Zadania maturalne z chemii

921

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (3 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Układ okresowy pierwiastków Rodzaje wiązań i ich właściwości Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj/wymień

Pierwiastki X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego. Pierwiastek X jest metalem, natomiast pierwiastek Z – niemetalem. W stanie podstawowym atomów obu tych pierwiastków tylko jeden elektron jest niesparowany. Znajduje się on na ostatniej powłoce. Niesparowany elektron atomu pierwiastka X znajduje się na innej podpowłoce niż niesparowany elektron atomu pierwiastka Z. Ponadto wiadomo, że pierwiastek X tworzy tlenki o wzorach X₂O i XO oraz że ten metal jest jednym z najlepszych przewodników ciepła i elektryczności. Pierwiastek Z występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek.

1.1. (0–1)

Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.

	Symbol pierwiastka	Numer grupy	Symbol bloku
pierwiastek X
pierwiastek Z

1.2. (0–1)

Przedstaw konfigurację elektronową jonu X²⁺ (stan podstawowy). Zastosuj skrócony zapis konfiguracji elektronowej z symbolem gazu szlachetnego.

1.3. (0–1)

Dla cząsteczki Z₂ określ liczbę: wiązań σ, wiązań π oraz wolnych par elektronowych.

Liczba
wiązań σ	wiązań π	wolnych par elektronowych

922

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 1. (1 pkt)

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

W stanie podstawowym atomy pewnego pierwiastka mają następującą konfigurację elektronów walencyjnych:

3s² 3p² (M⁴)

Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbol tego pierwiastka oraz dane dotyczące jego położenia w układzie okresowym.

Symbol pierwiastka	Numer grupy	Numer okresu

923

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (1 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Podaj/wymień

Wpisz do tabeli symbole chemiczne pierwiastków opisanych niżej.


1.	Niemetal, w którego atomie w stanie podstawowym liczba sparowanych elektronów walencyjnych trzeciej powłoki jest dwa razy większa niż liczba elektronów niesparowanych.
2.	Pierwiastek, którego atom w stanie podstawowym ma następującą konfigurację elektronową: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹3d⁵ .
3.	Pierwiastek, którego dwudodatni kation w stanie podstawowym ma następującą konfigurację elektronową: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰ .

924

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 2. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Gal występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów. Na 3 atomy pierwszego izotopu galu o masie atomowej 68,926 u przypadają 2 atomy drugiego izotopu galu o masie atomowej m_x. Średnia masa atomowa galu jest równa 69,723 u.

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

Na podstawie powyższych danych oblicz masę atomową m_x drugiego izotopu galu. Wynik końcowy podaj z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku.

925

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 2. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Podaj/wymień

Jądra atomowe niektórych izotopów ciężkich pierwiastków bombardowane neutronami ulegają rozszczepieniu, czyli rozpadowi na mniejsze fragmenty. Jedną z możliwych reakcji rozszczepienia jądra ²³⁵U przedstawia poniższy schemat.

²³⁵₉₂U + ¹₀n → ¹⁴⁰₅₄Xe + ⁹³_ZE + a ¹₀n

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.

Uzupełnij poniższą tabelę. Na podstawie informacji wstępnej wpisz symbol pierwiastka E oraz liczbę neutronów (a), wyemitowanych podczas przedstawionej reakcji rozszczepienia jednego jądra ²³⁵₉₂U.


Symbol pierwiastka E	Liczba wyemitowanych neutronów (a)

926

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 2. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Podaj/wymień

W jądrze pierwiastka X znajduje się tyle protonów, ile neutronów zawiera jądro izotopu 48 22Ti . Liczba masowa jednego z izotopów pierwiastka X jest równa liczbie elektronów w atomie izotopu ¹³⁸₅₆Ba.

Na podstawie powyższej informacji ustal liczbę atomową pierwiastka X oraz liczbę neutronów w jądrze opisanego izotopu pierwiastka X.

Liczba atomowa (Z):

Liczba neutronów:

927

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 2. (1 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Atomy pewnego pierwiastka oznaczonego umownie symbolem X mają w stanie podstawowym następującą konfigurację elektronową:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁵

Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.


1.	Pierwiastek X tworzy związek z wodorem o wzorze ogólnym HX. Wodny roztwór wodorku HX o stężeniu równym 0,1 mol·dm^–3 ma pH ≈ 1, 00.	P	F
2.	Rozcieńczony wodny roztwór wodorku HX ma pH wyższe niż stężony wodny roztwór tego wodorku.	P	F
3.	Najniższy stopień utlenienia, jaki pierwiastek X przyjmuje w związkach chemicznych, jest równy –I, a najwyższy wynosi VII.	P	F

928

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 3. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

Na podstawie powyższych danych oblicz bezwzględną masę (wyrażoną w gramach) jednego atomu tego izotopu galu, który ma mniejszą masę atomową.

929

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 3. (1 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Elektrony w atomach są przyciągane przez jądro, więc usunięcie elektronu z powłoki wymaga nakładu energii, która jest nazywana energią jonizacji. Pierwsza energia jonizacji to minimalna energia potrzebna do oderwania pierwszego elektronu od atomu. Druga energia jonizacji jest minimalną energią potrzebną do usunięcia drugiego elektronu (z jednododatniego jonu). W odpowiednich warunkach od atomu można oderwać kolejne elektrony. Rozróżnia się zatem pierwszą, drugą i kolejne energie jonizacji.

W poniżej tabeli przedstawiono wartości kolejnych (trzech) energii jonizacji glinu.

Energia jonizacji, kJ · mol^–1
pierwsza	druga	trzecia
577,6	1816,7	2744,8

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004
oraz K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.

Uzupełnij poniższe zdanie, tak aby powstała informacja prawdziwa, i wyjaśnij, dlaczego wybrana energia jonizacji ma najniższą wartość.

Spośród podanych wartości energii jonizacji najniższą wartość ma (pierwsza / druga / trzecia) energia jonizacji, ponieważ

930

Matura Maj 2018, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 3. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Układ okresowy pierwiastków Podaj/wymień

Jądro promieniotwórczego izotopu pierwiastka E uległo przemianie β⁻ zgodnie z poniższym schematem

^A_ZE → ⁶⁰₂₈Ni + β⁻

Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1988.

Korzystając z układu okresowego, ustal symbol pierwiastka E lub podaj jego nazwę.