.
Zadanie 24. (2 pkt)
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.
Opisane przemiany przedstawiono na schemacie:
25.1 (0–1)
Napisz równanie reakcji otrzymywania związku A. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
25.2 (0–1)
Uzupełnij schemat. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych B i C.
Zadanie 25. (2 pkt)
Kwas benzoesowy oraz kwas szczawiowy to białe, krystaliczne ciała stałe, dobrze rozpuszczalne w etanolu. Te związki reagują z jonami OH– według równań:
Odważono próbkę mieszaniny kwasów benzoesowego i szczawiowego o masie 𝑚𝑥. Tę próbkę rozpuszczono w 100 cm3 etanolu. Do zobojętnienia kwasów w tym roztworze zużyto porcję wodorotlenku sodu o masie 𝑚𝑥2.
Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość kwasu szczawiowego w badanej mieszaninie. Wynik zaokrąglij do liczby całkowitej. Przyjmij następujące wartości mas molowych: MNaOH = 40 g ∙ mol–1, MC6H5COOH = 122 g ∙ mol–1, M(COOH)2 = 90 g ∙ mol–1.
Zadanie 26. (5 pkt)
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 |
|---|---|---|---|---|
| 𝐾b1 | 1,38 ∙ 10–5 | 9,77 ∙ 10–6 | 6,17 ∙ 10–6 | 4,47 ∙ 10–6 |
| 𝐾b2 | 4,27 ∙ 10–10 | 2,51 ∙ 10–10 | 2,04 ∙ 10–10 | 1,51 ∙ 10–10 |
26.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy dysocjacja N-metylopiperazyny jest procesem egzo- czy endotermicznym. Uzasadnij odpowiedź.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
26.2. (0–1)
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.
Oznaczenie:
Uzasadnienie:
26.3. (0–1)
Uzupełnij zapis tak, aby powstało równanie pierwszego etapu dysocjacji zasadowej N-metylopiperazyny. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.
26.4. (0–2)
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.
Zadanie 27. (2 pkt)
Kapsaicyna, której wzór przedstawiono poniżej, jest odpowiedzialna za ostry smak papryki chili.
Ten związek w określonych warunkach, pod wpływem nadmiaru pewnego odczynnika, hydrolizuje. Produktem tej reakcji jest m.in. związek o wzorze:
27.1 (0–1)
Z podanych odczynników wybierz ten, którego użyto do reakcji hydrolizy kapsaicyny, i zaznacz jego wzór.
27.2 (0–1)
Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony jonu – drugiego produktu organicznego hydrolizy kapsaicyny.
Zadanie 28. (1 pkt)
W trzech zlewkach znajdowały się w przypadkowej kolejności wodne roztwory następujących związków:
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.
Uzasadnienie:
Zadanie 29. (3 pkt)
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.
Przeprowadzono analizę reszty N-końcowej pewnego peptydu opisaną metodą. Wydzielono –
w postaci obojętnej – produkt połączenia reszty N-końcowej z grupą 2,4-dinitrofenylową.
Ustalono, że masa molowa tego związku jest równa 271,19 g ∙ mol–1. W tym związku tlen
stanowi 41,30 %, a azot – 15,49 % jego masy.
Na podstawie obliczeń ustal masę molową aminokwasu, którego reszta stanowiła N-koniec badanego peptydu. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tego aminokwasu.
Wzór aminokwasu:
Zadanie 30. (2 pkt)
Działanie kwasem azotowym(V) na aldozę skutkuje utlenieniem zarówno grupy aldehydowej, jak i grupy –CH2OH. Reakcja przebiega zgodnie ze schematem:
Dikarboksylowy kwas powstający w tej reakcji to kwas aldarowy.
30.1. (0–1)
Napisz liczbę moli elektronów oddawanych przez 1 mol dowolnej aldozy w reakcji
utleniania opisaną metodą.
30.2. (0–1)
Do probówek zawierających osobno dwie aldoheksozy (I i II) o wzorach podanych niżej dodano kwas azotowy(V).
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.
Aldoheksoza:
Uzasadnienie:
