Zadania maturalne z chemii

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 9. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Reakcja tlenku węgla(IV) z wodorem przebiega zgodnie z równaniem:

CO₂ (g) + H₂ (g) ⇄ CO (g) + H₂O (g)

W tabeli przedstawiono wartości stężeniowej stałej równowagi Kc tej reakcji w wybranych temperaturach.


Temperatura, K	400	600	800	1000
Stała równowagi	6,47 ∙ 10^–4	3,54 ∙ 10^–2	2,37 ∙ 10^–1	6,97 ∙ 10^–1

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

Do reaktora o stałej pojemności wprowadzono 10 moli tlenku węgla(IV) i 5,0 moli wodoru. Reaktor zamknięto i w temperaturze 800 K zainicjowano reakcję. Po pewnym czasie układ osiągnął stan równowagi.

Oblicz stosunek molowy tlenku węgla(IV) do wodoru w reaktorze po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze 800 K.

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 9. (1 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Cząsteczka kwasu tlenowego pewnego pierwiastka E zawiera jeden atom tego pierwiastka, dwa atomy wodoru oraz atomy tlenu. Masa molowa tego kwasu wynosi 193,6 g · mol^–1, a masa pierwiastka E stanowi 65,9% masy kwasu.

Na podstawie obliczeń zidentyfikuj pierwiastek E i napisz wzór sumaryczny opisanego kwasu.

Obliczenia pomocnicze:

Wzór sumaryczny kwasu:

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

W 150 cm³ wodnego roztworu chlorku manganu(II) o stężeniu molowym 𝑐 = 0,678 mol ∙ dm⁻³ i gęstości 𝑑 = 1,07 g ∙ cm⁻³ rozpuszczono 6,00 g hydratu tej soli o wzorze MnCl₂ ∙ 4H₂O.

Na podstawie: Z. Dobkowska, K.M. Pazdro, Szkolny poradnik chemiczny, Warszawa 2020.

Oblicz, jaki procent masy otrzymanego roztworu stanowi masa chlorku manganu(II). Załóż, że objętość roztworu się nie zmieniła. Przyjmij wartości mas molowych:
M_MnCl₂ = 126 g ∙ mol^–1 oraz M_MnCl₂ ∙ 4H₂O = 198 g ∙ mol^–1.

Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 10. (3 pkt)

Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Wodorotlenki Oblicz Napisz równanie reakcji

Wodorotlenki metali ciężkich są nietrwałe i łatwo ulegają rozkładowi. W celu zbadania jednej z takich reakcji przeprowadzono następujące doświadczenie: w warunkach beztlenowych z roztworu FeCl₂ wytrącono wodorotlenek żelaza(II). Po pewnym czasie stwierdzono, że z mieszaniny poreakcyjnej wydziela się bezbarwny gaz, który zapala się wybuchowo. Po ustaniu objawów reakcji jej stały produkt odsączono i całkowicie usunięto z niego wodę. Badanie składu tego związku wykazało, że jest to tlenek, zawierający 72,36% masowych żelaza.

Na podstawie: M. Ma, Y. Zhang, Z. Gou i N. Gu, Nanoscale Research Letters, 8 (2013) 16.

10.1. (0–2)

Na podstawie obliczeń ustal wzór otrzymanego tlenku żelaza.

10.2. (0–1)

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji rozkładu wodorotlenku żelaza(II), której produktem jest opisany tlenek.

Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 11. (3 pkt)

Alkohole Energetyka reakcji Napisz równanie reakcji Oblicz

Molową entalpię spalania butan-1-olu można wyznaczyć doświadczalnie. W tym celu szklany palnik napełnia się butan-1-olem, a następnie waży. Za pomocą tak przygotowanego palnika ogrzewa się kolbę zawierającą wodę o znanej masie. Proces spalania alkoholu prowadzi się przez pewien czas, przy czym stale kontroluje się za pomocą termometru temperaturę wody w kolbie. Na zakończenie doświadczenia palnik waży się powtórnie.

Przeprowadzono opisane doświadczenie i na podstawie zmiany temperatury wody określono, że w tym doświadczeniu woda pobrała 𝑄 = 50 400 J energii cieplnej pochodzącej ze spalania butan-1-olu.

W tabeli poniżej zestawiono dane z pomiaru masy palnika podczas doświadczenia.


Masa palnika napełnionego butan-1-olem	219,80 g
Masa palnika po zakończeniu doświadczenia	218,32 g

11.1. (0–1)

Napisz równanie reakcji spalania całkowitego butan-1-olu. Zastosuj wzory sumaryczne substratów i produktów.

11.2. (0–2)

Na podstawie efektu cieplnego reakcji (𝑄) można obliczyć entalpię reakcji (Δ𝐻).

Oblicz molową entalpię spalania butan-1-olu. Pomiń straty ciepła. Wynik zapisz w zaokrągleniu do liczb całkowitych oraz z jednostką kJ·mol^‒1. Uwzględnij odpowiedni znak entalpii reakcji.

Matura Czerwiec 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 12. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Azotki berylowców, o wzorze ogólnym Me₃N₂ (Me – atom berylowca), powstają w trakcie ogrzewania tych metali w atmosferze azotu. Są to związki o budowie jonowej składające się z kationów metali i anionów azotkowych N^3–.

W wyniku spalania magnezu w powietrzu powstają dwa związki o stałym stanie skupienia: tlenek magnezu i azotek magnezu. Te reakcje można opisać równaniami:

2Mg + O₂ → 2MgO
3Mg + N₂ → Mg₃N₂

Azotek magnezu reaguje z wodą zgodnie z poniższym równaniem:

Mg₃N₂ + 6H₂O → 3Mg(OH)₂ + 2NH₃

Przeprowadzono następujące doświadczenie: próbkę magnezu spalono w powietrzu i otrzymano 0,15 g mieszaniny tlenku i azotku magnezu. W reakcji tej mieszaniny z wodą wydzielił się gaz o objętości równej 4,7 cm³ w przeliczeniu na warunki normalne.

Oblicz, jaki procent masy mieszaniny tlenku i azotku magnezu stanowi MgO. Przyjmij, że reakcja wydzielania gazu zaszła z wydajnością równą 100%.

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 12. (2 pkt)

pH Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

W oddzielnych zlewkach przygotowano wodne roztwory następujących substancji:

I	II	III	IV	V
CH₃COONa	HCl	KOH	NH₄Cl	NaCl

Wszystkie roztwory miały stężenie molowe 0,1 mol ∙ dm⁻³ i były przechowywane w temperaturze 25°C.

12.1. (0–1)

Spośród wymienionych wyżej roztworów wybierz roztwór: o najniższym pH, o pH = 7 oraz o najwyższym pH. Wpisz poniżej odpowiednie numery, którymi oznaczono te roztwory w powyższej tabeli.

Roztwór o najniższym pH	Roztwór o pH = 7	Roztwór o najwyższym pH

12.2. (0–1)

Określ wartość pH roztworu wodorotlenku potasu wymienionego w tabeli powyżej.

Obliczenia pomocnicze:

pH =

Matura Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 13. (3 pkt)

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

Stężeniowa stała równowagi reakcji zilustrowanej poniższym równaniem:

CO₂ (g) + H₂ (g) ⇄ CO (g) + H₂O (g) Δ𝐻 > 0

w temperaturze T wynosi 1,0.

13.1. (0–1)

Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.


1.	Zwiększenie ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało wzrostem wydajności reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej.	P	F
2.	Obniżenie temperatury w warunkach izobarycznych (p = const) w opisanym układzie będącym w stanie równowagi będzie skutkowało zmniejszeniem wartości stałej równowagi reakcji otrzymywania tlenku węgla(II) i pary wodnej.	P	F

13.2. (0–2)

W reaktorze o pojemności 1,0 dm³ zmieszano w temperaturze T tlenek węgla(IV) i wodór. Sumaryczna liczba moli tych reagentów była równa 10.

Oblicz początkową liczbę moli tlenku węgla(IV) i początkową liczbę moli wodoru w mieszaninie, jeżeli wiadomo, że do momentu ustalenia się stanu równowagi w temperaturze T przereagowało 60% wodoru.

Test diagnostyczny (matura próbna) Grudzień 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 14. (2 pkt)

pH Oblicz

Do 400 cm³ roztworu kwasu azotowego(V) o pH=2,5 wprowadzono 120,0 mg tlenku wapnia, który po chwili roztworzył się całkowicie. Doświadczenie wykonano w temperaturze 𝑡=25 °C.

Oblicz pH otrzymanego roztworu. Załóż, że dodatek tlenku wapnia nie zmienił objętości roztworu. Wynik zapisz w zaokrągleniu do jednego miejsca po przecinku.

Zadania dodatkowe matury dwujęzycznej (tłumaczenie BiologHelp) Maj 2024, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 15. (2 pkt)

SEM Oblicz

Poniżej podano równania reakcji, które mogą zachodzić w dwóch półogniwach redoks:

półogniwo I: Co³⁺ + e⁻ ⇄ Co²⁺
półogniwo II: Fe³⁺ + e⁻ ⇄ Fe²⁺

Połączono półogniwo I z półogniwem II w warunkach standardowych, tak aby powstało ogniwo.

Napisz równanie reakcji zachodzącej w ogniwie podczas jego pracy i oblicz siłę elektromotoryczną SEM tego ogniwa w warunkach standardowych.

Równanie reakcji:

SEM: