Zadania maturalne z chemii

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 8. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Podaj/wymień

W zamkniętym reaktorze znajdowały się dwa gazy: wodór oraz fluor. Po zakończeniu reakcji zbiornik zawierał tylko fluorowodór, którego masa była równa 0,4 g.

Napisz, w jakim stosunku objętościowym zmieszano wodór z fluorem w reaktorze, oraz określ, ile gramów wodoru i ile gramów fluoru wprowadzono do reaktora.

Stosunek objętości substratów V_wodoru : V_fluoru =

Masa wodoru wprowadzonego do reaktora m_wodoru =

Masa fluoru wprowadzonego do reaktora m_fluoru =

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 11. (1 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Podaj/wymień

Siarczan(VI) wapnia–woda (2/1) jest stosowany w zaprawie budowlanej, ponieważ ma zdolność wiązania wody. W wyniku tego procesu powstaje siarczan(VI) wapnia–woda (1/2).

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie opisanej reakcji, oraz wybierz spośród podanych i podkreśl nazwę procesu, którego podstawą jest ta reakcja.

Równanie reakcji:

(CaSO₄)₂ ⋅ H₂O + H₂O → (CaSO₄ ⋅ 2H₂O)

Nazwa procesu:

gaszenie wapna

twardnienie zaprawy gipsowej

twardnienie zaprawy wapiennej

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 15. (1 pkt)

Związki kompleksowe Podaj/wymień

Większość kationów metali występuje w roztworze wodnym w postaci jonów kompleksowych, tzw. akwakompleksów, w których cząsteczki wody otaczają jon metalu, czyli są ligandami. Dodanie do takiego roztworu reagenta, który z kationami danego metalu tworzy trwalsze kompleksy niż woda, powoduje wymianę ligandów. Kompleksy mogą mieć różne barwy, zależnie od rodzaju ligandów, np. jon Fe³⁺ tworzy z jonami fluorkowymi F − kompleks bezbarwny, a z jonami tiocyjanianowymi (rodankowymi) SCN⁻ – krwistoczerwony. W dwóch probówkach znajdował się wodny roztwór chlorku żelaza(III). Do pierwszej probówki wsypano niewielką ilość stałego fluorku potasu, co poskutkowało odbarwieniem żółtego roztworu, a następnie do obu probówek dodano wodny roztwór rodanku potasu (KSCN). Stwierdzono, że tylko w probówce drugiej pojawiło się krwistoczerwone zabarwienie.

W badanych roztworach występowały jony kompleksowe żelaza(III):

I rodankowy

II fluorkowy

III akwakompleks

Uszereguj wymienione jony kompleksowe zgodnie ze wzrostem ich trwałości. Napisz w odpowiedniej kolejności numery, którymi je oznaczono.

najmniejsza trwałość

największa trwałość

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 18. (2 pkt)

Wodorotlenki Związki kompleksowe Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie:

18.1. (0–1)

Podaj numery probówek, w których po zakończeniu doświadczenia pozostał biały osad wodorotlenku cynku.

18.2. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła w probówce III. Uwzględnij, że jednym z produktów jest jon kompleksowy o liczbie koordynacyjnej 4.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 18. (1 pkt)

Dysocjacja Podaj/wymień

Rozpuszczalnikami amfiprotycznymi nazywa się rozpuszczalniki, których cząsteczki mogą zarówno odszczepiać, jak i przyłączać proton. Do rozpuszczalników amfiprotycznych należą m.in. woda, ciekłe alkohole oraz kwasy karboksylowe, ciekły amoniak i aminy. W rozpuszczalnikach amfiprotycznych ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która dla wody zachodzi zgodnie z równaniem:

2H₂O ⇄ H₃O⁺ + OH⁻

Reakcję autoprotolizy rozpuszczalnika opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym rozpuszczalnika, np. iloczyn jonowy wody wyraża się równaniem:

K_w = [H₃O⁺] ∙ [OH⁻]

Poniżej zestawiono wartości iloczynu jonowego trzech rozpuszczalników w temperaturze 25ºC.

Rozpuszczalnik	Iloczyn jonowy rozpuszczalnika
kwas mrówkowy	0,6 ∙ 10⁻⁶
metanol	0,2 ∙ 10⁻¹⁶
woda	1,0 ∙ 10⁻¹⁴

Na podstawie: J.J. Fiałkow, A.N. Żytomirski, J.A. Tarasenko, Chemia fizyczna roztworów niewodnych, Warszawa 1983.

Uszereguj wymienione rozpuszczalniki według wzrastającego stopnia ich autoprotolizy w temperaturze 25ºC. Napisz nazwy tych rozpuszczalników.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 21. (1 pkt)

Związki kompleksowe Podaj/wymień

Jon kompleksowy składa się z atomu centralnego i ligandów. Funkcję atomu centralnego spełniają najczęściej kationy metali. Ligandami są drobiny chemiczne, które łączą się z atomem (jonem) centralnym wiązaniem koordynacyjnym za pomocą wolnej pary elektronowej atomu donorowego wchodzącego w skład ligandu. Ligandami mogą być cząsteczki obojętne, np. H₂O, NH₃, lub aniony, np. Cl⁻, OH⁻.

Powstawanie kompleksu jonu metalu M z ligandami L można opisać sumarycznym równaniem:

M + nL ⇄ ML_n

Indeks n oznacza liczbę ligandów, z którymi łączy się jon metalu.

Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna, Warszawa 2001 oraz M. Cieślak-Golonka, J. Starosta, M. Wasielewski, Wstęp do chemii koordynacyjnej, Warszawa 2010.

Jony kadmu(II) tworzą z anionami jodkowymi jon kompleksowy, w którym przyjmują liczbę koordynacyjną n = 4.

W przedstawionej poniżej konfiguracji elektronowej atomu kadmu w stanie podstawowym podkreśl fragment, który nie występuje w jonie kadmu(II), oraz napisz wzór kompleksu jonów kadmu(II) z anionami jodkowymi.

₄₈Cd 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d¹⁰ 5s²

Wzór kompleksu jonów kadmu(II) z anionami jodkowymi:

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23. (1 pkt)

Węglowodory alifatyczne Podaj/wymień

Halogenopochodne alkanów, w cząsteczkach których dwa atomy halogenu znajdują się w pozycji 1 i 2, czyli 1,2-dihalogenki alkanów, można otrzymać w reakcji halogenu (bromu lub chloru) i odpowiedniego alkenu. Jeżeli 1,2-dihalogenek alkanu podda się – w środowisku bezwodnym – działaniu nadmiaru mocnej zasady, następuje dwukrotna eliminacja halogenowodoru, co prowadzi do utworzenia alkinu.

Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.

Określ typ (addycja, substytucja, eliminacja) i mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji otrzymywania 1,2-dibromopentanu opisaną metodą.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 26. (3 pkt)

Węglowodory alifatyczne Izomeria konstytucyjna Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Poniżej przedstawiono uproszczone wzory trzech alkenów i jednego węglowodoru cyklicznego alifatycznego (cykloalkanu). W cząsteczkach węglowodorów cyklicznych szkielet węglowy tworzy pierścienie.

26.1. (0–1)

Wybierz wszystkie związki, które są izomerami 2,3‑dimetylobut‑1‑enu. Napisz numery, którymi oznaczono ich wzory.

26.2. (0–1)

Napisz równanie reakcji addycji bromowodoru do związku IV zachodzącej zgodnie z regułą Markownikowa. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

26.3. (0–1)

Podaj nazwę systematyczną związku I.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 29. (1 pkt)

Estry i tłuszcze Podaj/wymień

Kontrolowane utlenianie alkanów jest stosowane w przemyśle do wytwarzania kwasów tłuszczowych. W odpowiednich warunkach ta reakcja przebiega selektywnie w taki sposób, że utleniona zostaje tylko jedna ze skrajnych grup metylowych.

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

Napisz wzór sumaryczny alkanu, który może zostać użyty do otrzymania kwasu stearynowego (oktadekanowego) opisaną metodą.

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 31. (2 pkt)

Węglowodory alifatyczne Alkohole Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

W tabeli podano temperatury wrzenia (pod ciśnieniem 1013 hPa) wybranych alkoholi i aldehydów.

Alkohol		t_w, °C	Aldehyd		t_w, °C
I	metanol	65	VI	metanal	–19
II	propan-1-ol	97	VII	propanal	48
III	pentan-1-ol	136	VIII	pentanal	102
IV	3-metylobutan-1-ol	131	IX	3-metylobutanal	90
V	2-metylobutan-1-ol	129	X	2-metylobutanal	91

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013 oraz www.sigmaaldrich.com

31.1. (0−1)

Wyjaśnij, dlaczego alkohole mają wyższe temperatury wrzenia niż aldehydy o takim samym szkielecie węglowym.

31.2. (0−1)

Spośród związków wymienionych w tabeli wybierz te, których cząsteczki są chiralne. Napisz numery, którymi je oznaczono.