Chemia - Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (stary)

Zadanie 2. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Podaj/wymień

W jądrze pierwiastka X znajduje się tyle protonów, ile neutronów zawiera jądro izotopu 48 22Ti . Liczba masowa jednego z izotopów pierwiastka X jest równa liczbie elektronów w atomie izotopu 13856Ba.

Na podstawie powyższej informacji ustal liczbę atomową pierwiastka X oraz liczbę neutronów w jądrze opisanego izotopu pierwiastka X.

Liczba atomowa (Z):

Liczba neutronów:

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 4. (1 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Elektrony w atomach są przyciągane przez jądro, więc usunięcie elektronu z powłoki wymaga nakładu energii, która jest nazywana energią jonizacji. Pierwsza energia jonizacji to minimalna energia potrzebna do oderwania jednego elektronu od atomu. Poniżej podane są wartości pierwszej energii jonizacji litu, sodu i rubidu.

Symbol litowca Li Na K Rb
Pierwsza energia jonizacji, kJ ⋅ mol-1 520 496 ? 403

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.

Uzupełnij poniższe zdania, tak aby otrzymane informacje były prawdziwe.

Lit ma (niższą / wyższą) wartość pierwszej energii jonizacji niż sód, ponieważ w jego atomie elektron walencyjny znajduje się (bliżej jądra / dalej od jądra) niż elektron walencyjny w atomie sodu. Im mniejszy jest promień atomu litowca, tym (mniejsza / większa) jest energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu. Pierwsza energia jonizacji potasu jest równa (510 / 419 / 376) kJ ⋅ mol−1.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 5. (1 pkt)

Stopnie utlenienia Podaj/wymień

Sód to aktywny metal, który w związkach chemicznych przyjmuje stopień utlenienia I. Spalany w powietrzu tworzy nadtlenek o wzorze Na2O2 (reakcja 1.). W reakcji nadtlenku sodu z tlenkiem węgla(IV) powstają węglan sodu oraz bezbarwny i bezwonny gaz podtrzymujący palenie (reakcja 2.).

Napisz, jakie stopnie utlenienia przyjmują sód i tlen w nadtlenku sodu (Na2O2).

Stopień utlenienia sodu:
Stopień utlenienia tlenu:

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 6. (2 pkt)

Napisz równanie reakcji

Sód to aktywny metal, który w związkach chemicznych przyjmuje stopień utlenienia I. Spalany w powietrzu tworzy nadtlenek o wzorze Na2O2 (reakcja 1.). W reakcji nadtlenku sodu z tlenkiem węgla(IV) powstają węglan sodu oraz bezbarwny i bezwonny gaz podtrzymujący palenie (reakcja 2.).

Napisz w formie cząsteczkowej równania dwóch opisanych przemian.

Równanie reakcji 1.:

Równanie reakcji 2.:

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 7. (2 pkt)

Prawo stałości składu Oblicz

Sód to aktywny metal, który w związkach chemicznych przyjmuje stopień utlenienia I. Spalany w powietrzu tworzy nadtlenek o wzorze Na2O2 (reakcja 1.). W reakcji nadtlenku sodu z tlenkiem węgla(IV) powstają węglan sodu oraz bezbarwny i bezwonny gaz podtrzymujący palenie (reakcja 2.).

Stwierdzono, że w pewnym związku chemicznym zawartość sodu wyrażona w procentach masowych jest równa 74,2%.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i ustal, czy opisanym związkiem jest nadtlenek sodu, czy – tlenek sodu.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 8. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. Do obu naczyń wprowadzono oczyszczone z nalotu niewielkie kawałki sodu i wapnia. Początkowa temperatura wody w każdym naczyniu była równa 20°C.

Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegły reakcje chemiczne zilustrowane poniższymi równaniami:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
oraz
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Stwierdzono, że:

  • w obu naczyniach wydzielał się gaz
  • temperatura obu roztworów wzrosła.

Określ, czy reakcje przebiegające w naczyniach I i II są egzotermiczne, czy – endotermiczne.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 9. (1 pkt)

pH, dysocjacja Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. Do obu naczyń wprowadzono oczyszczone z nalotu niewielkie kawałki sodu i wapnia. Początkowa temperatura wody w każdym naczyniu była równa 20°C.

Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegły reakcje chemiczne zilustrowane poniższymi równaniami:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
oraz
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Stwierdzono, że:

  • w obu naczyniach wydzielał się gaz
  • temperatura obu roztworów wzrosła.

Uzupełnij poniższą tabelę. Opisz wygląd zawartości naczyń I i II przed reakcją oraz po reakcji (uwzględnij barwę zawartości naczyń lub napisz, że zawartości naczyń były bezbarwne).

Barwa zawartości naczynia
przed reakcją
Barwa zawartości naczynia
po reakcji
naczynie I
naczynie II
Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 10. (1 pkt)

Metale Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. Do obu naczyń wprowadzono oczyszczone z nalotu niewielkie kawałki sodu i wapnia. Początkowa temperatura wody w każdym naczyniu była równa 20°C.

Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegły reakcje chemiczne zilustrowane poniższymi równaniami:

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
oraz
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2

Stwierdzono, że:

  • w obu naczyniach wydzielał się gaz
  • temperatura obu roztworów wzrosła.

Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

1. Po zajściu reakcji chemicznych w naczyniach I i II powstały roztwory o odczynie zasadowym. P F
2. Otrzymany w obu reakcjach gaz jest bezbarwny, bezwonny i palny. P F
3. W celu zidentyfikowania wydzielającego się w obu reakcjach gazu należy zebrany gaz wprowadzić do probówki z nasyconym wodnym roztworem wodorotlenku wapnia. P F
Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 11. (1 pkt)

Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji Napisz równanie reakcji

Masa molowa pewnej soli jednego z metali 1. grupy układu okresowego pierwiastków jest równa 150 g ⋅ mol−1. Sporządzono wodny roztwór tej soli i wykonano doświadczenie zgodnie z poniższym schematem

Po zakończeniu reakcji do otrzymanego roztworu dodano kleik skrobiowy i zaobserwowano pojawienie się granatowego zabarwienia.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w roztworze podczas przeprowadzonego doświadczenia.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 12. (2 pkt)

Sole Napisz równanie reakcji

Siarczek magnezu (MgS) można otrzymać w bezpośredniej syntezie z pierwiastków (reakcja 1.). Siarczek wapnia (CaS) natomiast otrzymuje się przez redukcję siarczanu(VI) wapnia (CaSO4) węglem; drugim produktem tej przemiany jest tlenek węgla(II) (reakcja 2.).

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2013.

Napisz w formie cząsteczkowej równania dwóch opisanych przemian.

Równanie reakcji 1.:

Równanie reakcji 2.:

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 13. (2 pkt)

Stężenia roztworów Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem.

Podczas doświadczenia w kolbie przebiegła reakcja chemiczna zilustrowana równaniem

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

W kolbie umieszczono próbkę magnezu o masie 2,4 grama i stopniowo dodawano kwas solny. Stwierdzono, że magnez przereagował całkowicie po dodaniu 100 cm3 roztworu HCl o stężeniu cm. Przebiegła reakcja opisana powyższym równaniem.

Oblicz stężenie molowe użytego do reakcji kwasu solnego.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 14. (1 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem.

Podczas doświadczenia w kolbie przebiegła reakcja chemiczna zilustrowana równaniem

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Po zakończeniu opisanego doświadczenia, w którym magnez przereagował całkowicie, z roztworu otrzymanego w kolbie odparowano wodę.

Podaj wzór związku, który pozostał po odparowaniu wody, i wskaż występujący w nim rodzaj wiązania (jonowe, kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane).

Wzór związku:

Wiązanie:

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 15. (1 pkt)

Niemetale Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem.

Podczas doświadczenia w kolbie przebiegła reakcja chemiczna zilustrowana równaniem

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Napisz, dlaczego gaz wydzielający się w opisanej reakcji można zbierać nad wodą.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 16. (1 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem.

Podczas doświadczenia w kolbie przebiegła reakcja chemiczna zilustrowana równaniem

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2

Oceń, czy zmieni się (wzrośnie albo zmaleje), czy też nie ulegnie zmianie szybkość opisanej reakcji magnezu z kwasem solnym, jeżeli

  • zamiast użytych w doświadczeniu wiórków magnezu użyje się pyłu magnezowego

  • zamiast użytego do reakcji kwasu solnego o stężeniu cm użyje się kwasu solnego o stężeniu 12 cm.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 17. (3 pkt)

Roztwory i reakcje w roztworach wodnych - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

W probówkach 1–3 znajdują się (w nieznanej kolejności) bezbarwne wodne roztwory następujących substancji: chlorku sodu, siarczanu(VI) magnezu i węglanu sodu. Ponieważ probówki z roztworami nie były opisane, aby zidentyfikować ich zawartość, wybrano dwa odczynniki: wodny roztwór HCl i wodny roztwór BaCl2. Roztwór z każdej probówki podzielono na dwie części i do każdej części dodano inny odczynnik. Wyniki eksperymentu zestawiono w tabeli:

Numer probówki Odczynnik
HCl (aq) BaCl2 (aq)
1 brak objawów reakcji brak objawów reakcji
2 zaobserwowano objawy reakcji zaobserwowano objawy reakcji
3 brak objawów reakcji zaobserwowano objawy reakcji

17.1. (1 pkt)

Napisz wzory lub nazwy substancji znajdujących się w probówkach 1–3.

Probówki:

1:
2:
3:

17.2. (2 pkt)

Napisz w formie jonowej skróconej równania obu reakcji, które umożliwiły identyfikację substancji znajdującej się w probówce 2.

Równania reakcji:

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 18. (1 pkt)

Stężenia roztworów Podaj/wymień

W poniższej tabeli przedstawiono wartości rozpuszczalności trzech związków chemicznych w wodzie w różnych temperaturach.

Rozpuszczalność, g/100 g H2O
0°C 20°C 40°C 60°C 80°C 100°C
Ca(OH)2 0,185 0,165 0,141 0,116 0,094 0,077
KNO3 13,30 31,60 63,90 110,0 169,0 246,0
NaCl 35,70 36,00 36,60 37,30 38,40 39,80

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2013.

Skorzystaj z informacji wprowadzającej i uzupełnij poniższe zdania wzorami substancji, tak aby powstały informacje prawdziwe.

  1. W miarę podwyższania temperatury zmniejsza się rozpuszczalność .
  2. Po porównaniu wartości rozpuszczalności dwóch soli można stwierdzić, że w mniejszym stopniu zależy od temperatury rozpuszczalność .
  3. W 150 g wody o temperaturze 40°C można maksymalnie rozpuścić 95,85 g .
Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 19. (3 pkt)

Stężenia roztworów Podaj/wymień Oblicz

W poniższej tabeli przedstawiono wartości rozpuszczalności trzech związków chemicznych w wodzie w różnych temperaturach.

Rozpuszczalność, g/100 g H2O
0°C 20°C 40°C 60°C 80°C 100°C
Ca(OH)2 0,185 0,165 0,141 0,116 0,094 0,077
KNO3 13,30 31,60 63,90 110,0 169,0 246,0
NaCl 35,70 36,00 36,60 37,30 38,40 39,80

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2013.

W zlewce zmieszano chlorek sodu z wodą w stosunku masowym msoli : mwody = 1 : 5. Otrzymano roztwór o temperaturze 20°C.

19.1. (1 pkt)

Określ, jaki roztwór otrzymano – nasycony czy nienasycony.

19.2. (2 pkt)

Oblicz w procentach masowych stężenie otrzymanego roztworu.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 20. (4 pkt)

Stopnie utlenienia Bilans elektronowy Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Gorący, stężony kwas siarkowy(VI) reaguje z niektórymi niemetalami. Jego reakcja z węglem przebiega zgodnie z poniższym schematem

20.1. (1 pkt)

Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia węgla i siarki.

20.2. (1 pkt)

W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).

20.3. (1 pkt)

Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.

20.4. (1 pkt)

Uzupełnij poniższe zdanie – podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie.

W opisanej reakcji kwas siarkowy(VI) ulega (redukcji / utlenianiu) do tlenku siarki(IV), przez co powoduje (redukcję / utlenianie) węgla do tlenku węgla(IV).

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 22. (2 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Stechiometryczny stosunek reagentów Podstawy chemii organicznej Napisz równanie reakcji Narysuj/zapisz wzór

W wyniku spalenia próbki pewnego węglowodoru X zawierającej 6,02·1023 cząsteczek otrzymano 4 mole CO2 oraz 90 gramów H2O. Wiadomo też, że cząsteczki węglowodoru X charakteryzują się rozgałęzionymi łańcuchami.

22.1. (1 pkt)

Napisz, stosując wzór sumaryczny węglowodoru X, równanie opisanej reakcji spalania.

22.2. (1 pkt)

Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego węglowodoru X.

 

 

 

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 23. (2 pkt)

Węglowodory alifatyczne Narysuj/zapisz wzór

W etanolowym roztworze wodorotlenku sodu halogenki alkilowe ulegają reakcji eliminacji halogenowodoru. Podczas tej reakcji z halogenków alkilowych o wzorze ogólnym R1–CH2–CHX–R2 (gdzie R1, R2 – grupy węglowodorowe, X = Cl, Br), oprócz soli nieorganicznej i wody, powstaje mieszanina nierozgałęzionych alkenów, które są względem siebie izomerami.

Na podstawie: R. Morrison, R. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1997.

Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) i podaj nazwy systematyczne dwóch izomerów konstytucyjnych, które mogą powstać w reakcji eliminacji chlorowodoru z 2-chlorobutanu.

Wzór izomeru I:
                                                                
 
Wzór izomeru II:
                                                                
 
Nazwa:
 
 
Nazwa:
 
 
Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 25. (1 pkt)

Węglowodory alifatyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniższy schemat jest ilustracją ciągu przemian, których początkowym substratem jest etyn (acetylen):

Spośród wzorów oznaczonych numerami I i II wybierz ten, który przedstawia budowę fragmentu łańcucha polimeru stanowiącego produkt reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2.

Wzór fragmentu opisanego polimeru oznaczony jest numerem:

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 27. (1 pkt)

Alkohole Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniższy wykres przedstawia zależność temperatury topnienia i temperatury wrzenia wybranych alkoholi (metanolu, etanolu, propan-1-olu, butan-1-olu, pentan-1-olu, heksan-1-olu) od liczby atomów węgla w łańcuchu węglowym.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.

Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.

1. Temperatura wrzenia alkoholi, których nazwy podano w informacji, rośnie wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowego ich cząsteczek. P F
2. Spośród alkoholi, których nazwy podano w informacji, propan-1-ol ma najwyższą temperaturę topnienia. P F
3. Spośród alkoholi, których nazwy podano w informacji, metanol jest związkiem najbardziej lotnym. P F
Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 28. (2 pkt)

Węglowodory alifatyczne Zaprojektuj doświadczenie Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji

Eten ulega reakcjom zilustrowanym poniższymi równaniami:

28.1. (1 pkt)

Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli na odróżnienie organicznych produktów obu opisanych reakcji. Wybierz jeden odczynnik spośród podanych poniżej i podkreśl jego nazwę.

  • Br2 (aq)
  • świeżo strącony osad Cu(OH)2
  • FeCl3 (aq)

28.2. (1 pkt)

Opisz zmiany (lub zaznacz brak zmian), które można zaobserwować po dodaniu do naczynia z wybranym odczynnikiem:

  • organicznego produktu reakcji I

  • produktu reakcji II.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 30. (2 pkt)

Węglowodory - ogólne Podaj/wymień

Poniżej przedstawione są wzory sześciu związków organicznych.

Uzupełnij zdania – wpisz numery, którymi oznaczono wzory odpowiednich związków.

  1. Takie same wartości masy molowej mają związki oznaczone numerami i oraz i .
  2. Do węglowodorów aromatycznych zalicza się związek oznaczony numerem
  3. Odczyn zasadowy ma wodny roztwór związku oznaczonego numerem
  4. Próbie Trommera i próbie Tollensa ulegają związki oznaczone numerami .
Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 31. (3 pkt)

Aminokwasy Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Najprostszym aminokwasem jest glicyna o wzorze

H2N—CH2—COOH

31.1. (1 pkt)

Podaj nazwy dwóch grup funkcyjnych, które można wyróżnić w cząsteczce glicyny.

31.2. (1 pkt)

Zapisz równanie reakcji glicyny z kwasem chlorowodorowym (solnym). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

31.3. (1 pkt)

Napisz nazwę wiązania utworzonego w wyniku reakcji kondensacji dwóch cząsteczek glicyny.

Rozwiązanie: 
Pokaż

Zadanie 18. (2 pkt)

Podstawy chemii organicznej Narysuj/zapisz wzór Podaj/wymień

W przypadku węglowodorów o podobnej strukturze i liczbie atomów węgla temperatura topnienia jest tym wyższa, im więcej elementów symetrii ma cząsteczka związku.

Na podstawie: R. J. C. Brown, Melting Point and Molecular Symmetry, J. Chem. Educ. 77 (6), 2000.

18.1. (1 pkt)

Poniżej przedstawiono wzory dwóch węglowodorów – benzenu i toluenu:

Temperatura topnienia benzenu (pod ciśnieniem atmosferycznym) wynosi 5,53°C.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.

Oceń, czy temperatura topnienia toluenu pod ciśnieniem atmosferycznym jest wyższa, czy – niższa od 5,53°C.

18.2. (1 pkt)

Dwa izomeryczne butyny, których cząsteczki mają budowę łańcuchową, znacznie się różnią temperaturą topnienia. W poniższej tabeli podano wartość temperatury topnienia (pod ciśnieniem atmosferycznym) każdego z tych izomerów.

Uzupełnij tabelę – wpisz wzory półstrukturalne (grupowe) obu izomerycznych butynów przy odpowiedniej wartości temperatury topnienia.

Temperatura topnienia pod ciśnieniem atmosferycznym Wzór izomerycznego butynu
– 126°C
– 32°C

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.

Rozwiązanie: 
Pokaż