Zadania maturalne z chemii

161

Matura Maj 2016, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 20. (2 pkt)

Właściwości fizyczne cieczy i gazów Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Scharakteryzuj metan i tlenek węgla(IV) w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym. Wybierz ich właściwości spośród podanych poniżej i wpisz(zgodnie z podanym przykładem) w odpowiednie kolumny tabeli.

ciało stałe, ciecz, gaz
bezbarwny, barwny
słabo rozpuszczalny w wodzie, praktycznie nierozpuszczalny w wodzie
palny, niepalny
gęstość mniejsza od gęstości powietrza, gęstość większa od gęstości powietrza

Metan	Tlenek węgla(IV)
1.	1.
2.	2.
3. praktycznie nierozpuszczalny w wodzie	3. słabo rozpuszczalny w wodzie
4.	4.
5.	5.

162

Matura Maj 2016, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 21. (4 pkt)

Stopnie utlenienia Bilans elektronowy Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Po wprowadzeniu rtęci do stężonego gorącego roztworu kwasu siarkowego(VI) zachodzi reakcja opisana poniższym schematem:

Hg + H₂SO₄ _(stężony) ^ogrzewanie HgSO₄ + SO₂↑ + H₂O

21.1. (0-1)

Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia rtęci i siarki.

21.2. (0-1)

W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).

21.3. (0-1)

Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.

Hg + H₂SO₄ _(stężony) ^ogrzewanie HgSO₄ + SO₂↑ + H₂O

21.4. (0-1)

Uzupełnij poniższe zdanie – podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie.

W opisanej reakcji rtęć jest (reduktorem / utleniaczem), ulega więc (redukcji / utlenieniu).

163

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 21. (1 pkt)

Budowa i działanie ogniw Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W pewnym ogniwie zbudowanym z dwóch półogniw metalicznych zachodzi reakcja zilustrowana równaniem:

2Cr + 3Sn²⁺ → 2Cr³⁺ + 3Sn

Przedstaw zgodnie z konwencją sztokholmską schemat opisanego ogniwa.

164

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 24. (1 pkt)

Izomeria geometryczna (cis-trans) Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Uzupełnij tabelę – wpisz w pierwszej kolumnie wzór węglowodoru o podanej nazwie, a w drugiej kolumnie – nazwę węglowodoru o podanym wzorze. W zapisie wzoru i nazwie uwzględnij, czy jest to izomer cis, czy – trans.

Wzór
Nazwa	trans-3,4-dimetyloheks-3-en

165

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 28. (1 pkt)

Podstawy chemii organicznej Narysuj/zapisz wzór Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Przeprowadzono ciąg przemian opisany poniższym schematem.

Uzupełnij poniższą tabelę. Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) związku organicznego oznaczonego na schemacie literą B. Określ typ reakcji (addycja, eliminacja, substytucja), w wyniku której powstaje związek C.

	Wzór półstrukturalny (grupowy)	Typ reakcji
związek B		substytucja
związek C

166

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 30. (1 pkt)

Związki karbonylowe - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Strukturę alkenu można określić, jeśli zna się liczbę i układ atomów węgla w cząsteczkach aldehydów i ketonów (związki łatwe do identyfikacji) otrzymanych w wyniku ozonolizy alkenu. Ozonoliza alkenu jest procesem polegającym na rozszczepieniu (całkowitym rozerwaniu) podwójnego wiązania węgiel – węgiel w cząsteczce alkenu za pomocą ozonu. Proces jest dwuetapowy: pierwszy etap polega na addycji ozonu do wiązania podwójnego z wytworzeniem ozonku, a drugi – na hydrolizie ozonku. Proces hydrolizy prowadzi się przy udziale pyłu cynkowego jako czynnika redukującego, który zapobiega tworzeniu nadtlenku wodoru mogącego reagować z powstałymi aldehydami i ketonami. W zależności od budowy alkenu produktami ozonolizy mogą być wyłącznie aldehydy lub wyłącznie ketony, lub aldehydy i ketony.

Proces przebiega zgodnie z uproszczonym schematem:

Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1998.

Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) i nazwy systematyczne produktów ozonolizy alkenu o nazwie 4-metylohept-3-en.

Wzory produktów ozonolizy	Nazwy produktów ozonolizy

167

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 32. (2 pkt)

Węglowodory aromatyczne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W trzech probówkach (I, II i III) zmieszano metylobenzen (toluen) i brom (rozpuszczony w czterochlorku węgla) w stosunku molowym 1 : 1. Następnie zawartość probówki I naświetlano, do probówki II dodano FeBr₃, a probówkę III pozostawiono na pewien czas w ciemności i bez dodatku katalizatora.

Uzupełnij poniższą tabelę. Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone głównych organicznych produktów reakcji i określ typ zachodzącej reakcji (addycja, substytucja, eliminacja) oraz jej mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy). Jeżeli w danej probówce reakcja nie zachodziła, zaznacz ten fakt.

Nr probówki	Wzór produktu organicznego	Typ reakcji	Mechanizm reakcji
I
II
III

168

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 33. (1 pkt)

Związki karbonylowe - ogólne Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W produkcji witaminy C na skalę przemysłową wykorzystuje się metody chemiczne i biotechnologiczne. W pierwszym etapie pięcioetapowej syntezy glukoza jest redukowana do sorbitu (sorbitolu), który w następnym etapie poddany zostaje utlenieniu. Ponieważ nie ma takiego odczynnika chemicznego, który w sposób wystarczająco selektywny utleniłby tylko jedną z grup hydroksylowych do grupy karbonylowej, proces ten prowadzony jest enzymatycznie przy udziale mikroorganizmów Acetobacter suboxydans. Przebieg dwóch pierwszych etapów syntezy witaminy C zilustrowano na poniższym schemacie.

Na podstawie: John McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.

Uzupełnij wzory produktów I i II etapu syntezy witaminy C – wpisz w zaznaczone pola wzory odpowiednich fragmentów ich cząsteczek.

169

Matura Maj 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 34. (1 pkt)

Stopnie utlenienia Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

W cząsteczce kwasu askorbinowego (witaminy C) występują dwa enolowe atomy węgla, czyli atomy węgla o hybrydyzacji sp² z przyłączonymi grupami hydroksylowymi. Cząsteczka tego związku zawiera ponadto dwa asymetryczne atomy węgla – o hybrydyzacji sp³ z przyłączonymi czterema różnymi podstawnikami. Poniżej przedstawiono wzór witaminy C, w którym małymi literami oznaczono poszczególne atomy węgla.

Określ formalne stopnie utlenienia atomów węgla oznaczonych w podanym wzorze kwasu askorbinowego literami a, b i f. Uzupełnij poniższą tabelę.


atom węgla	a	b	f
stopień utlenienia węgla

170

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 34. (1 pkt)

Alkohole Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) alkoholi zawierających w cząsteczce pięć atomów węgla.

Określ rzędowość alkoholi o podanych wzorach. Wpisz w odpowiednie miejsca tabeli litery oznaczające wzory tych alkoholi.

Alkohol	Litery oznaczające wzory
pierwszorzędowy
drugorzędowy
trzeciorzędowy