Zadania maturalne z chemii

191

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3. (2 pkt)

Wiązania chemiczne - ogólne Energetyka reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W czasie pożarów lasów, wyładowań elektrycznych, podczas pracy urządzeń grzewczych lub silników spalinowych możliwa jest reakcja zachodząca między dwoma składnikami powietrza – azotem i tlenem. Te gazy łączą się z wytworzeniem tlenku azotu(II) zgodnie z równaniem:

N₂ (g) + O₂ (g) ⇄ 2NO (g) ΔH° > 0

Powstały bezbarwny i bezwonny tlenek azotu(II) łatwo utlenia się do tlenku azotu(IV) NO₂ , który jest brunatnym gazem o ostrym zapachu. Tlenek azotu(IV) dimeryzuje z utworzeniem tetratlenku diazotu N₂O₄ , który jest gazem bezbarwnym:

2NO₂ (g) ⇄ N₂O₄ (g) ΔH° < 0

Na podstawie: G.W. vanLoon, S.J. Duffy, Chemia środowiska, Warszawa 2007, oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.

3.1. (0–1)

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

Reakcja syntezy tlenku azotu(II) jest reakcją (endotermiczną / egzotermiczną), o czym świadczy (dodatnia / ujemna) wartość ΔH°.
Reakcja dimeryzacji tlenku azotu(IV) ma tym większą wydajność, w im (niższej / wyższej) temperaturze zachodzi. Po ochłodzeniu zabarwienie zawartości zamkniętego naczynia, do którego wprowadzono świeżo otrzymany tlenek azotu(IV) NO₂, (nie ulegnie zmianie / stanie się mniej intensywne / stanie się bardziej intensywne).

3.2. (0–1)

Oceń, czy cząsteczka tlenku azotu(IV) NO₂ jest rodnikiem. Odpowiedź uzasadnij – uwzględnij elektronową strukturę tej cząsteczki.

192

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 4. (1 pkt)

Elektrochemia - pozostałe Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Związki jonowe w odpowiednich warunkach mają zdolność do przewodzenia prądu.

Uzupełnij tabelę. Wpisz znak „+”, jeśli w danych warunkach chlorek potasu przewodzi prąd, albo znak „−”, jeśli w danych warunkach chlorek potasu nie przewodzi prądu.


	Przewodzenie prądu
w stanie stałym
stopiony
rozpuszczony w wodzie

193

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 5. (1 pkt)

Układ okresowy pierwiastków Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Anion tlenkowy O^2– jest zasadą Brønsteda mocniejszą niż jon wodorotlenkowy OH^–. Jon tlenkowy nie występuje w wodnych roztworach, ponieważ jako bardzo mocna zasada reaguje z cząsteczką wody.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

Aniony tlenkowe występują w sieci krystalicznej jonowych tlenków pierwiastków mających (małą / dużą) elektroujemność i należących do grup układu okresowego o numerach: (1 i 2 / 14 i 15 / 16 i 17). Ulegające reakcji z wodą tlenki tych pierwiastków tworzą roztwory o silnie (kwasowym / zasadowym) odczynie, a więc o (niskim / wysokim) pH.

194

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6. (1 pkt)

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

W przemyśle wodór można otrzymać w procesie konwersji metanu będącego głównym składnikiem gazu ziemnego. W mieszaninie gazu ziemnego i pary wodnej w pewnej temperaturze T i w obecności katalizatora niklowego zachodzą m.in. reakcje opisane poniższymi równaniami.

I CH₄ (g) + H₂O (g) ⇄ CO (g) + 3H₂ (g)
II CH₄ (g) + 2H₂O (g) ⇄ CO₂ (g) + 4H₂ (g)

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.

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


1.	Obniżenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const) w reaktorze skutkuje wzrostem wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach I i II.	P	F
2.	Wzbogacenie gazu ziemnego metanem skutkuje spadkiem wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach I i II.	P	F
3.	Gdy do mieszaniny reakcyjnej w stanie równowagi wprowadzi się katalizator niklowy, to nastąpi wzrost wydajności otrzymywania wodoru w reakcjach I i II.	P	F

195

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 7. (3 pkt)

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

Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem.

Do reakcji użyto 9 gramów cynku w postaci granulek oraz kwas solny, którego stężenie wyrażone w procentach masowych było równe cp. Zaobserwowano wydzielanie się gazu. Po pewnym czasie stwierdzono, że cynk całkowicie się roztworzył. Podczas doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

7.1. (2 pkt)

Oblicz objętość, jaką zajął w przeliczeniu na warunki normalne gaz otrzymany podczas opisanego doświadczenia.

7.2. (1 pkt)

Wybierz i podkreśl wszystkie te zmiany, które należałoby wprowadzić do opisanego doświadczenia, aby skrócić czas potrzebny do roztworzenia 9 gramów cynku.

Użycie kwasu solnego o mniejszym stężeniu.
Użycie pyłu cynkowego.
Ogrzanie reagującej mieszaniny.
Ochłodzenie reagującej mieszaniny.

196

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 8. (4 pkt)

Elektroliza Napisz równanie reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu substancji X. W warunkach prowadzenia doświadczenia na każdej z elektrod zaobserwowano jedynie wydzielanie bezbarwnego gazu. Objętość gazu wydzielonego na jednej z elektrod była dwa razy większa niż objętość gazu otrzymanego na drugiej elektrodzie.

8.1. (1 pkt)

Podkreśl wzór substancji X, której wodny roztwór poddano elektrolizie. Wybierz ten wzór spośród wymienionych poniżej.

HBr CuSO₄ KOH NaCl

8.2. (1 pkt)

Uzupełnij schemat doświadczenia. Wpisz nazwy gazów zebranych w obu probówkach oraz ładunki („+” albo „–”) obu elektrod.

8.3. (2 pkt)

Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących na anodzie i na katodzie podczas opisanej elektrolizy.

Równanie reakcji zachodzącej na anodzie:

Równanie reakcji zachodzącej na katodzie:

197

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 9. (2 pkt)

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

Cynk, magnez i glin w opisanych poniżej doświadczeniach ulegają przemianom zilustrowanym następującymi schematami:

W kolbach oznaczonych numerami I, II i III umieszczono w przypadkowej kolejności próbki cynku, magnezu i glinu. W każdej kolbie była próbka innego metalu. Na te metale podziałano kwasem solnym. Opisane doświadczenie zilustrowano poniższym schematem.

Podczas opisanego doświadczenia w każdej kolbie metal uległ całkowitemu roztworzeniu i powstały klarowne, bezbarwne roztwory chlorków badanych metali. Przebiegowi wszystkich reakcji towarzyszyło wydzielanie się bezbarwnego gazu.

9.1. (0–1)

Spośród czynności, których nazwy podano poniżej, wybierz tę, którą należy wykonać jako pierwszą w celu wyodrębnienia z każdej mieszaniny poreakcyjnej (powstałej podczas opisanego doświadczenia) jonowego produktu reakcji. Podkreśl jej nazwę.

sączenie odwirowanie odparowanie pod wyciągiem

9.2. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji glinu z kwasem solnym.

198

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 10. (2 pkt)

Stężenia roztworów Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Na wykresie przedstawiono zależność rozpuszczalności dwóch soli – KNO₃ i Pb(NO₃)₂ − w wodzie od temperatury.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

Przygotowano dwa nasycone wodne roztwory KNO₃ i Pb(NO₃)₂ o temperaturze 20°C, rozpuszczając w odpowiedniej ilości wody po 30 gramów każdej soli.

Uzupełnij opis dotyczący przygotowanych roztworów. Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienia poniższych zdań.

Roztwór (KNO₃ / Pb(NO₃)₂) ma większe stężenie procentowe.
Masa roztworu KNO₃ jest (mniejsza / większa) niż masa roztworu Pb(NO₃)₂.

199

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przygotowano dwa wodne roztwory:
– kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 0,01 mol · dm⁻³ (roztwór I)
– wodorotlenku sodu o pH równym 13 (roztwór II) do którego dodano kilka kropli alkoholowego roztworu fenoloftaleiny.
Podczas mieszania roztworów I i II zachodzi reakcja opisana poniższym równaniem:

2NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2H₂O

Uzupełnij zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A. albo B. oraz jej uzasadnienie 1., 2., 3. albo 4.

Jeżeli do 100 cm³ roztworu I dodamy 10 cm³ roztworu II, to otrzymana mieszanina

A.	będzie bezbarwna,	ponieważ	1.	pH roztworu zmaleje.
			2.	pH roztworu wzrośnie.
B.	przyjmie malinowe zabarwienie,		3.	odczyn roztworu będzie obojętny.
			4.	odczyn roztworu nadal będzie kwasowy.

200

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 12. (4 pkt)

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

Tlenek siarki(IV) można otrzymać przez redukcję anhydrytu (CaSO₄) węglem. Reakcja ta zachodzi zgodnie ze schematem:

CaSO₄ + C → CaO + SO₂ + CO₂

12.1. (1 pkt)

Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia siarki i węgla.

12.2. (1 pkt)

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

12.3. (1 pkt)

Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.

....... CaSO₄ + ....... C → ....... CaO + ....... SO₂ + ....... CO₂

12.4. (1 pkt)

Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienia poniższych zdań.

W opisanej reakcji węgiel jest (reduktorem / utleniaczem), gdyż ulega (redukcji / utlenieniu). Stopień utlenienia tlenu (nie ulega zmianie / się zmniejsza / się zwiększa).