Zadania maturalne z chemii

131

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9. (2 pkt)

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

Reakcja tlenku siarki(IV) z tlenem przebiega zgodnie z równaniem:

2SO₂ (g) + O₂ (g) ^V₂O₅ 2SO₃ (g)

ΔH° = −98,98 kJ ∙ mol⁻¹

Reakcję prowadzi się w temperaturze 650 K–850 K w obecności katalizatora. W tej temperaturze wszystkie reagenty są gazami.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie.

W warunkach izotermicznych wydajność reakcji tlenku siarki(IV) z tlenem (nie zależy / zależy) od ciśnienia panującego w reaktorze.
W warunkach izobarycznych podwyższenie temperatury, w której prowadzona jest reakcja tlenku siarki(IV) z tlenem, poskutkuje (spadkiem / wzrostem) wydajności reakcji tworzenia tlenku siarki(VI).
W warunkach izobarycznych podwyższenie temperatury, w której prowadzona jest reakcja tlenku siarki(IV) z tlenem, poskutkuje (spadkiem / wzrostem) szybkości reakcji tworzenia tlenku siarki(VI).

132

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (1 pkt)

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

Przemysłowa produkcja kwasu azotowego(V) jest procesem kilkuetapowym. Pierwszym etapem jest katalityczne utlenienie amoniaku tlenem z powietrza do tlenku azotu(II). W drugim etapie otrzymany tlenek azotu(II) utlenia się do tlenku azotu(IV). Ta reakcja przebiega zgodnie z poniższym równaniem:

2NO (g) + O₂ (g) 2NO₂ (g)

Powstały tlenek azotu(IV) jest następnie wprowadzany do wody, w wyniku czego powstaje roztwór kwasu azotowego(V) o stężeniu w zakresie 50%–60% (w procentach masowych).

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

Na poniższym wykresie przedstawiono zależność równowagowego stopnia przemiany NO w NO₂ od temperatury dla dwóch różnych wartości ciśnienia p₁ i p₂. Wydajność tworzenia NO₂ jest tym większa, im większa jest wartość równowagowego stopnia przemiany.

zależność równowagowego stopnia przemiany NO w NO2 od temperatury dla dwóch różnych wartości ciśnienia p1 i p2

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Ciśnienie p₁ jest (wyższe / niższe) od ciśnienia p₂. Przemiana NO w NO₂ to reakcja (endotermiczna / egzotermiczna), co oznacza, że wartość ΔH przemiany jest (dodatnia / ujemna).

133

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11. (2 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Właściwości roztworów i mieszanin Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Sporządzono wodne roztwory siarczanu(IV) potasu i siarczanu(VI) potasu o takim samym stężeniu molowym. Jeden z tych roztworów przelano do trzech probówek oznaczonych numerem I, a drugi – do trzech probówek oznaczonych numerem II. Zadaniem uczniów było zidentyfikowanie przygotowanych roztworów. Trzech uczniów poprawnie zaprojektowało i wykonało doświadczenie, którego opis i wyniki przedstawiono w tabeli.

	Opis doświadczenia	Obserwacje
uczeń 1.	Do probówki I i II dodałem kwas solny.	W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II wydzielał się gaz o ostrym zapachu.
uczeń 2.	Do probówki I i II dodałem kilka kropli wodnego roztworu manganianu(VII) potasu.	W probówce I roztwór przyjął fioletowe zabarwienie. W probówce II powstał brunatny osad.
uczeń 3.	Do probówki I i II dodałem alkoholowy roztwór fenoloftaleiny.	W probówce I nie zaobserwowałem zmian. W probówce II roztwór zabarwił się na malinowo.

11.1. (0–1)

Uzupełnij opis procesu sformułowany przez ucznia 2. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

Manganian(VII) potasu (utlenia / redukuje) jony obecne w roztworze w probówce (I / II). Jednym z produktów tej reakcji jest (tlenek manganu(II) / tlenek manganu(IV)).

11.2. (0–1)

Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród podanych w nawiasie.

W celu oddzielenia trudno rozpuszczalnego produktu reakcji od pozostałych składników mieszaniny, która powstała w probówce II ucznia 2., należałoby zastosować (destylację / odparowanie / sączenie).

134

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 13. (2 pkt)

Reakcje i właściwości kwasów i zasad Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Roztwory zawierające porównywalne liczby drobin kwasu Brønsteda i sprzężonej z nim zasady są nazywane roztworami buforowymi. Przykładem jest bufor octanowy. Kwasem Brønsteda są w nim cząsteczki CH₃COOH, a zasadą – jony CH₃COO^– pochodzące z całkowicie zdysocjowanej soli, np. octanu sodu. Wprowadzenie do roztworu buforowego mocnego kwasu skutkuje zmniejszeniem stężenia zasady i wzrostem stężenia sprzężonego z nią kwasu. Dodatek mocnej zasady prowadzi do zmniejszenia stężenia kwasu i wzrostu stężenia sprzężonej zasady. Wartość pH buforu praktycznie nie zależy od jego stężenia i nieznacznie się zmienia podczas dodawania niewielkich ilości mocnych kwasów lub mocnych zasad.

13.1. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas dodawania mocnej zasady (OH⁻) do buforu octanowego oraz uzupełnij zdanie – wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie.

Równanie reakcji z mocną zasadą:

Po wprowadzeniu mocnego kwasu do buforu octanowego stężenie jonów octanowych (wzrośnie / zmaleje / nie ulegnie zmianie).

13.2. (0–1)

Przeprowadzono doświadczenie, w którym zmieszano jednakowe objętości wodnych roztworów różnych substancji. Wszystkie roztwory miały jednakowe stężenie molowe. Mieszaniny przygotowano zgodnie z poniższym schematem.

Które z przygotowanych roztworów są buforami? Napisz ich numery.

135

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 14. (1 pkt)

Chemia wokół nas Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W przemyśle duże ilości wody są zużywane w celu chłodzenia aparatury. W wyniku użycia wody twardej w podwyższonej temperaturze powstają trudno rozpuszczalne osady tworzące kamień kotłowy, np.:

Ca²⁺ + 2HCO⁻₃ → CaCO₃ + CO₂ + H₂O
Mg²⁺ + 2HCO⁻₃ → Mg(OH)₂ + 2CO₂

Aby zapobiec powstawaniu kamienia kotłowego w instalacjach przemysłowych, niekiedy stosuje się tzw. szczepienie kwasem, czyli rozkład rozpuszczonych w wodzie wodorowęglanów wapnia i magnezu mocnymi kwasami, np. kwasem siarkowym(VI).

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

Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeżeli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.


1.	Składnikami kamienia kotłowego są m.in. węglan wapnia i wodorotlenek magnezu.	P	F
2.	Po dodaniu kwasu siarkowego(VI) do wody zawierającej wodorowęglany zachodzi reakcja opisana równaniem: HCO⁻₃ + H⁺ ⟶ CO₂ + H₂O	P	F
3.	Użycie kwasu siarkowego(VI) skutkuje całkowitym usunięciem obecnych w wodzie jonów Ca²⁺ i Mg²⁺.	P	F

136

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 15. (1 pkt)

Sole Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Węglan sodu występuje w postaci soli bezwodnej oraz w postaci hydratu zawierającego 63% masowych wody. Obie formy rozpuszczają się w wodzie. Uwodniony węglan sodu tworzy bezbarwne kryształy, które podczas ogrzewania uwalniają wodę krystalizacyjną i rozpuszczają się w niej.

Rozpuszczalność węglanu sodu (w przeliczeniu na sól bezwodną) w temperaturze 40 °C jest równa 48,8 g na 100 g wody.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.

Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.


1.	W wodnym roztworze węglanu sodu znajdują się aniony, które mogą pełnić funkcję wyłącznie zasady Brønsteda.	P	F
2.	W wodnym roztworze węglanu sodu nie ma anionów, które mogą pełnić funkcję zarówno kwasu, jak i zasady Brønsteda.	P	F
3.	Hydrat węglanu sodu rozpuszcza się w wodzie, w wyniku czego tworzy roztwór o odczynie zasadowym.	P	F

137

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 17. (2 pkt)

Metale Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W celu porównania reaktywności różnych metali wykonano doświadczenie, w którym płytkę z metalu M zważono i umieszczono w naczyniu zawierającym wodny roztwór pewnej soli. W wyniku zachodzącej reakcji roztwór się odbarwił. Płytkę wyjęto, opłukano wodą destylowaną, wysuszono i zważono ponownie. Ustalono, że w wyniku reakcji masa płytki zmalała.

17.1. (0–1)

Wybierz i podkreśl jeden symbol metalu w zestawie I i jeden wzór odczynnika w zestawie II, tak aby otrzymać schemat przeprowadzonego doświadczenia.

17.2. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła podczas doświadczenia.

138

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 21. (1 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przeprowadzono doświadczenie z udziałem azotanu(III) potasu (KNO₂). Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.

Objawy reakcji zaobserwowano w obu probówkach. Na dnie probówki I powstała substancja o fioletowobrunatnej barwie, charakterystycznej dla wolnego jodu, a fioletowy roztwór dodawany do probówki II uległ odbarwieniu.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

W probówce I jony azotanowe(III) (redukują / utleniają) jony jodkowe do wolnego jodu. Podczas reakcji zachodzącej w probówce II jon azotanowy(III) pełni funkcję (reduktora / utleniacza). W tej reakcji powstaje sól manganu na stopniu utlenienia (II / IV / VI).

139

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (1 pkt)

Chemia wokół nas Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Liczba oktanowa LO określa odporność benzyny na spalanie detonacyjne, powodujące „stukanie” silnika spalinowego. Informuje ona, jaka zawartość procentowa (% objętościowy) 2,2,4-trimetylopentanu (izooktanu, LO = 100) w mieszaninie z heptanem (LO = 0) daje identyczną odporność na stukanie, jak dane paliwo. Liczba oktanowa rośnie, począwszy od alkanów o prostych łańcuchach węglowych, przez alkeny, cykloalkany, alkany o rozgałęzionych łańcuchach węglowych, aż do węglowodorów aromatycznych.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Benzynę można uzyskać w procesie krakingu frakcji ropy naftowej zawierających węglowodory o (wysokich / niskich) masach cząsteczkowych. Niską liczbę oktanową mają benzyny zawierające głównie cząsteczki o (rozgałęzionych / nierozgałęzionych) łańcuchach. Im większa zawartość cząsteczek cyklicznych, tym (wyższa / niższa) liczba oktanowa benzyny.

140

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 25. (1 pkt)

Węglowodory aromatyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Olejek eteryczny otrzymywany z majeranku zawiera m.in. substancje, których wzory i nazwy przedstawiono poniżej.