Poniżej przedstawiono wzór estru, w którego cząsteczkach są obecne dwa asymetryczne
atomy węgla – oznaczone gwiazdką:
W laboratorium przeprowadzono reakcję, w której racemiczną mieszaninę kwasu
2-chloropropanowego (równomolową mieszaninę obu enancjomerów) poddano reakcji
estryfikacji z jednym z enancjomerów 2-metylobutan-1-olu. W wyniku tej reakcji otrzymano
dwa rodzaje estrów.
Rozstrzygnij, czy otrzymane estry są względem siebie enancjomerami. Uzasadnij
odpowiedź.
Fosfiny to fosforowe analogi amin zawierające w swoich cząsteczkach trójwartościowy atom
fosforu. Fosforowym analogiem aniliny (fenyloaminy) jest fenylofosfina. Wzory uproszczone
obu związków oraz wartości ich temperatury wrzenia zestawiono w poniższej tabeli:
Na podstawie: T. Mizerski, Tablice chemiczne, Adamantan 1997.
29.1. (0–1)
Rozstrzygnij, który związek – fenyloamina czy fenylofosfina – jest substancją mniej
lotną. Wyjaśnij, dlaczego fenyloamina i fenylofosfina różnią się wartościami
temperatury wrzenia. Odnieś się do budowy cząsteczek obu związków.
Rozstrzygnięcie:
Wyjaśnienie:
29.2. (0–1)
Fosfiny są łatwopalne. Produktem całkowitego spalenia fosfiny jest między innymi tlenek
fosforu(V) (P4O10).
Napisz równanie reakcji całkowitego spalania fenylofosfiny. Zastosuj wzory
sumaryczne związków organicznych.
29.3. (0–1)
Fosfiny alifatyczne są bardzo nietrwałe. Trwałość fosfin jest tym większa, im więcej
podstawników arylowych znajduje się przy atomie fosforu. Poniżej podano nazwy trzech
fosfin.
I difenylofosfina
II metylofosfina
III trifenylofosfina
Uszereguj wymienione fosfiny zgodnie z ich rosnącą trwałością. Napisz
w odpowiedniej kolejności numery, którymi je oznaczono.
Przeprowadzono doświadczenie z udziałem trzech różnych związków chemicznych – umownie oznaczonych literami A, B i C – wybranych spośród następujących:
etanal
etano-1,2-diol
metanol
propano-1,2,3-triol
Stosunek masowy węgla do tlenu mC : mO w związku B jest równy 3 : 4.
Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie.
Zaobserwowano, że klarowny szafirowy roztwór powstał tylko w probówce II.
Rozstrzygnij, czy na podstawie opisu obserwowanych zmian w probówce II oraz informacji o stosunku masowym węgla do tlenu w związku B można jednoznacznie zidentyfikować związek B. Uzasadnij swoje stanowisko.
Wanilina jest popularną substancją zapachową stosowaną w przemyśle spożywczym
i kosmetycznym. Strukturę cząsteczki tego związku przedstawia wzór I.
W jednej z metod otrzymywania waniliny produktem pośrednim jest związek opisany wzorem II.
Związek oznaczony wzorem II otrzymuje się w reakcji bromowania 4-hydroksybenzaldehydu
(aldehydu 4-hydroksybenzoesowego).
Rozstrzygnij, czy związek opisany wzorem II jest głównym czy ubocznym produktem tej
reakcji. Odpowiedź uzasadnij. W uzasadnieniu odwołaj się do wpływu kierującego
podstawników.
Pierwsza energia jonizacji (Ej1) to minimalna energia potrzebna do oderwania pierwszego
elektronu od obojętnego atomu. Każda następna energia jonizacji (Ej2, Ej3 itd.) to energia
potrzebna do oderwania kolejnego elektronu od coraz bardziej dodatnio naładowanej drobiny.
Wartości energii jonizacji zmieniają się okresowo w miarę wzrostu liczby atomowej.
W tabeli podano wartość pierwszej energii jonizacji dla atomu wodoru i wartości kilku
wybranych energii jonizacji dla atomów kolejnych pierwiastków pierwszej grupy układu
okresowego.
Nazwa pierwiastka
Energia jonizacji, 106 · J · mol−1
pierwsza
druga
trzecia
czwarta
piąta
wodór
1,31
–
–
–
–
lit
0,52
7,30
11,81
–
–
sód
0,49
4,56
6,91
9,54
13,35
potas
0,42
3,05
4,41
5,88
7,98
rubid
0,40
2,63
3,90
5,08
6,85
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Wyjaśnij, dlaczego wartość pierwszej energii jonizacji atomu wodoru jest dużo większa
niż wartość pierwszej energii jonizacji atomów kolejnych pierwiastków pierwszej grupy.
W wysokiej temperaturze węgiel reaguje z tlenkiem węgla(IV) i ustala się równowaga
chemiczna:
CO2 (g) + C (s) ⇄ 2CO (g)
Objętościową zawartość procentową CO i CO2 w gazie pozostającym w równowadze
z węglem w zależności od temperatury (pod ciśnieniem atmosferycznym 1013 hPa) przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Rozstrzygnij, czy reakcja pomiędzy tlenkiem węgla(IV) i węglem jest procesem
egzoenergetycznym. Uzasadnij swoją odpowiedź.
Temperatury wrzenia związków organicznych zależą od ich budowy, kształtu oraz wiązań występujących
w ich cząsteczkach oraz pomiędzy ich cząsteczkami. Duże znaczenie ma też masa cząsteczkowa.
Podkreśl w poszczególnych podpunktach związek organiczny o wyższej temperaturze wrzenia.
Wyjaśnij, dlaczego ma on wyższą temperaturę wrzenia.
metan, etan
etan, eten
butan, 2-metylopropan
etanol, kwas metanowy
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
Atom siarki tworzy z atomami fluoru m.in. cząsteczki o wzorze SF2 i SF6.
6.1. (0–1)
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki SF2 – zaznacz kreskami wspólne pary elektronowe
oraz wolne pary elektronowe atomów siarki i fluoru. Określ kształt cząsteczki (liniowa,
kątowa, tetraedryczna).
Wzór elektronowy:
Kształt cząsteczki:
6.2. (0–1)
Poniżej zamieszczono model ilustrujący kształt cząsteczki SF6.
Wykaż na podstawie teorii VSEPR (odpychanie par elektronowych powłoki
walencyjnej), że przedstawiony model jest poprawną ilustracją kształtu cząsteczki SF6.
Do reaktora, w którym znajdowała się stała substancja X, wprowadzono pod ciśnieniem
atmosferycznym gazową substancję Y i zapoczątkowano reakcję chemiczną, w wyniku której
powstawał gaz Z. Po 10 minutach, w temperaturze T1, ustaliła się równowaga opisana
równaniem:
X (s) + Y (g) ⇄ Z (g)
Na wykresie przedstawiono wyniki pomiaru liczby moli gazowych reagentów w trakcie trwania
procesu oraz po ustaleniu się stanu równowagi w temperaturze T1. W piętnastej minucie
eksperymentu zmieniono w układzie temperaturę na T2 wyższą od T1, czego konsekwencją
było ustalenie się nowego stanu równowagi po dwudziestu minutach eksperymentu, co także
zilustrowano na poniższym wykresie.
Rozstrzygnij, czy w temperaturze T2 – w porównaniu z przemianą zachodzącą
w temperaturze T1 – następuje:
Zbadano wpływ zmian temperatury (doświadczenie I) i zmian ciśnienia (doświadczenie II)
w układzie na wydajność otrzymywania produktu X w reakcji opisanej schematem:
aA (g) + bB (g) ⇄ xX (g)
Wyniki pomiarów zamieszczono w poniższych tabelach.
Zawartość produktu X w mieszaninie
równowagowej wyrażono w procentach objętościowych.
Doświadczenie I
Ciśnienie, MPa
Temperatura, °C
Zawartość produktu X w mieszaninie równowagowej
20
300
63%
500
18%
700
4%
Doświadczenie II
Temperatura, °C
Ciśnienie, MPa
Zawartość produktu X w mieszaninie równowagowej
400
0,1
0.4%
10
26%
60
66%
Na podstawie: K-H. Lautenschläger i in. Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007
Na podstawie przedstawionych wyników pomiarów wybierz spośród wymienionych
poniżej proces, który zachodził w badanym układzie. Napisz numer wybranego procesu.
Odpowiedź uzasadnij.
Numer procesu
Równanie reakcji
∆H°, kJ
1
N2 (g) + O2 ⇄ 2NO (g)
182,6
2
2F2 (g) + O2 ⇄ 2F2O (g)
49,0
3
N2 (g) + 3H2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
-91,8
4
Cl2 (g) + H2 (g) ⇄ 2HCl (g)
-184,6
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004
