Poniżej przedstawiono dwa schematy ciągów przemian A i B, ilustrujących dwa sposoby
otrzymywania amin. Związki, których wzory oznaczono numerami I i III, są węglowodorami.
Przemiana A.
Przemiana B.
Reakcja nitrowania oznaczona na schemacie numerem 1. jest reakcją substytucji.
Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych,
napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji 1. oraz określ jej mechanizm
(elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy).
Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) Δ H = –92,4 kJ
Na położenie stanu równowagi tej reakcji wpływ mają temperatura i ciśnienie.
W poniższej tabeli przedstawiono równowagowe zawartości amoniaku (w procentach
objętościowych) w stechiometrycznej mieszaninie azotu i wodoru pod różnym ciśnieniem
i w różnych temperaturach.
Temperatura, °C
Ciśnienie, MPa
0,1
3
10
20
100
200
15,2
67,6
80,6
85,8
98,3
300
2,18
31,8
52,1
62,8
92,6
400
0,44
10,7
25,1
36,3
79,8
500
0,129
3,62
10,4
17,6
57,5
600
0,049
1,43
4,47
8,25
31,4
700
0,0223
0,66
2,14
4,11
12,9
900
0,000212
0,0044
0,13
0,44
0,87
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 649.
a)
Dokonaj analizy danych zawartych w tabeli i uzupełnij poniższe zdanie. Podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie.
Po ustaleniu się stanu równowagi ilość amoniaku w układzie jest tym większa,
im (niższa/wyższa) jest temperatura oraz im (niższe/wyższe) jest ciśnienie.
b)
Uzasadnij na podstawie reguły przekory Le Chateliera zmianę zawartości amoniaku w stechiometrycznej mieszaninie azotu i wodoru w zależności od ciśnienia i temperatury.
Poniżej przedstawiono dwa schematy ciągów przemian A i B, ilustrujących dwa sposoby
otrzymywania amin. Związki, których wzory oznaczono numerami I i III, są węglowodorami.
Przemiana A.
Przemiana B.
Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji oznaczonych na schemacie numerami
4. i 5. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Reakcja syntezy amoniaku przebiega zgodnie z równaniem:
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g) Δ H = –92,4 kJ
Na położenie stanu równowagi tej reakcji wpływ mają temperatura i ciśnienie.
W poniższej tabeli przedstawiono równowagowe zawartości amoniaku (w procentach
objętościowych) w stechiometrycznej mieszaninie azotu i wodoru pod różnym ciśnieniem
i w różnych temperaturach.
Temperatura, °C
Ciśnienie, MPa
0,1
3
10
20
100
200
15,2
67,6
80,6
85,8
98,3
300
2,18
31,8
52,1
62,8
92,6
400
0,44
10,7
25,1
36,3
79,8
500
0,129
3,62
10,4
17,6
57,5
600
0,049
1,43
4,47
8,25
31,4
700
0,0223
0,66
2,14
4,11
12,9
900
0,000212
0,0044
0,13
0,44
0,87
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004, s. 649.
Zależność wiążąca wszystkie parametry określające stan gazowy materii, czyli podająca
zależność pomiędzy ciśnieniem (p), objętością (V), temperaturą (T) oraz liczbą moli gazu (n)
zwana jest równaniem stanu gazu doskonałego lub równaniem Clapeyrona. Równanie ma postać:
p · V = n · R · T
R oznacza uniwersalną stałą gazową. Wartość R odczytaną z zestawu Wybranych wzorów
i stałych fizykochemicznych na egzamin maturalny z biologii, chemii i fizyki można używać
w równaniu Clapeyrona, jeżeli p wyrażone jest w paskalach, V w metrach sześciennych,
n w molach i T w kelwinach.
Oblicz, ile moli amoniaku znajduje się w 2 m3 mieszaniny reakcyjnej w temperaturze
300°C i pod ciśnieniem 10 MPa (107 Pa) po ustaleniu stanu równowagi.
Stała dysocjacji etyloaminy Kb w temperaturze 25°C ma wartość 4,4 · 10–4, a stała dysocjacji
aniliny Kb w tej samej temperaturze jest równa 4,0 · 10–10.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
Napisz nazwę tej spośród wymienionych amin, która jest mocniejszą zasadą.
Do kolby, w której znajdowało się 990 cm3 świeżo destylowanej wody, dodano 10 cm3 kwasu
solnego o stężeniu 1 mol ⋅ dm−3.
Przeczytaj poniższy tekst. Zaznacz odpowiedź A, B, C albo D, w której podano
poprawne uzupełnienie luk 1. i 2.
Przed dodaniem kwasu solnego pH świeżo destylowanej wody było równe 7. Po dodaniu
kwasu pH 1. ___. W stosunku do wartości początkowej stężenie jonów wodorowych 2. ___ .
Poniżej przedstawiono nazwy oraz wzory pięciu aminokwasów białkowych. Budowę ich cząsteczek można zilustrować ogólnym wzorem R–CH(NH2)–COOH, w którym R oznacza
atom wodoru lub łańcuch boczny.
Zaznacz literę P, jeżeli informacja jest prawdziwa, lub literę F, jeżeli jest fałszywa.
W łańcuchu bocznym cząsteczki treoniny występuje grupa alkoholowa, natomiast w łańcuchu bocznym tyrozyny – grupa fenolowa.
P
F
Łańcuch boczny kwasu asparaginowego zawiera grupę funkcyjną zdolną do dysocjacji jonowej.
P
F
Łańcuch boczny fenyloalaniny ma właściwości hydrofilowe.
Przeprowadzono dwa doświadczenia A i B zilustrowane poniższymi rysunkami. W każdej
probówce znajdowały się kawałki blaszki cynkowej o masie 1 g i jednakowym stopniu
rozdrobnienia.
a)
Podaj numer probówki, w której w doświadczeniu A i w doświadczeniu B szybkość reakcji była większa. Uzasadnij swój wybór.
b)
Reakcja kwasu octowego z cynkiem przebiega zgodnie z równaniem:
Zn + 2CH3COOH → (CH3COO)2Zn + H2
Wykonując obliczenia, sprawdź, czy 10 cm3 roztworu CH3COOH o stężeniu molowym równym 0,1 mol · dm−3 wystarczy do roztworzenia 1 g cynku.
Poniżej przedstawiono nazwy oraz wzory pięciu aminokwasów białkowych. Budowę ich cząsteczek można zilustrować ogólnym wzorem R–CH(NH2)–COOH, w którym R oznacza
atom wodoru lub łańcuch boczny.
Poniżej przedstawiono wzory dwóch dipeptydów powstałych w reakcji kondensacji kwasu
asparaginowego i waliny.
Wskaż dipeptyd (I albo II), który mógł być produktem częściowej hydrolizy łańcucha
polipeptydowego naturalnego białka.
Reakcja wodoru z jodem w fazie gazowej przebiega zgodnie z równaniem:
H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g) ΔH > 0
Do zamkniętego reaktora wprowadzono wodór i pary jodu, uzyskując stężenie początkowe
wodoru równe 1,5 mol · dm−3, a jodu 1,0 mol · dm−3 i utrzymując stałą temperaturę.
Szybkość reakcji chemicznej zależy od stężenia substratów. Równanie kinetyczne opisujące
tę zależność dla syntezy jodowodoru ma postać: v = k ⋅ cH2 ⋅ cI2,
gdzie v jest szybkością reakcji, k jest stałą szybkości reakcji, która nie zależy od stężeń
substratów, a cH2 i cI2 oznaczają stężenia substratów reakcji.
a)
Wykonując obliczenia, określ, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) i ile razy szybkość tej reakcji po przereagowaniu 50% początkowej ilości jodu w stosunku do szybkości początkowej.
b)
Oceń, jak zmieni się wydajność tworzenia jodowodoru (wzrośnie, zmaleje, nie zmieni się), jeżeli w reaktorze, w którym ustaliła się równowaga tej reakcji:
1) tylko wzrośnie temperatura układu. 2) tylko zmaleje ciśnienie wewnątrz reaktora. 3) tylko zwiększy się ilość jodu.
