Zadania maturalne z chemii

111

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 27. (3 pkt)

Dysocjacja Oblicz Podaj i uzasadnij/wyjaśnij

Pewna amina w roztworze wodnym ulega przemianie zgodnie z poniższym równaniem:

RNH₂ + H₂O ⇄ RNH⁺₃ + OH⁻

Przygotowano wodny roztwór tej aminy w temperaturze 25°C. W otrzymanym roztworze stopień dysocjacji aminy jest równy 3,1%, a pH tego roztworu wynosi 12,2.

27.1. (0–2)

Oblicz stałą dysocjacji zasadowej K_b tej aminy w temperaturze 25°C, a następnie wybierz i podkreśl jej wzór.

Obliczenia:

Wzór:

CH₃CH₂CH₂NH₂

(CH₃)₃N

CH₃CH₂NH₂

(CH₃)₂NH

27.2. (0–1)

Rozstrzygnij, czy dodanie stałego wodorotlenku potasu do opisanego roztworu tej aminy będzie miało wpływ na wartość jej stopnia dysocjacji. Uzasadnij swoją odpowiedź.

Rozstrzygnięcie:

Uzasadnienie:

112

Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 33. (3 pkt)

Estry i tłuszcze Oblicz Napisz równanie reakcji

Ester E o masie molowej 178 g ∙ mol⁻¹ zawiera 74,16% masowych węgla. Ten związek otrzymano w reakcji nasyconego monohydroksylowego alkoholu A wykazującego czynność optyczną oraz monokarboksylowego aromatycznego kwasu B. Sól sodowa kwasu B jest stosowana jako konserwant.

33.1. (0–2)

Wykonaj odpowiednie obliczenia i ustal wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego estru.

Wzór estru:

33.2. (0–1)

Napisz w formie jonowej skróconej równanie hydrolizy estru E przebiegającej w środowisku zasadowym.

113

Matura Maj 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 37. (2 pkt)

Stechiometria - ogólne Oblicz

Chlorek winylu (chloroeten) jest monomerem służącym do produkcji jednego z najpopularniejszych tworzyw sztucznych – PVC, czyli poli(chlorku winylu). Chlorek winylu można otrzymać w wyniku ciągu przemian opisanych poniższym schematem:

CH₂=CH₂ ^Cl₂ CH₂Cl–CH₂Cl ^T CH₂=CHCl

Oblicz, ile m³ – w przeliczeniu na warunki normalne – zajmie eten potrzebny do wyprodukowania 1000 kg chlorku winylu. Przyjmij, że w opisanych przemianach dichloroetan powstaje z wydajnością równą 80%, a wydajność jego rozkładu w temperaturze T jest równa 90%.

Obliczenia:

114

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (3 pkt)

Elektrony w atomach, orbitale Układ okresowy pierwiastków Izotopy i promieniotwórczość Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Oblicz

Wśród sztucznych przemian jądrowych można wyróżnić reakcje, które są następstwem bombardowania stabilnych jąder nukleonami. Poniżej przedstawiono równanie takiej reakcji (przemiana I), a drugą – opisano schematem (przemiana II).

przemiana I ⁶₃Li + ¹₁p → ³₂He + ⁴₂He
przemiana II ³⁵₁₇Cl + ¹₀n → ³⁵_ZX + ¹₁p , gdzie Z oznacza liczbę atomową pierwiastka X.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.

W równaniach tych przemian bilansuje się oddzielnie liczby atomowe i oddzielnie liczby masowe. Ich sumy po obu stronach równania muszą być sobie równe.

1.1. (0–1)

Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbol chemiczny pierwiastka X, symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy pierwiastek X, liczbę elektronów walencyjnych w atomie pierwiastka X oraz najniższy stopień utlenienia, który przyjmuje ten pierwiastek w związkach chemicznych.

Symbol pierwiastka	Symbol bloku	Liczba elektronów walencyjnych	Najniższy stopień utlenienia

1.2. (0–1)

Elektrony w atomie mogą absorbować energię i zajmować wyższe poziomy energetyczne. Atom może znaleźć się wtedy w takim stanie wzbudzonym, w którym wszystkie elektrony podpowłok walencyjnych będą niesparowane.

Uzupełnij poniższe schematy, tak aby przedstawiały zapis konfiguracji elektronowej atomu pierwiastka X w stanie podstawowym oraz w stanie wzbudzonym, w którym wszystkie elektrony walencyjne są niesparowane i należą do powłoki trzeciej.

Konfiguracja elektronowa w stanie podstawowym

Konfiguracja elektronowa w stanie wzbudzonym

1.3. (0–1)

Oblicz, ile miligramów obu izotopów helu powstałoby łącznie ze 100 miligramów izotopu litu ⁶₃Li w wyniku przemiany I, gdyby proces przebiegał z wydajnością równą 100%. Przyjmij, że wartości masy atomowej poszczególnych izotopów są równe ich liczbom masowym.

115

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 3. (2 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Oblicz

Radon jest pierwiastkiem promieniotwórczym, którego najbardziej rozpowszechniony izotop to ²²²Rn. W przyrodzie powstaje on bezpośrednio z rozpadu ²²⁶Ra. Okres półtrwania ²²²Rn jest równy 3,8 dnia, a inne izotopy tego pierwiastka są jeszcze mniej trwałe, więc wykazuje on dużą aktywność promieniotwórczą.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.

3.1. (1 pkt)

Zawartość radonu w powietrzu pobranym z kopalni wynosi 4·10¹³ atomów ²²²Rn w 1 m³.

Oblicz, po jakim czasie zawartość radonu zmaleje do 5·10¹² atomów ²²²Rn w 1 m³.

3.2. (1 pkt)

Napisz równanie reakcji powstawania ²²²Rn z ²²⁶Ra. Uzupełnij wszystkie pola w poniższym schemacie.

116

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 4. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

Stężeniowa stała równowagi reakcji

CO (g) + H₂O (g) ⇄ CO₂ (g) + H₂ (g)

w temperaturze 1000 K jest równa 1.

Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.

W reaktorze o stałej pojemności znajdowało się 6 moli tlenku węgla(II).

Oblicz, ile moli wody (w postaci pary wodnej) należy wprowadzić do reaktora, aby po ustaleniu się równowagi w temperaturze 1000 K liczba moli wodoru była dwa razy większa od liczby moli tlenku węgla(II).

117

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 7. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

W reaktorze o stałej pojemności znajdowały się tlenek węgla(II) i para wodna zmieszane w stosunku masowym 1 : 1, a sumaryczna liczba moli tych reagentów była równa 20. Stężeniowa stała równowagi reakcji

CO (g) + H₂O (g) ⇄ CO₂ (g) + H₂ (g)

w warunkach prowadzenia procesu wynosi 1.

Oblicz, ile moli wodoru znajdowało się w reaktorze po osiągnięciu stanu równowagi przez układ.

118

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 7. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Wpływ czynników na przebieg reakcji Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz) Oblicz

Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem.

Do reakcji użyto 9 gramów cynku w postaci granulek oraz kwas solny, którego stężenie wyrażone w procentach masowych było równe cp. Zaobserwowano wydzielanie się gazu. Po pewnym czasie stwierdzono, że cynk całkowicie się roztworzył. Podczas doświadczenia przebiegła reakcja zilustrowana równaniem:

Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂

7.1. (2 pkt)

Oblicz objętość, jaką zajął w przeliczeniu na warunki normalne gaz otrzymany podczas opisanego doświadczenia.

7.2. (1 pkt)

Wybierz i podkreśl wszystkie te zmiany, które należałoby wprowadzić do opisanego doświadczenia, aby skrócić czas potrzebny do roztworzenia 9 gramów cynku.

Użycie kwasu solnego o mniejszym stężeniu.
Użycie pyłu cynkowego.
Ogrzanie reagującej mieszaniny.
Ochłodzenie reagującej mieszaniny.

119

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 9. (2 pkt)

Elektroliza Oblicz

Elektroliza wodnego roztworu HCl przebiega zgodnie z równaniem:

2H⁺ + 2Cl⁻ → H₂ + Cl₂

Podczas elektrolizy przez wodny roztwór HCl o objętości 400,0 cm³ i o stężeniu 0,1 mol·dm⁻³ przepłynął ładunek 3821,4 C.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i określ, jak się zmieniło (wzrosło czy zmalało), i o ile jednostek, pH tego roztworu w wyniku elektrolizy. Podczas rozwiązywania zadania nie zaokrąglaj wyników pośrednich. Stała Faradaya ma wartość F = 96500 C · mol^–1. Przyjmij, że objętość roztworu nie uległa zmianie, a podczas elektrolizy nie zachodziły procesy uboczne, np. rozkład wody.

Odpowiedź: pH roztworu

120

Matura Maj 2019, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 9. (2 pkt)

Stężenia roztworów Oblicz

Sporządzono 350 cm³ wodnego roztworu chlorku potasu (KCl) o stężeniu 1 mol ⋅ dm⁻³.

Oblicz masę soli, która pozostanie po całkowitym odparowaniu wody z opisanego roztworu.