Zadania maturalne z chemii

Znalezionych zadań - 39

Strony

1

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 7. (2 pkt)

Energetyka reakcji Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Proces Habera-Boscha to przemysłowa metoda pozwalająca na syntezę amoniaku z azotu i wodoru. W procesie tym ustala się stan równowagi opisany poniższym równaniem:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)

Wydajność tworzenia amoniaku zależy od temperatury. Zależność tę ilustruje poniższy uproszczony wykres, który przedstawia zawartość procentową amoniaku w mieszaninie równowagowej w funkcji temperatury.

7.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy synteza amoniaku z azotu i wodoru jest reakcją endotermiczną. Podaj uzasadnienie swojej odpowiedzi.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

7.2. (0–1)

Określ i wyjaśnij wpływ wzrostu ciśnienia na wydajność tworzenia amoniaku w warunkach izotermicznych. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych w nawiasach i dokończ poniższe zdanie.

Wraz ze wzrostem ciśnienia w warunkach izotermicznych wydajność tworzenia amoniaku (wzrasta / maleje), ponieważ

2

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 8. (2 pkt)

Energetyka reakcji Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Katalizatory to substancje, które wpływają na barierę energetyczną reakcji, ponieważ zmieniają jej mechanizm i pozwalają na szybsze osiągnięcie stanu równowagi.

8.1. (0–1)

Tylko jeden z poniższych wykresów ilustruje w uproszczeniu zmiany energii podczas przebiegu reakcji prowadzonej z udziałem katalizatora (linia ciągła) i bez jego udziału (linia przerywana). Skala na osi energii jest taka sama dla wszystkich wykresów.

Rozstrzygnij, który wykres (A, B lub C) poprawnie ilustruje reakcję przebiegającą z udziałem katalizatora. Następnie określ, czy wartość zmiany entalpii w reakcji przebiegającej z udziałem katalizatora była dodatnia czy ujemna.

Rozstrzygnięcie:

Wartość zmiany entalpii:

8.2. (0–1)

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

1. Reakcja chemiczna z udziałem katalizatora przebiega drogą o energii mniejszej niż reakcja przebiegająca bez udziału katalizatora. P F
2. Wydajność reakcji przebiegającej z udziałem katalizatora jest większa niż wydajność reakcji prowadzonej bez jego udziału. P F
3

Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 9. (3 pkt)

Układ okresowy pierwiastków Energetyka reakcji Wodorki Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Narysuj/zapisz wzór Napisz równanie reakcji

W tabeli zestawiono wartości temperatury wrzenia wodorków pierwiastków grupy 17. pod ciśnieniem 1013 hPa.

HF HCl HBr HI
20 °C −85 °C −67 °C −35 °C

Te wodorki dobrze rozpuszczają się w wodzie, a ich wodne roztwory to kwasy fluorowcowodorowe.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

9.1. (0–1)

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

1. Wyższa temperatura wrzenia fluorowodoru niż pozostałych fluorowcowodorów jest wynikiem występowania wiązań wodorowych między cząsteczkami tego związku. P F
2. Moc kwasów HF, HCl, HBr i HI maleje ze wzrostem promienia atomowego fluorowca. P F

9.2. (0–1)

Podczas tworzenia – w fazie gazowej – 3,01 ∙ 1023 cząsteczek jednego z wodorków pierwiastków grupy 17. wydziela się 18,15 kJ energii.

Zidentyfikuj ten wodorek i napisz jego wzór.

9.3. (0–1)

Jeden z kwasów fluorowcowodorowych HX reaguje z tlenkiem krzemu(IV), a produktem reakcji jest m.in. związek SiX4 .

Zidentyfikuj ten kwas i napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji tlenku krzemu(IV) z tym kwasem.

4

Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 10. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Energetyka reakcji Szybkość reakcji Podaj/wymień Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Amoniak można otrzymać w wyniku reakcji azotu z wodorem w podwyższonej temperaturze:

N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)   Δ𝐻 = –91,9 kJ

Przeprowadzono doświadczenie, w którym do reaktora o stałej pojemności wprowadzono pewne ilości wodoru oraz azotu i pozostawiono mieszaninę do czasu ustalenia się stanu równowagi. Reaktor był izolowany termicznie – wymiana energii na sposób ciepła między reaktorem a otoczeniem była niemożliwa. Po ustaleniu się stanu równowagi temperatura w reaktorze wynosiła 240 °C.

Po 40 minutach od ustalenia się stanu równowagi do układu wprowadzono dodatkową ilość jednego z substratów ogrzanego do temperatury 240 °C (wprowadzenie reagenta do układu początkowo nie spowodowało zmiany temperatury). W kolejnych minutach zarejestrowano zmiany stężeń wszystkich reagentów – patrz wykres. Zaobserwowano także powolną zmianę temperatury w reaktorze.

10.1. (0–1)

Zidentyfikuj reagenty A, B i C. Wpisz w odpowiednie miejsca wzory: N2, H2 , NH3.

A:
B:
C:

10.2. (0–1)

Rozstrzygnij, czy temperatura w reaktorze między 40. a 80 . minutą malała, czy – rosła. Uzasadnij odpowiedź.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

10.3. (0–1)

W 80. minucie prowadzonego doświadczenia w układzie ustalił się stan równowagi dynamicznej, co oznacza, że szybkość reakcji tworzenia amoniaku jest taka sama jak szybkość reakcji do niej odwrotnej.

Rozstrzygnij, czy zastosowanie poniższych czynników poskutkuje zwiększeniem szybkości reakcji rozkładu amoniaku, biegnącej w opisanym układzie. Zaznacz TAK, jeśli dany czynnik spowoduje zwiększenie szybkości reakcji rozkładu, albo NIE – jeśli tego nie spowoduje.

Ochłodzenie układu reakcyjnego. TAK NIE
Zwiększenie stężenia azotu. TAK NIE
Zmniejszenie objętości układu reakcyjnego. TAK NIE
5

Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 26. (5 pkt)

Energetyka reakcji Dysocjacja pH Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Napisz równanie reakcji Oblicz

N-metylopiperazyna (1-metylopiperazyna) to rozpuszczalna w wodzie słaba zasada o wzorze:

Ta zasada ulega dwustopniowej dysocjacji, w której uczestniczą oba atomy azotu. Atom azotu niezwiązany z grupą metylową ma silniejszy charakter zasadowy.

W tabeli podano wartości p𝐾b1 oraz p𝐾b2 opisanej reakcji dysocjacji N-metylopiperazyny, wyznaczone w różnych temperaturach.

Temperatura 25 °C 30 °C 40 °C 50 °C
p𝐾b1 4,86 5,01 5,21 5,35
p𝐾b2 9,37 9,60 9,69 9,82
Na podstawie: F. Khalili, A. Henni, A.L.L. East, J. Chem. Eng., 54 (2009) 2914.

26.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy dysocjacja N-metylopiperazyny jest procesem egzo- czy endotermicznym. Uzasadnij odpowiedź.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

26.2. (0–1)

Na podstawie informacji wstępnej spośród podanych form kationowych N-metylopiperazyny wybierz tę, która praktycznie nie występuje w roztworze wodnym, i napisz jej oznaczenie (I, II albo III). Uzasadnij odpowiedź.

Oznaczenie:

Uzasadnienie:

26.3. (0–1)

Uzupełnij zapis tak, aby powstało równanie pierwszego etapu dysocjacji zasadowej N-metylopiperazyny. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.

26.4. (0–2)

Oblicz pH wodnego roztworu N-metylopiperazyny o stężeniu molowym równym 0,20 mol ∙ dm–3 w temperaturze 25 °C. W obliczeniach pomiń drugi etap dysocjacji.

6

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 15. (2 pkt)

Energetyka reakcji Oblicz

Gaz LPG, stosowany do napędu samochodów, jest mieszaniną propanu i butanu. W zbiorniku z LPG panuje ciśnienie 𝑝, w którym ta mieszanina jest cieczą. W zależności od pory roku stosuje się dwa rodzaje LPG: zimowy i letni. Skład przykładowych ciekłych mieszanin LPG (w przeliczeniu na stosunek molowy) i odpowiadające im gęstości zestawiono w tabeli.

Rodzaj mieszaniny
zimowy LPG letni LPG
𝑛propanu ∶ 𝑛butanu 70 : 30 30 : 70
Gęstość, g ∙ cm−3
(T = 273 K)
0,54 0,56
Na podstawie: https://www.e-petrol.pl

Standardowe entalpie spalania propanu i butanu podano poniżej.

  • Δ𝐻opropan (g) = – 2219 kJ · mol–1
  • Δ𝐻obutan (g) = – 2878 kJ · mol–1

Wykonano doświadczenie. Próbkę 1,0 dm3 letniego LPG przeprowadzono w stan gazowy i spalono.

Oblicz energię, która wydzieli się do otoczenia w wyniku całkowitego spalenia 1,0 dm3 letniego LPG. Wynik podaj w kilodżulach. Przyjmij, że wartości entalpii spalania węglowodorów są takie same jak w warunkach standardowych. Załóż, że powyższe wartości nie ulegają zmianie wraz ze zmianą temperatury oraz że energia jest wymieniana z otoczeniem wyłącznie na sposób ciepła.

7

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 16. (1 pkt)

Energetyka reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Gaz LPG, stosowany do napędu samochodów, jest mieszaniną propanu i butanu. W zbiorniku z LPG panuje ciśnienie 𝑝, w którym ta mieszanina jest cieczą. W zależności od pory roku stosuje się dwa rodzaje LPG: zimowy i letni. Skład przykładowych ciekłych mieszanin LPG (w przeliczeniu na stosunek molowy) i odpowiadające im gęstości zestawiono w tabeli.

Rodzaj mieszaniny
zimowy LPG letni LPG
𝑛propanu ∶ 𝑛butanu 70 : 30 30 : 70
Gęstość, g ∙ cm−3
(T = 273 K)
0,54 0,56
Na podstawie: https://www.e-petrol.pl

Standardowe entalpie spalania propanu i butanu podano poniżej.

  • Δ𝐻opropan (g) = – 2219 kJ · mol–1
  • Δ𝐻obutan (g) = – 2878 kJ · mol–1

Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Ilość energii wydzielana podczas całkowitego spalania 1,0 dm3 zimowego LPG jest (mniejsza niż / taka sama jak / większa niż) ilość energii wydzielana podczas całkowitego spalania tej samej objętości letniego LPG.
Ilość CO2 emitowanego do atmosfery podczas spalania 1,0 dm3 LPG jest większa w przypadku (letniego / zimowego) LPG.

8

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 8. (1 pkt)

Energetyka reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

CO2 (g) + H2 (g) ⇄ CO (g) + H2O (g)

W tabeli przedstawiono wartości stężeniowej stałej równowagi Kc tej reakcji w wybranych temperaturach.

Temperatura, K 400 600 800 1000
Stała równowagi 6,47 ∙ 10–4 3,54 ∙ 10–2 2,37 ∙ 10–1 6,97 ∙ 10–1
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Rozstrzygnij, czy reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem jest procesem endoenergetycznym. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

9

Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 11. (3 pkt)

Alkohole Energetyka reakcji Napisz równanie reakcji Oblicz

Molową entalpię spalania butan-1-olu można wyznaczyć doświadczalnie. W tym celu szklany palnik napełnia się butan-1-olem, a następnie waży. Za pomocą tak przygotowanego palnika ogrzewa się kolbę zawierającą wodę o znanej masie. Proces spalania alkoholu prowadzi się przez pewien czas, przy czym stale kontroluje się za pomocą termometru temperaturę wody w kolbie. Na zakończenie doświadczenia palnik waży się powtórnie.

Przeprowadzono opisane doświadczenie i na podstawie zmiany temperatury wody określono, że w tym doświadczeniu woda pobrała 𝑄 = 50 400 J energii cieplnej pochodzącej ze spalania butan-1-olu.

W tabeli poniżej zestawiono dane z pomiaru masy palnika podczas doświadczenia.

Masa palnika napełnionego butan-1-olem 219,80 g
Masa palnika po zakończeniu doświadczenia 218,32 g

11.1. (0–1)

Napisz równanie reakcji spalania całkowitego butan-1-olu. Zastosuj wzory sumaryczne substratów i produktów.

11.2. (0–2)

Na podstawie efektu cieplnego reakcji (𝑄) można obliczyć entalpię reakcji (Δ𝐻).

Oblicz molową entalpię spalania butan-1-olu. Pomiń straty ciepła. Wynik zapisz w zaokrągleniu do liczb całkowitych oraz z jednostką kJ·mol‒1. Uwzględnij odpowiedni znak entalpii reakcji.

10

Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 23. (2 pkt)

Energetyka reakcji Szybkość reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Związek chemiczny o nazwie 2-metyloprop-1-en (izobutylen) jest ważnym surowcem w syntezach organicznych. Przeprowadzono dwie reakcje z udziałem 2-metyloprop-1-enu jako substratu. W reakcji I ten związek poddano polimeryzacji i otrzymano poliizobutylen. W reakcji II przeprowadzono addycję bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu.

Addycja bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu zachodzi zgodnie z dwuetapowym mechanizmem ukazanym na poniższym schemacie.

Na wykresie przedstawiono zmianę energii potencjalnej drobin podczas przebiegu reakcji chemicznej.

Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2018.

23.1. (0–1)

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

1. Entalpia reakcji addycji bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu przyjmuje wartość ujemną (Δ𝐻 < 0). P F
2. Reakcja addycji bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu zachodzi zgodnie z mechanizmem nukleofilowym. P F

23.2. (0–1)

Szybkość reakcji chemicznej zależy od szybkości najwolniejszego etapu danej przemiany.

Rozstrzygnij, który etap – 1 czy 2 – jest wolniejszy, więc decyduje o szybkości reakcji addycji bromowodoru do 2-metyloprop-1-enu. Odpowiedź uzasadnij.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

Strony