Zadania maturalne z chemii

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 17. (3 pkt)

Rozpuszczalność substancji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Oblicz

Wykonano dwuetapowe doświadczenie. Podczas obu etapów utrzymywano temperaturę równą 25 °C.

Etap I: Do zlewki zawierającej wodę destylowaną dodano stały wodorotlenek magnezu. Po pewnym czasie w zlewce ustalił się stan równowagi między osadem a roztworem, czyli powstał nasycony roztwór tej substancji.

Etap II: Osad oddzielono od roztworu pozostającego z nim w równowadze. Otrzymany przesącz umieszczono w dwóch probówkach. Do jednej probówki wprowadzono stały wodorotlenek potasu, a do drugiej – rozcieńczony kwas solny, co zilustrowano na rysunku.

17.1. (0–1)

Oblicz stężenie molowe jonów Mg²⁺ w roztworze pozostającym w równowadze z osadem w etapie I doświadczenia (w temperaturze 25 °C).

17.2. (0–2)

Rozstrzygnij, czy w II etapie doświadczenia dodanie stałego wodorotlenku potasu do jednej próbki przesączu i kwasu solnego do drugiej próbki poskutkowało zmianą stężenia jonów Mg²⁺ w roztworze (w temperaturze 25 °C). Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie. Odpowiedzi uzasadnij.

Dodanie stałego wodorotlenku potasu do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem / poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg²⁺ w roztworze.
Uzasadnienie:

Dodanie kwasu solnego do próbki przesączu (poskutkowało zmniejszeniem / poskutkowało zwiększeniem / nie wpłynęło na wartość) stężenia jonów Mg²⁺ w roztworze.
Uzasadnienie:

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 17. (3 pkt)

Metale Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj/wymień

Metale X i E tworzą jony proste – odpowiednio – X²⁺ i E²⁺. Blaszki o znanych masach, wykonane z metalu X i z metalu E, zanurzono w roztworach soli trzech różnych metali, zgodnie ze schematem:

Objawy świadczące o zajściu reakcji chemicznych zaobserwowano w probówkach I i II. Po zakończeniu doświadczenia blaszki osuszono i zważono. Stwierdzono, że masa blaszki wykonanej z metalu X wzrosła, a masa blaszki wykonanej z metalu E zmalała.

17.1. (0–1)

Zastosuj symbol X i napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce I.

17.2. (0–1)

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


1.	Metal X jest silniejszym reduktorem niż srebro.	P	F
2.	Jony żelaza(II) są silniejszym utleniaczem niż jony metalu X.	P	F

17.3. (0–1)

Poniżej podano nazwy czterech metali.

magnez

miedź

kadm

srebro

Wybierz i napisz nazwę metalu X i nazwę metalu E, które mogły być użyte w doświadczeniu.

Metal X:
Metal E:

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 18. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Napisz równanie reakcji

Na poniższym schemacie zilustrowano dwuetapowy proces otrzymywania PVC – poli(chlorku winylu) – z acetylenu (etynu).

Etyn stosowany w tej reakcji powstaje w wyniku działania wody na acetylenek wapnia, stanowiący główny składnik karbidu.

Podczas spalania PVC powstają tlenek węgla(IV), para wodna i bezbarwny gaz o ostrym zapachu, którego cząsteczki są zbudowane z dwóch atomów. Stosunek molowy produktów spalania jest równy 𝑛_CO₂ ∶ 𝑛_H₂O ∶ 𝑛_X = 2 : 1 : 1.

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie reakcji spalania, w której uczestniczy fragment PVC zbudowany z czterech merów.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 18. (1 pkt)

SEM Oblicz

Zbudowano dwa półogniwa I i II, w których zachodzą reakcje opisane równaniami:

Półogniwo I: Co³⁺ + e^– ⇄ Co²⁺
Półogniwo II: MnO^–₄ + 8H⁺ + 5e^– ⇄ Mn²⁺ + 4H₂O

Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w ogniwie zbudowanym z półogniw I i II w warunkach standardowych. Oblicz SEM tego ogniwa.

Równanie reakcji:

SEM =

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Na poniższym schemacie zilustrowano dwuetapowy proces otrzymywania PVC – poli(chlorku winylu) – z acetylenu (etynu).

Etyn stosowany w tej reakcji powstaje w wyniku działania wody na acetylenek wapnia, stanowiący główny składnik karbidu.

Reakcja acetylenku wapnia CaC₂ z wodą przebiega według równania:

CaC₂ + 2H₂O → C₂H₂ + Ca(OH)₂

Oblicz, ile gramów karbidu, zawierającego 82% CaC₂, potrzeba do otrzymania 100 g PVC. Całkowita wydajność procesu jest równa 78%.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 19. (1 pkt)

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

W tabeli podano wartości standardowej entalpii uwodornienia: cykloheksenu, cykloheksa-1,3-dienu i benzenu:

Na podstawie danych zamieszczonych w tabeli uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Gdyby wiązania 𝜋 w cząsteczce benzenu nie były zdelokalizowane, entalpia uwodornienia tego związku miałaby znacznie (niższą / wyższą) wartość niż −207,0 kJ ∙ mol⁻¹. Delokalizacja wiązań 𝜋 skutkuje (zwiększeniem / zmniejszeniem) trwałości cząsteczki benzenu.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 19. (1 pkt)

Alkohole Napisz równanie reakcji

Propan-1-ol oraz wyższe alkohole pierwszorzędowe można otrzymać w procesie hydroformylowania alkenów terminalnych. Reakcja przebiega w warunkach podwyższonego ciśnienia i temperatury, w obecności katalizatorów (Co lub Ru) według schematu:

_{(alken terminalny)} R–CH=CH₂ + CO + 2H₂ ^katalizator R–CH₂–CH₂–CH₂OH

Na podstawie: R. Franke, D. Selent, A. Börner, Applied Hydroformylation, „Chem. Rev.” 2012, nr 112 (11), s. 5675–5732,
oraz I. Ojima, C.Y. Tsai, M. Tzamarioudaki, D. Bonafoux, The Hydroformylation Reaction, „Org. React.” 2000, nr 56, s. 1.

Napisz równanie reakcji otrzymywania alkoholu ze styrenu (fenyloetenu) opisaną metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 20. (3 pkt)

Wpływ czynników na przebieg reakcji Ketony Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Przemiany katalizowane przez jeden z produktów są nazywane reakcjami autokatalitycznymi.
Reakcja jodowania acetonu, prowadzona w roztworze wodnym w obecności jonów hydroniowych, przebiega w dwóch etapach:

W etapie 1. zachodzą powolne przemiany prowadzące do powstania enolu. Etap 2. to szybka reakcja enolu z jodem, której produkt przekształca się w jodoaceton.

20.1. (0–1)

Napisz, który etap: 1. czy 2., opisanego mechanizmu jodowania acetonu, decyduje o szybkości powstawania produktu. Wpisz właściwy numer poniżej.

20.2. (0–1)

Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji jodowania acetonu. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

20.3. (0–1)

Napisz wzór drobiny, która pełni funkcję katalizatora w reakcji jodowania acetonu. Rozstrzygnij, czy reakcja jodowania acetonu jest zaliczana do reakcji autokatalitycznych.

Katalizator:

Rozstrzygnięcie:

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 20. (2 pkt)

Identyfikacja związków organicznych Podstawy chemii organicznej Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W zlewkach I, II i III umieszczono – w przypadkowej kolejności – wodne roztwory kwasów: mlekowego (2-hydroksypropanowego), migdałowego (2-fenylo-2-hydroksyetanowego) i galusowego (3,4,5-trihydroksybenzenokarboksylowego). Wzory kwasów przedstawiono poniżej.

W celu zidentyfikowania substancji przeprowadzono dwie próby.
W pierwszej próbie do trzech probówek z wodnym roztworem chlorku żelaza(III) wprowadzono po kilka kropel roztworów badanych substancji ze zlewek I, II i III. Do każdej probówki z chlorkiem żelaza(III) dodano roztwór jednego kwasu.

W drugiej próbie w trzech probówkach umieszczono po jednej z identyfikowanych substancji, oznaczając je zgodnie z oznaczeniem zlewki z której zostały pobrane. Następnie do probówek wprowadzono stężony kwas azotowy(V) z dodatkiem stężonego kwasu siarkowego(VI) i probówki ogrzano.

Wygląd zawartości probówek po przeprowadzeniu opisanych prób przedstawiono na zdjęciach w tabeli.

20.1. (0–1)

Uzupełnij tabelę. Wpisz nazwy kwasów, które były obecne w zlewkach I, II i III.

Numer probówki	I	II	III
Nazwa kwasu

20.2. (0–1)

Podczas drugiej próby w dwóch probówkach zaobserwowano zmiany świadczące o przebiegu reakcji chemicznej.

Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Przemiany, które zaszły w drugiej próbie, są reakcjami (addycji / eliminacji / substytucji), przebiegającymi według mechanizmu (elektrofilowego / nukleofilowego / rodnikowego).

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 21. (3 pkt)

Kwasy karboksylowe Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Przygotowano próbki czterech kwasów:

CH₃COOH
CH₂ClCOOH
CHCl₂COOH
CCl₃COOH

Wszystkie roztwory miały jednakową objętość. Stężenie molowe każdego kwasu było równe 1 mol ∙ dm^–3. Do roztworów tych kwasów, znajdujących się w probówkach w przypadkowej kolejności, dodano po pięć kropli roztworu fioletu metylowego, który jest wskaźnikiem pH. Wyniki doświadczenia przedstawiono na zdjęciach.

Fragment skali barw dla fioletu metylowego w roztworach o różnym pH przedstawia poniższy rysunek.

Wartości p𝐾_a dla kwasów użytych w doświadczeniu, podane w przypadkowej kolejności, wynoszą: 2,87; 4,76; 0,66; 1,35.

21.1. (0–2)

Na podstawie informacji wstępnej wybierz probówkę, w której znajduje się roztwór najmocniejszego kwasu, i dokończ zdania.

Roztwór najmocniejszego kwasu znajduje się w probówce oznaczonej literą .

Wzór tego kwasu to:
wzór półstrukturalny (grupowy)

Wyjaśnij, dlaczego wybrany kwas wykazuje największą moc. W wyjaśnieniu odwołaj się do budowy cząsteczek tego związku.

Wyjaśnienie:

21.2. (0–1)

Uzupełnij tabelę. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) najsłabszego kwasu użytego w tym doświadczeniu oraz wartość p𝐾_a tego kwasu.

Wzór kwasu	Wartość p𝐾_a