Zadania maturalne z chemii

301

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 24. (3 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Rodzaje wiązań i ich właściwości Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Podaj/wymień Narysuj/zapisz wzór

Poniżej przedstawiono konfigurację elektronową atomów w stanie podstawowym wybranych metali należących do 1. grupy układu okresowego pierwiastków. Metale te oznaczono numerami I, II i III.

I: 1s²2s¹

II: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹

III: 1s²2s²2p⁶3s¹

Pierwsza energia jonizacji to energia, jaką należy dostarczyć, aby oderwać elektron od obojętnego atomu.

a)	Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

Najmniejszą pierwszą energię jonizacji ma atom pierwiastka oznaczonego numerem

I, ponieważ jego elektron walencyjny jest najmniej oddalony od jądra atomowego.
I, ponieważ ma obsadzone elektronami tylko dwie powłoki elektronowe.
II, ponieważ jego elektron walencyjny jest najbardziej oddalony od jądra atomowego.
III, ponieważ ma najmniejszą elektroujemność.

b)	Określ liczbę elektronów w rdzeniu atomu metalu oznaczonego numerem III.

c)	Napisz wzór sumaryczny związku metalu oznaczonego numerem II z chlorem i określ charakter wiązania chemicznego (jonowe, kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane), które w tym związku występuje.

302

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 26. (1 pkt)

Węglowodory alifatyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W poniższej tabeli podano wzory trzech związków organicznych.


I	II	III
CH₃CH₂OH	CH₃CH₂CH₂CH₂OH	CH₃CH₂NH₂

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

Związek II ma (niższą / wyższą) temperaturę wrzenia i jest (lepiej / gorzej) rozpuszczalny w wodzie niż związek I, ponieważ cząsteczki związku II mają (dłuższy / krótszy) łańcuch węglowodorowy niż cząsteczki związku I.
Związek III jest (bardziej / mniej) lotny niż związek I, ponieważ wiązania wodorowe między grupami –NH₂ są (silniejsze / słabsze) niż między grupami –OH.

303

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 28. (4 pkt)

Stopnie utlenienia Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji:

MnO⁻₄ + CH₃CHO + OH⁻ → MnO²⁻₄ + CH₃COO⁻ + H₂O

28.1. (0-2)

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas tej przemiany.

Równanie reakcji redukcji:

Równanie reakcji utleniania:

28.2. (0-1)

Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

...... MnO⁻₄ + ...... CH₃CHO + ...... OH⁻ → ...... MnO²⁻₄ + ...... CH₃COO⁻ + ...... H₂O

28.3 (0-1)

Uzupełnij poniższe zdanie. W każdym nawiasie wybierz i podkreśl właściwy wzór.

W powyższej reakcji funkcję utleniacza pełni (MnO⁻₄ / CH₃CHO / OH⁻), a funkcję reduktora pełni (MnO⁻₄ / CH₃CHO / OH⁻ ).

304

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 29. (1 pkt)

Kwasy karboksylowe Ketony Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniżej przedstawiono wzory dwóch związków organicznych.

Zaznacz odpowiedź, w której podano poprawne nazwy systematyczne związków I i II.

	I	II
A.	kwas 2,3-dimetyloheksanowy	3-metylobutanal
B.	kwas 2,3-dimetylobutanowy	3-metylobutanon
C.	2,3-dimetylobutanal	3-metylobutanon
D.	kwas 2,3-dimetylobutanowy	3-metylobutanal

305

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 29. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Jądra atomowe, w których stosunek liczby neutronów do liczby protonów przekracza znacznie wartość 1, ulegają przemianom nazywanym promieniotwórczymi. W przemianach tych zachowana jest zarówno masa, jak i ładunek elektryczny, a produktami tych przemian mogą być: jądra ⁴₂He nazywane cząstkami α, elektrony nazywane cząstkami β^– , jądra innych pierwiastków, a także neutrony. Cząstki niebędące składnikami jądra atomowego powstają na skutek przemian zachodzących pomiędzy nukleonami, czyli cząstkami tworzącymi jądro atomu. Wielkością charakteryzującą przemiany promieniotwórcze jest okres półtrwania jądra pierwiastka aktywnego promieniotwórczo, zdefiniowany jako czas, po którym pozostaje połowa liczby aktywnych jąder tego pierwiastka. Przykładem pierwiastka ulegającego przemianom promieniotwórczym jest pluton. Izotop plutonu ²³⁹₉₄Pu , jako produkt przemiany zachodzącej z emisją cząstki β^– izotopu neptunu o liczbie masowej równej 239, po raz pierwszy został wyodrębniony w 1941 r. przez grupę badaczy McMillana i Seaborga. Ta sama grupa badawcza odkryła go w 1942 r. w rudach uranu w ilości około 10–9%. Izotop ten jest uważany za najtrwalszy produkt rozpadu izotopu uranu o liczbie masowej równej 238.

Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998, s. 50–51, 106–107.

Uzupełnij tekst tak, aby powstały zdania prawdziwe, wpisując w odpowiedniej formie gramatycznej określenia wybrane spośród podanych poniżej.

proton, elektron, neutron, dodatni, obojętny, ujemny, większy, mniejszy

Podczas przemiany promieniotwórczej przeprowadzonej przez zespół McMillana i Seaborga w 1941 r. izotop plutonu o liczbie masowej równej 239 otrzymano w wyniku rozpadu β^– izotopu neptunu o liczbie masowej równej 239. W trakcie tej przemiany zostaje wyemitowany , czyli cząstka o ładunku i masie równej 9,11 · 10^–31 kg. Liczba neutronów zawartych w jądrze otrzymanego izotopu jest o 1 od liczby neutronów zawartych w jądrze izotopu wyjściowego.

306

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

Ketony Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Poniżej przedstawiono wzory dwóch związków organicznych.

Z podanych niżej informacji wybierz i zaznacz te, które są prawdziwe dla związku II.

W wyniku redukcji tego związku wodorem powstaje 3-metylobutan-2-ol.
Po dodaniu tego związku do świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) i ogrzaniu obserwuje się zmianę zabarwienia zawartości probówki z niebieskiej na ceglastą.
Związek ten powstaje w wyniku utleniania alkoholu II-rzędowego.
Związek ten reaguje bezpośrednio z sodem, w wyniku czego tworzy sól.

307

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 32. (1 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W teorii orbitali molekularnych powstawanie wiązań chemicznych typu σ lub π wyjaśnia się, stosując do opisu tych wiązań orbitale cząsteczkowe odpowiedniego typu (σ lub π), które można utworzyć w wyniku właściwego nakładania odpowiednich orbitali atomowych atomów tworzących cząsteczkę. Na poniższych schematach zilustrowano powstawanie orbitali cząsteczkowych.

Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007, s. 111–120.

Dane są cząsteczki: Cl₂, H₂, HF.

Ustal, nakładanie jakich orbitali atomowych (s czy p) obu atomów należy koniecznie uwzględnić, aby wyjaśnić tworzenie wiązań w cząsteczkach o podanych powyżej wzorach. W tym celu przyporządkuj każdemu wzorowi odpowiedni numer schematu.

Cl₂:
H₂:
HF:

308

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 33. (2 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Na poniższych rysunkach przedstawiono schemat oddziaływania orbitali zhybrydyzowanych atomów węgla i orbitali 1s atomów wodoru, w którego wyniku powstają wiązania chemiczne w cząsteczkach pewnych węglowodorów.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2011, s. 157.

a)	Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli jest fałszywe.

	Zadanie	P/F
1.	Rysunek I przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych w cząsteczce, w której każdy atom węgla ma hybrydyzację sp³.
2.	Rysunek II przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych w cząsteczce, w której każdy atom węgla ma hybrydyzację sp.
3.	Odległość między jądrami atomu węgla w cząsteczce, której kształt przedstawiono na rysunku I, jest mniejsza niż odległość między jądrami atomu węgla w cząsteczce, której kształt przedstawiono na rysunku II.

b)	Wypełnij tabelę, wpisując liczbę wiązań σ i liczbę wiązań π w cząsteczkach, których kształt przedstawiono na rysunkach I i II.

Numer rysunku	Liczba wiązań σ	Liczba wiązań π
I
II

309

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

Identyfikacja związków organicznych Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W dwóch nieoznakowanych probówkach znajdują się parafina i stearyna.

Zaznacz poprawne dokończenie zdania.

W celu zidentyfikowania tych substancji należy

porównać ich rozpuszczalność w wodzie.
zbadać ich zachowanie wobec wody bromowej.
zbadać ich zachowanie wobec wodorotlenku sodu.
zbadać ich zachowanie wobec stężonego kwasu azotowego(V).

310

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 34. (1 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Na rysunkach przedstawiono przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych przez orbitale zhybrydyzowane atomów węgla w cząsteczkach dwóch węglowodorów. Punktami schematycznie oznaczono położenie środków atomów połączonych tymi wiązaniami, linią ciągłą – osie wiązań, a linią przerywaną – kontury figury geometrycznej, w której narożach znajdują się atomy otaczające atom centralny. Hybrydyzacja polegająca na wymieszaniu 1 orbitalu s oraz 3 orbitali p daje hybrydyzację tetraedryczną ze względu na skierowanie orbitali zhybrydyzowanych ku narożom tetraedru. Wymieszanie 1 orbitalu s oraz 2 orbitali p daje hybrydyzację trygonalną. Wiązania utworzone za pomocą tych orbitali leżą w tej samej płaszczyźnie, a kąty pomiędzy nimi wynoszą 120°.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2011, s. 151, 152, 155,156.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie tak, aby zdania były prawdziwe.

Rysunek I przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych przez orbitale zhybrydyzowane atomów węgla w cząsteczkach (metanu/etenu/etynu), a rysunek II – w cząsteczkach (metanu/etenu/etynu).
W cząsteczce węglowodoru, której strukturę przedstawia rysunek I, (występuje/nie występuje) wiązanie typu π, dlatego węglowodór ten ulega reakcjom (substytucji/addycji) i (powoduje odbarwienie /nie powoduje odbarwienia) wody bromowej.