Zbadano właściwości kwasu mrówkowego (metanowego). Przeprowadzono doświadczenie, w którym do probówki z zawiesiną wodorotlenku miedzi(II) wprowadzono wodny roztwór kwasu mrówkowego. Wygląd zawartości probówki przed dodaniem kwasu mrówkowego (zdjęcie 1.) i po jego dodaniu (zdjęcie 2.) przedstawiono poniżej.
Napisz wzór elektronowy organicznej drobiny, która występuje w produkcie reakcji. Zaznacz kreskami pary elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe.
Dwa pierwiastki umownie oznaczone symbolami E i X tworzą jony proste o wzorach E2+
i X2–. Oba te jony mają konfigurację neonu.
Na poniższym modelu przedstawiono budowę kryształu substancji o wzorze ogólnym EX.
6.1. (0–2)
Napisz wzór związku, którego model przedstawiono powyżej. Użyj symboli
chemicznych pierwiastków.
Wzór związku:
Wyjaśnij, dlaczego jon E2+ ma mniejszy promień niż jon X2–. W wyjaśnieniu odwołaj
się do budowy tych jonów.
Wyjaśnienie:
6.2. (0–1)
Rozstrzygnij, czy krystaliczna substancja EX jest przewodnikiem czy izolatorem prądu
elektrycznego. Odpowiedź uzasadnij.
Energia sieciowa związków jonowych to ilość energii potrzebna do rozłożenia jednego mola
krystalicznej substancji na jony leżące nieskończenie daleko od siebie. Jej wartość zależy od
rozmiarów jonów i ich ładunków. Wraz ze wzrostem energii sieciowej rosną wartości
temperatury topnienia substancji krystalicznych.
W tabeli przedstawiono wartości energii sieciowej halogenków wybranych litowców.
Substancja
Energia sieciowa, kJ ∙ mol−1
Substancja
Energia sieciowa, kJ ∙ mol−1
LiF
1033
NaF
915
LiCl
𝑥
NaCl
778
LiBr
798
NaBr
𝑦
LiI
740
NaI
692
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Energia sieciowa 𝑥 chlorku litu wynosi około (640 / 740 / 840) kJ ∙ mol−1, a energia
sieciowa 𝑦 bromku sodu wynosi około (640 / 740 / 840) kJ ∙ mol−1.
Temperatura topnienia chlorku sodu jest równa 801 °C, a temperatura topnienia jodku sodu
jest równa (662 / 882) °C.
Energia sieciowa związków jonowych to ilość energii potrzebna do rozłożenia jednego mola
krystalicznej substancji na jony leżące nieskończenie daleko od siebie. Jej wartość zależy od
rozmiarów jonów i ich ładunków. Wraz ze wzrostem energii sieciowej rosną wartości
temperatury topnienia substancji krystalicznych.
W tabeli przedstawiono wartości energii sieciowej halogenków wybranych litowców.
Substancja
Energia sieciowa, kJ ∙ mol−1
Substancja
Energia sieciowa, kJ ∙ mol−1
LiF
1033
NaF
915
LiCl
𝑥
NaCl
778
LiBr
798
NaBr
𝑦
LiI
740
NaI
692
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Energia sieciowa 𝑥 chlorku litu wynosi około (640 / 740 / 840) kJ ∙ mol−1, a energia
sieciowa 𝑦 bromku sodu wynosi około (640 / 740 / 840) kJ ∙ mol−1.
Temperatura topnienia chlorku sodu jest równa 801 °C, a temperatura topnienia jodku sodu
jest równa (662 / 882) °C.
Ze względu na zdolność atomów węgla do łączenia się w łańcuchy ten pierwiastek tworzy
z tlenem nie tylko związki takie jak CO i CO2, lecz także mniej typowe połączenia. Jednym
z nich jest ditlenek triwęgla o wzorze sumarycznym C3O2. Cząsteczka tego związku ma
budowę liniową, atomami wewnętrznymi są w niej atomy węgla, a skrajnymi – atomy tlenu.
Ditlenek triwęgla reaguje z wodą. W tej reakcji powstaje jeden produkt – kwas
dikarboksylowy.
Na podstawie: J.E. House, Inorganic Chemistry, Elsevier, 2008.
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki C3O2 (zaznacz kreskami wiązania chemiczne
i wolne pary elektronowe). Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną
odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Wzór elektronowy:
Aby wyjaśnić budowę cząsteczki C3O2, hybrydyzację typu sp przypisuje się orbitalom
walencyjnym (trzech atomów / dwóch atomów / jednego atomu) węgla. Liczba wiązań σ
w cząsteczce C3O2 wynosi (2 / 4 / 6 / 8).
Węgiel tworzy kilka odmian alotropowych, które różnią się strukturą krystaliczną. Są wśród
nich diament, grafit i fulereny.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Odmienna budowa wewnętrzna diamentu, grafitu i fulerenów jest przyczyną różnic ich właściwości chemicznych, przy zachowaniu identycznych właściwości fizycznych.
P
F
2.
W krysztale diamentu każdy z atomów węgla tworzy kowalencyjne wiązania 𝜎 z czterema otaczającymi go atomami.
Wzory szkieletowe związków organicznych odzwierciedlają kształt łańcucha węglowego.
W tych wzorach pomija się symbole atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru,
a szkielet węglowy rysuje się jako linię łamaną i zaznacza – występujące w cząsteczce –
wiązania wielokrotne. Zapisuje się symbole podstawników innych niż wodór oraz wzory grup
funkcyjnych. Niekiedy, w celu jednoznacznej interpretacji wzoru, uwzględnia się w nich atom
węgla.
Poniżej przedstawiono wzór witaminy A (retinolu):
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Wrocław 2016.
27.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3)
orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczce witaminy A
(retinolu) oraz liczbę wszystkich wiązań 𝝅 w tej cząsteczce.
Stopień utlenienia atomu węgla oznaczonego literą a
Typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a
Liczba wiązań 𝜋 w cząsteczce witaminy A (retinolu)
27.2. (0–1)
Witamina A (retinol) to substancja niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Jej źródłem są m.in. estry – związki takie jak palmitynian czy octan retinylu. Z tych estrów
powstaje retinol, który ulega kolejnym przemianom. Na schemacie przedstawiono wybrane
etapy metabolizmu witaminy A w komórkach.
Na podstawie: M. Zasada, A. Adamczyk, Witamina A. Budowa i mechanizm działania, „Kosmetologia Estetyczna”
2018, nr 5, vol. 7.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo
F – jeśli jest fałszywe.
1.
Podczas etapu I, w którym powstaje retinol, zachodzi hydroliza estrów.
P
F
2.
W etapie III 1 mol retinalu oddaje 2 mol elektronów.
P
F
27.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A albo B oraz uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Retinol i retinal
A.
są
względem siebie izomerami,
ponieważ ich cząsteczki
Ze względu na zdolność atomów węgla do łączenia się w łańcuchy ten pierwiastek tworzy
z tlenem nie tylko związki takie jak CO i CO2, lecz także mniej typowe połączenia. Jednym
z nich jest ditlenek triwęgla o wzorze sumarycznym C3O2. Cząsteczka tego związku ma
budowę liniową, atomami wewnętrznymi są w niej atomy węgla, a skrajnymi – atomy tlenu.
Ditlenek triwęgla reaguje zarówno z wodą, jak i z amoniakiem. W każdej z tych reakcji
powstaje jeden produkt. W reakcji z wodą tworzy się kwas dikarboksylowy, a w reakcji
z amoniakiem – diamid tego kwasu.
Na podstawie: J.E. House, Inorganic Chemistry, Elsevier, 2008.
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki C3O2 (zaznacz kreskami wiązania chemiczne
i wolne pary elektronowe). Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną
odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Wzór elektronowy:
Aby wyjaśnić budowę cząsteczki C3O2, hybrydyzację typu sp przypisuje się orbitalom
walencyjnym (trzech atomów / dwóch atomów / jednego atomu) węgla. Liczba wiązań σ
w cząsteczce C3O2 wynosi (2 / 4 / 6 / 8).
Węgiel tworzy kilka odmian alotropowych, które różnią się strukturą krystaliczną. Są wśród
nich diament, grafit i fulereny.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Odmienna budowa wewnętrzna diamentu, grafitu i fulerenów jest przyczyną różnic ich właściwości chemicznych, przy zachowaniu identycznych właściwości fizycznych.
P
F
2.
W krysztale diamentu każdy z atomów węgla tworzy kowalencyjne wiązania 𝜎 z czterema otaczającymi go atomami.
W tabeli poniżej zestawiono wybrane właściwości trzech substancji (metal,
sól nieorganiczna i związek organiczny) oznaczone odpowiednio numerami I, II i III. W
normalnych warunkach substancje te są ciałami stałymi.
Właściwość
I
II
III
temperatura topnienia przy ciśnieniu 1013 hPa
55°C
802°C
1085°C
temperatura wrzenia przy ciśnieniu 1013 hPa
163°C
1413°C
2560°C
rozpuszczalność w wodzie przy temperaturze 20°C
16 g w 100 g H2O
36 g w 100 g H2O
nierozpuszczalny
przewodnictwo elektryczne w postaci stałej
nie przewodzi prądu elektrycznego
nie przewodzi prądu elektrycznego
przewodzi prąd elektryczny
przewodnictwo elektryczne w roztworze wodnym
nie przewodzi prądu elektrycznego
przewodzi prąd elektryczny
⸺
Źródło: CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition, CRC Press 2017.
2.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy poniższe zdania są prawdziwe (P), czy fałszywe (F). Zaznacz
odpowiednią literę.
1.
Substancje I i II ulegają dysocjacji jonowej w wodzie.
P
F
2.
Jako ciało stałe substancja I tworzy kryształy molekularne, natomiast substancja II tworzy kryształy jonowe.
P
F
2.2. (0–1)
Podaj rodzaj wiązania chemicznego między atomami w substancji Ill.
Oceń poprawność podanych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe lub F, jeśli zdanie
jest fałszywe. Następnie zapisz wszystkie błędne zdania w poprawnej wersji.
1.
Wiązanie metaliczne jest ukierunkowane.
P
F
2.
W cząsteczce SO2 występują 2 wiązania koordynacyjne.
P
F
3.
Cząsteczka SO3 ma kształt trójkąta równobocznego.
P
F
4.
Dla SF6 liczba koordynacyjna wynosi 7.
P
F
5.
W cząsteczce HF wspólna para elektronowa przesunięta jest w stronę atomu fluoru.
P
F
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
Jod bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie i jego nasycony roztwór, nazywany wodą jodową,
w temperaturze 25°C ma stężenie ok. 1,3·10‒3 mol·dm‒3. Dużo lepiej jod rozpuszcza się
(roztwarza) w roztworze zawierającym jony jodkowe, gdyż przebiega tam reakcja opisana
równaniem:
I2 + I‒ ⇄ I–3
Stężeniowa stała tej równowagi w temperaturze 25°C jest równa 700.
W niektórych schorzeniach tarczycy stosuje się tzw. płyn Lugola, który można przyrządzić,
jeśli wymiesza się 1 g jodu i 2 g jodku potasu z 97 g wody.
Jon trijodkowy I‒3 ma budowę liniową.
Narysuj wzór elektronowy jonu trijodkowego. Zaznacz kreskami wszystkie wspólne
i wolne pary elektronowe atomów.
Cyjanowodór jest lotną cieczą. Występuje w postaci dwóch izomerycznych odmian, które
pozostają ze sobą w równowadze:
HCN cyjanowodór
⇄
HNC izocyjanowodór
W temperaturze pokojowej na 99 cząsteczek HCN przypada jedna cząsteczka HNC.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Napisz wzór elektronowy cząsteczki tej izomerycznej odmiany cyjanowodoru, która
w temperaturze pokojowej stanowi formę dominującą. Zaznacz kreskami pary
elektronowe wiązań chemicznych oraz wolne pary elektronowe. Określ hybrydyzację
orbitali walencyjnych atomu węgla w tej cząsteczce.
Przeprowadzono ciąg przemian chemicznych, w wyniku których z karbidu zawierającego
20% zanieczyszczeń otrzymano kwas etanowy (octowy). Przemiany te można przedstawić
poniższym schematem.
CaC2I C2H2II CH3CHO III CH3COOH
Wydajności kolejnych przemian (etapów) były odpowiednio równe:
WI = 85%, WII = 80%, WIII = 95%.
Przeanalizuj budowę cząsteczki związku organicznego otrzymanego w wyniku
przemiany I, a następnie uzupełnij zdania,
podkreślając poprawną liczbę wiązań i poprawny typ hybrydyzacji.
W cząsteczce opisanego związku są (2/3/4) wiązania typu σ i (1/2/3) typu π. Dla wszystkich
atomów węgla w cząsteczkach opisanego związku przyjmuje się hybrydyzację typu
(sp/sp2/sp3).
Dimetyloglioksym jest związkiem organicznym o następującym wzorze:
Związek ten jest wykorzystywany w analizie chemicznej między innymi do wykrywania
i określania ilości jonów niklu(II), z którymi tworzy trudno rozpuszczalny w wodzie osad
dimetyloglioksymianu niklu(II) o różowym zabarwieniu. Reakcja ta przebiega zgodnie
z równaniem:
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,
Warszawa 1998, s. 179–181.
Uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli jest
fałszywe.
Zadanie
P/F
1.
Dla wszystkich atomów węgla w cząsteczce dimetyloglioksymu należy przyjąć hybrydyzację typu sp2.
2.
We wzorze dimetyloglioksymianu niklu(II) strzałkami zaznaczono wiązania koordynacyjne, a kropkami wiązania wodorowe.
3.
W reakcji wytrącania dimetyloglioksymianu niklu(II) dimetyloglioksym jest kwasem Brønsteda, ponieważ jest dawcą protonów.
W czasie pożarów lasów, wyładowań elektrycznych, podczas pracy urządzeń grzewczych lub
silników spalinowych możliwa jest reakcja zachodząca między dwoma składnikami powietrza
– azotem i tlenem. Te gazy łączą się z wytworzeniem tlenku azotu(II) zgodnie z równaniem:
N2 (g) + O2 (g) ⇄ 2NO (g) ΔH° > 0
Powstały bezbarwny i bezwonny tlenek azotu(II) łatwo utlenia się do tlenku azotu(IV) NO2,
który jest brunatnym gazem o ostrym zapachu. Tlenek azotu(IV) dimeryzuje z utworzeniem
tetratlenku diazotu N2O4, który jest gazem bezbarwnym:
2NO2 (g) ⇄ N2O4 (g) ΔH° < 0
Na podstawie: G.W. vanLoon, S.J. Duffy, Chemia środowiska, Warszawa 2007, oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
4.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
Reakcja syntezy tlenku azotu(II) jest reakcją (endotermiczną / egzotermiczną), o czym
świadczy (dodatnia / ujemna) wartość ΔH°.
Reakcja dimeryzacji tlenku azotu(IV) ma tym większą wydajność, w im (niższej / wyższej) temperaturze zachodzi. Po ochłodzeniu zabarwienie zawartości zamkniętego naczynia, do którego wprowadzono świeżo otrzymany tlenek azotu(IV) NO2,
(nie ulegnie zmianie / stanie się mniej intensywne / stanie się bardziej intensywne).
4.2. (0–1)
Oceń, czy cząsteczka tlenku azotu(IV) NO2 jest rodnikiem. Odpowiedź uzasadnij – uwzględnij elektronową strukturę tej cząsteczki.
Ciała stałe można podzielić na krystaliczne i bezpostaciowe. Kryształy klasyfikuje się ze
względu na rodzaj oddziaływań między tworzącymi je drobinami. Wyróżnia się kryształy
metaliczne, jonowe, kowalencyjne i molekularne.
Na podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Fizykochemia molekularna, Warszawa 2005.
4.1. (0–1)
Poniżej wymieniono nazwy siedmiu substancji tworzących kryształy w stałym stanie skupienia.
chlorek sodu
glin
glukoza
jod
sód
tlenek magnezu
wodorotlenek sodu
Spośród wymienionych substancji wybierz wszystkie te, które tworzą kryształy jonowe,
oraz wszystkie te, które tworzą kryształy metaliczne. Wpisz ich nazwy we właściwe
miejsce w tabeli.
Kryształy
jonowe
metaliczne
4.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. W odpowiedzi uwzględnij rodzaj nośników ładunku.
W kryształach metalicznych nośnikami ładunku są ,
dlatego metale przewodzą prąd elektryczny w stałym stanie skupienia.
Związki jonowe po stopieniu przewodzą prąd elektryczny, ponieważ
