Zadania maturalne z chemii

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 25. (1 pkt)

Alkohole Podaj/wymień

W obecności stężonego kwasu siarkowego(VI) alkohole ulegają przemianom, których przebieg zależy od temperatury oraz od budowy alkoholu. Podczas ogrzewania mieszaniny alkoholu ze stężonym kwasem siarkowym(VI) w niższej temperaturze powstaje eter – związek o ogólnym wzorze ROR. Alkohole pierwszorzędowe mogą w odpowiednich warunkach reagować zgodnie z równaniem (R – grupa alkilowa):

2ROH ^H₂SO₄ ROR + H₂O

W wyższej temperaturze odwodnienie alkoholi prowadzi do powstania alkenów.

Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1984.

Alkohole trzeciorzędowe ulegają dehydratacji do alkenów najłatwiej, a pierwszorzędowe – najtrudniej.

Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1984.

Poniżej przedstawiono trzy przemiany (I, II i III), w których substratami są alkohole.

CH₃CH₂CH₂OH → CH₃CH=CH₂ + H₂O
CH₃C(CH₃)(OH)CH₃ → CH₂=C(CH₃)₂ + H₂O
CH₃CH₂CH₂CH(OH)CH₃ → CH₃CH₂CH=CHCH₃ + H₂O

Uszereguj przemiany I, II i III zgodnie z rosnącą łatwością ich zachodzenia. Napisz numery tych przemian w odpowiedniej kolejności.

przemiana zachodząca najtrudniej

przemiana zachodząca najłatwiej

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 29. (3 pkt)

Podstawy chemii organicznej Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Fosfiny to fosforowe analogi amin zawierające w swoich cząsteczkach trójwartościowy atom fosforu. Fosforowym analogiem aniliny (fenyloaminy) jest fenylofosfina. Wzory uproszczone obu związków oraz wartości ich temperatury wrzenia zestawiono w poniższej tabeli:

Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Adamantan 1997.

29.1. (0–1)

Rozstrzygnij, który związek – fenyloamina czy fenylofosfina – jest substancją mniej lotną. Wyjaśnij, dlaczego fenyloamina i fenylofosfina różnią się wartościami temperatury wrzenia. Odnieś się do budowy cząsteczek obu związków.

Rozstrzygnięcie:
Wyjaśnienie:

29.2. (0–1)

Fosfiny są łatwopalne. Produktem całkowitego spalenia fosfiny jest między innymi tlenek fosforu(V) (P₄O₁₀).

Napisz równanie reakcji całkowitego spalania fenylofosfiny. Zastosuj wzory sumaryczne związków organicznych.

29.3. (0–1)

Fosfiny alifatyczne są bardzo nietrwałe. Trwałość fosfin jest tym większa, im więcej podstawników arylowych znajduje się przy atomie fosforu. Poniżej podano nazwy trzech fosfin.

I difenylofosfina

II metylofosfina

III trifenylofosfina

Uszereguj wymienione fosfiny zgodnie z ich rosnącą trwałością. Napisz w odpowiedniej kolejności numery, którymi je oznaczono.

najmniejsza trwałość

największa trwałość

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 29. (1 pkt)

Podstawy chemii organicznej Podaj/wymień

Poniżej przedstawiono wzory trzech izomerycznych amin oznaczonych numerami I, II i III.

I
CH₃CH₂CH₂NH₂

II
CH₃CH₂NHCH₃

III
(CH₃)₃N

Wartości temperatury wrzenia tych amin, wymienione w przypadkowej kolejności, są równe: 3°C, 36°C, 47°C.

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004 oraz www.sigmaaldrich.com

Przyporządkuj aminom I–III wartości ich temperatury wrzenia.

I:
II:
III:

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 33. (1 pkt)

Identyfikacja związków organicznych Podaj/wymień

Teanina jest aminokwasem występującym np. w zielonej herbacie. Punkt izoelektryczny teaniny jest równy 5,6.
Substratem do syntezy teaniny jest pewien aminokwas białkowy, który w etapie I ulega dekarboksylacji do aminy X. W etapie II ta amina ulega kondensacji z kwasem glutaminowym i powstaje wiązanie peptydowe (amidowe). Udział w reakcji bierze grupa karboksylowa znajdująca się w łańcuchu bocznym kwasu glutaminowego.

W trzech naczyniach oznaczonych literami A, B i C znajdują się oddzielnie i w przypadkowej kolejności trzy związki: skrobia, teanina, alanyloalanyloalanina. Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego wykonano dwie próby.

Podczas pierwszej próby na szkiełkach zegarkowych umieszczono niewielkie ilości wymienionych substancji i na każdą naniesiono kilka kropli roztworu jodu w wodnym roztworze jodku potasu. Wynik próby pozwolił na identyfikację substancji z naczynia C. W celu zidentyfikowania substancji znajdujących się w naczyniach A i B przygotowano ich wodne roztwory i przeprowadzono drugą próbę, w której użytym odczynnikiem był Cu(OH)₂. Jego zastosowanie pozwala na wykrycie związków polihydroksylowych, czy też na potwierdzenie występowania w cząsteczce co najmniej dwóch wiązań peptydowych (amidowych).

Przebieg próby przedstawiono na schemacie:

W każdej probówce zaobserwowano różne objawy reakcji. Tylko w probówce II powstał roztwór o barwie różowofioletowej.

Podaj nazwę substancji znajdującej się w naczyniu A oraz nazwę reakcji, która przebiegła w probówce II podczas opisanego doświadczenia.

Nazwa substancji znajdującej się w naczyniu A:
Nazwa reakcji, która przebiegła w probówce II:

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023) - Zadanie 1. (4 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Układ okresowy pierwiastków Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj/wymień

O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:

konfigurację elektronową atomu pierwiastka X w jednym ze stanów wzbudzonych przedstawia zapis:

łączna liczba elektronów na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d atomu w stanie podstawowym pierwiastka Z jest dwa razy większa od liczby elektronów walencyjnych atomu pierwiastka X.

1.1. (0–2)

Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, numer grupy układu okresowego oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.

	Symbol pierwiastka	Numer grupy	Symbol bloku
pierwiastek X
pierwiastek Z

1.2. (0–1)

Wpisz do tabeli wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, opisujące stan kwantowo-mechaniczny jednego z niesparowanych elektronów o najwyższej energii atomu pierwiastka X w przedstawionym stanie wzbudzonym.

Liczby kwantowe	główna liczba kwantowa, n	poboczna liczba kwantowa, l
Wartość liczb kwantowych

1.3. (0–1)

Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu Z²⁺ w stanie podstawowym. Zastosuj zapis konfiguracji elektronowej z uwzględnieniem podpowłok.

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 2. (2 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Podaj/wymień

Chlor występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów. W jądrze izotopu o mniejszej liczbie masowej znajduje się 18 neutronów. Zawartość procentowa tego izotopu w występującym w przyrodzie pierwiastku wynosi 75,78%. Średnia masa atomowa chloru jest równa 35,453 u, a jeden z izotopów tego pierwiastka ma masę równą 34,969 u.

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.

Chlor występuje w związkach chemicznych na wielu różnych stopniach utlenienia.

Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz informacje dotyczące struktury elektronowej atomu chloru i jego stopni utlenienia oraz nazwę kwasu tlenowego chloru.

Pełna podpowłokowa konfiguracja elektronowa atomu chloru w stanie podstawowym ma postać . W jego rdzeniu atomowym (na wewnętrznych powłokach elektronowych) znajduje się elektronów.
Chlor należy do bloku konfiguracyjnego .
Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje chlor w związkach chemicznych, jest równy . Kwas tlenowy, w którym chlor ma najwyższy możliwy stopień utlenienia, ma nazwę .

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 10. (1 pkt)

Sole Podaj/wymień

Przygotowano wodne roztwory czterech soli: azotanu(V) sodu, fluorku sodu, chlorku amonu i azotanu(III) amonu, o takim samym stężeniu molowym równym 0,1 mol∙dm^–3.

Napisz wzory sumaryczne tych soli w kolejności wzrastającego pH ich wodnych roztworów.

najniższe pH

najwyższe pH

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 11. (2 pkt)

Sole Reakcje i właściwości kwasów i zasad Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Przygotowano wodne roztwory czterech soli: azotanu(V) sodu, fluorku sodu, chlorku amonu i azotanu(III) amonu, o takim samym stężeniu molowym równym 0,1 mol∙dm^–3.

11.1. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w roztworze chlorku amonu.

11.2. (0–1)

Określ, jaką funkcję (kwasu czy zasady Brønsteda) pełni woda w reakcji zachodzącej w roztworze fluorku sodu.

Matura Marzec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 13. (2 pkt)

Wodorotlenki Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Poniższy wykres przedstawia zależność rozpuszczalności molowej – czyli stężenia molowego substancji w jej roztworze nasyconym – wodorotlenku glinu od pH roztworu wodnego w temperaturze 25°C. W tym ujęciu rozpuszczalność związku uwzględniła powstawanie rozpuszczalnych produktów reakcji, jakim ten związek ulega w zależności od pH roztworu.

Na podstawie: G. Charlot, Analiza nieorganiczna jakościowa, Warszawa 1976.

Napisz, jaka właściwość chemiczna wodorotlenku glinu decyduje o zmianach rozpuszczalności tego związku przedstawionych na wykresie. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji potwierdzające charakter chemiczny wodorotlenku glinu.

Charakter chemiczny:

Równania reakcji:

Matura Czerwiec 2021, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 16. (3 pkt)

Miareczkowanie Podaj/wymień Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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.

Krzywa miareczkowania może służyć do wyznaczenia wartości stałej dysocjacji kwasu (K_a), a przez to pozwala zidentyfikować kwas poddawany miareczkowaniu. Jedna z metod polega na wyznaczeniu tak zwanego punktu połowicznego zmiareczkowania (PP), w którym stężenie HA jest równe stężeniu A⁻.

Stała równowagi dysocjacji kwasu HA opisana jest wyrażeniem:

K_a = [H₃O⁺] ∙ [A⁻][HA], czyli [H₃O⁺] = K_a ∙ [HA][A⁻]

Stężenie HA jest równe stężeniu A⁻ po dodaniu połowy objętości roztworu NaOH potrzebnej do osiągnięcia punktu równoważnikowego (PR). Wtedy:

[H₃O⁺] = K_a, czyli
pH = –log [H₃O⁺] = –logK_a = pK_a

Tak więc w punkcie połowicznego zmiareczkowania pH jest równe –logK_a.

16.1. (0–2)

Odczytaj z wykresu krzywej miareczkowania i napisz wartość pH w punkcie połowicznego zmiareczkowania (PP). Który z wymienionych poniżej kwasów mógł być użyty w opisanym doświadczeniu? Wybierz i zaznacz jego wzór.

Wartość pH w punkcie połowicznego zmiareczkowania:
Wzór kwasu:

HClO

CH₃COOH

HClO₂

16.2. (0–1)

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


1.	Stężenie miareczkowanego kwasu wynosiło 0,2 mol · dm⁻³.	P	F
2.	W punkcie połowicznego zmiareczkowania (PP) stężenie anionów wodorotlenkowych jest niższe niż stężenie kationów sodu.	P	F
3.	W punkcie równoważnikowym (PR) w roztworze nie ma niezdysocjowanych cząsteczek kwasu HA.	P	F