Zadanie dodane przez CKE w wersji informatora dla egzaminu maturalnego od roku szkolnego 2024/2025. Pojawiło się również na maturze czerwcowej 2023.
Próbkę pewnego związku organicznego A o masie 4,4 g spalono w tlenie i otrzymano
wyłącznie 8,8 g tlenku węgla(IV) oraz 3,6 g wody. Stwierdzono, że:
łańcuch węglowy cząsteczki tego związku jest nierozgałęziony
ten związek w roztworze wodnym dysocjuje z odszczepieniem jonu wodorowego
całkowite spalenie 0,05 mol tego związku wymaga użycia 0,25 mol tlenu.
Ustalono także, że związki umownie oznaczone literami X i Y są
izomerami związku organicznego A. Związek X jest kwasem
karboksylowym. Cząsteczki związku Y o nierozgałęzionym łańcuchu
węglowym nie są chiralne, a wynik reakcji tego związku z odczynnikiem
Trommera przedstawiono na zdjęciu. Związek Y może brać udział
w reakcjach estryfikacji.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego związku organicznego A oraz wzory
półstrukturalne (grupowe) związków X i Y.
Lecytyny są naturalnymi związkami o dużym znaczeniu biologicznym. Znalazły one
zastosowanie m.in. w przemyśle spożywczym jako emulgatory, czyli substancje stabilizujące
emulsję. Ogólną strukturę lecytyny przedstawia wzór:
Symbolami –R1 i –R2 oznaczono grupy węglowodorowe. Najczęściej występujące łańcuchy
węglowodorowe w cząsteczkach lecytyny wymieniono w poniższej tabeli.
–R1
–R2
–C15H31 –C17H35 –C17H33
–C17H33 –C17H31 –C17H29
Cząsteczka lecytyny zawsze zawiera co najmniej jeden nienasycony łańcuch węglowodorowy.
Na podstawie: E. Siepka, Ł. Bobak, W. Gładkowski, Charakterystyka aktywności biologicznej fosfolipidów żółtka,
„Żywność. Nauka. Technologia. Jakość”, 2015, nr 2(99).
Próbkę lecytyny ogrzewano z wodnym roztworem wodorotlenku sodu. Zaszła reakcja
chemiczna, zgodnie ze schematem:
32.1. (0–1)
Uzupełnij zdanie. Określ stosunek liczby moli wodorotlenku sodu do liczby moli
lecytyny w opisanej reakcji.
Stosunek liczby moli wodorotlenku sodu do liczby moli lecytyny jest równy
:
32.2. (0–2)
W celu potwierdzenia obecności wybranych produktów reakcji mieszaninę poreakcyjną
podzielono na trzy części i umieszczono w ponumerowanych probówkach. Do probówki 1.
dodano wodę bromową, do 2. – zalkalizowaną świeżo strąconą zawiesinę wodorotlenku
miedzi(II), natomiast do probówki 3. dodano kilka kropel wodnego roztworu chlorku wapnia.
Uzupełnij tabelę. Wpisz w odpowiednie miejsca:
obserwowane efekty reakcji
wzory produktów (cząsteczki lub jednego wybranego jonu), których obecność była przyczyną obserwowanych efektów (w miejsce grup –R1 albo –R2 wpisz wzór odpowiedniej grupy węglowodorowej).
Próbkę związku X o masie 3,01 g poddano analizie spaleniowej i otrzymano 3,92 dm3 CO2
(w przeliczeniu na warunki normalne) oraz 3,15 g wody. O związku X wiadomo, że:
może utworzyć dwie monochloropochodne
nie odbarwia wody bromowej i nie reaguje z odczynnikiem Tollensa
jego cząsteczki mają nierozgałęziony łańcuch węglowy.
Ustal wzór empiryczny, który jest jednocześnie wzorem rzeczywistym, związku X.
Napisz jego wzór półstrukturalny (grupowy).
W temperaturze 𝑇 do zlewki zawierającej 50,0 g wodnego roztworu jodku potasu o stężeniu
równym 2,00% dodano 100 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) ołowiu(II) o stężeniu
równym 0,0300 mol ∙ dm−3. Przebiegła reakcja wytrącania PbI2. Otrzymany osad po
odsączeniu i wysuszeniu ważył 1,24 g.
Oblicz wydajność reakcji otrzymywania jodku ołowiu(II) w doświadczeniu
w temperaturze T.
Azotki berylowców, o wzorze ogólnym Me3N2 (Me – atom berylowca), powstają w trakcie
ogrzewania tych metali w atmosferze azotu. Są to związki o budowie jonowej składające się
z kationów metali i anionów azotkowych N3–.
W wyniku spalania magnezu w powietrzu powstają dwa związki o stałym stanie skupienia:
tlenek magnezu i azotek magnezu. Te reakcje można opisać równaniami:
2Mg + O2 → 2MgO
3Mg + N2 → Mg3N2
Azotek magnezu reaguje z wodą zgodnie z poniższym równaniem:
Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3
Przeprowadzono następujące doświadczenie: próbkę magnezu spalono w powietrzu
i otrzymano 0,15 g mieszaniny tlenku i azotku magnezu. W reakcji tej mieszaniny z wodą
wydzielił się gaz o objętości równej 4,7 cm3 w przeliczeniu na warunki normalne.
Oblicz, jaki procent masy mieszaniny tlenku i azotku magnezu stanowi MgO. Przyjmij,
że reakcja wydzielania gazu zaszła z wydajnością równą 100%.
Azotki berylowców, o wzorze ogólnym Me3N2 (Me – atom berylowca), powstają w trakcie
ogrzewania tych metali w atmosferze azotu. Są to związki o budowie jonowej składające się
z kationów metali i anionów azotkowych N3–.
W wyniku spalania magnezu w powietrzu powstają dwa związki o stałym stanie skupienia:
tlenek magnezu i azotek magnezu. Te reakcje można opisać równaniami:
2Mg + O2 → 2MgO
3Mg + N2 → Mg3N2
Azotek magnezu reaguje z wodą zgodnie z poniższym równaniem:
Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3
Uzupełnij tabelę. Uwzględnij stałą Avogadra i napisz, ile kationów magnezu i anionów
azotkowych znajduje się w 1 molu azotku magnezu.
Dwa pierwiastki E i X tworzą jony E+ i X– o takiej samej konfiguracji elektronowej
1s22s22p63s23p6 (stan podstawowy). W atomie jednego z trwałych izotopów pierwiastka E
liczba nukleonów jest o 20 większa od liczby protonów.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz w odpowiednie pola symbol pierwiastka E, jego
liczbę atomową oraz liczbę masową opisanego izotopu.
1.2. (0–1)
Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu X w stanie podstawowym
opisujący rozmieszczenie elektronów walencyjnych na orbitalach. Zastosuj graficzny
(klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej. W zapisie uwzględnij numer powłoki
i symbole podpowłok.
1.3. (0–1)
Pierwiastek E przyjmuje w związkach chemicznych jeden stopień utlenienia, a pierwiastek X
tworzy związki, w których występuje na różnych stopniach utlenienia.
Określ charakter chemiczny (kwasowy, zasadowy, amfoteryczny, obojętny) tlenku
pierwiastka E. Napisz wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X, w którym ten pierwiastek
przyjmuje najwyższy stopień utlenienia.
Charakter chemiczny tlenku pierwiastka E:
Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia:
Lecytyny są naturalnymi związkami o dużym znaczeniu biologicznym. Znalazły one
zastosowanie m.in. w przemyśle spożywczym jako emulgatory, czyli substancje stabilizujące
emulsję. Ogólną strukturę lecytyny przedstawia wzór:
Symbolami –R1 i –R2 oznaczono grupy węglowodorowe. Najczęściej występujące łańcuchy
węglowodorowe w cząsteczkach lecytyny wymieniono w poniższej tabeli.
–R1
–R2
–C15H31 –C17H35 –C17H33
–C17H33 –C17H31 –C17H29
Cząsteczka lecytyny zawsze zawiera co najmniej jeden nienasycony łańcuch węglowodorowy.
Na podstawie: E. Siepka, Ł. Bobak, W. Gładkowski, Charakterystyka aktywności biologicznej fosfolipidów żółtka,
„Żywność. Nauka. Technologia. Jakość”, 2015, nr 2(99).
Próbkę lecytyny ogrzewano z wodnym roztworem wodorotlenku sodu. Zaszła reakcja
chemiczna, zgodnie ze schematem:
32.1. (0–1)
Uzupełnij zdanie. Określ stosunek liczby moli wodorotlenku sodu do liczby moli
lecytyny w opisanej reakcji.
Stosunek liczby moli wodorotlenku sodu do liczby moli lecytyny jest równy
:
32.2. (0–2)
W celu potwierdzenia obecności wybranych produktów reakcji mieszaninę poreakcyjną
podzielono na trzy części i umieszczono w ponumerowanych probówkach. Do probówki 1.
dodano wodę bromową, do 2. – zalkalizowaną świeżo strąconą zawiesinę wodorotlenku
miedzi(II), natomiast do probówki 3. dodano kilka kropel wodnego roztworu chlorku wapnia.
Uzupełnij tabelę. Wpisz w odpowiednie miejsca:
obserwowane efekty reakcji
wzory produktów (cząsteczki lub jednego wybranego jonu), których obecność była przyczyną obserwowanych efektów (w miejsce grup –R1 albo –R2 wpisz wzór odpowiedniej grupy węglowodorowej).
W temperaturze 𝑇 do zlewki zawierającej 50,0 g wodnego roztworu jodku potasu o stężeniu
równym 2,00% dodano 100 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) ołowiu(II) o stężeniu
równym 0,0300 mol ∙ dm−3. Przebiegła reakcja wytrącania PbI2. Otrzymany osad po
odsączeniu i wysuszeniu ważył 1,24 g.
Oblicz wydajność reakcji otrzymywania jodku ołowiu(II) w opisanym doświadczeniu
w temperaturze T.
Azotki berylowców, o wzorze ogólnym Me3N2 (Me – atom berylowca), powstają w trakcie
ogrzewania tych metali w atmosferze azotu. Są to związki o budowie jonowej składające się
z kationów metali i anionów azotkowych N3–.
W wyniku spalania magnezu w powietrzu powstają dwa związki o stałym stanie skupienia:
tlenek magnezu i azotek magnezu. Te reakcje można opisać równaniami:
2Mg + O2 → 2MgO
3Mg + N2 → Mg3N2
Azotek magnezu reaguje z wodą zgodnie z poniższym równaniem:
Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3
Przeprowadzono następujące doświadczenie: próbkę magnezu spalono w powietrzu
i otrzymano 0,15 g mieszaniny tlenku i azotku magnezu. W reakcji tej mieszaniny z wodą
wydzielił się gaz o objętości równej 4,7 cm3 w przeliczeniu na warunki normalne.
Oblicz, jaki procent masy mieszaniny tlenku i azotku magnezu stanowi MgO. Przyjmij,
że reakcja wydzielania gazu zaszła z wydajnością równą 100%.
Azotki berylowców, o wzorze ogólnym Me3N2 (Me – atom berylowca), powstają w trakcie
ogrzewania tych metali w atmosferze azotu. Są to związki o budowie jonowej składające się
z kationów metali i anionów azotkowych N3–.
W wyniku spalania magnezu w powietrzu powstają dwa związki o stałym stanie skupienia:
tlenek magnezu i azotek magnezu. Te reakcje można opisać równaniami:
2Mg + O2 → 2MgO
3Mg + N2 → Mg3N2
Azotek magnezu reaguje z wodą zgodnie z poniższym równaniem:
Mg3N2 + 6H2O → 3Mg(OH)2 + 2NH3
Uzupełnij tabelę. Uwzględnij stałą Avogadra i napisz, ile kationów magnezu i anionów
azotkowych znajduje się w 1 molu azotku magnezu.
Liczba atomowa pierwiastka X jest dwa razy większa od liczby atomowej rutenu (Ru). Liczba
neutronów w jądrze pewnego izotopu pierwiastka X jest równa liczbie masowej izotopu baru,
w którego jądrze znajduje się 81 neutronów. Z tego izotopu pierwiastka X w ciągu rozpadów
α i β– powstaje nietrwały izotop ołowiu zawierający w jądrze 127 neutronów. Ten izotop
ulega następnie przemianie w trwały izotop 209Bi.
1.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz wartość liczby atomowej i symbol pierwiastka X oraz wartość
liczby masowej opisanego izotopu pierwiastka X.
Liczba atomowa
Symbol pierwiastka
Liczba masowa
1.2. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz liczbę przemian α i β– zachodzących podczas powstawania
izotopu ołowiu z opisanego izotopu pierwiastka X.
Liczba przemian α
Liczba przemian β–
1.3. (0–1)
Napisz równanie – opisanej w informacji – przemiany izotopu ołowiu w izotop bizmutu.
Uzupełnij wszystkie pola w poniższym schemacie.
Aminy o wzorze ogólnym RNH2 reagują z kwasem azotowym(III) zgodnie z równaniem:
RNH2 + HNO2 → ROH + N2 + H2O
Pewna nasycona amina ma masę cząsteczkową równą 117 u.
Próbkę tej aminy o masie 7,85 g poddano reakcji z kwasem azotowym(III). Po reakcji
stwierdzono, że cała próbka przereagowała z kwasem, a wydzielony w reakcji azot zajął
objętość 4,51 dm3 (w przeliczeniu na warunki normalne).
Na podstawie obliczeń ustal liczbę grup aminowych w cząsteczce tej aminy i napisz jej
wzór sumaryczny.
Na poniższym schemacie zilustrowano dwuetapowy proces otrzymywania PVC –
poli(chlorku winylu) – z acetylenu (etynu).
Etyn stosowany w tej reakcji powstaje w wyniku działania wody na acetylenek wapnia,
stanowiący główny składnik karbidu.
Podczas spalania PVC powstają tlenek węgla(IV), para wodna i bezbarwny gaz o ostrym
zapachu, którego cząsteczki są zbudowane z dwóch atomów. Stosunek molowy produktów
spalania jest równy 𝑛CO2 ∶ 𝑛H2O ∶ 𝑛X = 2 : 1 : 1.
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie reakcji spalania, w której
uczestniczy fragment PVC zbudowany z czterech merów.
Cząstki materii w stanie gazowym przemieszczają się chaotycznie w różnych kierunkach.
W uproszczeniu można przyjąć, że średnia prędkość tych cząstek zależy wyłącznie od ich
masy i od temperatury. W danej temperaturze iloczyn masy molowej gazu i kwadratu
średniej prędkości jego cząsteczek jest wielkością stałą.
W tabeli podano średnie prędkości cząsteczek gazów w temperaturze 0 °C.
Nazwa gazu
Średnia prędkość, m ∙ s−1
Azot
493
Tlen
461
Tlenek węgla(IV)
393
2.1. (0–2)
Napisz wartość średniej prędkości cząsteczek tlenku węgla(II) w temperaturze 0 °C
oraz rozstrzygnij, czy w tej temperaturze wartość średniej prędkości cząsteczek
wodoru jest większa czy mniejsza od 493 m ∙ s−1. Odpowiedź uzasadnij.
Średnia prędkość cząsteczek tlenku węgla(II): m ∙ s−1.
Rozstrzygnięcie dotyczące średniej prędkości cząsteczek wodoru:
Uzasadnienie:
2.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
W danej temperaturze średnia prędkość cząsteczek gazu jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z masy molowej.
P
F
2.
W danych warunkach ciśnienia i temperatury iloraz masy molowej i gęstości ma taką samą wartość dla wszystkich gazów doskonałych.
Trzy związki organiczne X, Y i Q są izomerami o masie molowej równej 90 g ∙ mol–1.
W wyniku spalenia 45 mg jednego z tych związków otrzymano 27 mg wody oraz 36,0 cm3
tlenku węgla(IV) odmierzonego w temperaturze 293 K i pod ciśnieniem 1013 hPa.
O cząsteczkach tych związków wiadomo, że:
szkielet każdej z cząsteczek stanowią połączone atomy węgla
cząsteczki związków X i Y są chiralne, a związku Q – achiralne
cząsteczki związków Y i Q mają takie same grupy funkcyjne
odczyn wodnego roztworu związku X jest obojętny, a odczyn wodnego roztworu związku Y – kwasowy.
Przeprowadzono następujące doświadczenie: do próbki związku X wprowadzono zawiesinę
świeżo strąconego Cu(OH)2, wymieszano (na zimno), a następnie ogrzano. Wyniki tego
eksperymentu zilustrowano na poniższych zdjęciach.
Wynik doświadczenia
po wymieszaniu (na zimno) związku X
z zawiesiną Cu(OH)2
po ogrzaniu mieszaniny
Na podstawie obliczeń ustal wzór elementarny i rzeczywisty (sumaryczny) opisanych
związków. Następnie napisz:
wzory półstrukturalne (grupowe) związków X i Y
w formie cząsteczkowej równanie reakcji związku Q z wodorotlenkiem sodu.
Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Uniwersalna stała
gazowa R = 83,14 hPa ∙ dm3 ∙ mol−1 ∙ K−1.
Na poniższym schemacie zilustrowano dwuetapowy proces otrzymywania PVC –
poli(chlorku winylu) – z acetylenu (etynu).
Etyn stosowany w tej reakcji powstaje w wyniku działania wody na acetylenek wapnia,
stanowiący główny składnik karbidu.
Podczas spalania PVC powstają tlenek węgla(IV), para wodna i bezbarwny gaz o ostrym
zapachu, którego cząsteczki są zbudowane z dwóch atomów. Stosunek molowy produktów
spalania jest równy 𝑛CO2 ∶ 𝑛H2O ∶ 𝑛X = 2 : 1 : 1.
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie reakcji spalania, w której
uczestniczy fragment PVC zbudowany z czterech merów.
Znanych jest kilkadziesiąt izotopów galu, które powstają w różnych reakcjach jądrowych, ale
tylko nieliczne z nich są trwałe. Promieniotwórcze izotopy galu zwykle ulegają rozpadowi 𝛽–,
jeżeli mają nadmiar neutronów, lub innym przemianom – przy niedomiarze neutronów.
2.1. (0–1)
Izotop galu o liczbie masowej równej 72 ulega rozpadowi 𝛽–.
Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz symbol pierwiastka, którego izotop powstaje
w wyniku opisanej przemiany, oraz liczbę masową tego izotopu.
2.2. (0–1)
Izotop 67Ga otrzymuje się w wyniku bombardowania izotopu cynku 68Zn pewnymi cząstkami.
W reakcji jednego jądra 68Zn z jedną taką cząstką powstają dwa neutrony i jedno jądro 67Ga.
Napisz równanie opisanej przemiany, której ulega jądro izotopu 68Zn. Uzupełnij
wszystkie pola w poniższym schemacie.
