Chemia - Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)
Zadanie 1. (2 pkt)
Dwa pierwiastki oznaczone umownie literami A i X należą do jednego bloku konfiguracyjnego. Pierwiastek A leży w drugim okresie układu okresowego pierwiastków, a pierwiastek X – w trzecim. Wiadomo, że w stanie podstawowym:
- atomy obu tych pierwiastków mają po jednym niesparowanym elektronie
- liczba elektronów walencyjnych atomu X jest większa niż liczba elektronów walencyjnych atomu A.
1.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz symbol pierwiastka A i symbol pierwiastka X oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należą te pierwiastki.
| Symbol pierwiastka | Symbol bloku konfiguracyjnego | |
|---|---|---|
| Pierwiastek A | ||
| Pierwiastek X |
1.2. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz wartości liczb kwantowych: głównej i pobocznej, które opisują stan kwantowy niesparowanego elektronu atomu X w stanie podstawowym.
| Liczby kwantowe | ||
|---|---|---|
| główna liczba kwantowa 𝑛 | poboczna liczba kwantowa 𝑙 | |
| Wartości liczb kwantowych | ||
Zadanie 2. (1 pkt)
W wyniku wzbudzenia elektronowego atomu fosforu jeden z elektronów sparowanych powłoki walencyjnej został przeniesiony na pustą podpowłokę o wyższej energii w tej samej powłoce elektronowej.
Napisz pełną konfigurację elektronową atomu fosforu w opisanym stanie wzbudzonym. Zastosuj zapis konfiguracji elektronowej z uwzględnieniem podpowłok.
Zadanie 3. (2 pkt)
Jądro atomowe izotopu pewnego pierwiastka zawiera 126 neutronów. Stosunek liczby masowej tego izotopu do liczby atomowej wynosi 2,5. Opisany izotop występuje w jednym z naturalnych szeregów promieniotwórczych − powstaje w wyniku przemiany β–, a ulega przemianie α.
Napisz równanie przemiany β–, której produktem jest opisany izotop, oraz równanie przemiany α, której ten izotop ulega. Uzupełnij wszystkie pola odpowiednimi symbolami i wartościami liczbowymi.
Zadanie 4. (2 pkt)
Poniżej przedstawiono wzór opisujący jedną ze struktur elektronowych cząsteczki N2O.
Uzupełnij tabelę. Określ typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu centralnego azotu (sp, sp2, sp3) i kształt cząsteczki (liniowa, kątowa) oraz wpisz, ile wiązań σ i π występuje w cząsteczce N2O o przedstawionej strukturze.
| Typ hybrydyzacji | Kształt cząsteczki | Liczba | |
|---|---|---|---|
| wiązań 𝜎 | wiązań 𝜋 | ||
Zadanie 5. (2 pkt)
Ciała stałe można podzielić na krystaliczne i na bezpostaciowe. Kryształy klasyfikuje się ze względu na rodzaj oddziaływań między tworzącymi je drobinami.
Poniżej wymieniono nazwy substancji tworzących kryształy w stałym stanie skupienia.
Spośród podanych substancji wybierz wszystkie tworzące kryształy jonowe, kryształy kowalencyjne lub kryształy molekularne. Wpisz ich nazwy w odpowiednie pola tabeli.
| Kryształy | ||
|---|---|---|
| jonowe | kowalencyjne | molekularne |
Zadanie 6. (2 pkt)
W poniższej tabeli podano wartości entalpii (w temperaturze 298 K) trzech przemian:
- syntezy tlenku azotu(II)
- syntezy tlenku azotu(IV)
- syntezy amoniaku.
| Przemiana | Równanie przemiany | Δ𝐻°, kJ |
|---|---|---|
| 1. | N2 (g) + O2 (g) ⇄ 2NO (g) | +182,52 |
| 2. | 2NO (g) + O2 (g) ⇄ 2NO2 (g) | –114,14 |
| 3. | N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) | –91,88 |
W celu wyznaczenia równania kinetycznego przemiany 2. przeprowadzono w temperaturze 𝑇 doświadczenia I–III. Wartości stężeń początkowych obu substratów oraz odpowiadające im wartości szybkości początkowych zestawiono w tabeli.
| Stężenie początkowe, mol ∙ dm–3 | Szybkość początkowa, mol ∙ dm–3 ∙ s–1 | ||
|---|---|---|---|
| NO | O2 | ||
| I | 0,012 | 0,020 | 0,102 |
| II | 0,024 | 0,020 | 0,408 |
| III | 0,024 | 0,040 | 0,816 |
a) Na podstawie danych z tabeli uzupełnij równanie kinetyczne opisanej przemiany. Wpisz wartości wykładników w wyznaczone miejsca.
Równanie kinetyczne:
b) Spośród podanych odpowiedzi wybierz poprawną wartość stałej szybkości reakcji k w temperaturze T oraz właściwą jednostkę. Zaznacz A, B albo C oraz 1, 2 albo 3.
- 3,5 ∙ 103
- 3,5 ∙ 104
- 3,5 ∙ 105
- dm6 ∙ mol–2 ∙ s–1
- dm3 ∙ mol–1 ∙ s–1
- dm–6 ∙ mol–2 ∙ s–1
Obliczenia pomocnicze:
Zadanie 7. (1 pkt)
W poniższej tabeli podano wartości entalpii (w temperaturze 298 K) trzech przemian:
- syntezy tlenku azotu(II)
- syntezy tlenku azotu(IV)
- syntezy amoniaku.
| Przemiana | Równanie przemiany | Δ𝐻°, kJ |
|---|---|---|
| 1. | N2 (g) + O2 (g) ⇄ 2NO (g) | +182,52 |
| 2. | 2NO (g) + O2 (g) ⇄ 2NO2 (g) | –114,14 |
| 3. | N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) | –91,88 |
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | Zwiększenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (𝑇 = const) w układzie będącym w stanie równowagi, w którym przebiega przemiana 1., będzie skutkowało wzrostem stężenia tlenku azotu(II). | P | F |
| 2. | Obniżenie temperatury w warunkach izobarycznych (𝑝 = const) w układzie będącym w stanie równowagi, w którym przebiega przemiana 2., będzie skutkowało zwiększeniem wartości stałej równowagi reakcji syntezy tlenku azotu(IV). | P | F |
Zadanie 8. (2 pkt)
W poniższej tabeli podano wartości entalpii (w temperaturze 298 K) trzech przemian:
- syntezy tlenku azotu(II)
- syntezy tlenku azotu(IV)
- syntezy amoniaku.
| Przemiana | Równanie przemiany | Δ𝐻°, kJ |
|---|---|---|
| 1. | N2 (g) + O2 (g) ⇄ 2NO (g) | +182,52 |
| 2. | 2NO (g) + O2 (g) ⇄ 2NO2 (g) | –114,14 |
| 3. | N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) | –91,88 |
Rozstrzygnij, czy schłodzenie układu, w którym przebiega przemiana 3., będzie skutkowało zwiększeniem:
- równowagowego stężenia amoniaku
- szybkości reakcji syntezy amoniaku.
Zaznacz TAK albo NIE. Odpowiedzi uzasadnij.
Rozstrzygnięcie: zwiększenie równowagowego stężenia amoniaku TAK / NIE
Uzasadnienie:
Rozstrzygnięcie: zwiększenie szybkości reakcji syntezy amoniaku TAK / NIE
Uzasadnienie:
Zadanie 9. (1 pkt)
Tlenek azotu(II) można katalitycznie zredukować do azotu za pomocą amoniaku i przy udziale tlenu.
Napisz równanie opisanej redukcji tlenku azotu(II), w której stosunek molowy tlenku azotu(II) do tlenu wynosi nNO : nO2 = 4 : 1.
Zadanie 10. (4 pkt)
Przeprowadzono doświadczenie, w którym na stały tlenek manganu(IV) podziałano gorącym kwasem solnym. Wydzielający się chlor wprowadzono do probówki, w której znajdował się wodny roztwór pewnej soli. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie.
Do tak powstałego roztworu po ściance probówki wprowadzono chloroform – wygląd zawartości probówki przedstawiono na zdjęciu 1. Następnie dokładnie wymieszano jej zawartość i pozostawiono do rozdzielenia warstw (zdjęcie 2.).
10.1. (0–2)
Opisane doświadczenie przeprowadzono z udziałem pewnej soli, której wzoru nie podano na schemacie.
Spośród wymienionych poniżej soli wybierz wzór tej, której wodny roztwór został użyty w tym doświadczeniu. Napisz jej nazwę systematyczną i uzupełnij zdanie. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Nazwa systematyczna soli:
Przebieg doświadczenia wskazuje, że wolny chlor jest (silniejszym / słabszym) utleniaczem niż wolny (fluor / brom / jod).
10.2. (0–2)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas przebiegu doświadczenia:
- w kolbie
- w probówce.
Równanie reakcji zachodzącej w kolbie:
Równanie reakcji zachodzącej w probówce:
Zadanie 11. (2 pkt)
W 250 g wodnego roztworu NaOH o stężeniu 2,0% rozpuszczono 9,0 g stałej mieszaniny NaOH i KOH, w której stosunek molowy tych wodorotlenków wynosił 𝑛NaOH : 𝑛KOH = 3 ∶ 1.
Oblicz, jaki procent masy otrzymanego roztworu stanowi masa NaOH. Przyjmij, że MNaOH = 40 g ∙ mol–1, MKOH = 56 g ∙ mol–1. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku.
Zadanie 12. (1 pkt)
Do zlewki zawierającej 100 cm3 wody destylowanej o temperaturze 25 °C dodano chlorek srebra(I). Po pewnym czasie w zlewce powstał nasycony roztwór chlorku srebra(I), czyli ustalił się stan równowagi między osadem a roztworem. Następnie w zlewce rozpuszczono pewną ilość chlorku potasu, która w tej objętości roztworu uległa całkowitemu rozpuszczeniu. Opisane doświadczenie przedstawiono na schemacie:
Rozstrzygnij, czy w wyniku dodania chlorku potasu do otrzymanej mieszaniny masa osadu w zlewce zwiększyła się, zmniejszyła się, czy też nie uległa zmianie. Odpowiedź uzasadnij. W uzasadnieniu odwołaj się do procesu równowagowego w roztworze.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
Zadanie 13. (2 pkt)
Badano reakcje pewnej próbki metalicznego chromu z kwasem solnym w różnych warunkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie:
W probówce 1. użyto odtlenionego kwasu solnego, czyli takiego, w którym praktycznie nie ma rozpuszczonego tlenu. Dodatkowo na powierzchni roztworu umieszczono warstwę oleju. W takich warunkach chrom reaguje zgodnie z równaniem:
Cr + 2H+→ Cr2++ H2
Na zdjęciach pokazano roztwory otrzymane w probówkach 1. i 2.
Po całkowitym roztworzeniu chromu w probówce 1. usunięto warstwę oleju i zaobserwowano, że roztwór stopniowo zmieniał barwę, aż uzyskał kolor taki sam jak kolor roztworu w probówce 2. Podczas stopniowej zmiany barwy nie obserwowano wydzielania gazu.
Uzupełnij równanie reakcji. Napisz:
- wzór brakującego reagenta
- odpowiednie współczynniki stechiometryczne.
Cr2+ + + H+ → Cr3+ + H2O
Zadanie 14. (1 pkt)
Badano reakcje pewnej próbki metalicznego chromu z kwasem solnym w różnych warunkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie:
W probówce 1. użyto odtlenionego kwasu solnego, czyli takiego, w którym praktycznie nie ma rozpuszczonego tlenu. Dodatkowo na powierzchni roztworu umieszczono warstwę oleju. W takich warunkach chrom reaguje zgodnie z równaniem:
Cr + 2H+→ Cr2++ H2
Na zdjęciach pokazano roztwory otrzymane w probówkach 1. i 2.
Procesy utleniania i redukcji zachodzące w probówce 2. można w uproszczeniu opisać równaniami:
równanie procesu redukcji: 6H+ + O2 + 6e– → H2 + 2H2O
równanie procesu utleniania: Cr → Cr3+ + 3e–
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w probówce 2.
Zadanie 15. (1 pkt)
Badano reakcje pewnej próbki metalicznego chromu z kwasem solnym w różnych warunkach. Przebieg doświadczenia zilustrowano na schemacie:
W probówce 1. użyto odtlenionego kwasu solnego, czyli takiego, w którym praktycznie nie ma rozpuszczonego tlenu. Dodatkowo na powierzchni roztworu umieszczono warstwę oleju. W takich warunkach chrom reaguje zgodnie z równaniem:
Cr + 2H+→ Cr2++ H2
Na zdjęciach pokazano roztwory otrzymane w probówkach 1. i 2.
Do probówki zawierającej wodny roztwór chlorku chromu(III) dodano w nadmiarze wodny roztwór wodorotlenku sodu i otrzymano klarowny roztwór. Następnie do tego roztworu wprowadzono wodny roztwór nadtlenku wodoru.
Na którym zdjęciu przedstawiono wygląd zawartości probówki po zakończeniu opisanego doświadczenia? Zaznacz literę A, B, C albo D.
Zadanie 16. (3 pkt)
Mosiądze to stopy miedzi i cynku, w których zawartość cynku stanowi do 40% masy stopu. Brąz cynowy to stop miedzi i cyny, w którym masa cyny nie przekracza 20%.
W celu identyfikacji pewnego stopu miedzi poddano analizie jego próbkę o masie 3,712 g, którą roztworzono w kwasie azotowym(V). Otrzymany roztwór przeniesiono do kolby miarowej, uzupełniono wodą do 500 cm3 i wymieszano.
Z tak otrzymanego roztworu pobrano pipetą 25,0 cm3, wprowadzono do kolby i dodano nadmiar wodnego roztworu jodku potasu. Zaszła reakcja chemiczna zilustrowana równaniem:
2Cu2+ + 4l– → 2CuI + I2
Ilość wydzielonego jodu oznaczono metodą miareczkowania roztworem tiosiarczanu(VI) sodu (Na2S2O3). Przebiegła reakcja opisana równaniem:
I2 + 2S2O2–3 →2l– + S4O2–6
Zużyto 17,80 cm3 wodnego roztworu tiosiarczanu(VI) sodu o stężeniu 0,1175 mol ∙ dm–3.
Oblicz, jaki procent masy badanego stopu stanowi miedź. Rozstrzygnij, czy ten stop jest brązem czy mosiądzem.
Rozstrzygnięcie:
Zadanie 17. (2 pkt)
W akumulatorze kadmowo-niklowym elektrodą dodatnią jest tlenek wodorotlenek niklu(III) o wzorze NiO(OH), elektrodą ujemną jest metaliczny kadm, a elektrolitem – roztwór KOH. Produktami rozładowania tego akumulatora są wodorotlenki niklu(II) i kadmu(II). W tabeli przedstawiono potencjały standardowe wybranych reakcji redukcji z udziałem kadmu i niklu oraz ich związków.
| Równanie reakcji redukcji | Potencjał standardowy 𝐸°,V |
|---|---|
| Cd2+ + 2e– ⇄ Cd | ‒ 0,40 |
| Cd(OH)2 + 2e– ⇄ Cd + 2OH‒ | ‒ 0,81 |
| Ni2+ + 2e– ⇄ Ni | ‒ 0,26 |
| NiO(OH) + H2O + e– ⇄ Ni(OH)2 + OH‒ | + 0,52 |
| Ni(OH)2 + 2e– ⇄ Ni + 2OH‒ | – 0,72 |
17.1. (0–1)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej podczas pracy – rozładowywania – akumulatora kadmowo-niklowego.
17.2. (0–1)
Wybierz z tabeli odpowiednie wartości potencjałów standardowych i oblicz siłę elektromotoryczną SEM tego akumulatora.
Zadanie 18. (2 pkt)
Etan i propan w odpowiednich warunkach spalają się w tlenie zgodnie z równaniami reakcji:
2C2H6 + 7O2 → 4CO2 + 6H2O
C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
Oblicz, w jakim stosunku molowym zmieszano etan i propan, jeśli do całkowitego spalenia 8 dm3 tej mieszaniny zużyto 31 dm3 tlenu. Objętości mieszaniny węglowodorów i tlenu odnoszą się do identycznych warunków ciśnienia i temperatury.
Zadanie 19. (3 pkt)
Dehydratacja alkoholi prowadzona w podwyższonej temperaturze i w obecności stężonego kwasu siarkowego(VI) pozwala otrzymać alkeny. Ta reakcja przebiega w trzech etapach. W pierwszym etapie cząsteczka alkoholu ulega protonowaniu. Następnie zachodzą powolna dysocjacja protonowanej formy alkoholu z utworzeniem karbokationu (etap drugi) oraz szybkie odszczepienie protonu od sąsiedniego atomu węgla – o wyższej rzędowości – z utworzeniem alkenu (etap trzeci). Opisany proces przedstawiono na schemacie:
Wiązanie podwójne w cząsteczce alkenu – głównego produktu dehydratacji – często znajduje się w innym miejscu, niż wynikałoby to z położenia grupy –OH w substracie. Dzieje się tak dlatego, że powstający karbokation ulega przegrupowaniu. Dochodzi wtedy do przeniesienia atomu wodoru lub grupy alkilowej od sąsiedniego atomu węgla, czemu towarzyszy przemieszczenie się ładunku dodatniego. Przegrupowanie zachodzi zawsze wtedy, gdy może powstać trwalszy karbokation, czyli taki, w którym ładunek dodatni znajduje się na atomie węgla o możliwie najwyższej rzędowości.
19.1. (0–1)
Pierwszy etap dehydratacji alkoholu w obecności stężonego kwasu siarkowego(VI) można opisać równaniem:
ROH + H2SO4 ⇄ R(OH2)+ + HSO–4
Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Jon HSO–4 jest (mocniejszą / słabszą) zasadą Brønsteda niż cząsteczka ROH. Cząsteczka H2SO4 jest (mocniejszym / słabszym) kwasem Brønsteda niż jon R(OH2)+.
19.2. (0–1)
Napisz wzór strukturalny karbokationu, który powstaje w drugim etapie dehydratacji propan-2-olu. We wzorze zaznacz ładunek dodatni przy odpowiednim atomie.
19.3. (0–1)
Przeprowadzono reakcję dehydratacji butan-1-olu.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) produktu głównego dehydratacji butan-1-olu oraz jego nazwę systematyczną. Uwzględnij możliwość przegrupowania karbokationu.
| Wzór produktu głównego dehydratacji butan-1-olu | Nazwa systematyczna |
|---|---|
Zadanie 20. (2 pkt)
W celu otrzymania bromoalkanu o wzorze sumarycznym C5H11Br przeprowadzono reakcję alkoholu alifatycznego z halogenkiem fosforu(III). Reakcja przebiega zgodnie ze schematem, w którym R to grupa alkilowa, a X – atom halogenu:
R–OH + PX3 → 3R–X + H3PO3
W cząsteczkach otrzymanej bromopochodnej występują:
- drugorzędowy asymetryczny atom węgla
- trzeciorzędowy atom węgla.
20.1. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał budowę obu enancjomerów opisanej bromopochodnej.
20.2. (0–1)
Związek Q to izomer opisanej powyżej bromopochodnej. W cząsteczce tego izomeru znajduje się jeden czwartorzędowy atom węgla. Związek Q poddano reakcji hydrolizy zasadowej.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) organicznego produktu reakcji hydrolizy zasadowej związku Q.
Zadanie 21. (2 pkt)
Zastąpienie w cząsteczkach związków organicznych atomu tlenu atomem siarki powoduje znaczące zmiany we właściwościach fizycznych i chemicznych tych substancji. Poniżej przedstawiono wzory dwóch takich związków:
- CH3CH2OH
- CH3CH2SH
Związki 1. i 2. – mimo podobnej budowy ich cząsteczek – znacznie różnią się wartościami temperatury wrzenia.
a) Uzupełnij tabelę. Przyporządkuj wartości temperatury wrzenia (pod ciśnieniem 1000 hPa) 35 °C i 78 °C do związków 1. i 2.
| Związek | Temperatura wrzenia, °C |
|---|---|
| 1. | |
| 2. |
b) Wyjaśnij, dlaczego te związki (etanol i etanotiol) znacznie różnią się wartościami temperatury wrzenia. Odnieś się do konsekwencji różnicy w budowie cząsteczek obu związków.
Wyjaśnienie:
Zadanie 22. (1 pkt)
Tiol o wzorze (CH3)2CH–SH można otrzymać z alkilowej bromopochodnej i wodorosiarczku sodu.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie opisanej reakcji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Zadanie 23. (4 pkt)
Poniżej przedstawiono schemat ciągu przemian chemicznych (reakcje 1.–3.), w wyniku których z etylobenzenu otrzymano keton (związek B).
23.1. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji 1. i 2.
| Reakcja 1. | Reakcja 2. | |
|---|---|---|
| Typ reakcji | ||
| Mechanizm reakcji | ||
23.2. (0–2)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas reakcji 3. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Równanie procesu redukcji:
Równanie procesu utleniania:
23.3. (0–1)
Podczas reakcji 3. następuje zmiana barwy mieszaniny reakcyjnej.
Uzupełnij tabelę. Wpisz barwę mieszaniny reakcyjnej przed rozpoczęciem reakcji 3. i barwę po jej zakończeniu.
| Barwa mieszaniny reakcyjnej | |
|---|---|
| przed reakcją | po reakcji |
Zadanie 24. (1 pkt)
Detergenty to związki, których cząsteczki są zbudowane z części hydrofilowej oraz z części hydrofobowej. Obecnie powszechnie stosowanymi detergentami są alkilobenzenosulfoniany. Przykładem takiego detergentu jest alkilobenzenosulfonian sodu, który otrzymuje się w trzech etapach – co zilustrowano na schemacie:
RCH=CHRꞌ to alken o 10–14 atomach węgla w cząsteczce i o nierozgałęzionym łańcuchu, a R i Rꞌ są grupami alkilowymi.
Oceń prawdziwość zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
| 1. | W zaznaczonym na fioletowo fragmencie cząsteczki produktu reakcji zachodzącej w etapie 1. występują wiązania 𝜎 i 𝜋. | P | F |
| 2. | Przemiana zachodząca w etapie 2. jest reakcją substytucji. | P | F |
Zadanie 25. (1 pkt)
Detergenty to związki, których cząsteczki są zbudowane z części hydrofilowej oraz z części hydrofobowej. Obecnie powszechnie stosowanymi detergentami są alkilobenzenosulfoniany. Przykładem takiego detergentu jest alkilobenzenosulfonian sodu, który otrzymuje się w trzech etapach – co zilustrowano na schemacie:
RCH=CHRꞌ to alken o 10–14 atomach węgla w cząsteczce i o nierozgałęzionym łańcuchu, a R i Rꞌ są grupami alkilowymi.
Zaznacz w podanym poniżej wzorze detergentu fragment hydrofobowy.
Zadanie 26. (4 pkt)
Kwas szczawiowy jest najprostszym kwasem dikarboksylowym. Na rysunku obok przedstawiono model cząsteczki tego kwasu. Kwas szczawiowy jest substancją stałą, dobrze rozpuszczalną w wodzie. W wodnym roztworze dysocjuje dwustopniowo.
Rozpuszczoną w niewielkiej ilości wody odważkę bezwodnego kwasu szczawiowego o masie 𝑚 umieszczono w kolbie miarowej, którą dopełniono wodą destylowaną do objętości 100,0 cm3.
Pobrano pipetą 20,0 cm3 otrzymanego roztworu, przeniesiono go do kolby stożkowej, w której znajdowała się elektroda pehametru, i miareczkowano roztworem NaOH o stężeniu 0,10 mol ∙ dm–3. Eksperyment prowadzono w temperaturze 25 °C. Uzyskane wyniki przedstawiono w formie wykresu zależności mierzonego pH od objętości dodawanego roztworu NaOH.
Na podstawie analizy wykresu oblicz stężenie kwasu szczawiowego w kolbie stożkowej oraz masę 𝒎 odważki bezwodnego kwasu szczawiowego użytego w opisanym doświadczeniu. Następnie wyjaśnij, dlaczego po dodaniu 40,0 cm3 NaOH (aq) pH powstałej mieszaniny jest wyższe od 7. W wyjaśnieniu uwzględnij odpowiednie obliczenia. W obliczeniach zastosuj uproszczone wyrażenie wiążące stałą dysocjacji ze stężeniem jonów H+.
Zadanie 27. (4 pkt)
Aminokwasy, które w cząsteczkach zawierają pierwszorzędową grupę aminową, ulegają reakcji z kwasem azotowym(III). Tę przemianę ilustruje schemat:
Aminokwasy zawierające w cząsteczkach pierścień aromatyczny reagują z kwasem azotowym(V). Przebieg reakcji tyrozyny z kwasem azotowym(V) przedstawia równanie:
27.1. (0–1)
Napisz równanie reakcji waliny z kwasem azotowym(III). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
27.2. (0–1)
Pewien aminokwas poddano działaniu kwasu azotowego(III). Produktem organicznym tej przemiany jest kwas 2-hydroksy-3-fenylopropanowy.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) aminokwasu, który poddano reakcji z kwasem azotowym(III).
27.3. (0–2)
Przeprowadzono doświadczenie z udziałem trzech dipeptydów 1., 2. i 3. o wzorach:
Te dipeptydy umieszczono oddzielnie – w przypadkowej kolejności – w probówkach oznaczonych numerami I, II i III. Przeprowadzono doświadczenie, w którym każdy dipeptyd poddano dwóm reakcjom: z kwasem HNO2 oraz z kwasem HNO3. Wyniki doświadczenia przedstawiono w poniższej tabeli.
| Wzór kwasu użytego do identyfikacji | Zmiany zaobserwowane w probówkach | ||
|---|---|---|---|
| I | II | III | |
| HNO2 | pojawiły się pęcherzyki bezbarwnego gazu | pojawiły się pęcherzyki bezbarwnego gazu | nie zaobserwowano zmian |
| HNO3 | nie zaobserwowano zmian | zawartość probówki zabarwiła się na żółto | zawartość probówki zabarwiła się na żółto |
Na podstawie wyników doświadczenia zidentyfikuj zawartość probówek. Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Następnie napisz nazwę reakcji, której przebieg spowodował powstanie związków o żółtej barwie.
W probówce I znajdował się (dipeptyd 1. / dipeptyd 2. / dipeptyd 3.).
W probówce II znajdował się (dipeptyd 1. / dipeptyd 2. / dipeptyd 3.).
Nazwa reakcji:
Zadanie 28. (3 pkt)
Forma, w jakiej aminokwasy występują w roztworach wodnych, zależy od pH roztworu. W środowisku o niskim pH lizyna występuje w formie dwudodatniego kationu, w którym są obecne trzy grupy o charakterze kwasowym. Stałe dysocjacji kwasowej tych grup są różne – ich wartości umieszczono na schemacie:
Wraz ze wzrostem pH grupy o charakterze kwasowym kolejno tracą protony i w środowisku silnie zasadowym lizyna występuje w formie anionu.
W podanym wzorze kationu wyróżniono dwa atomy węgla – oznaczono je literami 𝑥 i 𝑦.
28.1. (0–2)
Do roztworu zawierającego kationy lizyny o wzorze podanym w informacji wstępnej stopniowo wprowadzano wodny roztwór wodorotlenku sodu.
Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz w odpowiednie miejsca wzory grup w powstających – wraz ze wzrostem pH – jonach lizyny oznaczonych literami A i B.
28.2. (0–1)
Uzupełnij zdanie. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
W anionie lizyny, który występuje w środowisku silnie zasadowym, grupą o najsilniejszym charakterze zasadowym jest grupa o wzorze (–COO– / –NH2), związana z atomem węgla oznaczonym literą (𝑥 / 𝑦).
Zadanie 29. (2 pkt)
Erytrytol jest naturalnym związkiem organicznym stosowanym jako substancja słodząca (E968). Wzór erytrytolu w projekcji Fischera podano poniżej.
Utlenienie grupy –OH przy pierwszym atomie węgla w cząsteczce erytrytolu prowadzi do powstania cząsteczki monosacharydu o nazwie D-erytroza.
29.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy cząsteczka erytrytolu jest chiralna. Odpowiedź uzasadnij.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
29.2. (0–1)
Napisz wzór – w projekcji Fischera – formy łańcuchowej D-erytrozy, czyli produktu utlenienia grupy –OH przy pierwszym atomie węgla w cząsteczce erytrytolu.
