Zadania maturalne z chemii

Znalezionych zadań - 1304

Strony

11

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 4. (2 pkt)

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

Gaz syntezowy, czyli mieszanina CO i H2, jest otrzymywany w przemyśle różnymi metodami. Niżej podano równania dwóch reakcji, w których powstaje taka mieszanina.

I
II
CH4 + CO2 → 2CO + 2H2
CH4 + H2O → CO + 3H2
ΔH<0
ΔH>0

Na poniższym wykresie przedstawiono zależność stopnia przemiany metanu od temperatury dla dwóch różnych wartości ciśnienia dla jednej z tych reakcji. Stopień przemiany metanu jest miarą wydajności reakcji – im większy stopień przemiany, tym większa wydajność reakcji.

Na podstawie: M. Pańczyk, T. Borowiecki, Otrzymywanie i zastosowanie gazu syntezowego, Lublin 2013.

4.1. (0–1)

Napisz numer reakcji (I albo II), do której odnosi się powyższy wykres stopnia przemiany metanu. Odpowiedź uzasadnij – uwzględnij efekt energetyczny reakcji.

Numer reakcji:
Uzasadnienie:

4.2. (0–1)

Uzupełnij zdanie o wpływie ciśnienia na stopień przemiany metanu – wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie. Wyjaśnij przedstawioną na wykresie zależność stopnia przemiany metanu od ciśnienia.

W stałej temperaturze wzrost ciśnienia skutkuje (wzrostem / spadkiem) stopnia przemiany metanu.

Wyjaśnienie:

12

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 4. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Tlenek azotu(IV) NO2 można zredukować katalitycznie za pomocą amoniaku. Przebieg tej reakcji opisano równaniem:

6NO2 + 8NH3 katalizator, 𝑇 7N2 + 12H2O

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

W 5,0 m3 powietrza znajdowało się 18 g tlenku azotu(IV) NO2. Do tego powietrza wprowadzono 8,0 g amoniaku i przeprowadzono katalityczną redukcję zgodnie z powyższym równaniem. Ta reakcja zaszła z wydajnością równą 80%. Tlenek azotu(IV) był jedynym składnikiem powietrza reagującym z amoniakiem.

Oblicz, ile dm3 azotu w przeliczeniu na warunki normalne powstało w wyniku opisanej redukcji NO2. Następnie uzupełnij zdanie – napisz nazwę lub wzór substancji, której w opisanym procesie użyto w nadmiarze.

W opisanym procesie w nadmiarze użyto .

13
14

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 5. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Tenes – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej Z = 117 – otrzymano w reakcji jądrowej między 48Ca i 249Bk. W tym procesie powstały dwa izotopy tenesu, przy czym reakcji tworzenia jądra jednego z tych izotopów towarzyszyła emisja 3 neutronów. Ten izotop ulegał dalszym przemianom: w wyniku kilku kolejnych przemian α otrzymano dubn – 270Db.

Napisz równanie reakcji otrzymywania opisanego izotopu tenesu – uzupełnij wszystkie pola w poniższym schemacie. Napisz, w wyniku ilu przemian 𝛂 ten izotop tenesu przekształcił się w 270Db.

Otrzymywanie izotopu tenesu:

Liczba przemian α:

15

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 5. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Do reaktora o pojemności 1,0 dm3 wprowadzono pewną liczbę moli substancji A oraz pewną liczbę moli substancji B. Reaktor zamknięto i zainicjowano reakcję chemiczną, która przebiegała w stałej temperaturze T zgodnie z równaniem:

A (g) + B (g) ⇄ C (g) + D (g)

Do momentu ustalenia stanu równowagi przereagowało 20 % substancji A. W tych warunkach stężeniowa stała równowagi opisanej reakcji jest równa 2,0.

Oblicz, jaki procent liczby moli wyjściowej mieszaniny stanowiła substancja A.

16

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 5. (2 pkt)

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

Ważnym etapem produkcji kwasu siarkowego(VI) jest katalityczne utlenianie tlenku siarki(IV) do tlenku siarki(VI) opisane równaniem:

2SO2(g) + O2(g) katalizator, 𝑇 2SO3(g)

W tabeli podane są wartości stałej równowagi tej reakcji w wybranych temperaturach.

Temperatura, ºC 450 500 600 700
Stała równowagi 0,35⋅105 0,52⋅104 0,22⋅103 0,23⋅102
Na podstawie: Z. Sarbak, Reakcje i procesy katalityczne, „LAB. Laboratoria. Aparatura. Badania”, nr 6, Katowice 2010.

Na poniższym wykresie przedstawiono zmiany stężenia molowego reagentów w trakcie opisanej reakcji prowadzonej w dwóch różnych temperaturach 𝑇1 i 𝑇2. Zmiana temperatury z 𝑇1 do 𝑇2 nastąpiła po ustaleniu się stanu równowagi w momencie zaznaczonym przerywaną linią i oznaczonym jako 𝑡𝐴.

5.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy w momencie 𝒕A nastąpiło podwyższenie, czy – obniżenie temperatury. Odpowiedź uzasadnij. W uzasadnieniu uwzględnij efekt energetyczny opisanej reakcji.

Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:

5.2. (0–1)

Na poniższych wykresach przedstawiono zmiany stężenia reagenta do ustalenia stanu równowagi. Na wykresie 1. powtórzono z poprzedniego wykresu (s. 4) krzywą ilustrującą zmianę stężenia molowego SO3 w temperaturze 𝑇1 – od momentu zapoczątkowania reakcji do momentu zmiany temperatury na 𝑇2. Obok przedstawiono wykresy 2. i 3. Osie na wykresach 1.–3. są wyskalowane tak samo.

Wybierz wykres (2. albo 3.), który może odpowiadać reakcji utleniania SO2 do SO3 w temperaturze 𝑻1 prowadzonej bez udziału katalizatora, i napisz jego numer. Wybór uzasadnij.

Numer wykresu:
Uzasadnienie:

17

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 6. (4 pkt)

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

Metoda VSEPR pozwala określać kształt cząsteczek zbudowanych z atomów pierwiastków grup głównych. W cząsteczce należy wyróżnić atom centralny (np. atom tlenu w cząsteczce H2O) i ustalić liczbę wolnych par elektronowych na jego zewnętrznej powłoce. Następnie zsumować liczbę podstawników związanych z atomem centralnym (𝑥) i liczbę jego wolnych par elektronowych (𝑦). W ten sposób otrzymuje się tzw. liczbę przestrzenną (𝐿p = 𝑥 + 𝑦), która determinuje kształt cząsteczki. Ponieważ zarówno wolne, jak i wiążące pary elektronowe wzajemnie się odpychają, wszystkie elementy składające się na liczbę przestrzenną (podstawniki i wolne pary elektronowe) zajmują jak najbardziej odległe od siebie położenia wokół atomu centralnego.

Na podstawie: R. J. Gillespie, Fifty years of the VSEPR model; Coordination Chemistry Reviews 252 (2008) 1315.

6.1. (0–2)

Uzupełnij poniższą tabelę – dla wymienionych cząsteczek napisz wartości 𝒙 i 𝒚 oraz określ kształt cząsteczki (liniowa, kątowa, trójkątna, tetraedryczna).

CO2 SO2 OF2
𝑥
𝑦
kształt cząsteczki

6.2. (0–1)

Poniżej przedstawiono dwa modele przestrzenne (I i II) różnych cząsteczek o wzorze ogólnym AB4.

Rozstrzygnij, który z przedstawionych modeli (I albo II) jest ilustracją kształtu cząsteczki SF4. Uzasadnij swój wybór. Zastosuj metodę VSEPR.

Cząsteczkę SF4 przedstawia model
Uzasadnienie:

6.3. (0–1)

W teorii VSEPR przyjmuje się, że kąty między wiązaniami w drobinach zależą od siły, z jaką odpychają się pary elektronowe znajdujące się na zewnętrznej powłoce. Siła odpychania par elektronowych powłoki walencyjnej maleje w kolejności: wolna para elektronowa – wolna para elektronowa > wolna para elektronowa – wiążąca para elektronowa > wiążąca para elektronowa – wiążąca para elektronowa. Oznacza to, że w drobinach, w których nie ma wolnych par elektronowych, kąty między wiązaniami są najbardziej zbliżone do wartości teoretycznych opisujących idealną strukturę geometryczną drobiny, a w cząsteczkach zawierających wolne pary elektronowe obserwuje się zmniejszenie kątów między wiązaniami.

Na podstawie: J. D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.

Wpisz do tabeli wartości kątów między wiązaniami N–H w wymienionych drobinach (NH2, NH3, NH+4). Wartości tych kątów wybierz spośród następujących: 180°, 120°, 109°,107°, 105°.

Drobina NH2 NH3 NH+4
Wartość kąta między wiązaniami
18
19

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 6. (2 pkt)

Tlenki Narysuj/zapisz wzór Napisz równanie reakcji

Produktem spalania metalicznego sodu w tlenie jest nadtlenek sodu o wzorze Na2O2. W wyniku reakcji tego związku z sodem w podwyższonej temperaturze można otrzymać tlenek sodu Na2O. Każdy z opisanych związków sodu z tlenem ma budowę jonową i tworzy sieć krystaliczną zbudowaną z kationów i anionów.

Nadtlenek sodu reaguje gwałtownie z wodą. Jednym z produktów tej reakcji, zachodzącej bez zmiany stopni utlenienia, jest nadtlenek wodoru H2O2.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2006.

6.1. (0–1)

Napisz wzór anionu występującego w nadtlenku sodu oraz wzór anionu występującego w tlenku sodu.

Wzór anionu w nadtlenku sodu:

Wzór anionu w tlenku sodu:

6.2. (0–1)

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji nadtlenku sodu z wodą.

20

Strony