Zadania maturalne z chemii

151

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27. (2 pkt)

Energetyka reakcji Oblicz

Poniżej podano wartości standardowej entalpii spalania acetylenu i benzenu.

C₂H₂ (g)
C₆H₆ (c)

Δ sp H° = – 1300,3 kJ·mol^–1
Δsp H° = – 3268,4 kJ·mol^–1

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

Na podstawie powyższych danych oblicz entalpię ΔH^o_x reakcji trimeryzacji acetylenu, która zachodzi zgodnie z równaniem:

3C₂H₂ (g) → C₆H₆ (c)

152

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 28. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Mieszanina tlenku węgla(II) i wodoru to gaz syntezowy, który stosuje się do otrzymywania wielu związków organicznych. Proces produkcji metanolu z gazu syntezowego zilustrowano poniższym równaniem.

CO + 2H₂ ^{kat., p, T} CH₃OH

Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.

Oblicz, ile m³ gazu syntezowego odmierzonego w warunkach normalnych potrzeba do otrzymania 2 · 10²⁵ cząsteczek metanolu, jeżeli reakcja przebiega z wydajnością równą 70%. Przyjmij, że stosunek molowy n_CO : n_H₂ jest równy 1 : 2. Wynik zaokrąglij do jednego miejsca po przecinku.

153

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 29. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

Oblicz, ile centymetrów sześciennych wodnego roztworu kwasu etanowego o stężeniu równym 41,0% masowych i gęstości 1,05 g·cm⁻³ należy rozcieńczyć wodą, aby otrzymać 200,00 cm³ roztworu kwasu etanowego o stężeniu 0,70 mol·dm⁻³.

154

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 35. (2 pkt)

Miareczkowanie Oblicz

Zawartość kwasu askorbinowego w próbce wyznacza się na podstawie stechiometrii jego reakcji z jodem. Do roztworu zawierającego nieznaną ilość kwasu askorbinowego i niewielką ilość skrobi dodaje się kroplami roztwór jodu w roztworze jodku potasu. Stężenie roztworu jodu musi być dokładnie znane, a jego objętość – mierzona. Mówimy, że roztwór kwasu askorbinowego miareczkuje się roztworem jodu. Dopóki kwas askorbinowy jest obecny w roztworze, zachodzi reakcja, którą można w uproszczeniu opisać równaniem:

Gdy cały kwas askorbinowy przereaguje, jod dostarczony w nadmiarowej kropli poskutkuje zabarwieniem skrobi. W tym momencie kończy się miareczkowanie, co oznacza, że osiągnięto punkt końcowy i należy odczytać objętość zużytego roztworu jodu. Gdy zna się jego stężenie, można obliczyć, ile kwasu askorbinowego zawierała próbka.

Próbkę X pewnego preparatu, którego głównym składnikiem jest witamina C, rozpuszczono w wodzie, w wyniku czego otrzymano 100,0 cm³ roztworu. Następnie pobrano 10,0 cm³ tego roztworu, przeniesiono do kolby i miareczkowano roztworem jodu o stężeniu 0,052 mol ⋅ dm⁻³. Stwierdzono, że punkt końcowy miareczkowania został osiągnięty po dodaniu 10,8 cm³ roztworu jodu.

Oblicz w miligramach zawartość witaminy C w próbce X, jeśli wiadomo, że pozostałe składniki preparatu nie reagują z jodem. Przyjmij, że masa molowa witaminy C jest równa M = 176 g·mol^–1.

155

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 2. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Gal występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów. Na 3 atomy pierwszego izotopu galu o masie atomowej 68,926 u przypadają 2 atomy drugiego izotopu galu o masie atomowej m_x. Średnia masa atomowa galu jest równa 69,723 u.

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

Na podstawie powyższych danych oblicz masę atomową m_x drugiego izotopu galu. Wynik końcowy podaj z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku.

156

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

Na podstawie powyższych danych oblicz bezwzględną masę (wyrażoną w gramach) jednego atomu tego izotopu galu, który ma mniejszą masę atomową.

157

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

W wysokiej temperaturze węgiel reaguje z tlenkiem węgla(IV) i ustala się równowaga chemiczna:

CO₂ (g) + C (s) ⇄ 2CO (g)

Objętościową zawartość procentową CO i CO₂ w gazie pozostającym w równowadze z węglem w zależności od temperatury (pod ciśnieniem atmosferycznym 1013 hPa) przedstawiono na poniższym wykresie.

Oblicz wyrażoną w procentach masowych zawartość tlenu, wchodzącego w skład CO₂ i CO, w pozostającej w równowadze mieszaninie tych związków z węglem w temperaturze 873 K i pod ciśnieniem 1013 hPa. Możesz przyjąć, że sumaryczna liczba moli gazowego substratu i gazowego produktu reakcji jest równa 1. W opisanych warunkach 1 mol gazu zajmuje objętość 71,6 dm³.

158

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 6. (3 pkt)

Rozpuszczalność substancji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Poniżej przedstawiono wykres rozpuszczalności w wodzie dwóch soli KI i KNO₃ w zależności od temperatury.

6.1. (1 pkt)

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


1.	Po wprowadzeniu 100 g azotanu(V) potasu do 100 g wody i po ogrzaniu mieszaniny do temperatury 40°C, na dnie zlewki pozostaje około 38 g substancji stałej.	P	F
2.	Po ochłodzeniu do temperatury 20°C nasyconych w temperaturze 60°C roztworów obu soli otrzymano w zlewce z roztworem jodku potasu roztwór nasycony, a zlewce z roztworem azotanu(V) potasu – roztwór nienasycony.	P	F
3.	W temperaturze około 87,5°C stężenie molowe nasyconego roztworu jodku potasu jest takie samo jak stężenie molowe nasyconego roztworu azotanu(V) potasu.	P	F

6.2. (2 pkt)

Do 150 g roztworu jodku potasu nasyconego w temperaturze 15°C dodano 100 g tej soli i zawartość zlewki ogrzano do temperatury 65°C.

Oblicz, o ile procent wzrośnie masa roztworu w zlewce.

159

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 7. (2 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Sód to aktywny metal, który w związkach chemicznych przyjmuje stopień utlenienia I. Spalany w powietrzu tworzy nadtlenek o wzorze Na₂O₂ (reakcja 1.). W reakcji nadtlenku sodu z tlenkiem węgla(IV) powstają węglan sodu oraz bezbarwny i bezwonny gaz podtrzymujący palenie (reakcja 2.).

Stwierdzono, że w pewnym związku chemicznym zawartość sodu wyrażona w procentach masowych jest równa 74,2%.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i ustal, czy opisanym związkiem jest nadtlenek sodu, czy – tlenek sodu.

160

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Właściwości roztworów i mieszanin Związki nieorganiczne – ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/wymień Oblicz

Przygotowano dwie identyczne próbki oznaczone numerami I i II: w każdej próbce zmieszano 2,8 g wiórków żelaznych i 2,4 g rozdrobnionej siarki.
Próbkę I wprowadzono do probówki i ogrzano w płomieniu palnika. Stwierdzono, że żelazo całkowicie przereagowało z siarką, w wyniku czego powstał produkt, w którym stosunek masowy m_Fe : m_S ≈ 7 : 4 (reakcja 1.). Po zakończeniu reakcji zawartość probówki ostudzono, a następnie poddano działaniu kwasu solnego użytego w nadmiarze. Zaobserwowano, że mieszanina poreakcyjna częściowo roztworzyła się w kwasie, czemu towarzyszyło wydzielanie bezbarwnego gazu o nieprzyjemnym zapachu (reakcja 2.).
Próbkę II wprowadzono – bez uprzedniego ogrzewania – do zlewki z kwasem solnym. Stwierdzono, że próbka częściowo roztworzyła się w nadmiarze kwasu z wydzieleniem bezbarwnego i bezwonnego gazu (reakcja 3.).

7.1. (0–1)

Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji, które zaszły po poddaniu obu próbek działaniu kwasu solnego użytego w nadmiarze (reakcja 2. i reakcja 3.).

Równanie reakcji 2.:

Równanie reakcji 3.:

7.2. (0–1)

Podaj nazwę substancji, która pozostała nieroztworzona w kwasie solnym w obu naczyniach, i podaj nazwę metody, którą należy zastosować, aby wyodrębnić tę substancję z mieszaniny poreakcyjnej otrzymanej po dodaniu nadmiaru kwasu solnego do obu próbek.

Nazwa substancji:
Nazwa metody:

7.3. (0–1)

Ustal, ile gramów substancji, która pozostała nieroztworzona w kwasie solnym w obu naczyniach, zawierały próbki.

Próbka I:
Próbka II: