Chemia - Matura Maj 2017, Poziom podstawowy (Formuła 2007)
Zadanie 1. (3 pkt)
Poniżej podano informacje o dwóch pierwiastkach oznaczonych umownie literami A i D:
Pierwiastek A tworzy kationy A+ o następującej konfiguracji elektronowej (w stanie
podstawowym): 1s22s22p63s23p6 (K2 L8 M8).
Pierwiastek D leży w trzecim okresie i szesnastej grupie układu okresowego pierwiastków.
1.1. (1 pkt)
Podaj nazwę lub symbol chemiczny pierwiastka A oraz dokończ poniższe zdania.
- Nazwa lub symbol chemiczny pierwiastka A:
- Kationy pierwiastka A o wzorze A+ mają konfigurację elektronową gazu szlachetnego o nazwie
- Liczba atomowa Z pierwiastka A jest równa
- Pierwiastek A leży w ........................... okresie i ............................ grupie układu okresowego pierwiastków.
1.2. (1 pkt)
Podaj nazwę lub symbol chemiczny pierwiastka D oraz dokończ poniższe zdania.
- Nazwa lub symbol chemiczny pierwiastka D:
- Jądro atomowe pierwiastka D zawiera ............................................................... protonów.
- Konfiguracja elektronów walencyjnych w atomie (w stanie podstawowym) pierwiastka D jest następująca:
- Najniższy stopień utlenienia pierwiastka D jest równy ..........................., a najwyższy wynosi ............................ .
1.3. (1 pkt)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Pierwiastek A jest metalem o właściwościach zasadotwórczych. | P | F |
| 2. | Związek pierwiastka D z wodorem rozpuszcza się w wodzie. Jego wodny roztwór ma odczyn zasadowy. | P | F |
| 3. | Związek otrzymany w wyniku reakcji pierwiastka A z pierwiastkiem D ma wzór ogólny A2D. | P | F |
Zadanie 2. (1 pkt)
Izotop toru 228 90Th ulega przemianie α, tzn. emituje jądra helu.
Uzupełnij schemat opisanej przemiany – wpisz w odpowiednie pola symbol oraz liczbę atomową i liczbę masową powstającego izotopu.
Zadanie 3. (1 pkt)
W poniższej tabeli zestawiono wartości okresu półtrwania czterech izotopów promieniotwórczych polonu:
| Izotop polonu | Okres półtrwania τ1/2 |
|---|---|
| 21284Po | 3,0 ⋅10−7 s |
| 21484Po | 1,5 ⋅ 10−4 s |
| 21684Po | 1,6 ⋅ 10−1 s |
| 21884Po | 1,8 ⋅ 102 s |
Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Spośród izotopów polonu wymienionych w tabeli wybierz najmniej trwały i napisz, ile neutronów znajduje się w jego jądrze.
Liczba neutronów:
Zadanie 4. (1 pkt)
Poniżej podano wzory sześciu substancji.
Spośród substancji, których wzory przedstawiono poniżej, wybierz wszystkie substancje niejonowe i podkreśl ich wzory.
Zadanie 5. (1 pkt)
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki chlorometanu CH3Cl – zaznacz kreskami wiązania chemiczne i wolne pary elektronowe.
Zadanie 6. (3 pkt)
W poniższej tabeli zestawiono wybrane właściwości dwóch substancji oznaczonych numerami I i II:
| Właściwość | Substancja I | Substancja II |
|---|---|---|
| masa molowa | 42 g ⋅ mol−1 | 46 g ⋅ mol−1 |
| temperatura topnienia pod ciśnieniem 1013 hPa | 610°C | – 114°C |
| temperatura wrzenia pod ciśnieniem 1013 hPa | 1360°C | 78°C |
| rozpuszczalność w wodzie w temperaturze 20°C | 84 g w 100 g H2O | nieograniczona |
| przewodnictwo elektryczności przez wodny roztwór | przewodzi | nie przewodzi |
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
6.1. (1 pkt)
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Substancja I jest związkiem jonowym, a substancja II – związkiem kowalencyjnym. | P | F |
| 2. | Substancja I jest – w temperaturze 20°C – lepiej rozpuszczalna w wodzie niż substancja II. | P | F |
| 3. | Obie substancje ulegają dysocjacji jonowej pod wpływem wody. | P | F |
6.2. (2 pkt)
Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego wodnego roztworu substancji I w temperaturze 20°C.
Zadanie 7. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
- Związek chemiczny (wykazuje / nie wykazuje) właściwości pierwiastków, z których powstał.
- Składniki mieszaniny mogą być zmieszane (w dowolnym / tylko w ściśle określonym) stosunku masowym. Stosunek masowy pierwiastków wchodzących w skład danego związku chemicznego jest (dowolny / ściśle określony).
Zadanie 8. (2 pkt)
W procesie reformingu metan reaguje z parą wodną w obecności katalizatora, w podwyższonej temperaturze i pod ciśnieniem około 3 MPa zgodnie z równaniem:
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
8.1. (1 pkt)
Określ stosunek masowy i objętościowy substratów i produktów opisanej reakcji, jeżeli przebiega ona w warunkach, w których wszystkie te substancje są gazami.
Stosunek masowy:
mCH4 : mH2O : mCO : mH2 = : : :
Stosunek objętościowy:
VCH4 : VH2O : VCO : VH2 = : : :
8.2. (1 pkt)
Opisana reakcja wymaga ogrzewania i prowadzona jest w obecności katalizatora.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
- Ogrzewanie układu (skutkuje zwiększeniem szybkości / skutkuje zmniejszeniem szybkości / nie ma wpływu na szybkości) reakcji.
- Obecność katalizatora skutkuje (zwiększeniem / zmniejszeniem) szybkości reakcji.
Zadanie 9. (2 pkt)
Wykonano eksperyment, którego przebieg zilustrowano na rysunku.
9.1. (1 pkt)
Napisz, co w czasie doświadczenia zaobserwowano w kolbie ze stałym węglanem wapnia, do której wkraplano kwas solny, a co – w kolbie zawierającej wodę wapienną.
Kolba ze stałym węglanem wapnia:
Kolba z wodą wapienną:
9.2. (1 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu kwasu solnego do stałego węglanu wapnia.
Zadanie 10. (1 pkt)
W oddzielnych probówkach przygotowano wodne roztwory substancji o następujących wzorach:
Wypełnij poniższą tabelę – wpisz wzory wszystkich substancji wybranych spośród wymienionych powyżej i spełniających określone w tabeli warunki.
| Warunek | Wzory substancji |
|---|---|
| Wodny roztwór nie przewodzi prądu elektrycznego. | |
| Wodny roztwór ma pH = 7. | |
| Wodny roztwór ma pH > 7. |
Zadanie 11. (2 pkt)
Poniżej wymieniono pięć metod otrzymywania soli:
- reakcja metalu z niemetalem
- reakcja metalu z kwasem
- reakcja tlenku metalu z kwasem
- reakcja tlenku metalu z tlenkiem kwasowym
- reakcja wodorotlenku z kwasem
Spośród wymienionych metod wybierz te, za pomocą których można otrzymać sole magnezu o wzorach MgCl2 i Mg3(PO4)2. W tabeli wpisz numery, którymi oznaczono te metody.
| Wzór soli | Numery metod |
|---|---|
| MgCl2 | |
| Mg3(PO4)2 |
Zadanie 12. (3 pkt)
Sole niektórych kwasów można otrzymać z soli innych kwasów.
12.1. (1 pkt)
Zaprojektuj doświadczenie (przeprowadzone pod wyciągiem) polegające na otrzymaniu wodnego roztworu siarczanu(VI) sodu w wyniku działania roztworem odpowiedniego kwasu na roztwór siarczku sodu. Uzupełnij schemat doświadczenia – podkreśl wzór wybranego kwasu.
12.2. (1 pkt)
Napisz, jakie obserwacje potwierdzą, że po zmieszaniu roztworów zaszła reakcja chemiczna.
12.3. (1 pkt)
Napisz w formie jonowej równanie reakcji, która zaszła podczas doświadczenia.
Zadanie 13. (1 pkt)
Sole trudno rozpuszczalne w wodzie można otrzymać w reakcji strąceniowej.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji strąceniowej, w której powstaje jodek ołowiu(II) o wzorze PbI2.
Zadanie 14. (2 pkt)
Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu NaOH o stężeniu cp = 5,0% (w procentach masowych) i gęstości równej 1,1 g·cm–3 należy odmierzyć, aby w odmierzonej objętości roztworu znajdowało się 0,5 mola NaOH.
Zadanie 15. (1 pkt)
Poniżej opisano właściwości dwóch metali.
Metal I: srebrzystobiały, kowalny, ciągliwy, daje się łatwo walcować. Metal lekki, bardzo dobry przewodnik elektryczności. Na powietrzu szybko matowieje. Z powodu pasywacji odporny na działanie czynników atmosferycznych i stężonego kwasu azotowego(V). Po usunięciu warstwy ochronnej reaguje energicznie z tlenem i wodą, wypierając z niej wodór. Roztwarza się w roztworach mocnych kwasów i zasad.
Metal II: srebrzystobiały, ciągliwy, daje się walcować. Metal lekki, dobry przewodnik elektryczności. Na powietrzu szybko matowieje. Po ogrzaniu do temperatury powyżej 700°C zapala się oślepiająco białym płomieniem. W podwyższonej temperaturze reaguje z wodą, wypierając z niej wodór. Roztwarza się w roztworach kwasów, odporny na działanie alkaliów.
Na podstawie: J. Ciba, J., Trojanowska, M. Zołotajkin, Mała encyklopedia pierwiastków, Warszawa 1996 oraz A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższego zdania.
Metalem I może być (glin / magnez / sód), a metalem II – (glin / magnez / sód).
Zadanie 16. (4 pkt)
Siarczek baru można otrzymać przez ogrzewanie siarczanu(VI) baru z węglem w podwyższonej temperaturze. Ta reakcja zachodzi zgodnie ze schematem:
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
16.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia siarki i węgla.
16.2. (1 pkt)
W odpowiednie pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
16.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w schemacie reakcji.
16.4. (1 pkt)
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
W opisanej reakcji węgiel jest (reduktorem / utleniaczem), gdyż ulega (redukcji / utlenieniu). Stopień utlenienia tlenu (się zmniejsza / się zwiększa / nie ulega zmianie).
Zadanie 17. (2 pkt)
Węglan magnezu ulega termicznemu rozkładowi zgodnie z równaniem:
Oblicz, ile m3 tlenku węgla(IV) powstanie (w przeliczeniu na warunki normalne) w wyniku termicznego rozkładu 450 kg węglanu magnezu.
Zadanie 18. (1 pkt)
Dokończ poniższe równanie − zapisz wzór półstrukturalny (grupowy) organicznego produktu reakcji but-2-ynu z bromem w stosunku molowym 1 : 2.
H3C−C≡C−CH3 + 2Br2 →
Zadanie 19. (4 pkt)
Poli(chlorek winylu), PVC, jest tworzywem sztucznym otrzymywanym w wyniku polimeryzacji chlorku winylu, który powstaje w reakcji addycji chlorowodoru do pewnego węglowodoru. Ten proces zilustrowano poniższym schematem.
19.1. (2 pkt)
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) węglowodoru, z którego otrzymuje się chlorek winylu, oraz wzór półstrukturalny (grupowy) chlorku winylu.
| Węglowodór | Chlorek winylu |
|---|---|
| |
|
19.2. (2 pkt)
Napisz nazwę systematyczną chlorku winylu.
19.3. (2 pkt)
Obecnie obserwuje się spadek zastosowania poli(chlorku winylu) z powodu zagrożenia, jakie tworzywo to stanowi dla środowiska naturalnego. W ograniczonym stopniu nadaje się do przeróbki wtórnej, a podczas spalania odpadów z PVC wydzielają się toksyczne substancje.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższego zdania.
Zagrożenie dla środowiska naturalnego, jakie stanowi stosowanie PVC, spowodowane jest przede wszystkim obecnością w jego cząsteczkach atomów (chloru / węgla / wodoru).
Zadanie 20. (3 pkt)
Poniżej przedstawiono schemat ciągu reakcji zachodzących z udziałem etanu i jego pochodnych:
Napisz równania reakcji 1.–3. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Równanie reakcji 1.:
Równanie reakcji 2.:
Równanie reakcji 3.:
Zadanie 21. (2 pkt)
Poniżej przedstawiono wzory sześciu pochodnych węglowodorów:
CH3–CH(CH3)–CH2–OH
CH3–CH2–COOH
CH3–CH2–CH2–NH2
CH3–CH2–CO–CH3
CH3–CH2–CH2–CHO
CH3–CH2–CH2–CH2–OH
Uzupełnij zdania. Wpisz numery, którymi oznaczono wzory odpowiednich związków.
- Związek I jest izomerem związku ........., a związek IV jest izomerem związku ........... .
- Kwasem karboksylowym jest związek ............... .
- Właściwości zasadowe ma związek ............... .
- Estry powstają w reakcji związku II ze związkami ............... i ............... .
Zadanie 22. (1 pkt)
Kwas etanowy (octowy) powstaje w procesie fermentacji octowej etanolu. Produktami reakcji etanolu z tlenem z powietrza – zachodzącej pod wpływem enzymów wytwarzanych przez bakterie octowe – są kwas etanowy i woda.
Napisz równanie fermentacji octowej etanolu. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Zadanie 23. (1 pkt)
Budowę cząsteczki pewnego związku przedstawia poniższy wzór:
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Cząsteczka związku, którego wzór przedstawiono powyżej, zawiera 17 atomów węgla. | P | F |
| 2. | Ten związek jest związkiem nienasyconym. | P | F |
| 3. | Ten związek w reakcji z glicerolem tworzy glicerydy, a w reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku sodu tworzy sole. | P | F |
Zadanie 24. (1 pkt)
Do probówki I wprowadzono próbkę tristearynianu glicerolu, a do probówki II – próbkę trioleinianu glicerolu. Następnie do obu probówek dodano wodę bromową i zawartość każdej probówki wstrząśnięto.
Oceń, czy w obu probówkach zaobserwowano odbarwianie się wody bromowej. Odpowiedź uzasadnij.
Zadanie 25. (1 pkt)
Stearyna jest zwyczajową nazwą tristearynianu gliceryny. W temperaturze 25°C stearyna jest
nierozpuszczalnym w wodzie ciałem stałym.
Zmieszano 10 g rozdrobnionej stearyny z 250 cm3 zimnej wody.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
- Mieszanina rozdrobnionej stearyny i zimnej wody jest (roztworem właściwym / zawiesiną).
- Składniki opisanej mieszaniny można rozdzielić metodą (krystalizacji / sączenia).
- Zestaw laboratoryjny, który należy zastosować w tej metodzie, powinien zawierać (lejek z sączkiem / palnik / chłodnicę).
Zadanie 26. (3 pkt)
W probówce I umieszczono wodny roztwór glukozy, a probówce II – wodny roztwór sacharozy. Sacharoza, w odróżnieniu od glukozy, nie jest cukrem redukującym.
Zaprojektuj doświadczenie, dzięki któremu można potwierdzić obecność glukozy w roztworze umieszczonym w probówce I i obecność sacharozy w roztworze umieszczonym w probówce II.
26.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat doświadczenia. Podkreśl nazwę użytego odczynnika wybranego spośród podanych.
26.2. (1 pkt)
Spośród wymienionych poniżej warunków określających środowisko i temperaturę mieszaniny reakcyjnej wybierz te, w których należy przeprowadzić reakcję z wybranym odczynnikiem, i podkreśl nazwy tych warunków.
26.3. (1 pkt)
Napisz, jakie możliwe do zaobserwowania zmiany zawartości probówki I lub probówki II będą potwierdzeniem obecności glukozy w roztworze znajdującym się w probówce I i obecności sacharozy w roztworze wprowadzonym do probówki II.
Zadanie 27. (1 pkt)
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu powstałego z glicyny o wzorze:
Zadanie 28. (1 pkt)
Analiza składu pewnego wielkocząsteczkowego związku organicznego naturalnego pochodzenia wykazała, że zawiera on węgiel, wodór, azot, tlen i siarkę. Stwierdzono, że próbka tego związku pod wpływem stężonego wodnego roztworu kwasu azotowego(V) barwi się na żółto. Kolejną próbkę tego związku wprowadzono do probówki z wodą, a następnie wlano tam wodny roztwór wodorotlenku sodu i wodny roztwór siarczanu(VI) miedzi(II). Po wymieszaniu zawartości probówki zaobserwowano powstanie roztworu o barwie fioletowej.
Spośród grup związków organicznych, których nazwy wymieniono poniżej, wybierz grupę, do której należy opisany związek, i podkreśl jej nazwę.
