Zadania maturalne z chemii

181

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 1. (2 pkt)

Struktura atomu - ogólne Elektrony w atomach, orbitale Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj/wymień

Na zdjęciu obok przedstawiono wodny roztwór soli, w skład której wchodzą pierwiastki X1, X2 i X3. Dwa z nich są w stanie wolnym metalami i należą do tego samego okresu, a jeden jest niemetalem i leży w innym okresie. Masy atomowe tych trzech pierwiastków, zaokrąglone do liczb całkowitych, spełniają zależność: M_X1 + M_X2 = M_X3. Atom pierwiastka X3 ma na zewnętrznej powłoce dwa razy więcej elektronów niż atom pierwiastka X2, a atom pierwiastka X1 ma na zewnętrznej powłoce dwa razy więcej niesparowanych elektronów niż atom pierwiastka X2.

1.1. (0–1)

Zidentyfikuj pierwiastki X1, X2 oraz X3. Napisz ich symbole chemiczne.

X1:
X2:
X3:

1.2. (0–1)

Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz wartości liczb kwantowych odpowiadających niesparowanym elektronom w atomach (w stanie podstawowym) pierwiastków X1 i X3.

Pierwiastek	Główna liczba kwantowa 𝑛	Poboczna liczba kwantowa 𝑙
X1
X3

182

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 2. (1 pkt)

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

Elektrony atomu pierwiastka X w stanie podstawowym zajmują siedem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych. Ten pierwiastek reaguje zarówno z kwasem solnym, jak i ze stężonym wodnym roztworem wodorotlenku potasu. Jednym z produktów obu przemian jest ten sam gaz.

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.


1.	W stanie podstawowym tylko 6 elektronów atomu pierwiastka X jest opisanych główną liczbą kwantową 𝑛 równą 2.	P	F
2.	Żaden elektron atomu pierwiastka X w stanie podstawowym nie jest opisany poboczną liczbą kwantową 𝑙 równą 2.	P	F

183

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 2. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.


1.	Atomy tego samego pierwiastka mogą się różnić pod względem masy atomowej.	P	F
2.	Atomy różnych pierwiastków mogą mieć taką samą liczbę masową.	P	F

184

Informator CKE matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp), Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 2. (2 pkt)

Wiązania chemiczne - ogólne Rodzaje wiązań i ich właściwości Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj/wymień

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.

185

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 3. (2 pkt)

Metale Napisz równanie reakcji

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji pierwiastka X:
– z kwasem solnym (reakcja 1.)
oraz
– ze stężonym roztworem wodorotlenku potasu (reakcja 2.).
W reakcji 2. powstaje jon kompleksowy o liczbie koordynacji równej 4.

Równanie reakcji 1.:

Równanie reakcji 2.:

186

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 3. (5 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Oblicz

Cząstki α emitowane przez jądra wielu promieniotwórczych izotopów ulegają zobojętnieniu elektronami z otoczenia, co prowadzi do powstania gazowego helu. Jeżeli rozpad promieniotwórczy zachodzi w układzie zamkniętym, ilość helu otrzymanego w taki sposób jest proporcjonalna do liczby wyemitowanych cząstek α. Ta zależność stała się podstawą jednej z pierwszych metod wyznaczania stałej Avogadra.

Zmierzono aktywność radu ²²⁶Ra i stwierdzono, że 1,0 g tego izotopu w ciągu sekundy emituje 3,4 ⸱ 10¹⁰ cząstek α, co powoduje jego przemianę w radon ²²²Rn. Następnie z izotopu ²²²Rn, w wyniku ciągu kilku szybkich przemian promieniotwórczych α i β^–, powstaje ołów ²¹⁰Pb. Dalszy rozpad tego nuklidu nie wpływa na przebieg eksperymentu.

Próbkę zawierającą 200 mg izotopu ²²⁶Ra zamknięto na 80 dni (6 912 000 s) w zbiorniku i po tym czasie stwierdzono, że powstało 7,0 mm³ helu (w przeliczeniu na warunki normalne). Można przyjąć, że aktywność radu ²²⁶Ra była stała w czasie trwania eksperymentu.

3.1. (0–4)

Oblicz stałą Avogadra na podstawie danych z opisanego eksperymentu. Przedstaw tok rozumowania.

Stała Avogadra:

3.2. (0–1)

Oblicz, ile cząstek β^– jest emitowanych w ciągu przemian jądra ²²⁶₈₈Ra w jądro ²¹⁰₈₂Pb.

Liczba cząstek β^–:

187

Informator CKE matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp), Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 3. (2 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Na rysunku przedstawiono trzy modele, oznaczone literami A-C, rozkładu przestrzennego orbitali hybrydowych powstałych w wyniku zmieszania orbitali walencyjnych s i p atomu centralnego w różnych cząsteczkach.

Uzupełnij poniższą tabelę. Podaj, który model (A, B czy C) odpowiada rozkładowi przestrzennemu orbitali hybrydowych atomu centralnego w cząsteczkach H₂O i BF₃ oraz jaki typ hybrydyzacji (sp, sp², sp³) można przypisać do orbitali walencyjnych atomu centralnego w tych cząsteczkach.

Cząsteczka	Oznaczenie modelu	Typ hybrydyzacji
H₂O
BF₃

188

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4. (1 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Poniżej przedstawiono konfigurację elektronową atomów czterech pierwiastków (I – IV):

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d⁵
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d¹⁰4p³
1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d¹⁰

Napisz, która z przedstawianych konfiguracji elektronowych opisuje atom w stanie wzbudzonym. Odpowiedź uzasadnij.

Konfiguracja:
Uzasadnienie:

189

Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4. (1 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Podaj/wymień

Niżej przedstawiono konfigurację elektronową kationu pewnego pierwiastka o ładunku 3+.

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³

Wpisz symbol tego pierwiastka w miejscu na to przeznaczonym oraz uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał konfigurację elektronową jego atomu w stanie podstawowym.

190

Informator CKE matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp), Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 4. (1 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.

W kationie amonowym NH⁺₄ atom azotu tworzy cztery równocenne wiązania (jonowe / kowalencyjne niespolaryzowane / kowalencyjne spolaryzowane). Ten kation powstaje w wyniku przyłączeniu się jonu H⁺ do cząsteczki amoniaku, a atom azotu pełni w reakcji funkcję (akceptora / donora) pary elektronowej. Kation wodoru tworzy z atomem azotu wiązanie nazywane (koordynacyjnym / wodorowym).