Chemia - Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8.
Azotowodór HN3 jest silnie toksyczną bezbarwną cieczą o słabych właściwościach kwasowych. Stała dysocjacji tego kwasu jest równa 2,5 ∙ 10−5, a jego sole są nazywane azydkami. Poniżej przedstawiono jedną ze struktur elektronowych azotowodoru.
Azotowodór powstaje w wyniku reakcji niektórych kwasów z azydkami, np. z azydkiem sodu NaN3. Jest również produktem reakcji kwasu azotowego(III) z hydrazyną H2N–NH2.
8.1. (0–1)
Azotowodór powstaje w reakcji azydku sodu z kwasem solnym, natomiast taka reakcja nie zachodzi z udziałem kwasu octowego (etanowego).
Wyjaśnij, dlaczego azotowodór powstaje w reakcji z kwasem solnym, a nie powstaje w reakcji z kwasem octowym. Odwołaj się do konsekwencji różnicy w mocy obu kwasów.
Wyjaśnienie:
8.2. (0–1)
Po wprowadzeniu hydrazyny do wodnego roztworu kwasu azotowego(III) zachodzi reakcja, w której jako jedyne produkty powstają azotowodór i woda.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania azotowodoru opisaną metodą.
8.3. (0–1)
Rozstrzygnij, czy pomiędzy cząsteczkami azotowodoru (HN3) mogą tworzyć się wiązania wodorowe. Uzasadnij swoją odpowiedź. W uzasadnieniu odwołaj się do przedstawionej struktury elektronowej azotowodoru.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
Rozwiązanie
8.1. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – napisanie poprawnego wyjaśnienia odwołującego się do mocy obu kwasów.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe wyjaśnienia
- Kwas solny jest kwasem mocnym (i będzie wypierał azotowodór z jego soli), natomiast kwas octowy jest kwasem słabszym od azotowodorowego i nie będzie go wypierał.
- Kwas chlorowodorowy jest kwasem mocnym i wypiera kwasy słabe z ich soli, natomiast kwas octowy ma niższą stałą dysocjacji niż kwas azotowodorowy i nie będzie wypierał azotowodoru z jego soli.
- Moc kwasów rośnie w szeregu: kwas octowy ˂ kwas azotowodorowy ˂ kwas solny, a mocniejszy kwas wypiera słabszy z jego soli.
Uwaga: Stwierdzenie, że „kwas octowy jest słabszym kwasem niż kwas solny” jest niewystarczające.
8.2. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie we właściwej formie równania reakcji.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
N2H4 + HNO2 → HN3 + 2H2O
ALBO
H2N – NH2 + HNO2 → HN3 + 2H2O
8.3. (0–1)
Zasady oceniania
1 pkt – napisanie poprawnego rozstrzygnięcia oraz poprawnego uzasadnienia odnoszącego się do struktury elektronowej azotowodoru.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Rozwiązanie
Rozstrzygnięcie: Tak
Przykładowe uzasadnienia:
- Cząsteczka azotowodoru ma atom wodoru połączony z elektroujemnym atomem azotu, na którym znajduje się wolna para elektronowa.
- Azotowodór posiada zarówno atom wodoru połączony z atomem azotu, jak i wolne pary elektronowe na atomach azotu.
