Zadania maturalne z chemii

Znalezionych zadań - 225

Strony

1

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

Układ okresowy pierwiastków Elektrony w atomach, orbitale 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.

2

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 1. (2 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Podaj/wymień

Pierwiastek X należy do metali ziem alkalicznych. Pierwiastek ten jest składnikiem minerału o nazwie dolomit. Dodatkowo wiadomo, że jon pierwiastka X ma największą zdolność do hydratacji spośród berylowców. Liczba neutronów w atomie tego pierwiastka jest równa dwukrotnej ilości elektronów walencyjnych atomu siarki.

1.1. (0-1)

Ustal i zapisz konfigurację elektronową dla jonu X2+.

1.2. (0-1)

Zapisz konfigurację elektronową drugiego atomu wchodzącego w skład dolomitu (dotyczy metalu ziem alkalicznych).

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań
3

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

Izotopy i promieniotwórczość Podaj/wymień Oblicz

Poniższy wykres ilustruje zanik promieniotwórczych nuklidów (oznaczonych 1, 2, 3) w zależności od czasu.

3.1. (0-1)

Podaj, który z przedstawionych na wykresie nuklidów (1, 2, 3) jest najmniej stabilnym izotopem.

3.2. (0-1)

Oszacuj czas połowicznego rozpadu izotopu oznaczonego nr 2.

3.3. (0-1)

Oblicz, jaki procent pierwotnej masy nuklidu nr 3 pozostanie po upływie 60 dni. Do obliczeń czas półtrwania nuklidu nr 3 należy zaokrąglić do liczb całkowitych.

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań
4

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 16. (3 pkt)

Reakcje utleniania i redukcji - ogólne Bilans elektronowy Węglowodory - ogólne Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Wywoływacz fotograficzny często zawiera związek zwany hydrochinonem (nazwa systematyczna: benzeno-1,4-diol). Redukuje on jony srebra powstałe na błonie fotograficznej podczas jej naświetlania do metalicznego srebra, sam utleniając się do chinonu, czyli cykloheksa-2,5-dieno-1,4-dionu. Powstaje wtedy obraz negatywowy, który należy jeszcze utrwalić, wypłukując z błony fotograficznej pozostały AgBr za pomocą utrwalacza.

16.1. (0-1)

Napisz w postaci jonowej skróconej, używając wzorów półstrukturalnych związków organicznych, równanie reakcji zachodzącej podczas wywoływania obrazu negatywowego na błonie fotograficznej za pomocą roztworu hydrochinonu. Współczynniki dobierz za pomocą bilansu jonowo-elektronowego.

Równanie reakcji:

Równanie reakcji utleniania:

Równanie reakcji redukcji:

16.2. (0-1)

Określ, który związek pełni w tej reakcji rolę utleniacza, a który reduktora.

Utleniacz:
Reduktor:

16.3. (0-1)

Czy hydrochinon i chinon są związkami aromatycznymi?

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań
5

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 17. (3 pkt)

Stopnie utlenienia Bilans elektronowy Napisz równanie reakcji Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj/wymień

Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji:

17.1. (0-1)

Określ stopnie utlenienia atomów azotu w cząsteczce nitrobenzenu i aniliny. Wypełnij tabelę, wpisując stopień utlenienia atomu azotu.

17.2. (0-1)

Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy), równania procesów redukcji i utleniania, zachodzących podczas tej przemiany.

Równanie reakcji utleniania:

Równanie reakcji redukcji:

17.3. (0-1)

Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań
6

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 25. (3 pkt)

pH Podaj/wymień Oblicz

Azotki to grupa związków chemicznych o zróżnicowanej budowie i właściwościach, w której atomom azotu przypisuje się stopień utlenienia równy –III. Niżej opisano wybrane właściwości dwóch azotków.

  1. Azotek litu, Li3 N, w temperaturze T = 298 K i pod ciśnieniem p = 1000 hPa jest krystalicznym ciałem stałym, o wysokiej temperaturze topnienia. Po stopieniu azotek litu przewodzi prąd elektryczny. Azotek litu otrzymuje się w reakcji syntezy z pierwiastków. Jest substancją higroskopijną, a w kontakcie z wodą rozkłada się z wydzieleniem amoniaku. Roztwór po reakcji azotku litu z wodą i usunięciu amoniaku z roztworu ma pH > 7. Li3N reaguje też z wodnymi roztworami kwasów.
  2. Azotek boru, BN, to w temperaturze T = 298 K i pod ciśnieniem p = 1000 hPa krystaliczne, bezbarwne ciało stałe, o bardzo wysokiej temperaturze topnienia, występujące w kilku odmianach polimorficznych. Stopiony azotek boru nie przewodzi prądu elektrycznego. Zależnie od rodzaju odmiany polimorficznej wykazuje zróżnicowaną twardość od twardości zbliżonej do twardości grafitu aż do twardości diamentu. Otrzymuje się go wieloma metodami, a jedną z nich jest reakcja mocznika, CO(NH2)2, z tlenkiem boru, B2O3, w temperaturze 1000°C, przy czym produktami ubocznymi są para wodna i tlenek węgla(IV).
Na podstawie: P. Patnaik, Handbook of Inorganic Chemicals, McGraw-Hill, 2002.

Po wprowadzeniu do wody próbki Li3N o masie 43,75 mg zaszła reakcja dana równaniem:

Li3N (s) + 3H2O (c) → 3LiOH (aq) + NH3 (g)

Powstały roztwór ogrzewano aż do całkowitego usunięcia wydzielającego się w reakcji gazu. Po wystudzeniu do temperatury 25°C mieszaninę uzupełniono wodą do końcowej objętości 750 cm3 i uzyskano bezbarwny, klarowny roztwór o gęstości 1,002 g∙cm–3, który oznaczono symbolem S. Ustalono, że wartość pH roztworu S wynosi 11,7.

25.1. (0–2)

Na podstawie obliczeń wykaż, że pH otrzymanego roztworu S było równe 11,7.

25.2. (0–1)

Metoda kolorymetryczna to jedna z szybszych doświadczalnych metod oznaczania orientacyjnej wartości pH roztworu. Polega na użyciu kilku wskaźników do wyznaczenia przedziału, w którym zawiera się wartość pH badanego roztworu.

Pobrano trzy jednakowe próbki roztworu S do trzech probówek i wprowadzono do każdej z nich z osobna po kilka kropli roztworów wskaźników I, II i III.

Wskaźnik I
Zakresy zmian barw oznaczone są dla przedziałów wartości pH: (1,2–2,8) i (8,0–9,6).

Wskaźnik II
Zakresy zmian barw oznaczone są dla przedziałów wartości pH: (11,6–14,0).

Wskaźnik III
Zakresy zmian barw oznaczone są dla przedziałów wartości pH: (0,1–2,0) i (11,5–13,2).

Napisz, w jakim przedziale mieści się wartość pH roztworu S wyznaczona metodą kolorymetryczną.

Wskaźnik Przedział wartości pH
I
II
III

Wartość pH badanego roztworu wyznaczona na podstawie barw wybranych wskaźników jest większa niż i mniejsza niż .

7

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 26. (1 pkt)

Kwasy karboksylowe Podaj/wymień

Kwasy karboksylowe są kwasami słabymi elektrolitycznie. Kwas metanowy jest najmocniejszym kwasem spośród kwasów alkanowych, jednak i on nie jest mocnym elektrolitem. Moc kwasów karboksylowych zwiększa się jednak wyraźnie, jeśli zawierają one jako podstawnik atom lub atomy fluorowca. Efekt ten jest tym większy:

  • im więcej atomów fluorowca zawiera cząsteczka danego kwasu,
  • im bliżej grupy karboksylowej położony jest atom fluorowca,
  • im aktywniejszy jest dany fluorowiec, czyli im wyżej jest położony w 17. grupie układu okresowego.

Korzystając z podanych wyżej informacji, uszereguj następujące kwasy od najmocniejszego do najsłabszego za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych):

kwas etanowy, kwas chloroetanowy, kwas trichloroetanowy, kwas 3-chloropropanowy, kwas 3-bromopropanowy, kwas trifluoroetanowy

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań
8

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 26. (2 pkt)

pH Narysuj/zapisz wzór Podaj/wymień

Przygotowano wodne roztwory pięciu substancji chemicznych o podanych niżej wzorach. Wszystkie roztwory miały takie samo stężenie molowe 0,1 mol·dm–3.

NaCl
CH3COOH
Ba(OH)2
NaNO2
HBr

26.1. (0–1)

Uszereguj związki o podanych wzorach zgodnie ze wzrastającym stężeniem jonów OH ich wodnych roztworów. Napisz wzory tych związków w odpowiedniej kolejności.

najniższe stężenie jonów [OH]
najwyższe stężenie jonów [OH]

26.2. (0–1)

Napisz wzory tych związków, których wodne roztwory po dodaniu do nich wodnego roztworu oranżu metylowego zabarwią się na czerwono.

9

Biomedica 2022, Poziom rozszerzony (Formuła 2015)Zadanie 29. (3 pkt)

Cukry proste Napisz równanie reakcji Podaj/wymień

Grupę aldehydową aldozy można w łatwy sposób zredukować za pomocą wodoru, wykorzystując jako katalizator nikiel.

29.1. (0-1)

Zapisz równanie reakcji glukozy (stosując wzory grupowe) z wodorem w obecności Ni.

29.2. (0-1)

Podaj nazwę systematyczną produktu reakcji.

29.3. (0-1)

Do jakiej grupy związków organicznych należy produkt reakcji.

To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa Biomedica
Kup pełny zbiór zadań
10

Informator CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2023)Zadanie 41. (2 pkt)

Węglowodory - ogólne Podaj/wymień

Jedną z najważniejszych metod fizykochemicznych stosowanych do badania struktury związków organicznych jest spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, NMR. Wykorzystuje się w niej właściwość polegającą na tym, że jądra atomów większości pierwiastków mają niezerowy spin. Najczęściej wykorzystuje się izotop wodoru 1H, którego jądra – czyli protony – są opisane liczbą spinową ½. Po umieszczeniu w silnym polu magnetycznym protony mogą się znajdować w dwóch stanach energetycznych – podstawowym i wzbudzonym. Aby wykonać pomiar, umieszcza się próbkę badanego związku w polu magnetycznym i wzbudza jądra 1H za pomocą fal radiowych. Powrót jąder ze stanu wzbudzonego do stanu podstawowego skutkuje wysłaniem sygnału rejestrowanego za pomocą detektora. Częstotliwość tego sygnału zależy od położenia atomów w cząsteczce. Zarejestrowane sygnały tworzą obraz zwany widmem NMR (rysunek poniżej), które dostarcza ważnych informacji o budowie cząsteczki związku.

Liczba sygnałów w widmie jest równa liczbie grup równocennych atomów wodoru w cząsteczce związku. Przykładowo – w cząsteczce octanu etylu obecne są trzy grupy równocennych atomów wodoru: dwie różne grupy –CH3 i jedna grupa –CH2–, czyli w widmie są obecne trzy sygnały. Te sygnały mogą mieć w określonych przypadkach złożony kształt, co w pokazanym widmie skutkuje ich rozszczepieniem (poszerzeniem).

Drugim nuklidem często wykorzystywanym w pomiarach NMR jest izotop węgla 13C, którego zawartość w naturalnym węglu wynosi ok. 1%. Jego jądro ma także spin ½, w odróżnieniu od izotopu 12C, którego jądra mają spin zerowy i dlatego są nieaktywne w NMR. Widma NMR węgla 13C rejestruje się w taki sposób, że sygnały są pojedynczymi liniami.

W cząsteczce octanu etylu są cztery nierównocenne atomy węgla, w związku z czym w widmie 13C są obecne cztery sygnały.

Na podstawie analizy elementarnej ustalono wzór sumaryczny alkanu A: C5H12. Analiza widm NMR dla związku A dała następujące wyniki: w widmie 1H NMR znajduje się jeden sygnał, w widmie 13C NMR znajdują się dwa sygnały. Związek A i jego pochodne poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat:

A +Br2, UV A1 +NaOH, H2O A2 +CuO, T A3

Stwierdzono, że stosunek ilościowy atomów wchodzących w skład cząsteczki związku A3 wynosił NC : NH : NO = 5 : 10 : 1.

Podaj nazwę systematyczną związku A oraz wzór półstrukturalny (grupowy) związku A3 i uzupełnij tabelę: określ liczbę sygnałów w widmach 1H NMR i 13C NMR dla związku A3.

Nazwa systematyczna związku A:

Wzór półstrukturalny (grupowy) związku A3:

Liczba sygnałów dla związku A3
w widmie 1H NMR w widmie 13C NMR

Strony