Zadania maturalne z chemii

231

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 19. (2 pkt)

Stan równowagi Oblicz

W reaktorze o pojemności 1 dm³ umieszczono 2,00 mole substancji A oraz 6,00 moli substancji B i w temperaturze T przeprowadzono reakcję egzotermiczną, która przebiegła zgodnie z poniższym schematem.

A (g) + 2B (g) ⇄ 2C (g)

Po osiągnięciu stanu równowagi stwierdzono, że substancja A przereagowała w 78%.

Oblicz stężeniową stałą równowagi w temperaturze T prowadzenia procesu. Wynik zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.

232

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 20. (3 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Reakcje i właściwości kwasów i zasad Podaj/zinterpretuj przebieg reakcji Oblicz

Do 200 gramów wodnego roztworu chlorku glinu o stężeniu 15% (w procentach masowych) dodawano porcjami wodny roztwór wodorotlenku sodu zawierający 32 gramy NaOH, który całkowicie przereagował. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.

Wykonaj obliczenia i na podstawie uzyskanego wyniku opisz wszystkie zmiany możliwe do zaobserwowania podczas przebiegu tego doświadczenia.

Obserwacje:

233

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 20. (1 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Oblicz

Liczba atomowa pewnego pierwiastka wynosi 26. W poniższej tabeli przedstawiono masy atomowe i zawartość procentową trwałych izotopów tego pierwiastka występujących w przyrodzie.

Masa atomowa izotopu, u	Zawartość procentowa izotopu, % atomów
53,94	5,85
55,93	91,75
56,94	2,12
57,93	0,28

Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004, s. 202

Oblicz średnią masę atomową opisanego pierwiastka.

234

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 21. (2 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Reakcja całkowitego spalania pentanu zachodzi zgodnie z równaniem

C₅H₁₂ + 8O₂ → 5CO₂ + 6H₂O

Oblicz, ile dm³ tlenku węgla(IV) (w przeliczeniu na warunki normalne) powstanie w wyniku całkowitego spalenia 18 gramów pentanu. W obliczeniach zastosuj masy molowe zaokrąglone do jedności.

235

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Oblicz, ile gramów wodorotlenku glinu znajdowało się w kolbie po zakończeniu doświadczenia.

236

Matura Maj 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23. (2 pkt)

Energetyka reakcji Oblicz

Standardowa molowa entalpia reakcji spalania kwasu benzoesowego opisanej równaniem

C₆H₅COOH (s) + 712O₂ (g) → 7CO₂ (g) + 3H₂O(c)

wynosi Δ_spH^o_C₆H₅COOH = − 3227 kJ ⋅ mol⁻¹ . Standardowa entalpia tworzenia wody w ciekłym stanie skupienia ma wartość Δ_twH^o_H₂O = − 286 kJ ⋅ mol⁻¹ , a standardowa entalpia tworzenia gazowego tlenku węgla(IV) wynosi Δ_twH^o_CO₂ = − 394 kJ ⋅ mol⁻¹.

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

Na podstawie powyższych danych oblicz standardową entalpię tworzenia kwasu benzoesowego w stałym stanie skupienia Δ_twH^o_x . Wynik podaj w zaokrągleniu do jedności.

237

Matura Maj 2015, Poziom podstawowy (Formuła 2007) - Zadanie 28. (3 pkt)

Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Prawo stałości składu, ustalanie wzoru Oblicz

Kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) jest organicznym związkiem chemicznym z grupy hydroksykwasów. Wzór kwasu mlekowego jest następujący:

CH₃–CH(OH)–COOH

Mleczan magnezu o wzorze (CH₃–CH(OH)–COO)₂Mg jest stosowany jako suplement diety uzupełniający niedobory magnezu.

Zapotrzebowanie na magnez dorosłej osoby wynosi około 300 mg na dobę.

Wykonaj obliczenia, aby sprawdzić, czy zażycie dwóch tabletek zawierających po 500 mg mleczanu magnezu zaspokoi dobowe zapotrzebowanie na ten pierwiastek osoby dorosłej, która w ciągu doby przyjęła z pożywieniem 200 mg magnezu. Przyjmij masę molową mleczanu magnezu równą 202 g · mol^–1.

238

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

pH Oblicz

Oblicz pH wodnego roztworu kwasu etanowego o stężeniu 6,0% masowych i gęstości 1,00 g · cm⁻³ (t = 25°C), dla którego stopień dysocjacji α < 5%. Wynik końcowy zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.

239

Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 31. (1 pkt)

Izotopy i promieniotwórczość Oblicz

Jądra atomowe, w których stosunek liczby neutronów do liczby protonów przekracza znacznie wartość 1, ulegają przemianom nazywanym promieniotwórczymi. W przemianach tych zachowana jest zarówno masa, jak i ładunek elektryczny, a produktami tych przemian mogą być: jądra ⁴₂He nazywane cząstkami α, elektrony nazywane cząstkami β^– , jądra innych pierwiastków, a także neutrony. Cząstki niebędące składnikami jądra atomowego powstają na skutek przemian zachodzących pomiędzy nukleonami, czyli cząstkami tworzącymi jądro atomu. Wielkością charakteryzującą przemiany promieniotwórcze jest okres półtrwania jądra pierwiastka aktywnego promieniotwórczo, zdefiniowany jako czas, po którym pozostaje połowa liczby aktywnych jąder tego pierwiastka. Przykładem pierwiastka ulegającego przemianom promieniotwórczym jest pluton. Izotop plutonu ²³⁹₉₄Pu , jako produkt przemiany zachodzącej z emisją cząstki β^– izotopu neptunu o liczbie masowej równej 239, po raz pierwszy został wyodrębniony w 1941 r. przez grupę badaczy McMillana i Seaborga. Ta sama grupa badawcza odkryła go w 1942 r. w rudach uranu w ilości około 10–9%. Izotop ten jest uważany za najtrwalszy produkt rozpadu izotopu uranu o liczbie masowej równej 238.

Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998, s. 50–51, 106–107.

Okres półtrwania τ_1/2 izotopu ²³⁸₉₃Np otrzymanego przez McMillana i Seaborga wynosi 50 h 48 min 28 s. Masa próbki tego izotopu neptunu po 16,936 dniach od zakończenia eksperymentu wyniosła 526 ng.

Oblicz początkową masę próbki izotopu ²³⁸₉₃Np otrzymanej przez grupę amerykańskich badaczy. Wynik podaj w mikrogramach w zaokrągleniu do jedności.

240

Matura Czerwiec 2015, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 32. (2 pkt)

Stechiometryczny stosunek reagentów Oblicz

Reakcja hydrolizy pewnego estru w środowisku zasadowym przebiega zgodnie ze schematem

R₁COOR₂ + OH⁻ → R₁COO⁻ + R₂OH

Przygotowano roztwór o temperaturze 30°C, w którym stężenia estru i wodorotlenku sodu były jednakowe i wynosiły 0,05 mol ⋅ dm⁻³ . W celu zbadania szybkości hydrolizy estru pobierano co 5 minut z badanego roztworu próbkę o objętości 10 cm³ i oznaczano ilość znajdującego się w niej wodorotlenku sodu. Wykorzystano w tym celu reakcję wodorotlenku sodu z kwasem solnym.
Zależność objętości użytego kwasu solnego w funkcji czasu trwania eksperymentu przedstawiono na poniższym wykresie.

32.1. (0-1)

Oblicz, ile cm³ kwasu solnego zostanie zużytych na zobojętnienie wodorotlenku sodu w próbce o objętości 10 cm³, w której uległo hydrolizie 20% estru. Wynik zaokrąglij do jedności.

32.2. (0-1)

Odczytaj z wykresu czas, po którym w próbce pobranej do analizy uległo hydrolizie 20% początkowej ilości estru.