Zadania maturalne z chemii

Znalezionych zadań - 131

Strony

1

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 3. (3 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Sole Napisz równanie reakcji Narysuj/zapisz wzór Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Bor tworzy z chlorem związek o wzorze BCl3, występujący w postaci płaskich trójkątnych cząsteczek. Te cząsteczki mogą łączyć się z innymi drobinami zawierającymi wolne pary elektronowe. Chlorek boru reaguje z wodą i podczas tej reakcji tworzą się H3BO3 (kwas ortoborowy) oraz HCl.

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

3.1. (0–1)

Narysuj wzór elektronowy chlorku boru. Uwzględnij wolne pary elektronowe.

3.2. (0–1)

Spośród wymienionych drobin:

Cl
NH+4
CH4
NH3

wybierz te, które mogą łączyć się z chlorkiem boru, i napisz ich wzory. Wyjaśnij, dlaczego cząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z tymi drobinami. Odwołaj się do struktury elektronowej cząsteczek chlorku boru.

Z chlorkiem boru mogą łączyć się:
Cząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z wybranymi drobinami, ponieważ

3.3. (0–1)

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji chlorku boru z wodą.

2
3

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 4. (2 pkt)

Energetyka reakcji Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Gaz syntezowy, czyli mieszanina CO i H2, jest otrzymywany w przemyśle różnymi metodami. Niżej podano równania dwóch reakcji, w których powstaje taka mieszanina.

I
II
CH4 + CO2 → 2CO + 2H2
CH4 + H2O → CO + 3H2
ΔH<0
ΔH>0

Na poniższym wykresie przedstawiono zależność stopnia przemiany metanu od temperatury dla dwóch różnych wartości ciśnienia dla jednej z tych reakcji. Stopień przemiany metanu jest miarą wydajności reakcji – im większy stopień przemiany, tym większa wydajność reakcji.

Na podstawie: M. Pańczyk, T. Borowiecki, Otrzymywanie i zastosowanie gazu syntezowego, Lublin 2013.

4.1. (0–1)

Napisz numer reakcji (I albo II), do której odnosi się powyższy wykres stopnia przemiany metanu. Odpowiedź uzasadnij – uwzględnij efekt energetyczny reakcji.

Numer reakcji:
Uzasadnienie:

4.2. (0–1)

Uzupełnij zdanie o wpływie ciśnienia na stopień przemiany metanu – wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w nawiasie. Wyjaśnij przedstawioną na wykresie zależność stopnia przemiany metanu od ciśnienia.

W stałej temperaturze wzrost ciśnienia skutkuje (wzrostem / spadkiem) stopnia przemiany metanu.

Wyjaśnienie:

4

Matura Czerwiec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 5. (2 pkt)

Energetyka reakcji Wpływ czynników na przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Ważnym etapem produkcji kwasu siarkowego(VI) jest katalityczne utlenianie tlenku siarki(IV) do tlenku siarki(VI) opisane równaniem:

2SO2(g) + O2(g) katalizator, 𝑇 2SO3(g)

W tabeli podane są wartości stałej równowagi tej reakcji w wybranych temperaturach.

Temperatura, ºC 450 500 600 700
Stała równowagi 0,35⋅105 0,52⋅104 0,22⋅103 0,23⋅102
Na podstawie: Z. Sarbak, Reakcje i procesy katalityczne, „LAB. Laboratoria. Aparatura. Badania”, nr 6, Katowice 2010.

Na poniższym wykresie przedstawiono zmiany stężenia molowego reagentów w trakcie opisanej reakcji prowadzonej w dwóch różnych temperaturach 𝑇1 i 𝑇2. Zmiana temperatury z 𝑇1 do 𝑇2 nastąpiła po ustaleniu się stanu równowagi w momencie zaznaczonym przerywaną linią i oznaczonym jako 𝑡𝐴.

5.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy w momencie 𝒕A nastąpiło podwyższenie, czy – obniżenie temperatury. Odpowiedź uzasadnij. W uzasadnieniu uwzględnij efekt energetyczny opisanej reakcji.

Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:

5.2. (0–1)

Na poniższych wykresach przedstawiono zmiany stężenia reagenta do ustalenia stanu równowagi. Na wykresie 1. powtórzono z poprzedniego wykresu (s. 4) krzywą ilustrującą zmianę stężenia molowego SO3 w temperaturze 𝑇1 – od momentu zapoczątkowania reakcji do momentu zmiany temperatury na 𝑇2. Obok przedstawiono wykresy 2. i 3. Osie na wykresach 1.–3. są wyskalowane tak samo.

Wybierz wykres (2. albo 3.), który może odpowiadać reakcji utleniania SO2 do SO3 w temperaturze 𝑻1 prowadzonej bez udziału katalizatora, i napisz jego numer. Wybór uzasadnij.

Numer wykresu:
Uzasadnienie:

5

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 6. (4 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Metoda VSEPR pozwala określać kształt cząsteczek zbudowanych z atomów pierwiastków grup głównych. W cząsteczce należy wyróżnić atom centralny (np. atom tlenu w cząsteczce H2O) i ustalić liczbę wolnych par elektronowych na jego zewnętrznej powłoce. Następnie zsumować liczbę podstawników związanych z atomem centralnym (𝑥) i liczbę jego wolnych par elektronowych (𝑦). W ten sposób otrzymuje się tzw. liczbę przestrzenną (𝐿p = 𝑥 + 𝑦), która determinuje kształt cząsteczki. Ponieważ zarówno wolne, jak i wiążące pary elektronowe wzajemnie się odpychają, wszystkie elementy składające się na liczbę przestrzenną (podstawniki i wolne pary elektronowe) zajmują jak najbardziej odległe od siebie położenia wokół atomu centralnego.

Na podstawie: R. J. Gillespie, Fifty years of the VSEPR model; Coordination Chemistry Reviews 252 (2008) 1315.

6.1. (0–2)

Uzupełnij poniższą tabelę – dla wymienionych cząsteczek napisz wartości 𝒙 i 𝒚 oraz określ kształt cząsteczki (liniowa, kątowa, trójkątna, tetraedryczna).

CO2 SO2 OF2
𝑥
𝑦
kształt cząsteczki

6.2. (0–1)

Poniżej przedstawiono dwa modele przestrzenne (I i II) różnych cząsteczek o wzorze ogólnym AB4.

Rozstrzygnij, który z przedstawionych modeli (I albo II) jest ilustracją kształtu cząsteczki SF4. Uzasadnij swój wybór. Zastosuj metodę VSEPR.

Cząsteczkę SF4 przedstawia model
Uzasadnienie:

6.3. (0–1)

W teorii VSEPR przyjmuje się, że kąty między wiązaniami w drobinach zależą od siły, z jaką odpychają się pary elektronowe znajdujące się na zewnętrznej powłoce. Siła odpychania par elektronowych powłoki walencyjnej maleje w kolejności: wolna para elektronowa – wolna para elektronowa > wolna para elektronowa – wiążąca para elektronowa > wiążąca para elektronowa – wiążąca para elektronowa. Oznacza to, że w drobinach, w których nie ma wolnych par elektronowych, kąty między wiązaniami są najbardziej zbliżone do wartości teoretycznych opisujących idealną strukturę geometryczną drobiny, a w cząsteczkach zawierających wolne pary elektronowe obserwuje się zmniejszenie kątów między wiązaniami.

Na podstawie: J. D. Lee, Zwięzła chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.

Wpisz do tabeli wartości kątów między wiązaniami N–H w wymienionych drobinach (NH2, NH3, NH+4). Wartości tych kątów wybierz spośród następujących: 180°, 120°, 109°,107°, 105°.

Drobina NH2 NH3 NH+4
Wartość kąta między wiązaniami
6

Matura Maj 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 8. (4 pkt)

Wodorotlenki Metale Węglowodory - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Poniższy schemat przedstawia przemiany, jakim ulegają miedź i jej związki.

Cu (s) A1. CuCl2 (aq) B2. Cu(OH)2 (s) NH3 (aq)3. [Cu(NH3)4](OH)2 (aq)

8.1. (0–1)

Rozstrzygnij, czy substancją A może być kwas solny o stężeniu 10 % masowych. Uzasadnij swoją odpowiedź. W uzasadnieniu odwołaj się do właściwości miedzi i kwasu solnego.

Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:

8.2. (0–2)

Napisz wzór sumaryczny substancji B, jeśli wiadomo, że po zajściu reakcji i odsączeniu osadu w roztworze obecne były kationy sodu i aniony chlorkowe. Napisz w formie jonowej równanie reakcji 3., której produktem jest m.in. jon kompleksowy o wzorze [Cu(NH3)4]2+.

Wzór substancji B:
Równanie reakcji 3.:

8.3. (0–1)

Spośród podanych poniżej wzorów wybierz wzory wszystkich substancji, w których wodnych roztworach na zimno roztwarza się wodorotlenek miedzi(II). Napisz numery wybranych wzorów.

Wybrane wzory:

7

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 8. (2 pkt)

Identyfikacja związków nieorganicznych Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

W pewnej wodzie mineralnej znajdują się jony: Ca2+, Mg2+ oraz HCO3. Ich zawartość przedstawiono w poniższej tabeli.

Składnik mineralny Zawartość, mg ∙ dm–3
Ca2+ 457
Mg2+ 50
HCO 1836

Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane na poniższym schemacie:

W wyniku przeprowadzonego doświadczenia w każdej probówce zaobserwowano zmianę świadczącą o zajściu reakcji chemicznej. W probówce II, w wyniku przeprowadzonego doświadczenia, wydzielił się biały osad.

8.1. (0–1)

Opisz zmiany, które można zaobserwować w probówkach I i III.

Probówka I:

Probówka III:

8.2. (0–1)

Rozstrzygnij, czy na podstawie przeprowadzonego doświadczenia można stwierdzić, że w badanej wodzie mineralnej są obecne też inne jony niż Mg2+, Ca2+ oraz HCO3. Uzasadnij swoją odpowiedź.

Rozstrzygnięcie:
Uzasadnienie:

8

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 11. (3 pkt)

Sole Wodorotlenki Niemetale Napisz równanie reakcji Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Sól Mohra to zwyczajowa nazwa siarczanu(VI) żelaza(II) i amonu o wzorze (NH4)2Fe(SO4)2. W laboratorium chemicznym ten związek jest często używany jako wygodne i stabilne źródło jonów żelaza(II). Zarówno sama sól Mohra, jak i jej wodne roztwory są odporne na utlenianie na powietrzu.

Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie. W pierwszym etapie do dwóch probówek (A i B) z roztworem soli Mohra dodano wodny roztwór wodorotlenku sodu. Wynik doświadczenia w obu probówkach był identyczny i został przedstawiony na fotografii. W czasie doświadczenia zaszła reakcja chemiczna opisana równaniem:

Fe2+ + 2OH → Fe(OH)2

Zaobserwowano również, że zwilżony uniwersalny papierek wskaźnikowy umieszczony u wylotu probówki zabarwił się na niebiesko.

11.1. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu wodnego roztworu wodorotlenku sodu, w wyniku której powstała substancja odpowiedzialna za zmianę barwy uniwersalnego papierka wskaźnikowego.

11.2. (0–1)

W drugim etapie doświadczenia do zawartości probówki A otrzymanej w poprzednim etapie dodano wodę utlenioną, czyli roztwór nadtlenku wodoru o stężeniu 3 %. Wynik tej części doświadczenia przedstawiono na fotografii.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w probówce A.

11.3. (0–1)

Probówkę B pozostawiono przez dłuższy czas na powietrzu. W probówce zaobserwowano zmiany, które zilustrowano na poniższych fotografiach.

Wyjaśnij przyczyny obserwowanych zmian w probówce B pomimo niedodania do tej probówki żadnego odczynnika.

Wyjaśnienie:

9

Arkusz pokazowy CKE Marzec 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 12. (1 pkt)

Niemetale Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Gazowy wodór wydziela się w reakcjach różnych metali z kwasami, a najaktywniejsze metale redukują wodę do wodoru. Na zajęciach koła chemicznego uczniowie mieli zaprojektować laboratoryjną metodę otrzymywania wodoru, inną niż stosowane powszechnie działanie kwasem solnym na cynk.

Zaproponowano przeprowadzenie następujących reakcji:

uczeń A – magnezu z kwasem octowym;
uczeń B – potasu z wodą;
uczeń C – cynku ze stężonym kwasem azotowym(V).

Nauczyciel stwierdził, że wodór powstaje w dwóch spośród zaproponowanych reakcji, ale tylko jedna z nich jest możliwa do przeprowadzenia w szkolnej pracowni chemicznej.

Napisz, który uczeń poprawnie zaprojektował doświadczenie. Wyjaśnij, dlaczego druga propozycja doświadczenia, w którym również powstaje wodór, była nieodpowiednia. Odwołaj się do zasad bezpieczeństwa i higieny pracy obowiązujących w szkolnej pracowni chemicznej.

Doświadczenie poprawnie zaprojektował uczeń:
Wyjaśnienie:

10

Strony