Zadania maturalne z chemii

Znalezionych zadań - 329

Strony

11

Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 21. (4 pkt)

Miareczkowanie Oblicz

Aby wyznaczyć równanie kinetyczne reakcji utleniania etanolu jonami Cr2O2–7, do wodnego roztworu zawierającego K2Cr2O7 i kwas siarkowy(VI) dodano nadmiar alkoholu etylowego. Z mieszaniny reakcyjnej w równych odstępach czasu pobierano po 10 cm3 roztworu i oznaczano stężenie nieprzereagowanych anionów metodą jodometryczną. Ta metoda polega na dodaniu nadmiaru jonów I– do roztworu zawierającego utleniacz, a następnie – na oznaczeniu ilości wydzielonego jodu. W tym celu mieszaninę reakcyjną miareczkuje się roztworem Na2S2O3 o znanym stężeniu, w obecności skrobi jako wskaźnika. Zachodzą wówczas reakcje opisane równaniami:

Cr2O2–7 + 6I + 14H+ → 2Cr3+ + 3I2 + 7H2O

2S2O2–3 + I2 → S4O2–6 + 2I

Po wykonaniu opisanego doświadczenia ustalono, że w warunkach doświadczenia utlenianie etanolu przez Cr2O2–7 przebiega według równania kinetycznego:

𝑣 = 𝑘 ∙ cCr2O2–7

Na wykresie przedstawiono zależność szybkości reakcji 𝑣 od stężenia molowego jonów Cr2O2–7 .

Na podstawie: M. Hassan, A.N. Al-Hakimi, M.D. Alahmadi, S. Afr. J. Chem., 64 (2011) 237.

Stężenie jonów Cr2O2–7 w dowolnym momencie trwania reakcji obliczano z zależności:

log cCr2O2–7 = log c0𝑘 ∙ t2,303

We wzorze c0 oznacza początkowe stężenie jonów Cr2O2–7, 𝑘 jest stałą szybkości reakcji, a 𝑡 to czas (wyrażony w minutach).

Do wykonania opisanego doświadczenia użyto roztworu, w którym początkowe stężenie jonów Cr2O2–7 było równe 0,025 mol ∙ dm–3.

Oblicz, jaką objętość roztworu Na2S2O3 o stężeniu 0,0010 mol ∙ dm–3 zużyto do zmiareczkowania 10 cm3 roztworu pobranego po 10 minutach trwania reakcji utleniania etanolu jonami dichromianowymi(VI).

12

Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 25. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Kwas benzoesowy oraz kwas szczawiowy to białe, krystaliczne ciała stałe, dobrze rozpuszczalne w etanolu. Te związki reagują z jonami OH według równań:

Odważono próbkę mieszaniny kwasów benzoesowego i szczawiowego o masie 𝑚𝑥. Tę próbkę rozpuszczono w 100 cm3 etanolu. Do zobojętnienia kwasów w tym roztworze zużyto porcję wodorotlenku sodu o masie 𝑚𝑥2.

Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość kwasu szczawiowego w badanej mieszaninie. Wynik zaokrąglij do liczby całkowitej. Przyjmij następujące wartości mas molowych: MNaOH = 40 g ∙ mol–1, MC6H5COOH = 122 g ∙ mol–1, M(COOH)2 = 90 g ∙ mol–1.

13

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.

14

Matura Czerwiec 2026, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 29. (3 pkt)

Peptydy i białka Oblicz

Konwencja zapisu wzorów peptydów wymaga umieszczenia po lewej stronie reszty aminokwasu z wolną grupą aminową związaną z atomem węgla 𝛼 – reszty N-końcowej. Aby zidentyfikować taką resztę w peptydzie, do jej grupy aminowej wprowadza się podstawnik, który pozostaje z nią związany podczas hydrolizy peptydu. Z powstałej mieszaniny wydziela się związek znakowany tym podstawnikiem i identyfikuje się aminokwas. W opisanej metodzie stosuje się np. 1-fluoro-2,4-dinitrobenzen, który reaguje z peptydem zgodnie z poniższym schematem.

Na podstawie: R.T. Morisson, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2012.

Przeprowadzono analizę reszty N-końcowej pewnego peptydu opisaną metodą. Wydzielono – w postaci obojętnej – produkt połączenia reszty N-końcowej z grupą 2,4-dinitrofenylową.
Ustalono, że masa molowa tego związku jest równa 271,19 g ∙ mol–1. W tym związku tlen stanowi 41,30 %, a azot – 15,49 % jego masy.

Na podstawie obliczeń ustal masę molową aminokwasu, którego reszta stanowiła N-koniec badanego peptydu. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tego aminokwasu.

Wzór aminokwasu:

15

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 3. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Masa atomowa izotopu jest w przybliżeniu równa jego liczbie masowej A.
Bor występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch trwałych izotopów o liczbach masowych równych 10 i 11, a średnia masa atomowa tego pierwiastka jest równa 10,806 u.

Oblicz, jaki udział w naturalnym borze stanowią atomy zawierające w jądrach po 6 neutronów. Wynik podaj w procentach.

16

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 4. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Przyjmuje się, że masa atomowa izotopu jest równa jego liczbie masowej. Masa atomowa talu jest równa 204,38 u. Ten pierwiastek występuje w przyrodzie w postaci dwóch trwałych izotopów, których jądra atomowe mają parzystą liczbę neutronów. Różnica mas atomowych między tymi nuklidami jest równa 2 u.

Oblicz bezwzględną masę (w gramach) jednego atomu lżejszego izotopu talu.

17

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 4. (2 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Jod tworzy wiele połączeń z tlenem np. tlenek jodu(V), który jest białym ciałem stałym. W reakcji tego związku z wodą powstaje jednoprotonowy kwas. Opisany tlenek jest stosowany do wykrywania i oznaczania zawartości tlenku węgla(II) w powietrzu.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.

W jednym z tlenków jodu masa tlenu stanowi 20,14 % masy tego tlenku. W jego wzorze rzeczywistym liczba atomów jodu jest dwa razy większa niż we wzorze empirycznym.

Na podstawie obliczeń ustal i napisz wzór empiryczny oraz wzór rzeczywisty opisanego tlenku.

Wzór empiryczny:
Wzór rzeczywisty:

18

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 8. (2 pkt)

Miareczkowanie Oblicz

W celu otrzymania kwasu bromowodorowego przeprowadzono doświadczenie z użyciem zestawu, który zilustrowano rysunkiem poniżej.

Do kolby stożkowej zawierającej 9,5 g czystego stałego bromku potasu wprowadzono kroplami pewną ilość stężonego kwasu siarkowego(VI). Zaszła reakcja opisana poniższym równaniem.

KBr + H2SO4 → KHSO4 + HBr

W wyniku całkowitego pochłonięcia wydzielonego bromowodoru otrzymano w cylindrze 80 cm3 kwasu bromowodorowego. Z tego roztworu pobrano próbkę 1,0 cm3, którą rozcieńczono wodą. Do jej zobojętnienia zużyto 6,9 cm3 roztworu wodorotlenku potasu o pH = 13.

Oblicz, jaka część użytego w doświadczeniu KBr uległa reakcji z H2SO4. Wynik podaj w procentach.

19

Matura Maj 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 10. (5 pkt)

Szybkość reakcji Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

W zamkniętym reaktorze zachodzi reakcja opisana równaniem:

X2 (g) + 2Y2 (g) → 2XY2 (g)

Zależność szybkości tej reakcji od stężenia opisuje poniższe równanie kinetyczne.

𝑣 = 𝑘 ∙ 𝑐𝒂X2 ∙ 𝑐𝒃Y2

Aby wyznaczyć wykładniki 𝑎 i 𝑏 w równaniu kinetycznym, przeprowadzono serię pomiarów: w temperaturze 𝑇 mierzono zależność szybkości reakcji od stężenia jednego z substratów przy stałym stężeniu drugiego. Na podstawie wyników pomiarów sporządzono poniższe wykresy zależności szybkości reakcji od:

  • stężenia substratu X2 przy stałym stężeniu 𝑐Y2 = 1 mol ∙ dm–3 (linia czerwona)
  • stężenia substratu Y2 przy stałym stężeniu 𝑐X2 = 1 mol ∙ dm–3 (linia zielona).

10.1. (0–1)

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

1. Zmniejszenie objętości reaktora w warunkach izotermicznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje wzrostem szybkości opisanej reakcji. P F
2. Wzrost temperatury w reaktorze w warunkach izobarycznych, przy niezmienionej początkowej liczbie moli substratów, skutkuje spadkiem szybkości opisanej reakcji. P F

10.2. (0–4)

W reaktorze o pojemności 4,0 dm3 umieszczono stechiometryczną mieszaninę, zawierającą łącznie 12,0 mol gazów X2 i Y2, i zainicjowano reakcję syntezy gazu XY2. W układzie utrzymywano temperaturę 𝑇.

Na podstawie analizy wykresów ustal i napisz wartości wykładników 𝒂 i 𝒃. Następnie oblicz wartość stałej szybkości reakcji 𝒌 oraz oblicz szybkość tej reakcji w temperaturze 𝑻 w chwili, gdy w reaktorze znajdowało się łącznie 9,0 mol wszystkich gazów.

Równanie kinetyczne:

20

Matura Czerwiec 2025, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 11. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

W 250 g wodnego roztworu NaOH o stężeniu 2,0% rozpuszczono 9,0 g stałej mieszaniny NaOH i KOH, w której stosunek molowy tych wodorotlenków wynosił 𝑛NaOH : 𝑛KOH = 3 ∶ 1.

Oblicz, jaki procent masy otrzymanego roztworu stanowi masa NaOH. Przyjmij, że MNaOH = 40 g ∙ mol–1, MKOH = 56 g ∙ mol–1. Wynik podaj w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku.

Strony