W wysokiej temperaturze może zachodzić rozkład metanu na substancje proste zgodnie
z równaniem:
CH4 (g) ⇄ C (s) + 2H2 (g)
Miarą wydajności tej reakcji jest równowagowy stopień przemiany metanu x, który wyraża
się wzorem:
x = n0[CH4] − n[CH4]n0[CH4]
W tym wzorze n0[CH4] oznacza początkową liczbę moli metanu, a n[CH4] – liczbę moli
tego gazu pozostałego po ustaleniu się stanu równowagi. Poniżej przedstawiono zależność
równowagowego stopnia przemiany metanu x od temperatury dla trzech wartości ciśnienia.
Na podstawie: P. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.
Wyjaśnij, dlaczego wydajność opisanej reakcji maleje ze wzrostem ciśnienia.
Stearyna jest zwyczajową nazwą tristearynianu gliceryny. W temperaturze 25°C stearyna jest
nierozpuszczalnym w wodzie ciałem stałym.
Zmieszano 10 g rozdrobnionej stearyny z 250 cm3 zimnej wody.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
Mieszanina rozdrobnionej stearyny i zimnej wody jest (roztworem właściwym / zawiesiną).
Składniki opisanej mieszaniny można rozdzielić metodą (krystalizacji / sączenia).
Zestaw laboratoryjny, który należy zastosować w tej metodzie, powinien zawierać (lejek z sączkiem / palnik / chłodnicę).
Podczas ogrzewania próbki monochloropochodnej pewnego nasyconego węglowodoru
o budowie łańcuchowej z nadmiarem wodnego roztworu wodorotlenku sodu przebiegła
reakcja zilustrowana schematem:
Do otrzymanej mieszaniny poreakcyjnej dodano najpierw wodny roztwór kwasu
azotowego(V) w celu zobojętnienia, a następnie – nadmiar wodnego roztworu azotanu(V)
srebra. W wyniku reakcji opisanej równaniem:
Ag+ + Cl− → AgCl ↓
wytrącił się osad, który odsączono i wysuszono. Masa próbki monochloropochodnej była
równa 0,314 g, a w wyniku opisanych przemian otrzymano 0,574 g stałego chlorku srebra.
Wykonaj obliczenia i zaproponuj jeden wzór półstrukturalny (grupowy) chloropochodnej tego węglowodoru.
W probówce I umieszczono wodny roztwór glukozy, a probówce II – wodny roztwór
sacharozy. Sacharoza, w odróżnieniu od glukozy, nie jest cukrem redukującym.
Zaprojektuj doświadczenie, dzięki któremu można potwierdzić obecność glukozy w roztworze umieszczonym w probówce I i obecność sacharozy w roztworze umieszczonym w probówce II.
26.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat doświadczenia. Podkreśl nazwę użytego odczynnika wybranego spośród podanych.
26.2. (1 pkt)
Spośród wymienionych poniżej warunków określających środowisko i temperaturę mieszaniny reakcyjnej wybierz te, w których należy przeprowadzić reakcję z wybranym odczynnikiem, i podkreśl nazwy tych warunków.
środowisko kwasowe
środowisko zasadowe
ogrzewanie
chłodzenie
26.3. (1 pkt)
Napisz, jakie możliwe do zaobserwowania zmiany zawartości probówki I lub probówki II będą potwierdzeniem obecności glukozy w roztworze znajdującym się w probówce I i obecności sacharozy w roztworze wprowadzonym do probówki II.
Oznaczanie zawartości fenolu w ściekach przemysłowych możne przebiegać w kilku etapach
opisanych poniżej.
Etap I: Otrzymywanie bromu.
Etap II: Bromowanie fenolu.
Etap III: Wydzielanie jodu.
Etap IV: Miareczkowanie jodu.
27.1. (0–1)
Podczas etapu I (oznaczania zawartości fenolu) zachodzi reakcja jonów bromkowych
z jonami bromianowymi(V) – BrO−3 – w roztworze o odczynie kwasowym. Produktami tej
przemiany są brom i woda.
Napisz w formie jonowej, z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas opisanego procesu (etapu I). Uwzględnij środowisko reakcji.
Równanie reakcji redukcji:
Równanie reakcji utleniania:
27.2. (0–2)
Gdy do zakwaszonego roztworu fenolu zawierającego nadmiar jonów bromkowych
wprowadzi się bromian(V) potasu w nadmiarze w stosunku do fenolu, to wytworzony brom
(w ilości równoważnej do bromianu(V) potasu) reaguje z fenolem zgodnie z równaniem
(etap II):
+ 3Br2 →
+ 3H+ + 3Br−
Następnie do powstałej mieszaniny dodaje się jodek potasu. Brom, który nie został zużyty
w reakcji bromowania, powoduje wydzielenie równoważnej ilości jodu (etap III):
2I− + Br2 → 2Br− + I2
Podczas kolejnego etapu (etapu IV) jod miareczkuje się wodnym roztworem tiosiarczanu
sodu (Na2S2O3), co można zilustrować równaniem:
2S2O2−3 + I2 → S4O2−6 + 2I−
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna – Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2012.
Oblicz stężenie molowe fenolu w próbce ścieków o objętości 100,0 cm3, jeżeli wiadomo, że w etapie I oznaczania zawartości fenolu powstało 0,256 grama bromu oraz że podczas etapu IV oznaczania tego związku na zmiareczkowanie jodu zużyto 14,00 cm3 roztworu tiosiarczanu sodu o stężeniu 0,100 mol · dm–3.
Oznaczanie zawartości fenolu w ściekach przemysłowych możne przebiegać w kilku etapach
opisanych poniżej.
Etap I: Otrzymywanie bromu.
Etap II: Bromowanie fenolu.
Etap III: Wydzielanie jodu.
Etap IV: Miareczkowanie jodu.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
Fenol, który jest pochodną benzenu zawierającą grupę hydroksylową związaną z pierścieniem, ulega podczas etapu II oznaczania reakcji substytucji (elektrofilowej / nukleofilowej / rodnikowej). Bromowanie benzenu wymaga użycia katalizatora, natomiast
reakcja fenolu z bromem przebiega łatwo już w temperaturze pokojowej. Można więc
wnioskować, że grupa hydroksylowa związana z pierścieniem benzenowym (ułatwia / utrudnia) podstawienie atomów (bromu / wodoru) atomami (bromu / wodoru).
W czterech probówkach umieszczono próbki substancji organicznych lub ich wodnych
roztworów – zgodnie z poniższym rysunkiem.
Obecność niektórych substancji organicznych można potwierdzić przez wykonanie próby,
czyli poddanie ich działaniu wybranych odczynników, którymi mogą być m.in.:
woda bromowa
roztwór jodu w wodnym roztworze jodku potasu
zawiesina świeżo wytrąconego wodorotlenku miedzi(II) na zimno
Przeprowadzono doświadczenie, w którym do każdej probówki I–IV wprowadzono wybrany
odczynnik a) – c). Wyniki wykonanych prób potwierdziły obecność substancji organicznej
znajdującej się w każdej probówce.
Do zawartości każdej probówki I–IV dobierz jedną z wymienionych prób umożliwiającą potwierdzenie obecności substancji organicznej znajdującej się w probówce. Wpisz do tabeli literę, którą oznaczono tę próbę, oraz napisz, jaki możliwy do zaobserwowania efekt tej próby będzie potwierdzeniem obecności danej substancji. Uwzględnij fakt, że każda próba została przeprowadzona co najmniej raz.
Numer probówki
Próba
Efekt próby potwierdzający obecność poszczególnych substancji
Analiza składu pewnego wielkocząsteczkowego związku organicznego naturalnego
pochodzenia wykazała, że zawiera on węgiel, wodór, azot, tlen i siarkę. Stwierdzono,
że próbka tego związku pod wpływem stężonego wodnego roztworu kwasu azotowego(V)
barwi się na żółto. Kolejną próbkę tego związku wprowadzono do probówki z wodą,
a następnie wlano tam wodny roztwór wodorotlenku sodu i wodny roztwór siarczanu(VI)
miedzi(II). Po wymieszaniu zawartości probówki zaobserwowano powstanie roztworu
o barwie fioletowej.
Spośród grup związków organicznych, których nazwy wymieniono poniżej, wybierz grupę, do której należy opisany związek, i podkreśl jej nazwę.
Etery są związkami o wzorze R−O−R’, przy czym R i R’ mogą być zarówno grupami
alkilowymi, jak i arylowymi.
W poniższej tabeli zestawiono wartości temperatury wrzenia tw (pod ciśnieniem 1013 hPa)
wybranych alkoholi oraz wybranych eterów o nierozgałęzionych cząsteczkach.
Wzór alkoholu
tw, °C
Wzór eteru
tw, °C
I
CH3CH2OH
79
VI
CH3−O−CH3
−25
II
CH3CH2CH2OH
97
VII
CH3CH2−O−CH3
11
III
CH3CH2CH2CH2OH
117
VIII
CH3CH2−O−CH2CH3
35
IV
CH3CH2CH2CH2CH2OH
138
IX
CH3CH2CH2−O−CH2CH3
64
V
CH3CH2CH2CH2CH2CH2OH
157
X
CH3CH2CH2−O−CH2CH2CH3
91
Na podstawie: L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2006.
29.1. (0–1)
Czy alkohole i etery o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczce są izomerami? Uzasadnij swoją odpowiedź. Odnieś się do związków, których wzory wymieniono w tabeli.
29.2. (0–2)
Spośród związków o wzorach podanych w tabeli wybierz substancję najmniej lotną i substancję najbardziej lotną. Napisz numery, którymi oznaczono wzory wybranych związków. Następnie wyjaśnij, dlaczego etery są bardziej lotne niż alkohole o tej samej masie cząsteczkowej. Odnieś się do budowy cząsteczek związków, których wzory wymieniono w tabeli.
Numer związku najmniej lotnego:
Numer związku najbardziej lotnego:
