Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie.
Do obu naczyń wprowadzono oczyszczone z nalotu niewielkie kawałki sodu i wapnia.
Początkowa temperatura wody w każdym naczyniu była równa 20°C.
Podczas przeprowadzonego doświadczenia przebiegły reakcje chemiczne zilustrowane
poniższymi równaniami:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
oraz
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Stwierdzono, że:
w obu naczyniach wydzielał się gaz
temperatura obu roztworów wzrosła.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Po zajściu reakcji chemicznych w naczyniach I i II powstały roztwory o odczynie zasadowym.
P
F
2.
Otrzymany w obu reakcjach gaz jest bezbarwny, bezwonny i palny.
P
F
3.
W celu zidentyfikowania wydzielającego się w obu reakcjach gazu należy zebrany gaz wprowadzić do probówki z nasyconym wodnym roztworem wodorotlenku wapnia.
W oddzielnych naczyniach umieszczono po 100 cm3 wodnych roztworów kwasów
jednoprotonowych o wzorach HA i HB i stężeniach 0,1 mol · dm–3. Do każdego naczynia
dodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol · dm–3. Za pomocą
pehametru mierzono pH każdej mieszaniny reakcyjnej. Wyniki pomiarów przedstawiono na
wykresie.
Dla każdego z kwasów zaznaczono punkt równoważnikowy (PR), czyli wartość pH roztworu
otrzymanego po zmieszaniu roztworów zawierających stechiometryczne ilości kwasu
i wodorotlenku sodu.
11.1. (1 pkt)
Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno właściwe określenie spośród
podanych w każdym nawiasie.
Różna wartość pH wyjściowych roztworów wynika z tego, że użyto elektrolitów o różnej mocy. Kwas HA użyty w doświadczaniu to (mocny / słaby) elektrolit, a kwasem HB może być kwas (solny / octowy).
Wartość pH w punkcie równoważnikowym dla kwasu HB wynosi 7, co oznacza, że po dodaniu do roztworu tego kwasu stechiometrycznej ilości wodnego roztworu wodorotlenku sodu stężenie kationów wodorowych i stężenie anionów wodorotlenkowych w roztworze są (jednakowe / różne). Wartość stężenia jonów wodorotlenkowych w tym roztworze jest równa (1 · 10–14 / 1 · 10–7).
11.2. (1 pkt)
Wartość pH w punkcie równoważnikowym dla kwasu HA wynosi 8,70.
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która powoduje, że roztwór
w punkcie równoważnikowym nie ma odczynu obojętnego. Zastosuj wzór ogólny kwasu
HA.
Dwa gazy A i B zmieszane w stosunku molowym nA : nB = 1 : 4 zajmują w warunkach
normalnych objętość 1 dm3. Tę mieszaninę umieszczono w reaktorze o stałej pojemności
1 dm3 i w temperaturze T zainicjowano reakcję. W tej temperaturze ustalił się stan równowagi
opisany równaniem:
A (g) + 2B (g) ⇄ 2C (g) ΔH < 0
W stanie równowagi stężenie substancji C było równe 0,004 mol · dm–3.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
W stałej temperaturze T ciśnienie w reaktorze w stanie równowagi było niższe niż w chwili początkowej.
P
F
2.
W warunkach izotermicznych (T = const) wzrost ciśnienia wywołany sprężeniem mieszaniny gazów w stanie równowagi poskutkuje spadkiem wydajności otrzymywania substancji C.
P
F
3.
W warunkach izobarycznych (p = const) wzrost temperatury mieszaniny gazów w stanie równowagi poskutkuje spadkiem wydajności otrzymywania substancji C.
Wartości pH wody oraz wodnych roztworów kwasów i wodorotlenków mogą ulegać znacznym
zmianom podczas dodawania do nich mocnych kwasów lub zasad. Istnieją jednak roztwory,
których pH zmienia się nieznacznie po dodaniu mocnego kwasu lub zasady na skutek reakcji
składników roztworu z jonami wodorowymi lub jonami wodorotlenkowymi. Nazywamy je
buforami pH. Buforowe właściwości mają roztwory zawierające sprzężoną parę kwas–zasada
Brønsteda w podobnych stężeniach, np.: słaby kwas i jego sól z mocną zasadą, słabą zasadę
i jej sól z mocnym kwasem, słaby kwas wieloprotonowy i jego wodorosól lub mieszaninę
wodorosoli.
Na podstawie: A. Bielański, *Podstawy chemii nieorganicznej*, Warszawa 2004
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
W buforze octanowym sprzężoną parę kwas–zasada stanowią obecne w nim cząsteczki kwasu octowego i aniony octanowe.
P
F
2.
Dodanie mocnego kwasu do buforu octanowego tylko nieznacznie wpłynie na zmianę pH tego roztworu, ponieważ jony wodorowe pochodzące od mocnego kwasu zostaną związane w wyniku reakcji opisanej równaniem: CH3COO− + H3O+ ⇄ CH3COOH + H2O
P
F
3.
Działanie buforu pH polega na tym, że po dodaniu mocnego kwasu zasada Brønsteda reaguje z jonami wodorowymi, a po dodaniu mocnej zasady kwas Brønsteda reaguje z jonami wodorotlenkowymi.
Złoto jest doskonale kowalnym żółtym metalem o silnym połysku. W czystej postaci jest
stosunkowo miękkie, więc w wyrobach jubilerskich stosuje się stopy złota z innymi metalami,
np. srebrem lub miedzią. Zawartość czystego złota w tych wyrobach podaje się w jednostkach
zwanych karatami. Jeden karat odpowiada 1/24 zawartości masowej złota w stopie, co oznacza,
że czyste złoto jest 24-karatowe. Złoto jest metalem szlachetnym, więc trudno ulega reakcjom
chemicznym. Roztwarza się w wodzie królewskiej, przy czym powstaje m.in. chlorkowy
kompleks złota(III), co ilustruje poniższe równanie:
Au + HNO3 + 4HCl → AuCl-4 + H+ + NO + 2H2O
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna – Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa,
Warszawa 2012 oraz L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2006.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Woda królewska to mieszanina stężonych kwasów: azotowego(V) i siarkowego(VI).
P
F
2.
Jon centralny w chlorkowym kompleksie złota(III), który powstał w wyniku reakcji roztwarzania złota, ma liczbę koordynacyjną równą 4.
P
F
3.
Podczas reakcji roztwarzania złota wydzielał się bezbarwny gaz, który w kontakcie z powietrzem barwi się na kolor czerwonobrunatny.
Benzyna lekka otrzymywana w procesie przeróbki ropy naftowej jest mieszaniną ciekłych
węglowodorów zawierających od pięciu do dziewięciu atomów węgla w cząsteczce.
Na podstawie: E. Grzywa, J. Molenda, Technologia podstawowych syntez organicznych, Warszawa 2008.
Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno właściwe określenie spośród
podanych w każdym nawiasie.
Benzynę lekką można rozdzielić na składniki przez (dekantację / destylację). W tej metodzie
do rozdziału mieszaniny wykorzystuje się różnice (gęstości / temperatury wrzenia / rozpuszczalności) jej składników.
Liczba oktanowa określa odporność benzyny na gwałtowne i nierównomierne spalanie. Liczba
oktanowa jest tym wyższa, im większa jest zawartość węglowodorów o łańcuchach węglowych
(prostych / rozgałęzionych) oraz węglowodorów aromatycznych w paliwie. Aby zwiększyć
liczbę oktanową, benzynę poddaje się procesowi (krakingu / reformingu) oraz wzbogaca ją
dodatkowymi składnikami.
Do reaktora wprowadzono pod ciśnieniem atmosferycznym gazową substancję X i zapoczątkowano reakcje chemiczną, w wyniku której powstał gaz Y. Po pewnym czasie,
w temperaturze T1, ustaliła się równowaga opisana równaniem:
X (g) ⇄ Y (g) ΔH > 0
Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru stężeń reagentów X i Y w trakcie trwania procesu
oraz po ustaleniu się stanu równowagi dynamicznej w temperaturze T1.
Następnie powtórzono ten eksperyment przy tym samym stężeniu początkowym substancji X
i tym samym ciśnieniu, ale w temperaturze T2 wyższej od temperatury T1.
17.1. (1 pkt)
Zaznacz wykres, który przedstawia zmianę stężenia reagentów w czasie trwania procesu
pod ciśnieniem atmosferycznym w temperaturze T2 (linia przerywana), wyższej niż
temperatura T1 (linia ciągła).
17.2. (1 pkt)
Oceń, czy zmieni się (wzrośnie albo zmaleje), czy też nie ulegnie zmianie wydajność
reakcji otrzymywania substancji Y, jeśli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpi
wzrost ciśnienia w warunkach izotermicznych. Odpowiedź uzasadnij.
Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz w wyznaczone miejsca, w odpowiedniej formie,
określenie: mniejsza niż, większa niż lub taka sama jak. Przyjmij, że wymienione gazy
zachowują się jak gazy doskonałe.
W tych samych warunkach ciśnienia i temperatury gęstość etanu jest gęstość etenu. Gęstości obu gazów w tych warunkach są gęstość etynu.
W wyższej temperaturze, przy takim samym ciśnieniu, gęstość propanu jest gęstość tego gazu w temperaturze niższej.
W naczyniu, w którym znajduje się w pewnej temperaturze 16 g metanu, panuje ciśnienie w innym naczyniu, o tej samej objętości, w którym w identycznej temperaturze znajduje się propan o masie 44 g.
Gorący, stężony kwas siarkowy(VI) reaguje z niektórymi niemetalami. Jego reakcja
z węglem przebiega zgodnie z poniższym schematem
20.1. (1 pkt)
Uzupełnij schemat – wpisz stopnie utlenienia węgla i siarki.
20.2. (1 pkt)
W puste pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
20.3. (1 pkt)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji.
20.4. (1 pkt)
Uzupełnij poniższe zdanie – podkreśl właściwe określenie w każdym nawiasie.
W opisanej reakcji kwas siarkowy(VI) ulega (redukcji / utlenianiu) do tlenku siarki(IV),
przez co powoduje (redukcję / utlenianie) węgla do tlenku węgla(IV).
W poniższej tabeli zestawiono długości wiązania między atomami węgla w cząsteczkach etanu,
etenu i etynu.
Węglowodór
etan
eten
etyn
Długość wiązania, pm
154
133
120
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.
Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno właściwe określenie spośród
podanych w każdym nawiasie.
W cząsteczce etanu przyjmuje się dla orbitali walencyjnych atomów węgla hybrydyzację typu
(sp / sp2 / sp3). Kąt między wiązaniami wytworzonymi przez każdy atom węgla
w cząsteczce etenu jest bliski (109° / 120° / 180°), a w cząsteczce etynu ten kąt jest równy
(109° / 120° / 180°). Wiązanie węgiel – węgiel jest tym krótsze, im (mniejsza / większa) jest
jego krotność.
