Zadania maturalne z chemii

311

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 34. (2 pkt)

Estry i tłuszcze Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Nienasycone kwasy tłuszczowe, NNKT, to kwasy, które nie są syntezowane w organizmie człowieka i muszą być dostarczane wraz z pożywieniem. Zalicza się do nich kwasy omega-3, omega-6 oraz omega-9. Poniżej wymieniono przykłady NNKT.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji kwasu oleinowego z wodorotlenkiem sodu. Zastosuj następujący wzór kwasu: C₁₇H₃₃COOH. Wyjaśnij, dlaczego organiczny produkt tej reakcji jest rozpuszczalny w wodzie.

Równanie reakcji:

Wyjaśnienie:

312

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 35. (3 pkt)

Podstawy chemii organicznej Identyfikacja związków organicznych Napisz równanie reakcji Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji 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.

a)	Spośród odczynników wymienionych poniżej wybierz wszystkie te, które pozwolą na odróżnienie węglowodoru o strukturze przestrzennej przedstawionej na rysunku I od węglowodoru o strukturze przedstawionej na rysunku II.

Br₂ (aq), KMnO₄ (aq), świeżo wytrącony Cu(OH)₂, KOH (aq) i roztwór fenoloftaleiny

b)	Napisz, jakie zmiany możliwe do zaobserwowania podczas reakcji każdego wybranego odczynnika z węglowodorami o strukturach przedstawionych na rysunkach I i II, pozwalają na odróżnienie tych węglowodorów.

c)	Uzasadnij swój wybór odczynników, pisząc odpowiednie równania reakcji.

313

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 39. (1 pkt)

Estry i tłuszcze Napisz równanie reakcji

Hydrolizę estrów katalizują zarówno zasady, jak i kwasy. W warunkach hydrolizy zasadowej kwas karboksylowy otrzymuje się w postaci soli, z której może on zostać wyparty przez mocny kwas nieorganiczny.

Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2008.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie hydrolizy octanu etylu w środowisku zasadowym.

314

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 40. (1 pkt)

Sole Napisz równanie reakcji

Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 2008.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w której z soli kwasu octowego rozpuszczonej w wodzie otrzymuje się kwas octowy przez dodanie mocnego kwasu nieorganicznego.

315

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 41. (2 pkt)

Węglowodory aromatyczne Napisz równanie reakcji

Poniżej przedstawiono dwa schematy ciągów przemian A i B, ilustrujących dwa sposoby otrzymywania amin. Związki, których wzory oznaczono numerami I i III, są węglowodorami.

Przemiana A.

Przemiana B.

Reakcja nitrowania oznaczona na schemacie numerem 1. jest reakcją substytucji.

Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych, napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji 1. oraz określ jej mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy).

Równanie reakcji 1.:

Mechanizm reakcji:

316

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 42. (2 pkt)

Aminy Napisz równanie reakcji

Poniżej przedstawiono dwa schematy ciągów przemian A i B, ilustrujących dwa sposoby otrzymywania amin. Związki, których wzory oznaczono numerami I i III, są węglowodorami.

Przemiana A.

Przemiana B.

Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji oznaczonych na schemacie numerami 4. i 5. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

Równanie reakcji 4.:

Równanie reakcji 5.:

317

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 55. (1 pkt)

Sole Napisz równanie reakcji

W dwóch probówkach znajdowało się po 8 cm³ wodnego azotanu(V) srebra o stężeniu 0,1 mol · dm⁻³. Do probówki I dodano taką objętość wodnego roztworu chlorku sodu, która zawierała 29,25 mg NaCl, a do probówki II dodano 3 cm³ wodnego roztworu chlorku glinu o stężeniu 0,2 mol · dm⁻³. Przebieg doświadczenia zilustrowano poniższym schematem.

W obu probówkach zaszła reakcja chemiczna, którą można przedstawić za pomocą równania:

Ag⁺ + Cl⁻ → AgCl↓

Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących w probówkach I i II.

318

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 60. (2 pkt)

Reakcje i właściwości kwasów i zasad Napisz równanie reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Przygotowano roztwory wodne o stężeniu molowym równym 0,1 mol · dm⁻³ następujących substancji: NaOH, HCl, Ba(OH)₂, H₂SO₄, a następnie przeprowadzono 2 reakcje zobojętniania zgodnie z równaniami:

I NaOH + HCl → NaCl + H₂O
II Ba(OH)₂ + H₂SO₄ → BaSO₄ + 2H₂O

Podczas dodawania porcjami kwasu solnego do roztworu wodorotlenku sodu (reakcja I) i roztworu kwasu siarkowego(VI) do roztworu wodorotlenku baru (reakcja II) mierzono przewodnictwo elektryczne roztworu. Moment, w którym przewodnictwo elektryczne roztworu jest najmniejsze, to punkt zobojętnienia.

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2008, s. 178.

a)	Napisz w formie jonowej równania przeprowadzonych reakcji.

b)	Dokończ zdanie, zaznaczając wniosek A lub B i jego uzasadnienie 1. lub 2.

Porównując stężenia molowe jonów w momencie zobojętnienia obu reakcji, można stwierdzić, że w roztworze otrzymanym w reakcji I łączna liczba moli wszystkich obecnych w roztworze jonów jest

A.	większa niż w roztworze otrzymanym w reakcji II,	ponieważ powstająca sól jest	1.	rozpuszczalna w wodzie.
B.	mniejsza niż w roztworze otrzymanym w reakcji II,	ponieważ powstająca sól jest	2.	nierozpuszczalna w wodzie.

319

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 63. (2 pkt)

Identyfikacja związków - ogólne pH Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Do probówek z wodą wprowadzono sześć różnych substancji zgodnie z poniższym rysunkiem:

Następnie zawartość każdej probówki energicznie wymieszano i zanurzono w niej uniwersalny papierek wskaźnikowy.

a)	Dokończ poniższe zdania, wpisując numery odpowiednich probówek.

Uniwersalny papierek wskaźnikowy zabarwił się na niebiesko po zanurzeniu w roztworach znajdujących się w probówkach .
Uniwersalny papierek wskaźnikowy nie zmienił zabarwienia po zanurzeniu w roztworach znajdujących się w probówkach: .
Reakcja hydrolizy zaszła w roztworach znajdujących się w probówkach: .

Papierek uniwersalny zanurzony w roztworze znajdującym się w probówce III zabarwił się na różowo.

b)	Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, której efektem była zmiana zabarwienia papierka uniwersalnego po zanurzeniu w roztworze znajdującym się w probówce III.

320

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 65. (1 pkt)

Związki kompleksowe Napisz równanie reakcji

Kolorymetria jest metodą stosowaną w analizie chemicznej. Dzięki niej można określić stężenie barwnego roztworu badanej substancji. Metoda ta wykorzystuje zjawisko pochłaniania przez barwny roztwór promieniowania elektromagnetycznego o określonej długości fali z zakresu światła widzialnego. Im większe jest stężenie badanej substancji w roztworze, w tym większym stopniu roztwór ten pochłania promieniowanie, a więc osłabia natężenie promieniowania przepuszczanego przez roztwór. Osłabienie to można zmierzyć, a jego miarą jest wielkość zwana absorbancją. Jeżeli serię pomiarów absorbancji roztworów badanej substancji w danym rozpuszczalniku przeprowadza się w tych samych warunkach, umieszczając próbki roztworów w identycznych naczynkach, wartości absorbancji zależą tylko od stężenia tych roztworów.

Jednym z zastosowań metody kolorymetrycznej jest oznaczanie stężenia jonów żelaza(III), które z jonami tiocyjanianowymi SCN^– tworzą jony kompleksowe [Fe(SCN)]²⁺. Jony te obecne w roztworze wodnym nadają mu intensywne krwistoczerwone zabarwienie, umożliwiające wykrycie nawet śladowych ilości żelaza.

W celu wyznaczenia zawartości żelaza w postaci jonów żelaza(III) w badanym roztworze przeprowadzono opisane poniżej doświadczenie.

Wykonano pomiar absorbancji A trzech wodnych roztworów o znanym stężeniu jonów [Fe(SCN)]²⁺, umieszczając je w identycznych naczynkach. Wyniki pomiarów zestawiono w tabeli.


Stężenie jonów [Fe(SCN)]²⁺, mol · dm^–3	Absorbancja A
0,25·10^–4	0,24
0,65·10^–4	0,62
1,05·10^–4	1,01

Próbkę 10,00 cm³ badanego roztworu umieszczono w kolbie miarowej o pojemności 50,00 cm³ i do kolby dodano w nadmiarze bezbarwny wodny roztwór tiocyjanianu potasu KSCN tak, aby powstał kompleks [Fe(SCN)]²⁺. Zawartość kolby dopełniono do kreski wodą destylowaną i dokładnie wymieszano. Następnie pobrano z niej próbkę i zmierzono jej absorbancję w takich samych warunkach, w jakich wykonano wcześniejszy pomiar absorbancji roztworów o znanym stężeniu. Zmierzona absorbancja A próbki badanego roztworu wyniosła 0,44.

Na podstawie: D.A. Skoog, D.M. West, F.J. Holler, S.R. Crouch, Podstawy chemii analitycznej, t. 2, Warszawa 2007, s. 301–302;
A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010, s. 963.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji powstawania jonów [Fe(SCN)]²⁺ w wyniku dodania roztworu tiocyjanianu potasu do roztworu badanego.