Poniżej przedstawiono przebieg przemiany jądrowej, która zachodzi w wyniku bombardowania jąder pewnego izotopu uranu przyśpieszonymi cząstkami 𝛼.
Powstający nuklid X jest nietrwały i ulega rozpadowi β–, którego produktem jest izotop ameryku 241Am.
Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Napisz równanie opisanej przemiany jądrowej, w której powstaje nuklid X. Uzupełnij
wszystkie pola w poniższym schemacie. Zastosuj symbole chemiczne pierwiastków.
Fosfor tworzy wodorek zwany fosfiną (fosfanem) o wzorze PH3. Cząsteczka tego związku ma strukturę podobną do cząsteczki amoniaku. W tabeli podano wartości masy cząsteczkowej oraz temperatury wrzenia (p = 1013 hPa) amoniaku i fosfiny.
Nazwa związku
Masa cząsteczkowa, u
Temperatura wrzenia, °C
amoniak
17
-33,33
fosfina
34
-87,75
Źródło: CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition, CRC Press 2017.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
W temperaturze 25 °C i pod ciśnieniem 1013 hPa gęstość fosfanu jest (mniejsza / większa) od
gęstości amoniaku. Fosfan jest substancją (mniej / bardziej) lotną niż amoniak, ponieważ
oddziaływania między cząsteczkami fosfanu są (słabsze / silniejsze) niż między cząsteczkami
amoniaku.
Nadtlenek wodoru jest to substancja nietrwała, którą należy przechowywać w zimnym
i ciemnym miejscu, gdyż w innych warunkach ulega powolnemu rozkładowi. Postęp rozkładu
nadtlenku wodoru można badać np. za pomocą techniki miareczkowania.
W termostatowanym naczyniu umieszczono roztwór H2O2 o pewnym stężeniu, który
utrzymywano w temperaturze 40 °C. W równych odstępach czasowych z tego roztworu
pobierano próbki, które schładzano i miareczkowano za pomocą zakwaszonego roztworu
manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0020 mol ∙ dm−3. Podczas miareczkowania zachodziła
reakcja opisana równaniem:
Objętość każdej pobieranej próbki była równa 2,0 cm3. Uzyskane wyniki przedstawiono
w tabeli.
Czas, minuty
0
10
20
30
Objętość KMnO4, cm3
19,1
14,2
9,9
6,2
6.1. (0–2)
Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność
stężenia nadtlenku wodoru od czasu. Wartość stężenia zapisz w zaokrągleniu do
trzeciego miejsca po przecinku.
Czas, minuty
0
10
20
30
Stężenie molowe H2O2, mol ∙ dm−3
0,048
0,036
Obliczenia pomocnicze:
6.2. (0–1)
Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym
nawiasie.
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje /
nie ulega zmianie).
Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40 °C jest (większa niż /
mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20 °C.
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.
W roztworze wodnym nadtlenek wodoru rozkłada się zgodnie z równaniem:
2H2O2 (aq) → 2H2O (c) + O2 (g)
Reakcja ta zachodzi powoli, stąd trudno zauważyć wydzielanie się tlenu.
Badano zależność szybkości rozkładu nadtlenku wodoru od stężenia wodnego roztworu tej substancji w temperaturze T = 40°C oraz w temperaturze T1. Wyniki eksperymentu przedstawiono na poniższym wykresie.
Źródło: H.F. Holtzclaw, W.R. Robinson, College Chemistry, Lexington, Toronto 1988.
Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Dla danego stężenia nadtlenku wodoru szybkość jego rozkładu jest w temperaturze T1 (mniejsza / większa), niż w temperaturze T = 40 °C, co oznacza, że temperatura T1 jest (wyższa / niższa) od temperatury 40 °C.
Reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem baru przebiega zgodnie z równaniem:
H3O+ + OH– → 2H2O
Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu wodorotlenku baru o stężeniu molowym równym
0,020 mol ∙ dm−3 należy dodać do 25 cm3 kwasu solnego o pH = 1,5, aby otrzymany
roztwór miał pH równe 3,7. Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą
objętości użytych roztworów.
Poniżej przedstawiono równanie syntezy chlorowodoru.
H2 (g) + Cl2 (g) ⇄ 2HCl (g)
Tę reakcję prowadzono w zamkniętym reaktorze i po pewnym czasie w układzie reakcyjnym
ustaliła się równowaga.
Odczytaj w tablicy wartość standardowej molowej entalpii tworzenia HCl i oceń
prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli
jest fałszywe.
1.
Podwyższenie temperatury (w warunkach izobarycznych) skutkuje wzrostem wydajności tworzenia chlorowodoru.
P
F
2.
Zmiana ciśnienia (w warunkach izotermicznych) nie wpływa na wydajność tworzenia chlorowodoru.
Chlorek fosforu(V) o wzorze PCl5 ulega rozkładowi zgodnie z równaniem:
PCl5 (g) ⇄ PCl3 (g) + Cl2 (g) Δ𝐻 > 0
7.1. (0–4)
Do cylindrycznego reaktora z ruchomym tłokiem wprowadzono 25,0 g stałego chlorku fosforu(V) i wypompowano całe powietrze. Zawartość reaktora ogrzano do temperatury 260 °C, co początkowo spowodowało sublimację całego chlorku fosforu(V), a w dalszej kolejności jego rozkład termiczny. W układzie utrzymywano stałe ciśnienie równe 1013 hPa, natomiast zmianie ulegała objętość mieszaniny gazów w reaktorze. W chwili 𝑡 w układzie ustaliła się równowaga. Gęstość równowagowej mieszaniny gazów w reaktorze wynosiła
𝑑=2,63 g∙dm−3.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
Oblicz wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji dysocjacji termicznej chlorku fosforu(V) w temperaturze 260 °C. Przyjmij: R = 83,14 hPa ∙ dm3 ∙ mol–1 ∙ K–1, MPCl5 = 208,5 g ∙ mol–1, MPCl3 = 137,5 g ∙ mol–1.
7.2. (0–2)
Na poniższym wykresie przedstawiono zmianę stężenia molowego chlorku fosforu(V) PCl5
w trakcie – opisanej w informacji wstępnej – reakcji prowadzonej w temperaturze 260 °C.
Tę reakcję przeprowadzono ponownie w tym samym reaktorze. Zmieniono jedynie temperaturę, w której znajdował się układ – wynosiła ona 400 °C.
Poniżej zestawiono wykresy przedstawiające zależność stężenia PCl5 od czasu. Osie na wszystkich wykresach są wyskalowane tak samo.
Rozstrzygnij, na którym z poniższych wykresów (1.–4.) niebieska linia przedstawia zmianę stężenia molowego chlorku fosforu(V) PCl5w trakcie reakcji prowadzonej w wyższej temperaturze. Odpowiedź uzasadnij – zapisz dwa różne argumenty.
W roztworze wodnym nadtlenek wodoru rozkłada się zgodnie z równaniem:
2H2O2 (aq) → 2H2O (c) + O2 (g)
Reakcja ta zachodzi powoli, stąd trudno zauważyć wydzielanie się tlenu.
Przygotowano wodny roztwór nadtlenku wodoru i podzielono go na dwie porcje o tej samej objętości. Pierwszą porcję wlano do zlewki I, a drugą – do zlewki II. Zlewkę I pozostawiono w temperaturze 25°C, a do zlewki II w tej samej temperaturze dodano niewielką ilość tlenku manganu(IV). W zlewce I nie zauważono zmian. W zlewce II zaobserwowano gwałtowne wydzielanie bezbarwnego, bezwonnego i palnego gazu. Po zakończeniu reakcji roztwór nad osadem w zlewce II pozostał bezbarwny.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Tlenek manganu(IV) w opisanej reakcji pełni funkcję (katalizatora / substratu / produktu). Jego działanie polega na (podwyższeniu energii aktywacji /obniżeniu energii aktywacji / zwiększeniu stężenia substratu) reakcji.
