W wysokiej temperaturze węgiel reaguje z tlenkiem węgla(IV) i ustala się równowaga
chemiczna:
CO2 (g) + C (s) ⇄ 2CO (g)
Objętościową zawartość procentową CO i CO2 w gazie pozostającym w równowadze
z węglem w zależności od temperatury (pod ciśnieniem atmosferycznym 1013 hPa) przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Rozstrzygnij, czy reakcja pomiędzy tlenkiem węgla(IV) i węglem jest procesem
egzoenergetycznym. Uzasadnij swoją odpowiedź.
Temperatury wrzenia związków organicznych zależą od ich budowy, kształtu oraz wiązań występujących
w ich cząsteczkach oraz pomiędzy ich cząsteczkami. Duże znaczenie ma też masa cząsteczkowa.
Podkreśl w poszczególnych podpunktach związek organiczny o wyższej temperaturze wrzenia.
Wyjaśnij, dlaczego ma on wyższą temperaturę wrzenia.
metan, etan
etan, eten
butan, 2-metylopropan
etanol, kwas metanowy
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
Atom siarki tworzy z atomami fluoru m.in. cząsteczki o wzorze SF2 i SF6.
6.1. (0–1)
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki SF2 – zaznacz kreskami wspólne pary elektronowe
oraz wolne pary elektronowe atomów siarki i fluoru. Określ kształt cząsteczki (liniowa,
kątowa, tetraedryczna).
Wzór elektronowy:
Kształt cząsteczki:
6.2. (0–1)
Poniżej zamieszczono model ilustrujący kształt cząsteczki SF6.
Wykaż na podstawie teorii VSEPR (odpychanie par elektronowych powłoki
walencyjnej), że przedstawiony model jest poprawną ilustracją kształtu cząsteczki SF6.
Do reaktora, w którym znajdowała się stała substancja X, wprowadzono pod ciśnieniem
atmosferycznym gazową substancję Y i zapoczątkowano reakcję chemiczną, w wyniku której
powstawał gaz Z. Po 10 minutach, w temperaturze T1, ustaliła się równowaga opisana
równaniem:
X (s) + Y (g) ⇄ Z (g)
Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru liczby moli gazowych reagentów w trakcie trwania
procesu oraz po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze T1. W piętnastej minucie
eksperymentu zmieniono w układzie temperaturę na T2 wyższą od T1, czego konsekwencją
było ustalenie się nowego stanu równowagi po dwudziestu minutach eksperymentu, co także
zilustrowano na poniższym wykresie.
Rozstrzygnij, czy w temperaturze T2 – w porównaniu z przemianą zachodzącą
w temperaturze T1 – następuje:
Zbadano wpływ zmian temperatury (doświadczenie I) i zmian ciśnienia (doświadczenie II)
w układzie na wydajność otrzymywania produktu X w reakcji opisanej schematem:
aA (g) + bB (g) ⇄ xX (g)
Wyniki pomiarów zamieszczono w poniższych tabelach.
Zawartość produktu X w mieszaninie
równowagowej wyrażono w procentach objętościowych.
Doświadczenie I
Ciśnienie, MPa
Temperatura, °C
Zawartość produktu X w mieszaninie równowagowej
20
300
63%
500
18%
700
4%
Doświadczenie II
Temperatura, °C
Ciśnienie, MPa
Zawartość produktu X w mieszaninie równowagowej
400
0,1
0.4%
10
26%
60
66%
Na podstawie: K-H. Lautenschläger i in. Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007
Na podstawie przedstawionych wyników pomiarów wybierz spośród wymienionych
poniżej proces, który zachodził w badanym układzie. Napisz numer wybranego procesu.
Odpowiedź uzasadnij.
Numer procesu
Równanie reakcji
∆H°, kJ
1
N2 (g) + O2 ⇄ 2NO (g)
182,6
2
2F2 (g) + O2 ⇄ 2F2O (g)
49,0
3
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
-91,8
4
Cl2 (g) + H2 (g) ⇄ 2HCl (g)
-184,6
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004
Do reaktora, w którym znajdowała się stała substancja X, wprowadzono pod ciśnieniem
atmosferycznym gazową substancję Y i zapoczątkowano reakcję chemiczną, w wyniku której
powstawał gaz Z. Po 10 minutach, w temperaturze T1, ustaliła się równowaga opisana
równaniem:
X (s) + Y (g) ⇄ Z (g)
Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru liczby moli gazowych reagentów w trakcie trwania
procesu oraz po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze T1. W piętnastej minucie
eksperymentu zmieniono w układzie temperaturę na T2 wyższą od T1, czego konsekwencją
było ustalenie się nowego stanu równowagi po dwudziestu minutach eksperymentu, co także
zilustrowano na poniższym wykresie.
Rozstrzygnij, czy reakcja tworzenia związku Z jest procesem endoenergetycznym. Odpowiedź uzasadnij.
Litowce są metalami miękkimi, a berylowce są od nich nieco twardsze. Ich twardość maleje
w grupie wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka. Gęstość litu, sodu i potasu jest mniejsza od gęstości wody, a gęstość rubidu i cezu oraz wszystkich berylowców – większa.
Lit spala się w tlenie do tlenku. Z azotem w temperaturze pokojowej łączy się powoli,
a produktem tej reakcji jest azotek litu Li3N. Z kolei sód spala się w tlenie do nadtlenku sodu,
związku o wzorze Na2O2, w którym tlen występuje na –I stopniu utlenienia.
Magnez, spalany w powietrzu, reaguje nie tylko z tlenem, lecz także z azotem i tlenkiem
węgla(IV).
Na podstawie: K. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007
oraz L. Jones, P. Atkins, Chemia ogólna, Warszawa 2006
9.1. (0–1)
W celu otrzymania tlenku magnezu przeprowadzono dwa doświadczenia: I i II. W doświadczeniu I tlenek magnezu otrzymano przez całkowity rozkład MgCO3.
W doświadczeniu II tlenek magnezu otrzymano przez spalenie magnezu w powietrzu.
Rozstrzygnij, czy w obu doświadczeniach otrzymano czysty tlenek magnezu. Uzasadnij
odpowiedź.
Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:
9.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego palącego się magnezu, czyli tzw. pożarów magnezowych, nie wolno
gasić wodą.
Do reaktora o stałej pojemności, z którego usunięto powietrze, wprowadzono próbkę
gazowego związku A i zainicjowano reakcję. W zamkniętym reaktorze ustaliła się równowaga
opisana równaniem:
A (g) ⇄ 2B (g)
Mierzono stężenie związku A w czasie trwania reakcji. Tę zależność przedstawiono na
poniższym wykresie:
Z poniższych wykresów wybierz ten, który jest ilustracją zależność stężenia związku B
od czasu trwania reakcji. Zaznacz wykres A, B, C albo D i uzasadnij swój wybór.
Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego do kolby zawierającej 100 cm3 wodnego
roztworu jednoprotonowego kwasu HA dodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu
o stężeniu 0,1 mol · dm−3 i mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Podczas doświadczenia
zachodziła reakcja opisana schematem:
HA + NaOH → NaA + H2O
Doświadczenie prowadzono w temperaturze 25°C. Jego przebieg zilustrowano poniższym
wykresem, zwanym krzywą miareczkowania.
Po dodaniu takiej objętości roztworu wodorotlenku sodu, w jakiej znajdowała się liczba moli
NaOH równa liczbie moli kwasu HA w roztworze wziętym do analizy, w układzie został
osiągnięty punkt równoważnikowy (PR). W opisanym doświadczeniu pH w punkcie
równoważnikowym było równe 8,6.
Po wykonaniu doświadczenia sformułowano następujący wniosek: Na podstawie otrzymanych wyników można jednoznacznie stwierdzić, że kwas HA nie jest
mocnym elektrolitem.
Rozstrzygnij, czy powyższy wniosek jest prawdziwy. Uzasadnij swoją odpowiedź –
napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji ilustrujące równowagę, która
ustaliła się w punkcie równoważnikowym. Użyj ogólnego wzoru kwasu HA.
