KOD ZDAJ¥CEGO MCH-W1A1P-021 EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I Czas pracy 90 minut Instrukcja dla zdaj¹cego 1. Proszê sprawdziæ, czy arkusz egzaminac...
28 downloads
78 Views
79MB Size
(Wpisuje zdaj¹cy przed rozpoczêciem pracy)
Miejsce na naklejkê z kodem
KOD ZDAJ¥CEGO
MCH-W1A1P-021
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I
ARKUSZ I
Czas pracy 90 minut Instrukcja dla zdaj¹cego 1. Proszê sprawdziæ, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak nale¿y zg³osiæ przewodnicz¹cemu zespo³u nadzoruj¹cego egzamin. 2. Do arkusza do³¹czone s¹ dwie karty sta³ych chemicznych. Proszê je zatrzymaæ po zakoñczeniu pracy z arkuszem I. Bêd¹ one s³u¿yæ równie¿ do pracy z arkuszem II. 3. Proszê uwa¿nie czytaæ wszystkie polecenia i informacje do zadañ. 4. Rozwi¹zania i odpowiedzi nale¿y zapisaæ czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka¿dym zadaniu. 5. W rozwi¹zaniach zadañ rachunkowych trzeba przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do ostatecznego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 6. W trakcie obliczeñ mo¿na korzystaæ z kalkulatora. 7. Proszê pisaæ tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisaæ o³ówkiem. 8. Nie wolno u¿ywaæ korektora. 9. B³êdne zapisy trzeba wyranie przekreliæ. 10. Brudnopis nie bêdzie oceniany. 11. Obok ka¿dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 12. Do ostatniej kartki arkusza do³¹czona jest karta odpowiedzi, któr¹ wype³nia egzaminator. ¯yczymy powodzenia !
(Wpisuje zdaj¹cy przed rozpoczêciem pracy)
PESEL ZDAJ¥CEGO
MAJ ROK 2002
Za rozwi¹zanie wszystkich zadañ mo¿na otrzymaæ ³¹cznie 40 punktów
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 1. (1 pkt) Liczba cz¹stek elementarnych w atomie
A. B. C. D.
56 26
liczba elektronów 30 26 30 26
E wynosi:
liczba neutronów liczba protonów 26 26 30 30
26 30 26 26
Zadanie 2. (1 pkt)
Konfiguracjê elektronow¹ 1s22s22p63s23p6 maj¹ atomy i jony:
A. Mg2+, Cl-, K+ B. Ar , S2-, K+ C. Ar , Na+, K+ D. S2-, Mg2+, ClInformacja do zadañ 3. i 4. Przedstawicielem alkenów jest propen o wzorze grupowym: 1
2
3
CH2 = CH – CH3
Zadanie 3. (1 pkt)
W cz¹steczce propenu wystêpuje nastêpuj¹ca liczba wi¹zañ ó i ð:
A. B. C. D.
wi¹zania ó wi¹zania ð 5 1 6 1 8 1 9 0
Zadanie 4. (1 pkt)
Stopnie utlenienia atomów wêgla 1, 2, 3 w cz¹steczce propenu wynosz¹:
A. B. C. D
stopnie utlenienia atomów wêgla 1 2 3 -II -I -III II I III -II -III -I II III I
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
3
Informacja do zadania 5.
Uczeñ otrzyma³ w trzech probówkach substancje: kwas octowy (etanowy), etanal i etanol. W celu identyfikacji substancji wykona³ szereg dowiadczeñ, a wyniki zestawi³ w tabeli: substancje w probówkach
I • • •
II
nie reaguje z wodorotlen- • kiem miedzi(II) reaguje z sodem • po podgrzaniu tworzy z substancj¹ z probówki II wobec stê¿. H2SO4 zwi¹zek o przyjemnym zapachu
Zadanie 5. (1 pkt)
Wybierz odpowied, w w probówkach I, II, III.
której
III
tworzy z wodorotlenkiem miedzi(II) niebieski, klarowny roztwór barwi papierek uniwersalny na kolor czerwony
przedstawiono
I
•
prawid³ow¹
reaguje z wodorotlenkiem miedzi(II), tworz¹c po ogrzaniu ceglastopomarañczowy osad
identyfikacjê
II
III
A.
kwas octowy
etanol
etanal
B.
etanol
etanal
kwas octowy
C.
etanol
kwas octowy
etanal
D.
etanal
kwas octowy
etanol
Zadanie 6. (1 pkt)
Aby przesun¹æ stan równowagi reakcji HCOOH + C2H5OH
HCOOC2H5 + H2O
w kierunku tworzenia estru nale¿y:
A. dodaæ wody, B. zmniejszyæ stê¿enie kwasu mrówkowego, C. oddestylowaæ ze rodowiska reakcji mrówczan etylu, D. zmniejszyæ iloæ alkoholu etylowego.
substancji
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 7. (1 pkt)
Wzorowi Hawortha (I) dla formy piercieniowej cukru przyporz¹dkuj w³aciwy wzór Fischera (A, B, C lub D) dla formy ³añcuchowej. CH 2OH OH
H H OH
H
OH
H OH
H
I
A.
HO – C – H
HO – C – H
HO – C – H
B.
HO – C – H
C.
H – C – OH HO – C – H
H – C – OH
H–C–OH
D.
H–C–OH
HO – C – H
H – C – OH
HO – C – H
CH 2OH
CH 2OH
CH 2OH
HO– C – H
H – C – OH
H – C – OH
H – C – OH
CHO
CHO
CHO
CHO
CH 2OH
Informacja do zadania 8.
W laboratorium przeprowadzono dowiadczenia (jak pokazano na rysunku), w wyniku których otrzymano zwi¹zki chemiczne: Na2O
NaOH (aq)
H 2SO4(aq)
H 2O
FeCl3(aq)
KOH (aq)
I
II
III
Zadanie 8. (3 pkt)
Napisz w formie jonowej równania reakcji chemicznych zachodz¹cych w probówkach: I, II i III. Równanie I ............................................................................................................................. Równanie II ............................................................................................................................ Równanie III ...........................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
5
Informacja do zadania 9.
Sporz¹dzono dwa wodne roztwory soli: siarczanu(VI) sodu, azotanu(III) sodu.
Zadanie 9. (3 pkt)
Który z wy¿ej wymienionych roztworów soli nie bêdzie mia³ odczynu obojêtnego? Uzasadnij odpowied i napisz w formie jonowej skróconej równanie odpowiedniej reakcji chemicznej. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. Równanie .................................................................................................................................
Zadanie 10. (3 pkt)
Wyjanij, jak zmieni siê pH wody po rozpuszczeniu w niej siarkowodoru. Uzasadnij swoj¹ odpowied i zapisz w formie jonowej równanie zachodz¹cej reakcji. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. Równanie ................................................................................................................................
Informacja do zadania 11.
Na skalê przemys³ow¹ chlorek miedzi(II) mo¿na otrzymaæ, miêdzy innymi, w wyniku reakcji siarczanu(VI) miedzi(II) z chlorkiem baru.
Zadanie 11. (3 pkt)
Napisz równanie reakcji otrzymywania chlorku miedzi(II) podan¹ w informacji metod¹. Wyjanij, dlaczego w tym procesie stosuje siê chlorek baru, a nie mo¿na stosowaæ tañszej soli kamiennej (chlorek sodu). Równanie ................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Informacja do zadania 12.
W pracowni chemicznej otrzymuje siê chlor w wyniku utleniania kwasu solnego. Reakcja przebiega wed³ug równania: 2KMnO 4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H 2O
Zadanie 12. (3 pkt)
Oblicz, ile gramów manganianu(VII) potasu wziê³o udzia³ w reakcji z kwasem solnym, je¿eli powsta³o 5,6 dm 3 chloru odmierzonego w warunkach normalnych?
Informacja do zadania 13. W pewnych warunkach równowaga reakcji: 2N 2 + O 2 2N 2O ustali³a siê przy nastêpuj¹cych stê¿eniach: [N 2]=0,72 mol . dm -3, [O 2]=1,12 mol . dm -3, [N 2O]=0,84 mol . dm -3.
Zadanie 13. (2 pkt)
Oblicz sta³¹ równowagi dla podanej w informacji reakcji chemicznej.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
7
Informacja do zadania 14.
Podczas spalania wêgla na potrzeby energetyki powstaj¹ py³y, które zaliczane s¹ do pierwotnych zanieczyszczeñ powietrza. Py³y nie zatrzymane przez urz¹dzenia odpylaj¹ce wydostaj¹ siê do atmosfery i tworz¹ dymy zanieczyszczaj¹ce rodowisko naturalne. Dym jest uk³adem dyspersyjnym.
Zadanie 14. (2 pkt)
Okrel, który sk³adnik dymu jest faz¹ rozpraszaj¹c¹ (dyspersyjn¹), a który faz¹ rozproszon¹ (zdyspergowan¹). Faza rozpraszaj¹ca ............................................................................................................... Faza rozproszona ..................................................................................................................
Informacja do zadania 15.
W tabeli przedstawiono rozpuszczalnoæ chlorku potasu . T [K] Rozpuszczalnoæ [g w 100g H 2O ]
273
293
298
313
27,78
34,03
35,54
40,04
Zadanie 15. (1 pkt)
Okrel, jaki roztwór (nasycony, nienasycony) powstanie, je¿eli rozpuci siê 16 g chlorku potasu w 50g wody w T=298K. .................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................
Zadanie 16. (3 pkt)
Podaj nazwy systematyczne (IUPAC) zwi¹zków: CH 3 CH 3 – C – CH 2 – CH 2 – CH 3 O
CH 3 – CH 2 – CH – COOH NH 2
I
II
CH 3 – CH – C – CH 2 – CH 3 CH 3
CH 3
III
Nazwa zwi¹zku I .................................................................................................................. Nazwa zwi¹zku II ................................................................................................................ Nazwa zwi¹zku III ...............................................................................................................
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 17. (3 pkt)
Podaj wzory grupowe (pó³strukturalne) alkoholi: a) 2-metylopentan-3-olu, b) 2-metylopropan-2-olu, c) 3-metylobutan-1-olu, zapisuj¹c je w odpowiednim miejscu tabeli. wzór grupowy alkoholu alkohol I-rzêdowy
alkohol II-rzêdowy
alkohol III-rzêdowy
Informacja do zadania 18. Dane s¹ równania reakcji:
A. CH2 – CH – CH3 + Zn Cl Cl B. CH3COOH + C2H5OH
CH2 = CH – CH3 + ZnCl2
H
+
CH3COOC2H5 + H2O CH3
CH3
Br C.
+
Br2 → FeBr3
+ HBr
Zadanie 18. (2 pkt)
Z podanych równañ reakcji A, B, C wybierz te, które przedstawiaj¹ reakcjê substytucji i reakcjê eliminacji. Reakcja substytucji ............... Reakcja eliminacji ................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
9
Informacja do zadañ 19. i 20.
Kwas salicylowy ma w³aciwoci antyseptyczne. Alkoholowy roztwór tego kwasu pod nazw¹ spirytusu salicylowego u¿ywany jest do dezynfekcji. Pochodne kwasu salicylowego, np. aspiryna, salol, PAS to leki.
Zadanie 19. (2 pkt)
Oblicz, ile gramów kwasu salicylowego potrzeba do sporz¹dzenia 250 gramów 2% spirytusu salicylowego.
Zadanie 20. (2 pkt)
Lek przeciwgruliczy PAS ma wzór:
A
O C OH H 2N
OH
B Podaj nazwy zaznaczonych grup. Nazwa grupy
A
.................................................................................................................
Nazwa grupy
B
.................................................................................................................
10
Zadanie 21. (1 pkt)
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Utwórz wzór grupowy (pó³strukturalny) dipeptydu powsta³ego w wyniku polikondensacji aminokwasów: O O CH 3 - CH – C HO - CH 2 – CH – C OH OH NH 2 NH 2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
BRUDNOPIS1
1
nie podlega ocenie
11
12
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
Miejsce na naklejkę z kodem
KOD ZDAJĄCEGO
MCH-W1D1P-021
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I
ARKUSZ I
Czas pracy 90 minut Instrukcja dla zdającego
STYCZEŃ ROK 2003
1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 9 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są dwie karty stałych chemicznych. Proszę je zatrzymać po zakończeniu pracy z arkuszem I. Będą one służyć również do pracy z arkuszem II. 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 12. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia egzaminator. Życzymy powodzenia ! (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 40 punktów
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
2
Zadanie 1. (2 pkt) Uzasadnij, dlaczego cynk tworzy tylko dwudodatnie kationy? a) Napisz konfigurację atomu cynku. ....................................................................................................................................................... b) Podaj krótkie uzasadnienie istnienia kationu Zn2+. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) O dwóch izotopach pierwiastka 126 A1 i 146 A 2 wiadomo, że:
A. B. C. D.
Liczba protonów w atomach A1 i A2 jest różna różna taka sama taka sama
Liczba neutronów w atomach A1 i A2 jest taka sama różna taka sama różna
Zadanie 3. (1 pkt) W tlenku siarki(IV) między atomami tlenu a atomem siarki występują wiązania: A. B. C. D.
tylko kowalencyjne, kowalencyjne i jonowe, koordynacyjne, kowalencyjne i koordynacyjne.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
3
Informacje do zadań 4., 5. Jednakowe ilości moli sodu i potasu wrzucono równocześnie do zlewek napełnionych wodą. Schemat przeprowadzonego doświadczenia pokazuje rysunek:
Zadanie 4. (2 pkt) W którym zestawie reakcja będzie przebiegała szybciej? Odpowiedź uzasadnij, porównując budowę obu atomów. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 5. (1 pkt) Roztwory w zlewkach podzielono na dwie części i dodano wskaźnika. Jakie zabarwienia wystąpiły po dodaniu wskaźników: A. B. C. D.
Lakmus Niebieski Różowy Niebieski Różowy
Fenoloftaleina Bezbarwny Bezbarwny Malinowy Malinowy
Zadanie 6. (3 pkt) 7,5 g sodu wrzucono do zlewki zawierającej 50 g wody. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu wodorotlenku sodu.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
4
Zadanie 7. (3 pkt) Zbadano odczyn wodnych roztworów następujących soli: I chlorku baru, II octanu amonu, III siarczku sodu. Wnioski wynikające z obserwacji zebrano w tabeli. Uzupełnij brakujące miejsca w poniższej tabeli: wzór soli
odczyn
typ hydrolizy (jeśli zachodzi)
BaCl2
obojętny
a
CH3COONH4
obojętny
b
Na2S
c
anionowy
a) …………………………………………. b) …………………………………………. c) ………………………………………….
Zadanie 8. (2 pkt) Wybierz z układu okresowego dwa pierwiastki grup głównych, których jony (jednego z nich kation a drugiego anion) mają taką konfigurację jak argon. Zapisz skrócone konfiguracje wybranych jonów: a) kationu: ……………………………………………………………………… b) anionu: ……………………………………………………………………….
Zadanie 9. (2 pkt) Przebieg reakcji 2A + C → A2C przedstawiono na wykresie:
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
5
a) Jeżeli przedstawiona reakcja jest reakcją egzotermiczną, to jej prawidłowy przebieg jest przedstawiony na wykresie za pomocą linii: .............. b) Energia aktywacji wynosi: .......................................................................................................................................................
Informacje do zadań 10., 11., 12. Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Zadanie 10. (1 pkt) Zapisz dwie różne obserwacje. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (1 pkt) Jak zabarwia się w tym doświadczeniu oranż metylowy? ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Napisz równania zachodzących reakcji. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
6
Zadanie 13. (4 pkt) Równowaga reakcji wyraża się równaniem: 2CO(g) + O2 (g)
2CO2 (g) ∆ H= – 566 kJ
Jak przesunie się równowaga reakcji (w prawo czy w lewo), jeśli do układu wprowadzimy następujące zmiany? Zmiany w układzie:
Przesunięcie równowagi:
a) podwyższenie temperatury
…………………………………..
b) usunięcie CO2
…………………………………..
c) zwiększenie ciśnienia
…………………………………..
d) dodanie O2
…………………………………..
Zadanie 14. (3 pkt) Jakie węglowodory powstają w wyniku reakcji metalicznego sodu z bromometanem oraz mieszaniną bromometanu i bromoetanu? Napisz równania zachodzących reakcji. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (1 pkt) Reakcja związku organicznego, np.: gliceryny, glukozy, z roztworem siarczanu(VI) miedzi(II) i zasady sodowej, na zimno służy do wykrywania: A. B. C. D.
właściwości redukujących, pierścienia aromatycznego, grupy hydroksylowej, więcej niż jednej grupy hydroksylowej.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
7
Zadanie 16. (2 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
a)
Proces denaturacji białka następuje w probówce: ………..
b) Proces zachodzący w probówce 1. nazywa się: ................................................................
Zadanie 17. (1 pkt) Utlenianie 0,5 mola SO2 do SO3 wymaga użycia: A. B. C. D.
0,1 mola tlenu, 32 gramów tlenu, 6,02 x 1023 cząsteczek tlenu, 5,6 dm3 tlenu (w warunkach normalnych).
Zadanie 18. (4 pkt)
Pierwiastek posiadający skróconą konfigurację elektronową [Kr] 5s24d105p5 a) ma właściwości: …………………………………………………………………………….................................. b) występuje na stopniach utlenienia (podaj najniższy i najwyższy stopień utlenienia): …………………………………………………………………………………………………... c) w związku tego pierwiastka z wodorem występuje wiązanie: …………………………………………………………………………………………………...
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
8
Zadanie 19. (1 pkt) Przy powstawaniu wiązania w cząsteczce azotu udział biorą: A. B. C. D.
wszystkie elektrony walencyjne obu atomów, po dwa elektrony od każdego atomu azotu, pięć elektronów od jednego i jeden od drugiego atomu azotu, po trzy elektrony od każdego atomu azotu.
Zadanie 20. (1 pkt) Napisz wzór grupowy (półstrukturalny) dichloropochodnej o wzorze sumarycznym C3H6Cl2 z atomami chloru przy drugorzędowym atomie węgla.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Wodorek sodu reaguje z wodą. a)
Napisz równanie reakcji chemicznej.
…………………………………………………………………………………………………... b) Określ rodzaj wiązania w wodorku sodu. …………………………………………………………………………………………………...
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
BRUDNOPIS
9
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO
ZESTAW ZADAŃ Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
Czas pracy 120 minut
GRUDZIEŃ ROK 2004
Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy zestaw zadań zawiera 10 stron i zestaw tablic. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych należy przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o podaniu jednostek obliczanych wielkości. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora, błędne zapisy należy wyraźnie przekreślić. 8. Zapisy dokonane w brudnopisie nie bedą oceniane. 9. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać 60 punktów
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
1
Zadanie 1. (1 pkt) Zaznacz, który zbiór właściwości charakteryzuje pierwiastek sodu. A) gaz bezbarwny, bezwonny, nie podtrzymujący palenia, trudno rozpuszczalny w wodzie, B) żółte ciało stałe nie przewodzące prądu elektrycznego, C) srebrzystobiałe ciało stałe z połyskiem, szybko matowiejące na powietrzu, miękkie, o gęstości mniejszej od gęstości wody, D) srebrzystobiałe ciało stałe z połyskiem, kruche, twarde, o gęstości większej od gęstości wody.
Informacja do zadań 2 i 3 Dany jest ciąg reakcji opisanych schematem:
Zadanie 2. (4 pkt) Zapisz równania reakcji chemicznych przedstawionych w schemacie: równanie 1 .................................................................................................................................... równanie 2 .................................................................................................................................... równanie 3 .................................................................................................................................... równanie 4 ....................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) Przebieg jednej reakcji podanej w schemacie bezpośrednio wpływa niekorzystnie na stan środowiska naturalnego. Podaj numer reakcji, o której mowa i wyjaśnij na jednym przykładzie, na czym polega jej niekorzystny wpływ na stan środowiska naturalnego. Nr reakcji: ……………………………………………………………………………………… Wyjaśnienie:…………………………………………………………………………………….. ...............................................…………………………………………………………………… ……………………………….......……………………………………………………………… ……………………………………..............................................................................………… ………………………………………………………………………………….........................
Zadanie 4. (2 pkt) Jednym z pierwiastków wykazujących promieniotwórczość naturalną jest rad. Napisz równania przemian promieniotwórczych, w których rad-223 emituje jedną cząstkę α, a rad-228 emituje jedną cząstkę β-. 2
Przemiana α: ………………….................................................................................................... Przemiana β-: ……………………………………………………………………………………
Zadanie 5. (1 pkt) Pewną substancję otrzymuje się na skalę przemysłową ze smoły węglowej lub chlorobenzenu. Jest ona surowcem do wielu syntez m. in. żywic o nazwie fenoplasty. Posiada intensywny zapach, rozpuszcza się w ciepłej wodzie. Do jej wykrywania stosuje się chlorek żelaza (III). Zaznacz, której z wymienionych substancji odpowiada powyższy opis. A) nitrobenzen B) naftalen C) fenol D) benzen
Zadanie 6. (3 pkt) Na roztwór chlorku baru podziałano roztworem pewnej soli rozpuszczalnej w wodzie i wytrącono osad trudno rozpuszczalnej soli baru. Podaj, korzystając z tabeli rozpuszczalności, wzór soli użytej do reakcji strącania osadu. Napisz równanie tej reakcji chemicznej w formie cząsteczkowej i jonowej skróconej. Wzór soli: .................................................................................................................................... Zapis cząsteczkowy: .................................................................................................................... Zapis jonowy skrócony: ...............................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Amoniak otrzymuje się przemysłowo z azotu i wodoru w reakcji danej równaniem:
Podaj, w jakim stosunku objętościowym reagują azot i wodór.
A B C D
2:3 1:2 2:1 1:3
Zadanie 8. ( 3pkt) Amoniak spalono w tlenie. Produktami reakcji były tlenek azotu(II) i woda w postaci gazowej. Oblicz liczbę moli tlenu, która nie uległa reakcji spalania, jeżeli użyto 7 moli tlenu i 3 mole amoniaku. Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: .................................................................................................................................. 3
Zadanie 9. (4 pkt) Związki chromu wykazują właściwości utleniające np. w reakcji: Na2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Oblicz stopnie utlenienia chromu i siarki w reagentach i wpisz je do tabeli. Związek chemiczny
Stopień utlenienia chromu siarki
Na2Cr2O7 Cr2(SO4)3 Na2SO3 Na2SO4 Dobierz współczynniki reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: .................................................................. .................................................................. Uzgodnione równanie reakcji: .......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Typowym przedstawicielem alkenów jest but-1-en. Napisz równanie reakcji addycji bromowodoru do but-1-enu (dla związków organicznych stosuj wzory półstrukturalne). ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) Poniższe równania przedstawiają trójetapowy proces otrzymywania kwasu octowego z jodoetanu. 1. CH3-CH2I + NaOH → CH3-CH2OH + NaI 2. CH3-CH2OH + CuO → CH3-CHO + Cu + H2O 3. CH3-CHO + 2Cu(OH)2 CH3-COOH + Cu2O + 2H2O Napisz schemat ciągu przemian związków organicznych. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
4
Zadanie 12. (3 pkt) Oblicz ile gramów wody należy dodać do 30g 10% roztworu kwasu octowego, aby otrzymać roztwór 5%. Obliczenia:.................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt) Dla równań chemicznych podanych w kolumnie A wybierz odpowiednią nazwę typu reakcji z kolumny B. A B CH2=CH2 + H2O 1 CH3CH2OH a substytucja 2
CH3–CH3 + Cl2→ CH3–CH2-Cl
3
b c d
1........;
2........;
polimeryzacja kondensacji eliminacja
3........ .
Zadanie 14. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające udowodnić, że propanal posiada właściwości redukujące. W tym celu podaj: a) nazwy niezbędnych odczynników, b) opis doświadczenia słowny lub za pomocą rysunku, c) jedną oczekiwaną obserwację, d) równanie reakcji chemicznej, której ulega propanal w zapisie cząsteczkowym. a) .................................................................................................................................................. b) .................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... c)....................................................................................................................................................
5
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... d) ..................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie przedstawione na rysunku celem zidentyfikowania zawartych w probówkach alkoholi.
obie probówki ogrzewano W jednej z probówek znajdował się propan-1-ol, a w drugiej probówce propano-1,2,3-triol. Po zakończeniu doświadczenia w probówce 1 nie stwierdzono przebiegu reakcji, a w probówce 2 stwierdzono, że reakcja zaszła. 1. Podaj nazwę alkoholu, który znajdował się w probówce (1). 2. Napisz jedną obserwację świadczącą o przebiegu reakcji w probówce (2) ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Wyjaśnij słownie przebieg procesu tworzenia się jaskiń w skałach wapiennych oraz zapisz odpowiednie równanie reakcji chemicznej towarzyszącej temu zjawisku. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
6
Zadanie 17. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie przedstawione rysunkiem:
Podaj numer probówki, w której podczas reakcji wydzieli się bezbarwny gaz oraz zapisz równanie reakcji chemicznej procesu w niej zachodzącego. Nr probówki.................................................................................................................................. Równanie reakcji chemicznej: ………………………………………………………………….
Zadanie 18. (1 pkt) Zaznacz wzór substancji, z której w wyniku dysocjacji powstaną jony w stosunku molowym: liczba anionów do liczby kationów równy 1:3. A) B) C) D)
H3PO4 AlCl3 Ca3(PO4)2 Fe2(SO4)3
Zadanie 19. (3 pkt) Uzupełnij luki w poniższym tekście, wpisując odpowiednie wyrażenia z podanego niżej słownika: jednorodna, niejednorodna, równowaga, nasycony, nienasycony. 1. Zjawisko rozpuszczania się ciał stałych, ciekłych i gazowych w cieczach odgrywa bardzo ważną rolę w chemii. Niektóre substancje np. woda z alkoholem etylowym, wykazują względem siebie nieograniczoną rozpuszczalność, to znaczy że tworzą mieszaninę .................. we wszystkich dowolnych stosunkach. 2. W przypadku rozpuszczalności ograniczonej ustala się w danej temperaturze i pod danym ciśnieniem............................. między składnikiem nie rozpuszczonym a roztworem ............................. względem tego składnika.
7
Zadanie 20. (3 pkt) W tabeli przedstawiono temperatury topnienia i wrzenia tlenków azotu. Wzór tlenku temperatura topnienia [ºC] temperatura wrzenia [ºC] N2O -102,4 -88,5 NO -162,6 -151,8 N2O5 30 47 (rozkład) Podaj stan skupienia wymienionych tlenków w temperaturze: -100˚C N2O NO N2O5
Zadanie 21. (3 pkt)
rozpuszczalność w g/100g wody
Wykres przedstawia zależność rozpuszczalności siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie od temperatury. 80 70 60 50 40 30 20 10 0 273 283 293 303 313 323 333 343 353 363 373 temperatura w K
W 130g wody o temperaturze 303K rozpuszczono 30g siarczanu(VI) miedzi(II). Podaj na podstawie obliczeń, czy otrzymany w ten sposób roztwór jest roztworem nasyconym, czy też nienasyconym. Obliczenia:.................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Odpowiedź:...................................................................................................................................
8
Zadanie 22. (3 pkt) Dwutlenek węgla w reakcji z wodą daje słaby i bardzo nietrwały kwas węglowy. Napisz równanie reakcji powstawania kwasu węglowego oraz równania jego stopniowej dysocjacji. Reakcja otrzymywania: ................................................................................................................ Reakcje stopniowej dysocjacji: .................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (3 pkt) Napisz równanie reakcji otrzymywania tristearynianu gliceryny (stosuj wzory półstrukturalne reagentów organicznych). Podaj, w jakim stosunku molowym reagują ze sobą substraty. Napisz, do jakiej grupy związków organicznych należy tristearynian gliceryny. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Mydła to sole sodowe lub potasowe kwasów tłuszczowych. Zapisz równaniami reakcji chemicznych dwa sposoby otrzymywania palmitynianu sodu (zastosuj wzory półstrukturalne reagentów organicznych). ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
9
Zadanie 25. (1 pkt) W wodzie o dużej zawartości jonów magnezowych i wapniowych mydło przestaje się pienić. Podaj równanie reakcji w zapisie jonowym skróconym, wyjaśniające podany fakt. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Brudnopis
10
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy Miejsce na nalepkę z kodem szkoły
PESEL ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są tablice chemiczne (3 strony). 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Wpisuje egzaminator / nauczyciel sprawdzający pracę Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
1
2
3
3
1
2
1
3
1
1
Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. SUMA
2
3
1
3
3
3
2
3
1
1
3
2
60
3
1
1
1
3
2
2
2
Zadanie 1. (1 pkt)
Który zapis przedstawia poprawnie konfigurację elektronową jonu glinu Al3+? A. K2L8 B. K2L8M3 C. K2L8M6 D. K2L8M8
Zadanie 2. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. 228 90
Th → ................. + α
Zadanie 3. (3 pkt) Tlenek pewnego jednowartościowego metalu po wprowadzeniu do wody tworzy wodorotlenek o masie cząsteczkowej 56 u. Ustal, jaki to metal (podaj jego symbol chemiczny i nazwę). Jaki stan skupienia ma ten tlenek? Obliczenia: ............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Stan skupienia tlenku: ...........................................................................................................................
Zadanie 4. (3 pkt) Połącz w pary substancje z kolumny I z charakterystycznymi dla nich wiązaniami chemicznymi z kolumny II. I. 1. tlenek sodu
II. a) wiązanie atomowe spolaryzowane
Odpowiedzi 1.
2. chlorowodór b) wiązanie atomowe niespolaryzowane
2.
3. azot
3.
c) wiązanie jonowe
4. amoniak
4.
Strona 2 z 12
Informacja do zadań 5. i 6. Poniższa tabela przedstawia temperatury topnienia i wrzenia wybranych kwasów karboksylowych. Nazwa kwasu
Wzór sumaryczny
Temperatura topnienia [ºC]
Temperatura wrzenia [ºC]
Kwas octowy
CH3COOH
16,6
117,9
Kwas stearynowy
C17H35COOH
69,3
360 rozkłada się
Kwas oleinowy (cis) C17H33COOH
16,2
360,0
Na podstawie: Witold Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997
Zadanie 5. (1 pkt) Na podstawie tabeli określ stan skupienia każdego z tych kwasów w temperaturze 25ºC. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Porównując budowę cząsteczek, wyjaśnij krótko przyczynę różnic stanów skupienia 1. kwasu octowego i stearynowego, 2. kwasu stearynowego i oleinowego. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Wskaż błędną interpretację równania C(s) + CO2(g) → 2CO(g). A. 1 mol węgla + 1 mol tlenku węgla(IV) → 2 mole tlenku węgla(II) B. 1 atom węgla + 1 cząsteczka tlenku węgla(IV) → 2 cząsteczki tlenku węgla(II) C. 22,4 dm3 węgla + 22,4 dm3 tlenku węgla(IV) → 44,8 dm3 tlenku węgla(II) D. 12 g węgla + 44 g tlenku węgla(IV) → 56 g tlenku węgla(II)
Strona 3 z 12
Zadanie 8. (3 pkt)
Ile atomów azotu znajduje się w 6,72 dm3 tlenku azotu(III) w warunkach normalnych? Rozwiązanie: ......................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Odpowiedź: ...........................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Wykonano następujące doświadczenie:
0,5 g opiłków Mg
I.
r
0,5 g wstążki Mg
0,5 g opiłków Mg
II.
III.
100 cm3 0,5-molowego kwasu solnego
W której probówce reakcja przebiegła najszybciej?
A. We wszystkich naczyniach reakcja przebiegła z jednakową szybkością. B. Reakcja przebiegła najszybciej w naczyniu I. C. Reakcja przebiegła najszybciej w naczyniu II. D. Reakcja przebiegła najszybciej w naczyniu III.
Zadanie 10. (1 pkt) W którym z podanych związków azot ma najniższy stopień utleniania?
A. NO B. HNO3 C. NH3 D. N2O3
Strona 4 z 12
Informacja do zadań 11. i 12. Miedź reaguje między innymi z rozcieńczonym roztworem kwasu azotowego(V). Powstaje wtedy azotan(V) miedzi(II) oraz woda. Równania połówkowe tej reakcji przedstawia poniższy schemat (symbole x i y oznaczają w nim liczbę oddanych lub przyłączonych elektronów): Cu – xe → Cu2+ NO3– + ye + 4H+ → NO + 2H2O
Zadanie 11. (3 pkt) Oblicz wartości x i y, a następnie napisz – w formie cząsteczkowej - całkowite równanie reakcji miedzi z rozcieńczonym roztworem kwasu azotowego(V).
Obliczenia: ............................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji: ................................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Wskaż utleniacz i reduktor w tej reakcji.
Utleniacz: .............................................................................................................................................. Reduktor: ...............................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt)
Z 200 cm3 0,3-molowego roztworu soli odparowano 80 cm3 wody. Oblicz stężenie molowe otrzymanego roztworu. Rozwiązanie: ......................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Odpowiedź: ...........................................................................................................................................
Strona 5 z 12
Informacja do zdań 14., 15. i 16. Poniżej przedstawiono dwa wykresy rozpuszczalności: chlorku amonu i octanu wapnia (wykres I) oraz dwutlenku węgla (wykres II). Wykres I
Wykres II Rozpuszczalność CO2
Rozpuszczalność NH4Cl i (CH3COO)2Ca 0,400
9 0 ,0
0,350
rozpuszczalność w g/100g wody
rozpuszczalność w g/100g wody
8 0 ,0
7 0 ,0
6 0 ,0
5 0 ,0
4 0 ,0
3 0 ,0
2 0 ,0
0,300
0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
1 0 ,0
0 ,0 0
20
40
60
80
100
0,000
te m p e ra tu ra w s to p n ia c h C e ls ju s z a
0
20
40
60
80
temperatura w stopniach Celsjusza c h lo re k a m o n u
o c ta n w a p n ia
Zadanie 14. (1 pkt) Na podstawie powyższych wykresów można stwierdzić, że w zakresie temperatur 20ºC - 50ºC rozpuszczalność substancji zmienia się w następujący sposób:
A. B. C. D.
octanu wapnia rośnie nie zmienia się maleje rośnie
Rozpuszczalność dwutlenku węgla rośnie rośnie maleje maleje
chlorku amonu maleje maleje rośnie rośnie
Zadanie 15. (1 pkt) Oszacuj temperaturę, w której rozpuszczalności chlorku amonu i octanu wapnia są jednakowe.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 6 z 12
Zadanie 16. (1 pkt) Spośród poniższych zdań wybierz to, które nie jest prawdziwe.
A. Rozpuszczalność dwutlenku węgla w temperaturach od 0ºC do 80ºC jest mniejsza od rozpuszczalności chlorku amonu i octanu wapnia. B. W temperaturze 60ºC rozpuszczalność chlorku amonu jest większa od rozpuszczalności octanu wapnia i dwutlenku węgla. C. W temperaturze 80ºC rozpuszczalność octanu wapnia jest mniejsza od rozpuszczalności chlorku amonu. D. Rozpuszczalność chlorku amonu w temperaturach od 0ºC do 80ºC jest równa rozpuszczalności octanu wapnia albo od niej większa.
Zadanie 17. (3 pkt) Masz do dyspozycji potas, wodę, tlenek krzemu(IV) i kwas solny. Opisz kolejne etapy doświadczenia, w wyniku którego otrzymasz kwas krzemowy H2SiO3. Pamiętaj, że tlenek krzemu(IV) i kwas krzemowy nie rozpuszczają się w wodzie. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) Do czterech probówek z wodą wprowadzono próbki następujących tlenków: Probówka I Al2O3
Probówka II CaO
Probówka III P4O10
Probówka IV SiO2
Zawartość każdej probówki energicznie wstrząśnięto i podzielono na dwie porcje. Do pierwszej porcji z każdej probówki dodano kroplę oranżu metylowego, a do drugiej – kroplę fenoloftaleiny. W której próbce (próbkach) oranż metylowy zmienił zabarwienie z żółtego na czerwone, a w której (których) fenoloftaleina zabarwiła się na malinowo? ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 7 z 12
Informacja do zadań 19. i 20. Przeprowadzono następujące doświadczenie: roztwór HCl
roztwór K3PO4
I.
roztwór Na2CO3
II.
roztwór AgNO3
Zadanie 19. (2 pkt) Zanotuj obserwacje, jakie poczyniono w czasie wykonywania doświadczeń.
Probówka I: ........................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Probówka II: .......................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) Zapisz w pełnej jonowej formie równania reakcji przebiegających w opisanym powyżej doświadczeniu. Równanie reakcji I:
................................................................................................................................................................ Równanie reakcji II: ................................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Musisz przelać roztwór kwasu solnego z dużej butli do kilku mniejszych. Dysponujesz dwoma lejkami – miedzianym i żelaznym. Którego z nich użyjesz, aby przelać kwas? Swój wybór krótko uzasadnij. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 8 z 12
Zadanie 22. (3 pkt) Poniżej przedstawiono wzory trzech związków organicznych. 1. 2. H3C
CH2 CH
CH2
H3C
CH
C
CH3
3. H3C
CH
CH3
COOH
CH3 O
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując do niej nazwy szeregów homologicznych, do których należą związki 1. – 3.
Numer związku Nazwa szeregu homologicznego 1. 2. 3.
Zadanie 23. (1 pkt) Wskaż poprawną nazwę węglowodoru o wzorze: H3C
CH CH2
CH2 CH
CH3
CH3
CH3
A. 2-etylo-4-metylopentan B. 2-metylo-4-etylopentan C. 2,4-dimetyloheksan D. 3,5-dimetyloheksan
Zadanie 24. (3 pkt) Do dwóch probówek, z których jedna zawierała próbkę heksanu a druga próbkę benzenu, dodano kilka kryształów bezwodnego FeBr3. Następnie dodano do obu probówek po dwie krople bromu. Tylko w drugiej probówce nastąpił zanik brunatnoczerwonego zabarwienia bromu. Określ, w których probówkach znajdowały się poszczególne węglowodory. Napisz równanie reakcji, która zaszła w drugiej probówce i określ, jaką rolę w tej reakcji pełni FeBr3. Odpowiedź: ........................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji: ................................................................................................................................. Rola FeBr3: ............................................................................................................................................
Strona 9 z 12
Informacja do zadań 25. i 26. Dany jest ciąg reakcji opisany schematem: CaC2
H2O
1.
A
H2
2.
B
HCl
3.
C
Zadanie 25. (3 pkt) Napisz wzory sumaryczne i nazwy systematyczne substancji A, B i C.
Substancja A: ................................................................................................................................................................ Substancja B: ................................................................................................................................................................ Substancja C: ................................................................................................................................................................
Zadanie 26. (3 pkt) Napisz równania reakcji 1., 2. i 3. z powyższego schematu.
Równanie reakcji 1.: ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji 2.: ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji 3.: ................................................................................................................................................................
Zadanie 27. (2 pkt) Wodorotlenek miedzi(II) jest odczynnikiem często stosowanym w chemii organicznej do identyfikacji związków chemicznych. Wykonano dwie próby z użyciem tego odczynnika: Próba I: po dodaniu do badanej substancji wodorotlenku miedzi(II) w temperaturze pokojowej niebieski osad tego wodorotlenku uległ roztworzeniu (rozpuścił się) i powstała klarowna ciecz o ciemnoniebieskiej (szafirowej) barwie. Próba II: po dodaniu do badanej substancji wodorotlenku miedzi(II) i ogrzaniu zawartości naczynia wytrącił się ceglasty osad. Którą z wymienionych niżej substancji wykryto próbą I, a którą za pomocą próby II: etanol, octan propylu, propanal, gliceryna, propanon? Próbą I wykryto ..................................................................................................................................... Próbą II wykryto ...................................................................................................................................
Strona 10 z 12
Zadanie 28. (3 pkt) Używając wzorów półstrukturalnych napisz równanie reakcji kondensacji dwóch cząsteczek glicyny (kwasu aminoetanowego). We wzorze produktu reakcji zaznacz wiązanie peptydowe.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 29. (1 pkt) Freony to ogólna nazwa chlorofluoropochodnych metanu lub etanu. Wskaż, które z następujących substancji zaliczamy do freonów: CHCl3, CCl2F2, CCl3F, CH2F2 ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Napisz równanie reakcji powstawania CH3Cl z metanu i chloru.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 11 z 12
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
Strona 12 z 12
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy Miejsce na nalepkę z kodem szkoły
PESEL ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego) Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są tablice chemiczne (3 strony). 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Wpisuje egzaminator / nauczyciel sprawdzający pracę Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
31. 32. 33. 34. 35. 36. 37.
38.
39. 40. 41. 42.
3
2
4
Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
43. 44. 45. 46. 47. 48. 49.
50.
51. 52. SUMA
2
4
2
1
2
2
3
4
3
2
3
3
3
3
4
3
1
3
3
60
Zadanie 31. (3 pkt) Próbka pewnego materiału promieniotwórczego zawiera obecnie 40 g izotopu półtrwania równym 5 lat. Oblicz, ile gramów tego izotopu rozpadnie się w ciągu najbliższych 15 lat.
60
Co o okresie
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Informacja do zadania 32. i 33. Poniżej przedstawiono konfiguracje elektronowe atomów kilku pierwiastków. Pierwiastek W: 1s22s1 Pierwiastek X: 1s22s22p63s23p5 Pierwiastek Y: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s1 Pierwiastek Z: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24s105p5
Zadanie 32. (1 pkt) Który z powyższych pierwiastków charakteryzuje się największą elektroujemnością? ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 33. (2 pkt) Spośród pierwiastków W, X, Y i Z wybierz parę takich, których atomy łącząc się tworzą wiązanie o najbardziej jonowym charakterze. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 2 z 12
Informacja do zadania 34. i 35. W temperaturze 1900 K w stanie równowagi reakcji N2 + O 2
2NO
∆H>0
wyznaczono następujące mol·dm–3, [O2] = 0,16 mol·dm–3, [NO] = 0,02 mol·dm–3.
stężenia reagentów: [N2] = 0,64
Zadanie 34. (4 pkt) Oblicz: 1) stałą równowagi reakcji syntezy tlenku azotu(II) w temperaturze 1900 K, 2) początkowe stężenie azotu przy założeniu, że początkowa mieszanina reakcyjna nie zawierała tlenku azotu(II). 1) obliczenie stałej równowagi: ............................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2) obliczenie początkowego stężenia azotu: ......................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 35. (2 pkt) Określ, jak wzrost temperatury wpływa na: 1) równowagę tej reakcji, 2) wartość stałej równowagi reakcji. 1) wpływ na równowagę reakcji: .......................................................................................................... 2) wpływ na wartość stałej równowagi reakcji: .................................................................................... Strona 3 z 12
Strona 4 z 12
Zadanie 36. (3 pkt) Reakcja chemiczna A + 3B → AB3 przebiega według równania kinetycznego v = k[A][B]3. Określ całkowity rząd tej reakcji oraz oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeżeli stężenie substratu A zmniejszymy czterokrotnie i równocześnie stężenie substratu B zwiększymy dwukrotnie. Rząd reakcji: ......................................................................................................................................... Obliczenie zmiany szybkości reakcji: ................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 37. (3 pkt) Zaproponuj przykład soli potasowej, której roztwór należy poddać elektrolizie z użyciem elektrod węglowych, by otrzymać z roztworu obojętnego roztwór silnie zasadowy. Odpowiedź uzasadnij, zapisując odpowiednie równania reakcji elektrodowych. Wzór soli: .............................................................................................................................................. Równania reakcji elektrodowych: ......................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 38. (2 pkt) Korzystając z szeregu napięciowego metali wskaż, którego metalu – cynku czy cyny – należy użyć jako protektora do ochrony stalowego (żelaznego) rurociągu przed korozją. Wybór krótko uzasadnij. Wybrany metal: ..................................................................................................................................... Uzasadnienie: ........................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 5 z 12
Zadanie 39. (4 pkt) Oblicz, ile gramów roztworu KOH o stężeniu 10% i ile gramów roztworu tej zasady o stężeniu 10 mol·dm–3 i gęstości d = 1,4 g·cm–3 należy użyć, aby przygotować 200 g roztworu KOH o stężeniu 20%. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) W poniższych przykładach dokończ zapis równań reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. 1) Na2HPO4 + NaOH → ....................................................................................................................... 2) K + H2O → ....................................................................................................................................... 3) BaSO4 + HCl → ...............................................................................................................................
Strona 6 z 12
Zadanie 41. (3 pkt) Dany jest ciąg reakcji: +A Cu
CuCl2
+B
Cu(OH)2
+C
Na2[Cu(OH)4]
Zapisz wzory sumaryczne brakujących w ciągu przemian substratów. Substrat A: ............................................................................................................................................ Substrat B: ............................................................................................................................................. Substrat C: .............................................................................................................................................
Zadanie 42. (3 pkt) Który z wymienionych niżej związków ma charakter amfoteryczny? Zapisz w formie cząsteczkowej dwa równania reakcji, które charakteryzują jego amfoteryczność. Al(NO3)3, CaO, H3PO4, ZnO Odpowiedź: ........................................................................................................................................... Równanie 1.: ......................................................................................................................................... Równanie 2.: .........................................................................................................................................
Informacja do zadań 43. i 44. W celu zidentyfikowania jodku amonu przeprowadzono następujące doświadczenia: roztwór NaOH
roztwór Pb(NO3)2
I.
II.
roztwór NH4I
roztwór NH4I
Zadanie 43. (2 pkt) Zapisz obserwacje do powyższych doświadczeń. Doświadczenie I: ................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Doświadczenie II: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ Strona 7 z 12
Zadanie 44. (2 pkt) Zapisz w skróconej formie jonowej równania reakcji zachodzących w powyższych doświadczeniach. Równanie I: ........................................................................................................................................... Równanie II: ..........................................................................................................................................
Informacja do zadania 45. i 46. Stała dysocjacji wodorotlenku sodu jest bardzo duża, zaś stała dysocjacji kwasu azotowego(III) wynosi 2·10–4.
Zadanie 45. (3 pkt) Na podstawie powyższej informacji określ odczyn wodnego roztworu NaNO2. Zapisz w skróconej formie jonowej równanie hydrolizy tej soli. Jaką rolę według teorii Brönsteda pełni w tej reakcji woda? Odczyn roztworu: .................................................................................................................................. Równanie hydrolizy: ............................................................................................................................. Rola wody: ............................................................................................................................................
Zadanie 46. (3 pkt) Oblicz stopień 0,5 mol·dm–3.
dysocjacji
oraz
pH
roztworu
kwasu
azotowego(III)
o
stężeniu
Obliczenie stopnia dysocjacji: .............................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Obliczenie pH roztworu: ....................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Strona 8 z 12
Zadanie 47. (3 pkt) Określ typ każdej z następujących reakcji: 1) etynu z bromem: ............................................................................................................................... 2) chloroetanu z NaOH w środowisku etanolu: .................................................................................... 3) powstawania polietylenu z etenu.: ....................................................................................................
Zadanie 48. (3 pkt) Aldehydy o odpowiedniej budowie ulegają w środowisku zasadowym reakcji dysproporcjonowania, która przebiega według schematu: aldehyd + zasada → sól kwasu karboksylowego + alkohol Używając wzorów półstrukturalnych zapisz równanie takiej reakcji dla aldehydu benzoesowego (benzenokarboaldehydu) z NaOH. Podaj nazwę węglowodoru, którego pochodnymi są reagenty tej reakcji. Równanie reakcji: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Nazwa węglowodoru: ...........................................................................................................................
Zadanie 49. (4 pkt) Pewien ester o wzorze sumarycznym C4H8O2 poddano hydrolizie. Jeden z produktów hydrolizy daje pozytywny wynik próby Tollensa, a drugi poddany utlenieniu daje jako produkt propanon. Zapisz wzór strukturalny estru i podaj jego nazwę. Przedstaw krótko swój tok rozumowania. Wzór strukturalny estru: ........................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Nazwa estru: .......................................................................................................................................... Uzasadnienie: ........................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Strona 9 z 12
Zadanie 50. (3 pkt) O H3C
CH NH2
C
O N
CH2
C
H
N
CH
H
CH3
COOH
Zapisz równanie reakcji pełnej hydrolizy powyższego peptydu i wskaż, który z produktów hydrolizy jest związkiem optycznie czynnym. Napisz wzory stereochemiczne obu enancjomerów tego aminokwasu. Równanie hydrolizy: ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Wzór związku optycznie czynnego: ..................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Wzory stereochemiczne: ....................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 10 z 12
Zadanie 51. (2 pkt) Poniżej przedstawiono nazwy otrzymywanych pięciu tworzyw, otrzymywanych w procesach polimeryzacji lub polikondensacji: poliamid, polichlorek winylu, poliformaldehyd, polistyren, teflon. Uzupełnij następującą tabelę, wpisując obok wzoru związku nazwę tworzywa, które otrzymuje się na drodze polimeryzacji lub polikondensacji tego związku. Wzór związku
Nazwa tworzywa
1. H2N–(CH2)5–COOH 2.
HCHO
3.
CF2=CF2
4.
CH2=CHCl
Zadanie 52. (1 pkt) Etylen (eten) jest monomerem, z którego w reakcji polimeryzacji otrzymuje się polietylen. Wskaż cechę cząsteczek etylenu, dzięki której mogą one ulegać reakcji polimeryzacji. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 11 z 12
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
Strona 12 z 12
Strona 13 z 12
Autorzy: Jadwiga Berecka, Alicja Borkowska, El˝bieta Bytniewska-Rozwód, Zofia Kloc
PRZYK¸ADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Arkusz I Czas pracy: 120 minut
ARKUSZ I
Instrukcja dla zdajàcego 1.
Prosz´ sprawdziç, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak nale˝y zg∏osiç przewodniczàcemu zespo∏u nadzorujàcego egzamin. 2. Prosz´ uwa˝nie czytaç wszystkie polecenia i informacje do zadaƒ. 3. Rozwiàzania i odpowiedzi nale˝y zapisaç czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka˝dym zadaniu. 4. W rozwiàzaniach zadaƒ rachunkowych trzeba przedstawiç tok rozumowania prowadzàcy do ostatecznego wyniku oraz pami´taç o jednostkach. 5. W trakcie obliczeƒ mo˝na korzystaç z kalkulatora. 6. Prosz´ pisaç tylko w kolorze czarnym; nie pisaç o∏ówkiem. 7. Nie wolno u˝ywaç korektora. 8. B∏´dne zapisy trzeba wyraênie przekreÊliç. 9. Brudnopis nie b´dzie oceniany. 10. Obok ka˝dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którà mo˝na uzyskaç za jego poprawne rozwiàzanie. ˚yczymy powodzenia!
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
Za rozwiàzanie wszystkich zadaƒ mo˝na otrzymaç ∏àcznie 70 punktów.
2
Chemia. Arkusz I
Zadanie 1. (1 pkt) W przedstawionym na rysunku zestawie do otrzymywania gazów nie mo˝na zbieraç gazów: a) bezbarwnych; b) l˝ejszych od powietrza; c) ci´˝szych od powietrza; d) ∏atwo rozpuszczalnych w wodzie.
woda
........................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) SpoÊród nast´pujàcych gazów: NH3, H2, O2, HCl w zestawie z poprzedniego zadania nie mo˝na zbieraç: a) ˝adnego; b) O2 i H2; c) NH3 i HCl; d) wy∏àcznie HCl. ........................................................................................................
Zadanie 3. (4 pkt) SpoÊród zaproponowanych tlenków: P4O10, CaO, CO, K2O, SiO, FeO, NO2 wybierz cztery, które w reakcji z wodà dajà podane ni˝ej produkty. Napisz równania reakcji w formie czàsteczkowej. a) Mocna zasada rozpuszczalna w wodzie: ........................................................................................................ b) Kwas utleniajàcy: ........................................................................................................ c) Trudno rozpuszczalny wodorotlenek: ........................................................................................................ d) Kwas trójprotonowy: ........................................................................................................
Zadanie 4. (4 pkt) Dokoƒcz równania reakcji, wpisujàc wzory brakujàcych substancji gazowych oraz wspó∏czynniki stechiometryczne. a) C6H12O6
enzym
$
2 C2H5OH + . . . . . . . . . .
b) NaOH + . . . . . . . . . c) CaCO3 + … HCl d) n . . . . . . . .
$
$ $
NaHSO3 CaCl2 + H2O + . . . . . . . . . .
[—CH2—CH2—] n w w w. o p e r o n . p l
3
Chemia. Arkusz I
Zadanie 5. (4 pkt) Do dwóch kolb zawierajàcych po 92 g H2O dodano: do pierwszej 8 g kwasu siarkowego(VI), a do drugiej 8 g tlenku siarki(VI). Oblicz st´˝enia kwasu w obu kolbach. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 6. (3 pkt) Jakich substratów u˝yto do reakcji, je˝eli produktami by∏y: a) NaOH + H2 b) MgSO4 + SO2 + H2O c) Cu(NO3) + NO + H2O Substraty: a) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 7. (3 pkt) Wykres przedstawia zale˝noÊç masy pewnego dwuwartoÊciowego metalu Me od masy jego tlenku MeO. Ustal stosunek masowy pierwiastków w tym tlenku oraz jego wzór. 13 12 11 10
masa metalu [g]
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17
masa tlenku [g]
........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
4
Chemia. Arkusz I
Zadanie 8. (3 pkt) Rozk∏adowi termicznemu poddano 50 g CaCO3. Oblicz, ile gramów substancji sta∏ej pozosta∏o po pra˝eniu i ile decymetrów szeÊciennych gazu (odmierzonego w warunkach normalnych) wydzieli∏o si´ w trakcie tego procesu przy jego 100-procentowej wydajnoÊci. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 9. (3 pkt) Pierwiastek X ma konfiguracj´ 1s2 2s2 2p5. Mo˝na o nim powiedzieç, ˝e: a) Jest po∏o˝ony w uk∏adzie okresowym w . . . . . . . . grupie i w . . . . . . . . okresie. b) Ma charakter . . . . . . . . . . . . . . . .. c) Jego maksymalny stopieƒ utlenienia wynosi . . . . . . . ., a najni˝szy . . . . . . . ..
Zadanie 10. (2 pkt) OkreÊl typ wiàzania chemicznego (kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe), wyst´pujàcego w podanych zwiàzkach pomi´dzy wskazanymi pierwiastkami: a) amoniak (N—H), wiàzanie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) metanolan sodu (O—Na), wiàzanie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) chlor (Cl—Cl), wiàzanie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 11. (2 pkt) Równanie reakcji przedstawia przemian´ jàdrowà, w której jednym z produktów jest pierwiastek chemiczny E. Podaj symbol tego pierwiastka, jego liczb´ atomowà Z i liczb´ masowà A. 218 84 Po
$
A ZE
E ...........
+ 42He A ...........
Z ...........
w w w. o p e r o n . p l
5
Chemia. Arkusz I
Zadanie 12. (3 pkt) Wykres przedstawia zmian´ energii wewn´trznej uk∏adu podczas przebiegu pewnej reakcji: energia
E NO2 + CO
∆H NO + CO2 czas
Napisz równanie tej reakcji: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Energia aktywacji tej reakcji oznaczona jest literà: . . . . . . . . . . .. Energia produktów tej reakcji jest . . . . . . . . . . . od energii substratów. Energia wydzielana podczas tej reakcji oznaczona jest jako: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
Zadanie 13. (3 pkt) Jednym z produktów ka˝dej z podanych ni˝ej reakcji jest woda. Uzupe∏nij równania tych reakcji: a) … NaOH + H2SO4
$
. . . . . . . . . . + … H2O
b) CH3OH + CH3COOH
$
. . . . . . . . . . + H2O
c) CH3OH + HBr
$
. . . . . . . . . . + H2O
d) RbOH + HBr
$
. . . . . . . . . . + H2O
Wska˝ te reakcje, dla których skrócona forma jonowa równania ma postaç: H+ + OH– $ H2O ........................................................................................................ Informacja do zadaƒ 14–15 Podczas badania wody stwierdzono obecnoÊç nast´pujàcych kationów: K+, Mg2+, Pb2+, Ag+, Cu2+, NH4+, Fe3+. Do tej wody dodano siarczek sodu.
Zadanie 14. (2 pkt) Wypisz kationy, które utworzy∏y osady. ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
6
Chemia. Arkusz I
Zadanie 15. (3 pkt) Napisz jonowe równania reakcji wytràcania osadów. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 16. (3 pkt) W kolejnych probówkach umieszczono roztwory ró˝nych substancji zgodnie z rosnàcym st´˝eniem molowym: 1) 1-molowy NaCl; 2) 2-molowy Na2CO3; 3) 3-molowy NaOH; 4) 4-molowy Na2SO4; 5) 5-molowy (NH4)2SO4. WartoÊç pH roztworów w kolejnych probówkach: a) nie zmienia si´; b) roÊnie; c) roÊnie, a nast´pnie maleje; d) maleje. Poprawna odpowiedê: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Podaj wartoÊç pH w probówkach 1 i 4. Odpowiedê uzasadnij. WartoÊç pH = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uzasadnienie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................
Zadanie 17. (2 pkt) Wybierz poprawne informacje dotyczàce „kwaÊnych deszczów”: a) Niszczà zapraw´ murarskà starych budowli. b) Powodujà wzrost pH wód gruntowych. c) Zakwaszajà gleb´. d) Jednà z przyczyn powstawania „kwaÊnych deszczów” jest rozwój motoryzacji. e) Sà g∏ównà przyczynà eutrofizacji jezior. Poprawne informacje zawierajà punkty: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 18. (6 pkt) Majàc do dyspozycji nast´pujàce zwiàzki: wodorotlenek miedzi(II), kwas solny, metanal i tlenek srebra, napisz dwa równania reakcji redoks oraz dwa równania reakcji, które nie sà reakcjami redoks. W reakcjach redoks wska˝ utleniacze i reduktory. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
7
Chemia. Arkusz I
Zadanie 19. (3 pkt) Uzupe∏nij podane równanie reakcji: dobierz odpowiednie Êrodowisko oraz dobierz wspó∏czynniki, stosujàc metod´ bilansu elektronowego. ClO3– + … Fe2+ + . . . . . . . . . . $ Cl– + … Fe3+ + … H2O ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) Ponad sto lat temu rosyjski chemik W∏adimir Markownikow sformu∏owa∏ nast´pujàcà regu∏´: Je˝eli niesymetryczny reagent, na przyk∏ad typu HX, przy∏àcza si´ do niesymetrycznego alkenu, to elektrododatnia cz´Êç reagenta wià˝e si´ z tym atomem w´gla wiàzania podwójnego, który ma wi´cej przy∏àczonych atomów wodoru. Stosujàc regu∏´ Markownikowa, napisz wzorami pó∏strukturalnymi równania podanych reakcji. a) but-1-en + H2O
$
............................................................................
b) 2-metylo-but-2-en + HCl
$
..................................................................
Zadanie 21. (3 pkt) Oblicz, ile kilogramów metanolu nale˝y utleniç, aby otrzymaç 6 dm3 formaliny o st´˝eniu procentowym równym 20% i g´stoÊci 1,06 g/cm3. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 22. (3 pkt) Do ustalenia struktury trzech zwiàzków organicznych: a) CH2===CH—CHO; b) CH2===CH—COOH; c) CH3—CH2—CO—CH3 u˝yto wody bromowej oraz odczynnika Tollensa. Wska˝ zwiàzek, który b´dzie reagowa∏ z obydwoma odczynnikami: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wpisz do tabeli wzory pó∏strukturalne (grupowe) i nazwy produktów reakcji tego zwiàzku z wodà bromowà i odczynnikiem Tollensa. Wzór
w w w. o p e r o n . p l
Nazwa
8
Chemia. Arkusz I
Zadanie 23. (3 pkt) Aminy, aminokwasy i sole kwasów karboksylowych mogà reagowaç z mocnymi kwasami. Napisz równania reakcji etyloaminy, kwasu aminoetanowego i etanianu sodu z kwasem solnym. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Stosujàc wzory pó∏strukturalne, napisz równanie reakcji pewnego II-rz´dowego alkoholu o wzorze sumarycznym C3H8O z kwasem alkanowym o wzorze sumarycznym C4H8O2, zawierajàcym rozga∏´ziony, czterow´glowy ∏aƒcuch. ........................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Dokoƒcz równania nast´pujàcych reakcji, w których biorà udzia∏ sole glicyny: CH2—COOK + 2 HCl
$
NH2 CH2—COOH + 2 NaOH
$
NH3Cl
w w w. o p e r o n . p l
Autorzy: Jadwiga Berecka, Alicja Borkowska, El˝bieta Bytniewska-Rozwód, Zofia Kloc
PRZYK¸ADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego) Czas pracy: 120 minut
ARKUSZ II
Instrukcja dla zdajàcego 1.
Prosz´ sprawdziç, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 9 stron. Ewentualny brak nale˝y zg∏osiç przewodniczàcemu zespo∏u nadzorujàcego egzamin. 2. Prosz´ uwa˝nie czytaç wszystkie polecenia i informacje do zadaƒ. 3. Rozwiàzania i odpowiedzi nale˝y zapisaç czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka˝dym zadaniu. 4. W rozwiàzaniach zadaƒ rachunkowych trzeba przedstawiç tok rozumowania prowadzàcy do ostatecznego wyniku oraz pami´taç o jednostkach. 5. W trakcie obliczeƒ mo˝na korzystaç z kalkulatora. 6. Prosz´ pisaç tylko w kolorze czarnym; nie pisaç o∏ówkiem. 7. Nie wolno u˝ywaç korektora. 8. B∏´dne zapisy trzeba wyraênie przekreÊliç. 9. Brudnopis nie b´dzie oceniany. 10. Obok ka˝dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którà mo˝na uzyskaç za jego poprawne rozwiàzanie. ˚yczymy powodzenia!
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
Za rozwiàzanie wszystkich zadaƒ mo˝na otrzymaç ∏àcznie 70 punktów.
2
Chemia. Arkusz II
Zadanie 26. (2 pkt) Na podstawie po∏o˝enia selenu (Z = 34) w uk∏adzie okresowym wybierz spoÊród podanych informacji te, które sà prawdziwe: a) Tworzy wodorek o wzorze H2Se. b) Tworzy tlenek amfoteryczny. c) Jest pierwiastkiem kwasotwórczym. d) W jego atomie wyst´pujà 2 elektrony niesparowane. e) W stanie wolnym ma w∏aÊciwoÊci utleniajàce. f) Jest niemetalem aktywniejszym od siarki. Prawdziwe informacje zawierajà podpunkty: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 27. (4 pkt) W 100 cm3 roztworu zawierajàcego 0,2 mola azotanu(V) miedzi(II) i 0,2 mola azotanu(V) srebra zanurzono blaszk´ miedzianà. Po zakoƒczonej reakcji blaszk´ wyj´to. a) Napisz, co zaobserwowano na powierzchni blaszki. Podaj równanie zachodzàcej reakcji w formie jonowej. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) Oblicz st´˝enie molowe jonów miedzi w otrzymanym roztworze. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
3
Chemia. Arkusz II
Zadanie 28. (8 pkt) Majàc do dyspozycji nast´pujàce substancje: w´glan sodu, kwas solny i wod´, a tak˝e uniwersalne papierki wskaênikowe, zaproponuj dwa doÊwiadczenia, które pozwolà wykazaç, ˝e kwas w´glowy jest kwasem s∏abym. Opis doÊwiadczeƒ przedstaw w tabeli. Podaj wnioski i jonowe równania reakcji. Lp.
Sposób wykonania doÊwiadczenia (opis lub rysunek)
Obserwacje
1.
2.
Wnioski i jonowe równania reakcji: 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................................................................................... 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...................................................................................................
Zadanie 29. (4 pkt) Do 50 g roztworu zasady sodowej o st´˝eniu 4% dodano 1,15 g sodu. Otrzymany roztwór uzupe∏niono wodà do obj´toÊci 1 dm3. Napisz równanie zachodzàcej reakcji i oblicz pH otrzymanego roztworu. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
4
Chemia. Arkusz II
Zadanie 30. (2 pkt) W wyniku bromowania propanu w obecnoÊci Êwiat∏a powstajà ró˝ne bromopochodne, a wÊród nich zwiàzki o wzorze sumarycznym C3H6Br2. Podaj wzór pó∏strukturalny i nazw´ izomeru o sk∏adzie C3H6Br2, zawierajàcego w czàsteczce asymetryczny atom w´gla. ........................................................................................................
Zadanie 31. (7 pkt) W´glowodory aromatyczne, fenole i alkohole mogà reagowaç z kwasem azotowym(V). a) Podaj po jednym przyk∏adzie takich reakcji, stosujàc wzory pó∏strukturalne oraz okreÊl typ tych reakcji. 1. W´glowodory aromatyczne: ........................................................................................................ 2. Fenole: ........................................................................................................ 3. Alkohole: ........................................................................................................ b) Podaj nazwy organicznych produktów tych reakcji. 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 32. (5 pkt) Mieszanina zawiera ∏àcznie 0,6 mola wapnia, tlenku wapnia i w´gliku wapnia zmieszanych w stosunku molowym nCa : nCaO : nCaC2 = 1 : 2 : 3. Na t´ mieszanin´ podzia∏ano wodà. a) Napisz równania zachodzàcych reakcji. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) Oblicz, ile gramów wody przereagowa∏o z tà mieszaninà. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
5
Chemia. Arkusz II
Zadanie 33. (4 pkt) Odwa˝ono dwie próbki ˝elaza po 5,6 g ka˝da. Na jednà podzia∏ano nadmiarem kwasu solnego, a druga przereagowa∏a ze stechiometrycznà iloÊcià chloru. Nast´pnie sporzàdzono dwa roztwory: 200 g roztworu zawierajàcego produkt pierwszej reakcji i 200 g roztworu zawierajàcego produkt reakcji drugiej. a) Napisz równania opisanych reakcji. ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) Oblicz st´˝enie procentowe ka˝dego z roztworów. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 34. (2 pkt) Hydroksykwasy ulegajà reakcjom estryfikacji, których produktami sà estry wewn´trzne zwane laktonami. Poni˝sze równanie jest przyk∏adem takiej reakcji: hydroksykwas
lakton
CH2 H2C CH2—CH2—CH2—CH2—COOH
CH2
$
+ H2O H2C
OH
C==O O
Uzupe∏nij dwa inne równania reakcji, w których tworzà si´ laktony. a)
hydroksykwas
lakton
CH3 CH2––CH––CH2––CH2—COOH OH
w w w. o p e r o n . p l
$
+ H2O
6
Chemia. Arkusz II
b) lakton
hydroksykwas
CH—CH3 CH2
H2C
$
+ H2O CH3—CH
C==O O
Zadanie 35. (3 pkt) Równanie reakcji przedstawia przemian´ jàdrowà, w której powstaje izotop E. Podaj symbol oraz liczb´ atomowà Z i masowà A tego izotopu. 27 13 Al
+ 24 He $
E = .......
A ZE
+ 01 n
A = .......
Z = .......
Zadanie 36. (2 pkt) Z tymianku otrzymuje si´ tymol b´dàcy olejkiem o dzia∏aniu antybakteryjnym. Jego nazwa systematyczna to: 2-izopropylo-5-metylo-fenol. Napisz wzór pó∏strukturalny i sumaryczny tymolu. Wzór strukturalny:
Wzór sumaryczny:
Zadanie 37. (3 pkt) W wyniku utlenienia p-nitrotoluenu anionami dichromianowymi(VI) w Êrodowisku kwaÊnym powstaje kwas p-nitrobenzoesowy. Uzupe∏nij równanie tej reakcji i sporzàdê bilans elektronowy. CH3
+ + Cr2O2– 7 +H
$
NO2 ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
7
Chemia. Arkusz II
Zadanie 38. (2 pkt) Obok ka˝dej informacji podanej w pierwszej kolumnie tabeli wymieniono trzy pierwiastki, ale tylko dla jednego z nich informacja jest prawdziwa. Wybierz ten pierwiastek i wpisz jego nazw´ do trzeciej kolumny tabeli. W∏aÊciwoÊci
Pierwiastki
Ma najwi´kszà energi´ jonizacji.
H, He, Hg
Charakteryzuje si´ najwi´kszà elektroujemnoÊcià.
Fe, F, Fr
Nale˝y do bloku energetycznego p.
P, Pd, Pt
Jest silnym utleniaczem.
Ca, Cr, Cl
Nazwa wybranego pierwiastka
Zadanie 39. (3 pkt) Sta∏e dysocjacji trzech kwasów wynoszà: KCH ClCOOH = 1,6 . 10–3 3
KC6H5COOH = 6,6 . 10–5 KCH3COOH = 1,8 . 10–5 Ustal, który z tych kwasów znajduje si´ w roztworze, je˝eli st´˝enie kationów wodoru w tym roztworze wynosi 0,008 mol/dm3, a st´˝enie czàsteczek niezdysocjowanych jest równe 0,04 mol/dm3. Oblicz stopieƒ dysocjacji kwasu w tym roztworze. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 40. (5 pkt) Poni˝ej podano pierwiastki okresu drugiego wraz z wartoÊciami elektroujemnoÊci. Na tej podstawie wykonaj polecenia. Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
–
a) Wybierz dwa pierwiastki najbardziej ró˝niàce si´ elektroujemnoÊcià i podaj ich nazwy. Przedstaw ich konfiguracje elektronowe i okreÊl typ wiàzania, jakie wyst´puje w zwiàzku utworzonym przez te pierwiastki. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
8
Chemia. Arkusz II
b) Podaj nazwy dwóch pierwiastków, dla których ró˝nica elektroujemnoÊci wynosi 2,5, a tworzona przez nie czàsteczka zawiera wiàzania kowalencyjne spolaryzowane, ma kszta∏t liniowy i moment dipolowy równy 0. ........................................................................................................
Zadanie 41. (3 pkt) W wyniku reakcji substancji A i B powstajà produkty C i D. Mierzono trzykrotnie szybkoÊci tej reakcji w tej samej temperaturze, ale przy ró˝nych st´˝eniach substratów. Wyniki umieszczono w tabeli. St´˝enie [mol/dm3]
Nr pomiaru
SzybkoÊç reakcji [mol/dm3 . s]
substancji A
substancji B
1.
1
1
0,1
2.
2
1
0,2
3.
1
2
0,4
Wykorzystujàc dane z tabeli, odpowiedz, czy opisana reakcja przebiega wed∏ug I czy II równania kinetycznego, jeÊli: I. V = k[A][B] II. V = k[A][B]2 ........................................................................................................ Oblicz szybkoÊç reakcji, gdy st´˝enia substancji A i B sà sobie równe i wynoszà 2 mol/dm3. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 42. (2 pkt) Pod wp∏ywem wody bromowej w obecnoÊci wodorow´glanu sodu aldozy utleniajà si´ do kwasów aldonowych. Ketozy nie ulegajà utlenieniu za pomocà wodnego roztworu bromu. Sacharoz´ poddano reakcji hydrolizy, a nast´pnie do mieszaniny poreakcyjnej dodano w nadmiarze NaHCO3 i wod´ bromowà. Podaj nazw´ i wzór ∏aƒcuchowy cukru, który zawiera∏a koƒcowa mieszanina po dwóch reakcjach. Wzór:
Nazwa: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
w w w. o p e r o n . p l
Chemia. Arkusz II
9
Zadanie 43. (4 pkt) Estry ulegajà reakcji amonolizy, b´dàcej reakcjà z amoniakiem, której produktami sà alkohol i amid kwasowy. Podaj wzory pó∏strukturalne dwóch estrów o sk∏adzie C3H6O2, nazwij je i napisz ich reakcje amonolizy. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 44. (3 pkt) RozpuszczalnoÊç wodorotlenku baru w temperaturze 20°C wynosi 3,8 g/100 g wody. Do zlewki zawierajàcej 101,2 g wody dodano 10,2 g tlenku baru. ZawartoÊç zlewki zamieszano i odczekano do momentu ustalenia si´ równowagi. Na dnie zlewki zaobserwowano bia∏y osad. Napisz równanie zachodzàcej reakcji i oblicz mas´ roztworu nad osadem. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 45. (2 pkt) Oblicz standardowà entalpi´ reakcji otrzymywania w´gliku wapnia z tlenku wapnia i grafitu przebiegajàcej wed∏ug równania: CaO(s) + 3 C(grafit) $ CaC2(s) + CO(g) Entalpie tworzenia wynoszà: ∆H°tw. CaO = –634,94 kJ ∆H°tw. CaC2 = –62,7 kJ ∆H°tw. CO = –110,44 kJ a grafit jest trwa∏à odmianà alotropowà w´gla w warunkach standardowych. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY II
REAKCJE UTLENIANIA-REDUKCJI. PROCESY ELEKTROCHEMICZNE
Czas rozwi¹zania — 135 minut Maksymalna liczba punktów — 128 punktów Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i uzgodnione. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (7 punktów) Okreœl stopieñ utlenienia siarki w nastêpuj¹cych zwi¹zkach chemicznych oraz jonach: C. SO32– E. HSO4– A. H2S B. SO2 D. H2SO4 F. Na2S2O3 Stopnie utlenienia siarki w podanych zwi¹zkach chemicznych przedstawia tabela: Wzór sumaryczny
H2S
SO32–
SO2
H2SO4
HSO4–
Na2S2O3
KNO2
NH4NO3
Stopieñ utlenienia ZADANIE 2. (7 punktów) Okreœl stopieñ utlenienia azotu w nastêpuj¹cych zwi¹zkach chemicznych oraz jonach: C. Ca(NO3)2 E. KNO2 A. NH4+ B. NO2 D. NO3– F. NH4NO3 Stopnie utlenienia azotu w podanych zwi¹zkach chemicznych przedstawia tabela: Wzór sumaryczny
NH4+
NO2
Ca(NO3)2
NO3–
Stopieñ utlenienia ZADANIE 3. (2 punkty) Podaj nazwy utleniacza oraz reduktora w poni¿szej reakcji utleniania-redukcji: 3 Cu2S + 22 HNO3 Û 6 Cu(NO3)2 + 3 H2SO4 + 10 NO + 8 H2O Utleniacz: ................................................................................................................................................................... Reduktor: ................................................................................................................................................................... ZADANIE 4. (4 punkty) Okreœl, jak¹ rolê (utleniacza czy reduktora) pe³ni siarka w poni¿szych równaniach reakcji utleniania–redukcji? A. H2 + S Û H2S B. 2 SO2 + O2 Û 2 SO3 C. Na2SO3 + I2 + 2 NaOH Û Na2SO4 + 2 NaI + H2O D. Mg + 2 H2SO4 Û MgSO4 + SO2 + 2 H2O Reakcja
A
B
C
D
Siarka pe³ni rolê: ZADANIE 5. (8 punktów) Spoœród nastêpuj¹cych atomów i jonów: Na; wybierz: A. Jony, które mog¹ pe³niæ tylko rolê utleniacza:
Na+;
Mg;
Mg2+;
Br;
Br–;
S;
S2–
............................................................................................................................................................................... B. Atomy i jony, które mog¹ pe³niæ tylko rolê reduktora: ............................................................................................................................................................................... C. Atomy lub jony, które mog¹ pe³niæ rolê zarówno utleniacza, jak i reduktora: ............................................................................................................................................................................... ZADANIE 6. (4 punkty) Spoœród poni¿ej podanych zwi¹zków chemicznych wybierz te, które mog¹ pe³niæ tylko rolê utleniacza: Na2SO3; K2Cr2O7; NaI; KNO3; FeCl2; KMnO4; H2O2; KClO4. Zwi¹zki, które mog¹ pe³niæ tylko rolê utleniacza: ....................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2
ZADANIE 7. (12 punktów) Uzgodnij poni¿ej przedstawione równania reakcji utleniania-redukcji metod¹ bilansu elektronowego. Podaj nazwy utleniacza oraz reduktora. A. ... Cu + ... HNO3 Û ... Cu(NO3)2 + ... NO + ... H2O
Utleniacz: ................................................................................................................................................................... Reduktor: ................................................................................................................................................................... B. ... K2Cr2O7 + ... SnCl2 + ... HCl Û ... CrCl3 + ... SnCl4 + ... KCl + ... H2O
Utleniacz: ................................................................................................................................................................... Reduktor: ................................................................................................................................................................... ZADANIE 8. (10 punktów) Uzgodnij podane równania reakcji utleniania-redukcji metod¹ bilansu elektronowego. Okreœl w ka¿dym z nich rolê, jak¹ pe³ni nadtlenek wodoru H2O2 (utleniacz b¹dŸ reduktor): A. ... KMnO4 + ... H2O2 + ... HCl Û ... MnCl2 + ... KCl + ... O2 + ... H2O
Nadtlenek wodoru w tej reakcji pe³ni rolê ................................................................................................................... B. ... Cr(NO3)3 + ... H2O2 + ... KOH Û ... K2CrO4 + ... KNO3 + ... H2O
Nadtlenek wodoru w tej reakcji pe³ni rolê ...................................................................................................................
www.wsip.com.pl
3
ZADANIE 9. (6 punktów) Manganian(VII) potasu (o barwie fioletowej) jest bardzo silnym utleniaczem. W reakcji z roztworem siarczanu(VI) cyny(II) w pewnym œrodowisku tworzy bezbarwny siarczan(VI) manganu(II). Napisz równanie opisanej reakcji utleniania-redukcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej. Wspó³czynniki stechiometryczne dobierz metod¹ bilansu elektronowego. Równanie reakcji w postaci cz¹steczkowej:
Równanie reakcji w postaci jonowej:
ZADANIE 10. (6 punktów) W pewnej z³o¿onej reakcji utleniania-redukcji azotan(III) potasu reaguje z jodkiem potasu w œrodowisku kwasu siarkowego(VI). Produktem tej reakcji jest jod, tlenek azotu(II), siarczan(VI) potasu i woda. A. Napisz równanie opisanej reakcji utleniania-redukcji. Wspó³czynniki stechiometryczne dobierz metod¹ bilansu elektronowego.
B. Okreœl, jak¹ rolê w tej reakcji pe³ni¹ azotan(III) potasu oraz jodek potasu. Azotan(III) potasu pe³ni rolê ...................................................................................................................................... Jodek potasu pe³ni rolê ............................................................................................................................................... ZADANIE 11. (6 punktów) Poni¿ej podano wartoœci potencja³ów standardowych wybranych reakcji utleniania-redukcji: Cr3+ + e– Û Cr2+
E o = –0,41 V;
Sn4+ + 2 e– Û Sn2+
E o = 0,15 V;
Fe3+ + e– Û Fe2+
E o = 0,77 V;
Pb4+ + 2 e– Û Pb2+
E o = 1,69 V.
4
Na tej podstawie napisz równania reakcji utleniania-redukcji (w formie jonowej), w których kation ¿elaza Fe2+ lub Fe3+ jest: A. Utleniaczem:
B. Reduktorem:
ZADANIE 12. (6 punktów) Napisz równania reakcji elektrodowych zachodz¹cych na elektrodach platynowych podczas elektrolizy wodnego roztworu: A. H2SO4 A(+) ........................................................................................................................................................................... K(–) ........................................................................................................................................................................... B. Pb(NO3)2 A(+) ........................................................................................................................................................................... K(–) ........................................................................................................................................................................... C. KOH A(+) ........................................................................................................................................................................... K(–) ........................................................................................................................................................................... ZADANIE 13. (4 punkty) Przeprowadzono elektrolizê wodnego roztworu chlorku niklu(II) na elektrodach platynowych. Na jednej z elektrod wydzieli³o siê 5,3 dm3 gazu odmierzonego w warunkach normalnych. A. Napisz równania reakcji elektrodowych. A(+) ...................................................................................................................................................................... K(–) ...................................................................................................................................................................... B. Oblicz masê metalu wydzielonego na drugiej elektrodzie (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 1 g). Obliczenia:
Na drugiej elektrodzie wydzieli³o siê ........................... g metalu.
www.wsip.com.pl
5
ZADANIE 14. (4 punkty) Oblicz, jak d³ugo nale¿y prowadziæ elektrolizê pr¹dem o natê¿eniu 5 A, aby ca³kowicie usun¹æ kationy metali z roztworu zawieraj¹cego 0,1 mola FeCl3 i 0,2 mola CuCl2 (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 min). (Sta³a Faradaya F = 96 485 C · mol–1) Obliczenia:
Elektrolizê nale¿y prowadziæ przez co najmniej ........................................... minut. ZADANIE 15. (8 punktów) Przez elektrolizer zawieraj¹cy 2 dm3 1-molowego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II), w którym zanurzone by³y elektrody platynowe, przepuszczono pr¹d elektryczny. Elektrolizê prowadzono do momentu, a¿ na jednej z elektrod otrzymano 11,2 dm3 gazu, odmierzonego w warunkach normalnych. A. Napisz równania reakcji elektrodowych. A(+) ...................................................................................................................................................................... K(–) ....................................................................................................................................................................... B. Oblicz stê¿enie molowe kationów miedzi Cu2+ w roztworze po elektrolizie (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,001 mol/dm3). Obliczenia:
Stê¿enie molowe kationów Cu2+ w roztworze wynosi cmol = ........................................mol/dm3 ZADANIE 16. (4 punkty) Napisz równania reakcji elektrodowych zachodz¹cych na elektrodach platynowych podczas elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) cynku(II) oraz oblicz, ile gramów cynku wydzieli siê na katodzie podczas elektrolizy prowadzonej pr¹dem o natê¿eniu 4 A w czasie 15 minut (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,1 g). (Sta³a Faradaya F = 96 485 C · mol–1)
6
Równania reakcji elektrodowych: A(+) ........................................................................................................................................................................... K(–) ........................................................................................................................................................................... Obliczenia:
Na katodzie wydzieli³o siê ........................... g cynku. ZADANIE 17. (5 punktów) Przeprowadzono elektrolizê wodnego roztworu kwasu solnego na elektrodach platynowych. Elektrolizê zakoñczono, gdy na jednej z elektrod wydzieli³o siê 15 dm3 bezbarwnego gazu. A. Napisz równania reakcji elektrodowych zachodz¹cych podczas elektrolizy. A(+) ...................................................................................................................................................................... K(–) ....................................................................................................................................................................... B. Oblicz, ile dm3 zielono¿ó³tego gazu otrzymano (w warunkach normalnych) w wyniku elektrolizy roztworu HCl, je¿eli 12 % tego gazu rozpuœci³o siê w roztworze pozosta³ym w elektrolizerze (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,1 dm3). Obliczenia:
W wyniku elektrolizy roztworu HCl otrzymano ................................ dm3 ¿ó³tozielonego gazu. ZADANIE 18. (12 punktów) Poni¿ej przedstawiono równania sumarycznych reakcji zachodz¹cych w dwóch ogniwach: I. 2 Cr + 3 Cu2+ Û 3 Cu + 2 Cr3+ II. Pb2+ + Co Û Pb + Co2+ Dla ka¿dego z ogniw: A. Przedstaw schemat ogniwa. B. Okreœl, która z elektrod metalicznych jest katod¹, a która — anod¹. C. Napisz równania reakcji elektrodowych. D. Oblicz standardow¹ SEM ogniwa (z dok³adnoœci¹ do 0,01 V). ° 2+ ° 2+ ° 2+ (ECr° 3 + /Cr = -0, 74 V, ECu = 0,34 V, E Pb = -013 , V, ECo = -0,27 V) /Cu / Pb /Co www.wsip.com.pl
7
Ogniwo I: A. Schemat ogniwa:
B. Katoda — elektroda ............................................................................................................................................... Anoda — elektroda ................................................................................................................................................ C. Równania reakcji elektrodowych: A (+) ...................................................................................................................................................................... K(–) ....................................................................................................................................................................... D. Obliczenia:
Standardowa SEM ogniwa wynosi ..................... V. Ogniwo II: A. Schemat ogniwa:
B. Katoda — elektroda ............................................................................................................................................... Anoda — elektroda ................................................................................................................................................ C. Równania reakcji elektrodowych: A (+) ...................................................................................................................................................................... K(–) ....................................................................................................................................................................... D. Obliczenia:
Standardowa SEM ogniwa wynosi ..................... V. 8
ZADANIE 19. (8 punktów) Dla ogniwa ¿elazowo-niklowego: A. Napisz schemat ogniwa.
B. Napisz równania reakcji elektrodowych. A (+) ...................................................................................................................................................................... K(–) ....................................................................................................................................................................... C. Oblicz SEM tego ogniwa, je¿eli stê¿enia kationów Fe2+ i Ni2+ w roztworze wynosz¹ [Fe2+] = [Ni2+] = 0,1 mol/dm3 (w T = 298 K). (Obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 V). Obliczenia:
SEM ogniwa wynosi ..................... V. D. Oblicz, jak¹ wartoœæ przyjmie SEM tego ogniwa, je¿eli stê¿enie kationów Fe2+ zwiêkszy siê 10-krotnie, a stê¿enie kationów Ni2+ zmniejszy siê 10-krotnie (w T = 298 K, log1 = 0; log 0,01 = –2). (Obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 V). Obliczenia:
SEM ogniwa wynosi ..................... V.
www.wsip.com.pl
9
ZADANIE 20. (5 punktów) P³ytkê niklow¹ o masie 40 g zanurzono w roztworze azotanu(V) srebra. Po pewnym czasie stwierdzono, ¿e masa p³ytki wynosi 65 g. A. Zapisz w formie jonowej sumaryczne równanie procesu zachodz¹cego w trakcie elektrolizy. Sumaryczne równanie procesu:
B. Oblicz masê srebra wydzielonego na p³ytce niklowej (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,1 g). Obliczenia:
Na p³ytce wydzieli³o siê ........................ g srebra.
10
BRUDNOPIS
www.wsip.com.pl
11
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY III
SYSTEMATYKA ZWI¥ZKÓW NIEORGANICZNYCH
Czas rozwi¹zania — 160 minut Maksymalna liczba punktów — 119 punktów Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i zbilansowane. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (3 punkty) A. W których probówkach po dodaniu odpowiedniego tlenku roztwór zmieni zabarwienie?
Roztwór zmieni zabarwienie w probówkach:.............................................................................................................. B. Podaj wzory sumaryczne produktów powsta³ych w reakcjach przebiegaj¹cych w probówkach I, II, III i IV. Probówka I
Probówka II
Probówka III
Probówka IV
Wzór sumaryczny ZADANIE 2. (5 punktów) Do czterech probówek zawieraj¹cych kwas lub zasadê dodano tlenki metali lub niemetali:
A. W których probówkach zajdzie reakcja chemiczna prowadz¹ca do otrzymania soli? Reakcja chemiczna prowadz¹ca do otrzymania soli zajdzie w probówkach: .......................................................... B. Napisz równania zachodz¹cych reakcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej.
ZADANIE 3. (4 punkty) W trzech cylindrach znajdowa³ siê gazowy N2O5. Do I cylindra dodano wody z dodatkiem oran¿u metylowego. Do cylindra II dodano roztworu kwasu solnego z dodatkiem oran¿u metylowego, a do III — roztworu wodorotlenku sodu z dodatkiem fenoloftaleiny.
2
A. W których cylindrach nast¹pi zmiana zabarwienia roztworu? Zmiana zabarwienia roztworu nast¹pi w cylindrach: ............................................................................................. B. Napisz równania reakcji zachodz¹cych w cylindrach I, II i III.
ZADANIE 4. (9 punktów) Napisz równanie reakcji (w postaci cz¹steczkowej, jonowej i jonowej skróconej): A. Tlenku sodu z kwasem azotowym(V).
B. Tlenku siarki(VI) z wodorotlenkiem potasu, w wyniku której otrzymano wodorosól.
C. Chlorku cynku(II) z wodorotlenkiem sodu, zmieszanymi w stosunku molowym 1 : 2.
www.wsip.com.pl
3
ZADANIE 5. (12 punktów) Do piêciu probówek zawieraj¹cych sód lub jego zwi¹zki dodano roztworu kwasu solnego. Zawartoœæ probówek IV i V ogrzano w p³omieniu palnika.
A. W których probówkach zasz³a reakcja chemiczna? Reakcja chemiczna zasz³a w probówkach: ............................................................................................................ B. W których probówkach wydzieli³ siê gaz? Gaz wydzieli³ siê w probówkach: .......................................................................................................................... C. Napisz równania zachodz¹cych reakcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej.
ZADANIE 6. (6 punktów) W reakcji miedzi z rozcieñczonym kwasem azotowym(V) wydziela siê bezbarwny gaz, który brunatnieje na powietrzu. A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji. W reakcji miedzi z HNO3 wspó³czynniki stechiometryczne dobierz metod¹ bilansu elektronowego. Równanie reakcji I:
4
Równanie reakcji II:
B. Dla reakcji miedzi z HNO3 okreœl, która z substancji jest utleniaczem, a która reduktorem. Utleniacz: ...................................................................... Reduktor: .......................................................................... ZADANIE 7. (7 punktów) W reakcji miedzi ze stê¿onym kwasem azotowym(V) wydziela siê brunatny gaz, o ostrej, nieprzyjemnej woni. A. Napisz równanie zachodz¹cej reakcji. Wspó³czynniki stechiometryczne dobierz metod¹ bilansu elektronowego.
B. Oblicz, ile dm3 brunatnego gazu wydzieli siê w tej reakcji w warunkach normalnych, je¿eli do reakcji u¿yto 1,29 g miedzi, a reakcja przebiega³a z wydajnoœci¹ 90 % (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 dm3). Obliczenia:
Objêtoœæ wydzielonego gazu wynosi ......................................................................................................................... ZADANIE 8. (5 punktów) W celu zobojêtnienia 250 cm3 0,4-molowego roztworu kwasu azotowego(V) zu¿yto 3,7 g pewnego wodorotlenku pierwiastka nale¿¹cego do grupy berylowców. Na podstawie przeprowadzonych obliczeñ, podaj nazwê i wzór sumaryczny u¿ytego wodorotlenku. Obliczenia:
Wzór sumaryczny: ..................................................... Nazwa: ................................................................................. www.wsip.com.pl
5
ZADANIE 9. (4 punkty) Do 200 g roztworu kwasu azotowego(V) o stê¿eniu 6,3 % dodano 5,6 g wodorotlenku potasu. A. Napisz równanie reakcji.
B. Na podstawie dokonanych obliczeñ odpowiedz na pytanie: jakie substancje zawiera³ roztwór po reakcji zobojêtnienia? Podaj ich wzory sumaryczne. Obliczenia:
Roztwór po reakcji zobojêtnienia zawiera³:................................................................................................................. ZADANIE 10. (4 punkty) Kwas octowy jest u¿ywany w gospodarstwie domowym jako ocet w postaci roztworu o stê¿eniu 10 % i o gêstoœci d = 1,01 g/cm3. U¿ywa siê go m. in. do likwidacji tzw. kamienia kot³owego, osadzaj¹cego siê w czajniku. A. Napisz równanie reakcji wêglanu wapnia z kwasem octowym.
B. Oblicz, ile cm3 octu nale¿y u¿yæ do zlikwidowania 4 g kamienia kot³owego z czajnika przy za³o¿eniu, ¿e jedynym sk³adnikiem kamienia kot³owego jest wêglan wapnia (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 cm3). Obliczenia:
Do zlikwidowania kamienia kot³owego nale¿y u¿yæ ............................ octu. 6
ZADANIE 11. (4 punkty) Do 98,9 g wody dodano 1,1 g metalicznego sodu. Napisz równanie zachodz¹cej reakcji i oblicz stê¿enie procentowe otrzymanego roztworu (w obliczeniach nale¿y zaniedbaæ objêtoœæ wydzielaj¹cego siê gazu). Obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,1 %. Równanie reakcji:
Obliczenia:
Stê¿enie procentowe otrzymanego roztworu wynosi .................................................... ZADANIE 12. (8 punktów) Do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) dodano niewielk¹ iloœæ roztworu wodorotlenku sodu. Wytr¹ci³ siê niebieski, galaretowaty osad, do którego dodano w nadmiarze wodnego roztworu amoniaku. Osad rozpuœci³ siê i powsta³ roztwór o barwie granatowej. A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji w postaci cz¹steczkowej oraz jonowej. Równania reakcji:
B. Podaj nazwy i wzory sumaryczne produktów reakcji, bêd¹cych zwi¹zkami miedzi. Wzór sumaryczny
www.wsip.com.pl
Nazwa
7
ZADANIE 13. (12 punktów) Zaproponuj doœwiadczenie, które potwierdzi amfoteryczne w³aœciwoœci wodorotlenku glinu. A. Podaj nazwy i wzory sumaryczne substratów wybranych do doœwiadczenia (poza wodorotlenkiem glinu). Wzór sumaryczny
B. Narysuj schemat doœwiadczenia lub podaj s³owny opis. Opis doœwiadczenia lub rysunek:
C. Zapisz obserwacje oraz wnioski. Obserwacje:
Wnioski:
D. Napisz równania zachodz¹cych reakcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej.
8
Nazwa
ZADANIE 14. (4 punkty) Do roztworu zawieraj¹cego 1 mol chlorku glinu dodano wody amoniakalnej, w której znajdowa³o siê 3 mole NH3. Wytr¹ci³ siê bia³y, galaretowaty osad. Powsta³y osad wraz z roztworem odparowano do sucha. Nastêpnie otrzymane substancje poddano pra¿eniu. A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji.
B. Podaj wzór i nazwê substancji otrzymanej po wypra¿eniu. Wzór sumaryczny: ......................................................... Nazwa: ............................................................................. ZADANIE 15. (8 punktów) Rozwi¹¿ chemograf: A. Napisz równania reakcji 1–5.
Równania reakcji:
B. Podaj nazwy substancji X, Y, Z, T, R i W. X — .................................................................................
Y — ..............................................................................
Z — .................................................................................
T — ..............................................................................
R — .................................................................................
W — .............................................................................
www.wsip.com.pl
9
ZADANIE 16. (3 punkty) Napisz równanie reakcji i oblicz, ile gramów wodorotlenku potasu nale¿y u¿yæ do ca³kowitego zobojêtnienia roztworu kwasu siarkowego(VI), w którym znajdowa³o siê 0,125 mola tego kwasu (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 1 g). Równanie reakcji:
Obliczenia:
Nale¿y u¿yæ ..................... wodorotlenku potasu. ZADANIE 17. (4 punkty) Napisz równanie reakcji i oblicz masê osadu wytr¹conego w reakcji 17,4 g siarczanu (VI) potasu z roztworem azotanu(V) baru, w którym znajdowa³o siê 0,07 mola tej soli (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 g). Równanie reakcji:
Obliczenia:
Masa wytr¹conego osadu wynosi ............................................................................................................................... ZADANIE 18. (5 punktów) Wodorowêglan amonu NH4HCO3 jest jednym ze sk³adników proszku do pieczenia. W temperaturze ok. 160 °C rozk³ada siê, tworz¹c tylko produkty gazowe: amoniak, tlenek wêgla(IV) i parê wodn¹. A. Napisz równanie termicznego rozk³adu wodorowêglanu amonu.
B. Oblicz, ile dm3 gazów zostanie wydzielonych podczas termicznego rozk³adu 1,6 g wodorowêglanu amonu w temperaturze 433 K i pod ciœnieniem 1013 hPa (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 dm3) (sta³a gazowa R = 83,1 hPa · dm3/mol · K ).
10
Obliczenia:
Zostanie wydzielonych ....................... dm3 gazów. ZADANIE 19. (6 punktów) W trzech nieopisanych probówkach znajduj¹ siê roztwory nastêpuj¹cych soli: azotanu(V) srebra(I), azotanu(V) amonu, azotanu(V) sodu. Zidentyfikuj te sole, dysponuj¹c roztworem kwasu solnego i wodorotlenku sodu oraz tablic¹ rozpuszczalnoœci. Obserwacje oraz wnioski z przeprowadzonych prób identyfikacyjnych zapisz w poni¿szej tabeli. Probówka
Obserwacje Wynik reakcji z HCl
Wynik reakcji z NaOH
Wniosek Wzór soli
1 2 3 ZADANIE 20. (6 punktów) Napisz równania reakcji zachodz¹cych podczas identyfikacji soli z zadania 19 (w postaci cz¹steczkowej i jonowej). Równania reakcji:
www.wsip.com.pl
11
BRUDNOPIS
12
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY IV
REAKCJE W ROZTWORACH WODNYCH
Czas rozwi¹zania — 135 minut Maksymalna liczba punktów — 94 punkty Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i zbilansowane. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (5 punktów) Spoœród wymienionych cz¹steczek i jonów: OH–; HNO3; NO3–; HCO3–; CO32–; NH4+; NH3; H3O+ wybierz: A. Dwa jony, które s¹ kwasami wed³ug teorii Brönsteda. Kwasy wg teorii Brönsteda: ....................................................................................................................................... B. Trzy jony, które s¹ zasadami wed³ug teorii Brönsteda. Zasady wg teorii Brönsteda: ....................................................................................................................................... C. Trzy substancje amfiprotyczne (które mog¹ byæ zarówno kwasami, jak i zasadami) w teorii Brönsteda; Substancje amfiprotyczne wg teorii Brönsteda: .......................................................................................................... D. Cz¹steczkê i jon, które s¹ zasadami wed³ug teorii Lewisa. Zasady wg teorii Lewisa: ........................................................................................................................................... ZADANIE 2. (6 punktów) Dla ka¿dego z przedstawionych poni¿ej równañ reakcji wymieñ sprzê¿one pary kwas–zasada (zgodnie z teori¹ Brönsteda): I. HNO3 + H2O Û H3O+ + NO3– II. NH3 + H2O Ü NH4+ + OH– III. SO32– + H2O Ü HSO3– + OH– Równanie
Sprzê¿one pary kwas–zasada
I
................................ i ................................ oraz ................................ i ................................
II
................................ i ................................ oraz ................................ i ................................
III
................................ i ................................ oraz ................................ i ................................
ZADANIE 3. (5 punktów) Oblicz pH 0,01-molowego roztworu amoniaku, którego sta³a dysocjacji wynosi Kb = 1,74 · 10–5 mol/dm3 (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 pH). Obliczenia:
Roztwór amoniaku ma pH = ........ . 2
ZADANIE 4. (3 punkty) Oblicz stopieñ dysocjacji kwasu azotowego(III) w roztworze o stê¿eniu 0,1 mol/dm3 i pH = 2 (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 1 %). Obliczenia:
Stopieñ dysocjacji HNO2 wynosi ............................................................................................................................... ZADANIE 5. (8 punktów) Do 100 cm3 roztworu kwasu azotowego(V) o pH = 2 dodano 200 cm3 roztworu tego kwasu o pH = 3. Oblicz pH otrzymanego roztworu (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,1 pH). Obliczenia:
Otrzymany roztwór HNO3 ma pH = ........ . ZADANIE 6. (4 punkty) Oblicz, ile cm3 0,7-molowego roztworu wodorotlenku sodu nale¿y u¿yæ do ca³kowitego zobojêtnienia 25 cm3 0,5-molowego roztworu kwasu siarkowego(VI) (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,1 cm3). Obliczenia:
Do ca³kowitego zobojêtnienia H2SO4 nale¿y u¿yæ .......... cm3 0,7-molowego roztworu NaOH. www.wsip.com.pl
3
ZADANIE 7. (7 punktów) Na rysunku przedstawiono schematycznie przebieg trzech reakcji zobojêtnienia:
A. Napisz równania reakcji zachodz¹ce w probówkach I, II i III w postaci cz¹steczkowej i jonowej. Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
B. Wska¿ probówki, w których zachodzi tylko reakcja H+ + OH– Û H2O Reakcja H+ + OH– Û H2O zachodzi w probówce ........................ 4
ZADANIE 8. (10 punktów) Na rysunku przedstawiono schematycznie cztery doœwiadczenia, których celem by³o wytr¹cenie z roztworu trudno rozpuszczalnych substancji:
A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej. Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
Probówka IV:
www.wsip.com.pl
5
B. Okreœl wzory i barwy wytr¹conych osadów. Probówka
I
II
III
IV
Wzór Barwa osadu ZADANIE 9. (4 punkty) Do 250 cm3 0,8-molowego roztworu azotanu(V) srebra(I) dodano w nadmiarze roztworu bromku sodu. A. Napisz równanie zachodz¹cej reakcji. Równanie reakcji:
B. Oblicz masê wytr¹conego osadu przy za³o¿eniu, ¿e reakcja przebiega ze 100-procentow¹ wydajnoœci¹ (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,1 g). Obliczenia:
Masa wytr¹conego osadu wynosi ...................... . ZADANIE 10. (14 punktów) Stê¿ony kwas siarkowy(VI), który nale¿y do bardzo mocnych kwasów utleniaj¹cych, zastosowano do doœwiadczeñ przedstawionych na poni¿szym schemacie.
A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej. Probówka I:
6
Probówka II:
Probówka III:
Probówka IV:
B. W których probówkach wydziela siê gaz? Gaz wydziela siê w probówkach: ............................................................................................................................... C. Oblicz, jak¹ objêtoœæ(w warunkach normalnych) zajmie gaz wydzielaj¹cy siê podczas reakcji zachodz¹cej w probówce III, je¿eli znajdowa³o siê w niej 4 g wêglanu magnezu o czystoœci 90 % (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,01 dm3). Obliczenia:
Wydzielaj¹cy siê gaz zajmie objêtoœæ ........................ . www.wsip.com.pl
7
ZADANIE 11. (10 punktów) W trzech probówkach umieszczono roztwory nastêpuj¹cych substancji: HNO3, Zn(NO3)2 i NH4Cl. A. Okreœl barwê papierka wskaŸnikowego w roztworach tych substancji. Probówka
I
II
III
Barwa papierka wskaŸnikowego B. Napisz równania reakcji (w postaci cz¹steczkowej i jonowej) wymienionych substancji z zasad¹ sodow¹. Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
C. Odpowiedz na pytania, wiedz¹c, ¿e do reakcji we wszystkich probówkach u¿yto stechiometrycznej iloœci moli NaOH: l Jakie jony znajduj¹ siê w roztworze poreakcyjnym w probówce I? l Jakie jony zosta³y usuniête (w wyniku reakcji) z roztworu w probówce II? l Jakie jony bior¹ udzia³ w reakcji zachodz¹cej w probówce III? Jony, które znajduj¹ siê w roztworze poreakcyjnym w probówce I ............................................................................. Jony, które zosta³y usuniête z roztworu w probówce II ............................................................................................... Jony, które bior¹ udzia³ w reakcji zachodz¹cej w probówce III ................................................................................... 8
ZADANIE 12. (3 punkty) Spoœród podanych soli rozpuszczalnych w wodzie: Na2CO3, (NH4)2SO4, K2SO3, KNO3, wybierz te, które:
Pb(NO3)2,
CaCl2
A. Nie ulegaj¹ hydrolizie: ............................................................................................................................................................................... B. Ulegaj¹ hydrolizie anionowej: .............................................................................................................................................................................. C. Ulegaj¹ hydrolizie kationowej: .............................................................................................................................................................................. ZADANIE 13. (7 punktów) Okreœl odczyn roztworu powsta³ego po zmieszaniu: A. równych objêtoœci 0,1-molowych roztworów NaOH i HNO2; B. równych objêtoœci 0,1-molowych roztworów NH3 i HNO3; C. 1 dm3 1-molowego roztworu H2SO4 z 2 molami NH3; D. 1 dm3 0,2-molowego roztworu NaOH z 1 dm3 0,1-molowego roztworu H2SO3; E. roztworów zawieraj¹cych 1 mol NH3 i 1 mol CH3COOH; F. 250 cm3 0,1-molowych roztworów AgNO3 i HCl; G. 100 cm3 0,01-molowego roztworu BaCl2 z 200 cm3 0,01-molowego roztworu K2SO4. Roztwór
Odczyn roztworu
A B C D E F G ZADANIE 14. (8 punktów)
Pewn¹ sól X poddano hydrolizie i otrzymano wodorotlenek Y i kwas Z. Po podgrzaniu wodorotlenku Y otrzymano czarny osad substancji T. Substancja T reaguje z kwasem azotowym(V), tworz¹c niebieski roztwór substancji U. Kwas Z mo¿na zidentyfikowaæ jonami Ba2+, z którymi wytr¹ca bia³y osad substancji W. A. Podaj wzór sumaryczny i nazwê soli poddanej hydrolizie. Wzór sumaryczny
www.wsip.com.pl
Nazwa
9
B. Napisz równania wszystkich opisanych reakcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej.
10
BRUDNOPIS
www.wsip.com.pl
11
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY IX
CHEMIA ORGANICZNA Zakres rozszerzony (Dla kandydatów na wy¿sze uczelnie)
Czas rozwi¹zania — 120 minut Maksymalna liczba punktów — 72 punkty Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i uzgodnione. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (2 punkty) Narysuj wzory Kekulégo i Lewisa alkoholu sec-butylowego (butan-2-olu).
ZADANIE 2. (3 punkty) Oblicz ³adunki formalne atomu tlenu i atomu azotu w jonach: X, Y i Z:
ZADANIE 3. (4 punkty) Oblicz stopieñ nienasycenia zwi¹zku o wzorze sumarycznym C10H16. Wska¿ prawid³ow¹ odpowiedŸ: Zwi¹zek ten w swojej strukturze nie zawiera: A dwóch wi¹zañ potrójnych; B jednego pierœcienia i jednego wi¹zania potrójnego; C dwóch pierœcieni i jednego wi¹zania podwójnego; D dwóch wi¹zañ podwójnych i jednego pierœcienia. Uzasadnij swój wybór. Obliczenie stopnia nienasycenia:
Prawid³owa odpowiedŸ ................ Uzasadnienie: ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... 2
ZADANIE 4. (4 punkty) Narysuj brakuj¹ce struktury rezonansowe. Kierunek przesuniêcia elektronów zaznacz zakrzywion¹ strza³k¹.
PodpowiedŸ: Gdybyœ mia³ trudnoœci z rozwi¹zaniem tego zadania, to zanim siêgniesz do odpowiedzi przeczytaj jeszcze raz rozdzia³y 11.4 i 13.5 Repetytorium. ZADANIE 5. (4 punkty) Antybiotyk o nazwie handlowej Keflex nale¿y do leków z grupy cefalosporyn. Jest on znacznie bardziej aktywny od penicyliny w stosunku do niektórych szczepów bakterii. Podaj nazwy oznaczonych grup funkcyjnych wystêpuj¹cych w Keflexie.
1. Grupa .................................................................................................................................................................... 2. Grupa .................................................................................................................................................................... 3. Grupa .................................................................................................................................................................... 4. Grupa .................................................................................................................................................................... Informacja do zadañ 6, 7, 8, i 9 Poni¿ej przedstawiono cykl reakcji:
www.wsip.com.pl
3
ZADANIE 6. (4 punkty) Ustal wzór sumaryczny zwi¹zku Z wiedz¹c, ¿e z analizy elementarnej uzyskano nastêpuj¹ce wyniki: 32 % C, 6,67 % H i 18,67 % N, a wzór elementarny jest równoczeœnie wzorem sumarycznym. Obliczenia:
Wzór sumaryczny zwi¹zku Z: .................................................................................................................................... ZADANIE 7. (6 punktów) Napisz równania reakcji oznaczonych numerami 1–4. Wspó³czynniki stechiometryczne równania reakcji 3 dobierz metod¹ bilansu elektronowego. Równania reakcji: 1.
2.
3.
4.
4
ZADANIE 8. (1,5 punkta) Podaj nazwy systematyczne zwi¹zków X, Y, Z. X — ........................................................................................................................................................................... Y — ........................................................................................................................................................................... Z — ........................................................................................................................................................................... ZADANIE 9. (6 punktów) Ile, teoretycznie mo¿liwych, produktów mo¿na otrzymaæ w reakcji zwi¹zku Z z alanin¹? Narysuj ich wzory pó³strukturalne oraz podaj nazwy lub skróty literowe.
ZADANIE 10. (3 punkty) Poni¿ej podano wzór kreskowy (szkieletowy) zwi¹zku. Narysuj jego wzór pó³strukturalny oraz podaj nazwê systematyczn¹.
Wzór pó³strukturalny:
Nazwa: ....................................................................................................................................................................... www.wsip.com.pl
5
Informacja do zadania 11:
ZADANIE 11. (3 punkty) Podaj nazwy powy¿szych zwi¹zków, a nastêpnie wybierz stwierdzenie, które oddaje ich wzajemne relacje strukturalne. A s¹ enancjomerami; B s¹ diastereoizomerami; C s¹ izomerami geometrycznymi; D s¹ izomerami konstytucyjnymi; E dwa stwierdzenia s¹ prawid³owe. Nazwa zwi¹zku X: ..................................................................................................................................................... Nazwa zwi¹zku Y:...................................................................................................................................................... Prawid³owa odpowiedŸ: ............................................................................................................................................. ZADANIE 12. (3 punkty) Wska¿, który z wymienionych aldehydów ulega reakcji Cannizzaro: A etanal; B fenyloetanal; C aldehyd p-nitrobenzoesowy; D propanal. Napisz schemat reakcji Cannizzaro wybranego aldehydu, w którym znajd¹ siê wzory pó³strukturalne substratu i produktów reakcji. Reakcji Cannizzaro ulega zwi¹zek: ............................................................................................................................ Schemat reakcji:
ZADANIE 13. (1 punkt) Wska¿, który z podanych zwi¹zków jest najbardziej podatny na atak czynnika nukleofilowego: A kwas karboksylowy; B chlorek kwasowy; C amid; D ester. Prawid³owa odpowiedŸ: .................................. ZADANIE 14. (1 punkt) Rodnik powstaje naj³atwiej na: A trzeciorzêdowym atomie wêgla; B drugorzêdowym atomie wêgla; C pierwszorzêdowym atomie wêgla; D atomie wêgla w cz¹steczce metanu. Prawid³owa odpowiedŸ: .................................. 6
ZADANIE 15. (2 punkty) Je¿eli dany zwi¹zek ma centra stereogeniczne i przy tym nie skrêca p³aszczyzny polaryzacji œwiat³a, to: A zwi¹zek nie jest optycznie czynny; B zwi¹zek ma parzyst¹ liczbê centrów stereogenicznych, skrêcaj¹cych p³aszczyzny polaryzacji œwiat³a w przeciwne strony; C zwi¹zek jest mieszanin¹ racemiczn¹; D ka¿da z wymienionych odpowiedzi jest prawdziwa. Prawid³owa odpowiedŸ:.................................. ZADANIE 16. (2 punkty) W wyniku eliminacji chlorowodoru z 2-chlorobutanu uzyskuje siê: A wy³¹cznie jeden produkt; B mieszaninê dwóch produktów w równych iloœciach; C mieszaninê dwóch produktów w nierównych iloœciach; D mieszaninê trzech produktów. Krótko uzasadnij swój wybór. Prawid³owa odpowiedŸ: .................................. Uzasadnienie:
Informacja do zadania 17. Przestudiuj uwa¿nie mechanizm reakcji estryfikacji (rozdzia³ 13.10 Repetytorium). ZADANIE 17. (5 punktów) Wiedz¹c, ¿e reakcja hydrolizy estrów jest reakcj¹ odwrotn¹ do reakcji estryfikacji, zaproponuj mechanizm hydrolizy, katalizowanej kwasem, etanianu metylu (octanu metylu). Mechanizm reakcji:
www.wsip.com.pl
7
ZADANIE 18. (9,5 punkta) Uzupe³nij podany schemat otrzymywania anestezyny (œrodka znieczulaj¹cego) — estru etylowego kwasu p-aminobenzoesowego (zwi¹zek E), podaj¹c w miejsce liter wzory strukturalne. Nad strza³kami napisz wzory sumaryczne potrzebnych do reakcji odczynników.
Izomery A i B rozdzielono, a jeden z nich poddano dalszym przemianom:
ZADANIE 19. (2 punkty) Napisz równania reakcji benzaldehydu z metanolem: A. W stosunku molowym 1 : 1; B. W stosunku molowym 1 : 2. Równania reakcji: A.
B.
8
ZADANIE 20. (6 punktów) Oblicz stopieñ nienasycenia zwi¹zku o wzorze sumarycznym C10H7NO2. Zaproponuj wzór strukturalny przynajmniej jednego zwi¹zku o tym wzorze sumarycznym, je¿eli wiadomo, ¿e typowe reakcje, którym on ulega, biegn¹ wed³ug mechanizmu substytucji elektrofilowej. Obliczenia:
Tok rozumowania:
Wzór strukturalny:
www.wsip.com.pl
9
BRUDNOPIS
10
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY V
W£AŒCIWOŒCI PIERWIASTKÓW BLOKÓW s i p UK£ADU OKRESOWEGO ORAZ ICH ZWI¥ZKÓW
Czas rozwi¹zania — 135 minut Maksymalna liczba punktów — 67 punktów Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i zbilansowane. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (5 punktów) Dla cz¹steczki amoniaku podaj: A. Typ hybrydyzacji atomu azotu ............................................................................................................................................................................... B. Liczbê wi¹zañ chemicznych ............................................................................................................................................................................... C. Liczbê i rodzaj orbitali molekularnych ............................................................................................................................................................................... D. K¹t pomiêdzy wi¹zaniami HÔNÔH ............................................................................................................................................................................... E. Kszta³t przestrzenny cz¹steczki ............................................................................................................................................................................... ZADANIE 2. (4 punkty) Podczas reakcji syntezy amoniaku stan równowagi ustali³ siê przy nastêpuj¹cych stê¿eniach równowagowych: [N2] = 0,5 mol/dm3; [H2] = 2,5 mol/dm3; [NH3] = 3 mol/dm3. Oblicz stê¿enia pocz¹tkowe azotu i wodoru. Obliczenia:
Stê¿enie pocz¹tkowe azotu wynosi ............................. Stê¿enie pocz¹tkowe wodoru wynosi ................................... ZADANIE 3. (6 punktów) Napisz równania reakcji hydrolizy (w postaci cz¹steczkowej i jonowej): A. Azotanu(V) amonu; B. Octanu amonu; C. Azotanu(III) potasu. Równania reakcji: A.
2
B.
C.
ZADANIE 4. (4 punkty) A. Napisz równanie reakcji zobojêtniania zasady wapniowej kwasem azotowym(V).
B. Oblicz, ile cm3 0,5-molowego roztworu kwasu azotowego(V) nale¿y u¿yæ do ca³kowitego zobojêtnienia 50 cm3 0,3-molowego roztworu wodorotlenku wapnia (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 1 cm3). Obliczenia:
Do ca³kowitego zobojêtnienia roztworu wodorotlenku wapnia nale¿y u¿yæ ............................ roztworu kwasu azotowego(V). ZADANIE 5. (7 punktów) Przeprowadzono doœwiadczenia opisane rysunkami:
A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji lub zaznacz, ¿e reakcja nie zachodzi. www.wsip.com.pl
3
B. Okreœl: l W której probówce wydziela³ siê bezbarwny gaz? l W której probówce wydziela³ siê brunatny gaz? OdpowiedŸ A: Równania reakcji: Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
Probówka IV:
OdpowiedŸ B: Bezbarwny gaz wydzieli³ siê w probówce ....................... Brunatny gaz wydzieli³ siê w probówce ........................... ZADANIE 6. (4 punkty) Mieszaninê sk³adaj¹c¹ siê z chlorku amonu, wêglanu amonu i wodorotlenku miedzi(II) umieszczono w porcelanowym tyglu i poddano pra¿eniu w temperaturze 1100 K. A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji. B. Podaj nazwê (nazwy) substancji, jaka (jakie) pozosta³a (pozosta³y) w tyglu po wypra¿eniu mieszaniny. OdpowiedŸ A: Równania reakcji: Równanie reakcji I:
Równanie reakcji II:
Równanie reakcji III:
4
OdpowiedŸ B: W tyglu po wypra¿eniu pozosta³ (pozosta³y) .............................................................................................................. ZADANIE 7. (13 punktów) A. Napisz równania reakcji objêtych poni¿szym chemografem:
B. Które z tych równañ przedstawiaj¹ reakcje utleniania-redukcji? OdpowiedŸ A: Równania reakcji: 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
www.wsip.com.pl
5
8.
9.
10.
11.
OdpowiedŸ B: Reakcje utleniania-redukcji przedstawiaj¹ równania: ................................................................................................. ZADANIE 8. (4 punkty) A. Napisz równanie reakcji siarkowodoru z azotanem(V) o³owiu(II).
B. Oblicz, ilu dm3 siarkowodoru (odmierzonego w warunkach normalnych) nale¿y u¿yæ do ca³kowitego str¹cenia siarczku o³owiu(II) ze 100 cm3 0,1-molowego roztworu azotanu(V) o³owiu(II), je¿eli wydajnoœæ tej reakcji wynosi 100 % (obliczeñ dokonaj z dok³adnoœci¹ do 0,001 dm3). Obliczenia:
Do ca³kowitego str¹cenia siarczku o³owiu(II) nale¿y u¿yæ ........................................... H2S. 6
ZADANIE 9. (6 punktów) Napisz równanie reakcji: A. Utleniania siarkowodoru przy u¿yciu dichromianu(VI) potasu w œrodowisku kwasu siarkowego(VI). Produktami tej reakcji s¹ m.in. siarczan(VI) chromu(III), siarczan(VI) potasu i siarka. Wspó³czynniki stechiometryczne tego równania dobierz metod¹ bilansu elektronowego. Równanie reakcji:
B. Wêglanu amonu z kwasem siarkowym(VI) (w postaci cz¹steczkowej i jonowej). Równanie reakcji:
ZADANIE 10. (14 punktów) Przeprowadzono nastêpuj¹ce reakcje, w wyniku których wydziela³y siê ró¿ne produkty gazowe:
A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji. l Produktami reakcji zachodz¹cej w probówce I s¹ m.in. chlor, chlorek manganu(II) i chlorek potasu. Wspó³czynniki stechiometryczne równania tej reakcji dobierz metod¹ bilansu elektronowego. l Równania reakcji zachodz¹cych w probówkach II, III i IV napisz w postaci cz¹steczkowej i jonowej. B. Odpowiedz na pytania: W której probówce wydzieli siê bezbarwny, bezwonny, niepalny gaz? W której probówce wydzieli siê bezbarwny, bezwonny, palny gaz, tworz¹cy mieszaninê piorunuj¹c¹ z tlenem? W której probówce wydzieli siê bezbarwny gaz o nieprzyjemnym zapachu zepsutych jaj? W której probówce wydzieli siê ¿ó³tozielony gaz?
www.wsip.com.pl
7
OdpowiedŸ A: Równania reakcji: Probówka I:
Probówka II:
Probówka III:
Probówka IV:
OdpowiedŸ B: Bezbarwny, bezwonny, niepalny gaz wydzieli³ siê w probówce ................................................................................. Bezbarwny, bezwonny, palny gaz, tworz¹cy mieszaninê piorunuj¹c¹ z tlenem wydzieli³ siê w probówce .................. Bezbarwny gaz o nieprzyjemnym zapachu zepsutych jaj wydzieli³ siê w probówce ................................................... ¯ó³tozielony gaz wydzieli³ siê w probówce ................................................................................................................
8
BRUDNOPIS
www.wsip.com.pl
9
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY VI
W£AŒCIWOŒCI PIERWIASTKÓW BLOKU d UK£ADU OKRESOWEGO ORAZ ICH ZWI¥ZKÓW
Czas rozwi¹zania — 100 minut Maksymalna liczba punktów — 69 punktów Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i zbilansowane. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (5 punktów) Do roztworu azotanu(V) chromu(III) dodano zasady potasowej. Wytr¹ci³ siê galaretowaty osad. W celu zbadania jego w³aœciwoœci, umieszczono go w dwóch probówkach. Do jednej z nich dodano kwasu siarkowego(VI), a do drugiej — wodorotlenku potasu. W obu probówkach po reakcji znajduj¹ siê klarowne roztwory. A. Napisz równania zachodz¹cych reakcji. Równanie reakcji I:
Równanie reakcji II:
Równanie reakcji III:
B. Podaj wzór oraz nazwê zwi¹zku, który wytr¹ci³ siê w postaci osadu. Okreœl jego w³aœciwoœci chemiczne. Wzór zwi¹zku: ...................................................... Nazwa zwi¹zku: ......................................................................... Zwi¹zek ten ma w³aœciwoœci ...................................................................................................................................... ZADANIE 2. (8 punktów) Siarczan(VI) chromu(III) reaguje z nadtlenkiem wodoru w œrodowisku zasadowym, daj¹c chromian(VI) sodu, siarczan(VI) sodu i wodê. Dichromian(VI) sodu reaguje z nadtlenkiem wodoru w œrodowisku kwaœnym, tworz¹c siarczan(VI) chromu(III), siarczan(VI) sodu, tlen oraz wodê. Napisz równania zachodz¹cych reakcji. Wspó³czynniki stechiometryczne dobierz metod¹ bilansu elektronowego. Równanie reakcji I:
Równanie reakcji II:
2
ZADANIE 3. (6 punktów) Dichromian(VI) amonu ulega termicznemu rozk³adowi w wysokiej temperaturze, tworz¹c tlenek chromu(III) — zielony proszek, azot i parê wodn¹. A. Napisz równanie zachodz¹cej reakcji.
B. Oblicz, ile dm3 produktów gazowych mo¿na otrzymaæ z 12,6 g dichromianu(VI) amonu w temperaturze 673 K i pod ciœnieniem 1013 hPa. Obliczenia:
Z rozk³adu 12,6 g dichromianu(VI) amonu mo¿na otrzymaæ ............................................dm3 produktów gazowych. ZADANIE 4. (14 punktów) A. Rozwi¹¿ chemograf. Równania reakcji 3 i 6 uzgodnij metod¹ bilansu elektronowego.
Równania reakcji: 1.
2.
www.wsip.com.pl
3
3.
4.
5.
6.
B. Podaj nazwy zwi¹zków A, B, X, Y. A — .……….....................……................................
B — .………..………..................….................................
X — .……….........................……............................
Y — .………............................……….............................
ZADANIE 5. (3 punkty) Do roztworu siarczanu(VI) manganu(II) dodano w nadmiarze zasady potasowej. Wytr¹ci³ siê bia³y osad, na który podzia³ano nadtlenkiem wodoru, w wyniku czego wytr¹ci³ siê brunatny osad. Napisz równania tych reakcji. Równanie reakcji I:
Równanie reakcji II:
4
ZADANIE 6. (6 punktów) Uzgodnij równania poni¿szych reakcji chemicznych metod¹ bilansu elektronowego. A. ... KMnO4 + ... H2SO4 + ... KI Û ... MnSO4 +... K2SO4 + ... I2 + ... H2O
B. ... KMnO4 + ... KNO2 + ... H2SO4 Û ... MnSO4 + ... K2SO4 + ... KNO3 + ... H2O
ZADANIE 7. (5 punktów) Mieszaninê sk³adaj¹c¹ siê z 1 mola tlenku miedzi(II) i 1 mola miedzi metalicznej poddano reakcji z 1 dm3 2-molowego roztworu kwasu siarkowego(VI) (kwas rozcieñczony). Po zakoñczeniu reakcji zawartoœæ naczynia przes¹czono. A. Napisz równanie (równania) zachodz¹cej (zachodz¹cych) reakcji w postaci cz¹steczkowej i jonowej.
B. Podaj nazwy substancji, które: l pozosta³y na s¹czku, l przesz³y do roztworu. Na s¹czku pozosta³a (pozosta³y): ............................................................................................................................... W roztworze znajdowa³a siê (znajdowa³y siê): ........................................................................................................... ................................................................................................................................................................................... ZADANIE 8. (15 punktów) Rozwi¹¿ chemograf:
www.wsip.com.pl
5
A. Napisz równania reakcji 1–6. Równanie reakcji 1 uzgodnij metod¹ bilansu elektronowego. Równania reakcji: 1.
2.
3.
4.
5.
6.
B. Podaj nazwy produktów reakcji X, Z, T, W, bêd¹cych zwi¹zkami miedzi: X — .……….....................……....................................
Z — .………..………..................…............................
T — .……….........................……................................
W — .………............................………........................
C. Okreœl barwê roztworów wodnych zwi¹zków X i T: Zwi¹zek Barwa
6
X
T
ZADANIE 9. (3 punkty) Do roztworu chlorku ¿elaza(II) o barwie jasnozielonej dodano zasady sodowej. Wytr¹ci³ siê bia³y osad. Dodana do niego woda utleniona spowodowa³a wytr¹cenie siê czerwonobrunatnego osadu. Napisz równania tych reakcji. Równanie reakcji I:
Równanie reakcji II:
ZADANIE 10. (4 punkty) Do roztworu azotanu(V) srebra(I) wrzucono p³ytkê wykonan¹ z pewnego metalu M w celu jej posrebrzenia. Po pewnym czasie stwierdzono, ¿e na p³ytce wydzieli³o siê 3,3 g srebra, a do roztworu przeszed³ 1 g jonów metalu. Na podstawie przeprowadzonych obliczeñ podaj nazwê metalu, z którego wykonana by³a p³ytka. Obliczenia:
P³ytka wykonana by³a z ...................................................
www.wsip.com.pl
7
BRUDNOPIS
8
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY VII
CHEMIA ORGANICZNA Zakres podstawowy
Czas rozwi¹zania — 90 minut Maksymalna liczba punktów — 70 punktów Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i uzgodnione. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (4,5 punkta) Podaj wzory i nazwy produktów monochlorowania 2,4-dimetylopentanu.
ZADANIE 2. (5 punktów) Napisz odpowiednie równania reakcji, przedstawiaj¹ce metody otrzymywania nastêpuj¹cych zwi¹zków: l 1,1-dibromoetanu (2 etapy) l 1,2-dichloroetanu (2etapy) l etanalu (1 etap) maj¹c do dyspozycji acetylen i dowolne odczynniki nieorganiczne.
ZADANIE 3. (7 punktów) Dany jest schemat reakcji:
Napisz równania reakcji przedstawionych na powy¿szym schemacie i podaj nazwy zwi¹zków X, Y, Z, T.
2
Równania reakcji: 1.
2.
3.
4.
5.
Nazwy zwi¹zków: X — .................................................................................
Z — ...........................................................................
Y — .................................................................................
T — ...........................................................................
ZADANIE 4. (2 punkty) Który z wymienionych zwi¹zków reaguje z sodem? Napisz równanie odpowiedniej reakcji i podaj nazwê produktu: l heksan l propan-1-ol l toluen l butan-2-on Z sodem reaguje ......................................................................................................................................................... Równanie reakcji:
Nazwa produktu ......................................................................................................................................................... ZADANIE 5. (2 punkty) Poni¿ej podano wzór pewnego zwi¹zku. Podaj jego nazwê systematyczn¹ oraz nazwy oznaczonych grup funkcyjnych.
1. Grupa .................................................................................................................................................................... 2. Grupa .................................................................................................................................................................... 3. Grupa .................................................................................................................................................................... Nazwa zwi¹zku: ......................................................................................................................................................... www.wsip.com.pl
3
ZADANIE 6. (4 punkty) Uzupe³nij poni¿sze schematy reakcji, podaj¹c w miejsce kropek wzory zwi¹zków chemicznych.
ZADANIE 7. (4 punkty) Podaj wzory pó³strukturalne, nazwy oraz rzêdowoœæ alkoholi, z których po ich utlenieniu otrzymano : A. 3-metylopentan-2-on
B. 4-metylopentanal A
B
Wzór
Nazwa
Rzêdowoœæ
ZADANIE 8. (3 punkty) Narysuj wzór pó³strukturalny kwasu 2-amino-3-metylobutanowego (waliny), a nastêpnie napisz równania reakcji tego kwasu z: I. zasad¹ sodow¹ II. kwasem solnym Wzór:
Równania reakcji: I
II
4
ZADANIE 9. (4 punkty) Jakie typy reakcji organicznych przedstawiaj¹ poni¿sze równania?
ZADANIE 10. (3,5 punkta) Narysuj wzór pó³strukturalny metanianu potasu (mrówczanu potasu), a nastêpnie podaj trzy równania reakcji ilustruj¹ce sposoby otrzymywania tej soli. Wzór:
Równania reakcji: 1.
2.
3.
www.wsip.com.pl
5
ZADANIE 11. (5 punktów) Podaj wzory pó³strukturalne alaniny (kwas 2-aminopropanowy) i glicyny (kwas aminoetanowy), a nastêpnie narysuj wzór pó³strukturalny oraz podaj nazwê tripeptydu o nastêpuj¹cej sekwencji aminokwasów: Ala-Gly-Ala. Wzory aminokwasów:
Wzór tripeptydu:
Nazwa tripeptydu: ...................................................................................................................................................... ZADANIE 12. (5 punktów) Aldehydy i ketony maj¹ taki sam wzór ogólny CnH2nO. Oblicz wzór sumaryczny aldehydu i ketonu o masie cz¹steczkowej 58 u. Narysuj ich wzory pó³strukturalne i podaj ich nazwy. Obliczenia:
Wzór sumaryczny: .................................................................................................................................................... Aldehyd
Keton
Wzór
Nazwa
ZADANIE 13. (3 punkty) Który ze zwi¹zków: aldehyd czy keton ulega próbie Tollensa i próbie Trommera? Wiedz¹c, ¿e wzór sumaryczny tego zwi¹zku to C3H6O, napisz jego wzór pó³strukturalny, a nastêpnie napisz równania reakcji zachodz¹cych podczas wy¿ej wymienionych prób. 6
Wzór wybranego zwi¹zku:
Równania reakcji: Próba Trommera:
Próba Tollensa:
ZADANIE 14. (2,5 punkta) Aminy to zwi¹zki organiczne o charakterze zasadowym. Podaj wzór pó³strukturalny etyloaminy oraz wyka¿ jej charakter zasadowy, pisz¹c reakcje etyloaminy z wod¹ i kwasem solnym. Wzór etyloaminy:
Równania reakcji: I
II
ZADANIE 15. (2 punkty) Uzupe³nij schemat poni¿szej reakcji, podaj¹c wzór pó³strukturalny drugiego produktu.
Uzupe³nij zdania: A. Brakuj¹cy produkt reakcji jest g³ównym sk³adnikiem ............................................................................................ B. Podana reakcja nosi nazwê ....................................................................................................................................
www.wsip.com.pl
7
ZADANIE 16. (9 punktów) Kwasy i estry maj¹ ten sam wzór ogólny CnH2nO2. Podaj wzory pó³strukturalne i nazwy dwóch kwasów i czterech estrów o wzorze sumarycznym C4H8O2. WZÓR
NAZWA
Kwasy
Estry
ZADANIE 17. (1 punkt) Napisz sumaryczne równanie procesu fermentacji alkoholowej.
8
ZADANIE 18. (3,5 punkta) Podaj wzór pó³strukturalny oraz sumaryczny 4-aminofenolu i oblicz jego sk³ad procentowy. Wzór pó³strukturalny:
Wzór sumaryczny: ..................................................................................................................................................... Obliczenia:
www.wsip.com.pl
9
BRUDNOPIS
10
ARKUSZ SPRAWDZAJ¥CY VIII
CHEMIA ORGANICZNA Zakres rozszerzony
Czas rozwi¹zania — 90 minut Maksymalna liczba punktów — 65 punktów Informacje: 1. Przy ka¿dym zadaniu podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 2. Nale¿y uwa¿nie przeczytaæ treœæ zadania i wykonaæ wszystkie polecenia w nim zawarte. 3. Równania reakcji powinny byæ pe³ne i uzgodnione. 4. W rozwi¹zaniach zadañ obliczeniowych nale¿y przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do koñcowego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. Masy molowe substancji nale¿y przyj¹æ z dok³adnoœci¹ do 1 g/mol, z wyj¹tkiem substancji zawieraj¹cych chlor. Masê molow¹ chloru nale¿y przyj¹æ za równ¹ MCl = 35,5 g/mol. 6. Wyniki koñcowe nale¿y podawaæ z dok³adnoœci¹ okreœlon¹ w temacie zadania. 7. Podczas rozwi¹zywania zadañ mo¿na korzystaæ z uk³adu okresowego, tabeli elektroujemnoœci, kalkulatora.
www.wsip.com.pl
1
ZADANIE 1. (5,5 punkta) Podaj wzory pó³strukturalne zwi¹zków podanych poni¿ej i wska¿, który z nich wykazuje izomeriê geometryczn¹. Uzasadnij wybór, podaj¹c wzory odpowiednich izomerów cis i trans. A. 2-metylobut-2-en; B. 2,3-dibromobutan; C. pent-2-en. Wzory pó³strukturalne zwi¹zków A, B, C:
Izomeriê geometryczn¹ wykazuje .............................................................................................................................. Wzory izomerów cis i trans:
ZADANIE 2. (6 punktów) W wyniku spalenia 4,02 g zwi¹zku otrzymano 9,14 g CO2 i 3,71 g H2O. Oblicz sk³ad procentowy zwi¹zku oraz podaj jego wzór empiryczny.
2
ZADANIE 3. (4 punkty) Sole s³abych kwasów organicznych ulegaj¹ w roztworach wodnych hydrolizie. Podaj wzór pó³strukturalny octanu potasu oraz napisz równania jego hydrolizy w postaci cz¹steczkowej, jonowej i jonowej skróconej. Wzór:
Równania reakcji:
ZADANIE 4 (4 punkty) Podaj wzór pó³strukturalny 1-metylocykloheksenu, a nastêpnie napisz równania reakcji addycji tego zwi¹zku z: A kwasem solnym; B wod¹ w œrodowisku kwaœnym. Podaj nazwy produktów tych reakcji. Wzór:
Równania reakcji: A
Nazwa produktu: ........................................................................................................................................................ B
Nazwa produktu: .......................................................................................................................................................
www.wsip.com.pl
3
ZADANIE 5. (6 punktów) Uzupe³nij poni¿szy tekst, wstawiaj¹c w miejsce kropek odpowiednie wyrazy. Cz¹steczka jest ....................... je¿eli nie ma ¿adnego elementu symetrii. Jedn¹ z przyczyn chiralnoœci cz¹steczki jest obecnoœæ w niej tzw. ............................. ............................................ Przyk³adem mo¿e byæ tetraedryczny atom ......................, maj¹cy cztery ............................. .......................................... Dwa nienak³adalne na siebie stereoizomery, bêd¹ce w stosunku do siebie jak przedmiot i jego odbicie lustrzane to ............................................, zaœ wszystkie pozosta³e, które nie spe³niaj¹ tego kryterium, to......................................................Mieszanina zawieraj¹ca równomolowe iloœci ka¿dego z ................................................. to ............................... ............................................ Zwi¹zek, który nie wykazuje czynnoœci optycznej, jest ................................. Je¿eli zadanie sprawia ci trudnoœæ, przeczytaj rozdzia³ 12.20 Repetytorium. ZADANIE 6. (1,5 punkta) Uzupe³nij poni¿sze wzory, rysuj¹c wszystkie niewi¹¿¹ce (wolne) pary elektronowe.
ZADANIE 7. (2 punkty) Dla poni¿szego równania reakcji okreœl sprzê¿one pary: kwas–zasada
ZADANIE 8. (2 punkty) Spoœród podanych poni¿ej cz¹steczek lub jonów wybierz elektrofile.
Elektrofilami s¹: ......................................................................................................................................................... Informacja do zadañ 9, 10, 11 i 12 Dany jest schemat przedstawiaj¹cy cykl reakcji prowadz¹cych do produktu T:
ZADANIE 9. (4 punkty) Napisz równania reakcji oznaczonych numerami 1–4. 1.
4
2.
3.
PodpowiedŸ: gdybyœ mia³ trudnoœci z napisaniem równania (3) zajrzyj do Repetytorium rozdzia³ 13.9. 4.
ZADANIE 10. (2 punkty) Podaj nazwy produktów X–T. X — ........................................................................................................................................................................... Y — ........................................................................................................................................................................... Z — ........................................................................................................................................................................... T — ........................................................................................................................................................................... ZADANIE 11. (2 punkty) Jakie typy reakcji organicznych przedstawiaj¹ reakcje 1–4 ? 1 — ............................................................................................................................................................................ 2 — ........................................................................................................................................................................... 3 — ............................................................................................................................................................................ 4 — ............................................................................................................................................................................ ZADANIE 12. (2 punkty) Do jakich klas zwi¹zków organicznych zaliczysz zwi¹zki X, Y, Z, T? X — ........................................................................................................................................................................... Y — ........................................................................................................................................................................... Z — ........................................................................................................................................................................... T — ...........................................................................................................................................................................
www.wsip.com.pl
5
Równania reakcji: 1.
2.
3.
Nazwy zwi¹zków: X — ........................................................................................................................................................................... Y — ........................................................................................................................................................................... Z — ........................................................................................................................................................................... Wyjœciowy zwi¹zek nale¿y do .................................................................................................................................. 8
BRUDNOPIS
www.wsip.com.pl
9
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
CZERWIEC 2012
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 37). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-123
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt) Rozszczepienie radioizotopu
235
235 92
U przebiega zgodnie ze schematem:
U +
1 0
n →
92 36
Kr +
A Z
E + 3 01 n
Podaj symbol oraz liczbę atomową i liczbę masową nuklidu
A Z
E.
Zadanie 2. (1 pkt) Poniżej podano konfiguracje elektronowe atomów trzech pierwiastków. Cu: 1s2 2s22p6 3s23p6 4s13d10 C:
1s2 2s12p3
Cr:
1s2 2s22p6 3s23p6 4s13d5
Podaj symbol pierwiastka, dla którego przedstawiono konfigurację elektronową atomu w stanie wzbudzonym.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) a) Uzupełnij poniższe zdanie, podkreślając właściwe określenia w każdym nawiasie. Fluorowodór ma ( wyższą / niższą ) temperaturę wrzenia niż chlorowodór, ponieważ pomiędzy cząsteczkami fluorowodoru ( tworzą się / nie tworzą się ) wiązania wodorowe, a między cząsteczkami chlorowodoru ( tworzą się / nie tworzą się ) wiązania wodorowe.
b) Uzupełnij poniższe zdanie, wpisując wzory wybrane z poniższego zestawu. NH3,
CO,
HNO3,
CaF2
Wiązanie koordynacyjne, nazywane też wiązaniem donorowo-akceptorowym, występuje w cząsteczkach: .......................................................................................................................... .
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych tlenków metali i niemetali. Al2O3
CaO
SiO2
SO2
CO
Na2O NO P4O10
Z powyższego zbioru wybierz i wpisz do tabeli wzory tych tlenków, które reagują z wodą w temperaturze pokojowej, tworząc zasady lub kwasy. Wzory tlenków, które w reakcji z wodą tworzą zasady
kwasy
Zadanie 5. (1 pkt) Pewien metal ma barwę srebrzystobiałą, wysoką temperaturę topnienia i wrzenia, nie reaguje z kwasami nieutleniającymi, ulega działaniu kwasu azotowego(V), reaguje ze stężonym, gorącym kwasem siarkowym(VI). Chlorek, bromek i jodek tego metalu są światłoczułe i rozkładają się na pierwiastki pod wpływem światła słonecznego. Na podstawie: Encyklopedia szkolna. Chemia, Kraków 2005
Podaj symbol lub nazwę tego metalu. ...................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Wodorotlenek glinu roztwarza się zarówno w kwasach, jak i w zasadach. W tych ostatnich przechodzi w tetrahydroksoglinian lub, przy dużym nadmiarze jonów OH , w heksahydroksoglinian. Procesy te można zilustrować następującym schematem: Al(OH)3
+OH
-
A
+2OH
-
B
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004
a) Uzupełnij powyższy schemat, podając wzory jonów oznaczonych literami A i B.
Wzór jonu A: ................................................................................................................................
Wzór jonu B: ................................................................................................................................ b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji wodorotlenku glinu z kwasem siarkowym(VI).
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (2 pkt) Wykonano dwa doświadczenia, których przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. HCl (stęż.)
NaOH (stęż.)
II
I
NH4Cl (aq)
Na2CO3 (aq)
a) Napisz, co zaobserwowano podczas reakcji zachodzących w probówkach I i II. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji przebiegającej w probówce II.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (3 pkt) Dysponujesz następującymi odczynnikami: Cu
NaOH (aq)
HCl (aq)
CuSO4 (aq)
H2O
a) Wybierz odczynniki spośród podanych powyżej i opisz kolejne czynności, które należy wykonać w celu otrzymania roztworu chlorku miedzi(II). ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas tego doświadczenia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 9. (2 pkt) W dwóch reaktorach przebiegały reakcje: 1) H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g)
∆H° = 53 kJ
2) 3H2 (g) + N2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
∆H° = –92 kJ
Po pewnym czasie w obu reaktorach ustalił się stan równowagi. Określ, jak zmieni się wydajność reakcji otrzymywania jodowodoru oraz otrzymywania amoniaku (wzrośnie, zmaleje, nie ulegnie zmianie), jeżeli a) po ustaleniu stanu równowagi zostanie zwiększone ciśnienie w warunkach izotermicznych. Wydajność reakcji 1) ................................................................................................................... Wydajność reakcji 2) ................................................................................................................... b) po ustaleniu stanu równowagi zwiększona zostanie temperatura w warunkach izobarycznych. Wydajność reakcji 1) ................................................................................................................... Wydajność reakcji 2) ...................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych jonów i cząsteczek. HSO 4
OH
NH 4
CO 32
H2O
H3 O
HCl
a) Wybierz i wpisz do tabeli wzory cząsteczek i jonów, które zgodnie z teorią Brönsteda są w roztworach wodnych wyłącznie kwasami, oraz te, które są wyłącznie zasadami. Kwasy
Zasady
b) Spośród wymienionych wyżej drobin wybierz te, które tworzą sprzężone pary kwaszasada. Napisz ich wzory w tabeli. Wzór kwasu Sprzężona para I Sprzężona para II
Wzór zasady
6
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 11. (2 pkt) Do 120,00 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) srebra o gęstości 1,10 g · cm–3 o nieznanym stężeniu dodano wodę i otrzymano 500 cm3 roztworu o stężeniu 0,13 mol · dm–3. Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) roztworu azotanu(V) srebra przed rozcieńczeniem wodą. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 12. (1 pkt) Ortofosforan(V) baru można wytrącić, i wodoroortofosforanu(V) sodu (Na2HPO4).
mieszając
roztwory:
chlorku
baru
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji otrzymywania ortofosforanu(V) baru przedstawioną metodą.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt) Do roztworu zawierającego 2 mole azotanu(V) srebra(I) dodano rozcieńczony roztwór zawierający 4 mole kwasu chlorowodorowego (reakcja I). Powstały osad odsączono, a do przesączu dodano roztwór zawierający 1 mol wodorotlenku wapnia (reakcja II). a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji I i w formie jonowej skróconej równanie reakcji II.
Równanie reakcji I: ...................................................................................................................... Równanie reakcji II: ..................................................................................................................... b) Określ pH roztworu otrzymanego w reakcji przesączu z wodorotlenkiem wapnia, stosując zapis: pH=7 lub pH<7 lub pH>7. Roztwór ma pH .............................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 14. (1 pkt) Fenoloftaleina zmienia barwę w roztworze wodnym o 8,3 ≤ pH ≤ 10,0. Z roztworów I i II o podanych stężeniach jonów wodorotlenkowych wybierz ten, w którym fenoloftaleina zabarwi się na kolor malinowy. I c OH = 10-9 mol · dm 3 II c OH = 10-5 mol · dm 3 Fenoloftaleina zabarwi się na kolor malinowy w roztworze ..............................
Zadanie 15. (2 pkt) Synteza amoniaku przebiega w fazie gazowej zgodnie z równaniem: 3H2 + N2 ⇄ 2NH3. Równanie kinetyczne opisujące zależność szybkości tej reakcji od stężeń substratów ma postać: v = k · (c H )3 · c N 2
2
Wykonaj odpowiednie obliczenia i określ, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje i ile razy) szybkość tej reakcji, jeżeli przy niezmienionej ilości reagentów i niezmienionej temperaturze ciśnienie reagujących gazów zmaleje dwukrotnie. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (1 pkt) W trzech nieoznakowanych probówkach znajdowały się: stężony kwas siarkowy(VI), rozcieńczony kwas azotowy(V) i stężony kwas azotowy(V). W celu identyfikacji zawartości probówek przeprowadzono reakcje tych kwasów z miedzią i zanotowano obserwacje. Probówka I Zaobserwowano intensywne wydzielanie się brunatnego gazu.
Probówka II Wydzielał się bezbarwny gaz o ostrym, duszącym zapachu.
Probówka III Po delikatnym ogrzaniu zawartości probówki stwierdzono wydzielanie się bezbarwnego gazu, który po zetknięciu z powietrzem stawał się brunatny.
Wpisz do poniższej tabeli wzory kwasów znajdujących się w probówkach I, II i III, uwzględniając, czy kwas był stężony, czy rozcieńczony. Probówka I Wzór kwasu
Probówka II
Probówka III
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 17. (2 pkt) W 3 dm3 wodnego roztworu kwasu o wzorze ogólnym HY w pewnej temperaturze znajduje się 5,418·1023 jonów Y i 4,50 mola niezdysocjowanych cząsteczek HY. Oblicz stałą dysocjacji kwasu HY. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 18. (1 pkt) Nadtlenek wodoru może wykazywać w reakcjach właściwości redukujące lub utleniające. Podaj, w której reakcji (1. czy 2.) nadtlenek wodoru pełni rolę reduktora. -
1) 2I + H2O2 + 2H+ → I2 + 2H2O -
2) 2MnO4 + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O Rolę reduktora nadtlenek wodoru pełni w reakcji .....................
Zadanie 19. (3 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji: Cr(OH)3 (s) + IO 3 + OH → CrO 24 + I + H2O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem pobieranych lub oddawanych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów utleniania i redukcji zachodzących podczas tej reakcji. Równanie procesu utleniania: ....................................................................................................................................................... Równanie procesu redukcji: ....................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. ...... Cr(OH)3 (s) + ...... IO 3 + ...... OH → ...... CrO 24 + …… I + …… H2O
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 20. (2 pkt) Trzy płytki metalowe o znanych masach zanurzono do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) zgodnie z poniższym rysunkiem. Al Ag Cd
CuSO4 (aq) Po pewnym czasie płytki wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Okazało się, że masa płytki kadmowej zmalała. a) Określ, jak zmieniły się (wzrosły, nie uległy zmianie, zmalały) masy pozostałych płytek. Masa płytki glinowej ..................................................................................... Masa płytki srebrnej ...................................................................................... b)
Uzasadnij, dlaczego masa płytki kadmowej zmalała.
....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Regenerowalnym ogniwem stosowanym w pojazdach mechanicznych jest akumulator ołowiowy, zwany kwasowym, o schemacie: (–) Pb | H2SO4 (aq) | PbO2, Pb (+) Podczas rozładowywania zachodzą w nim następujące reakcje: elektroda dodatnia: PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- → PbSO4 + 2H2O elektroda ujemna: Pb + SO42- → PbSO4 + 2ePodczas ładowania akumulatora zachodzą reakcje odwrotne. a) Korzystając z powyższych informacji, napisz w formie cząsteczkowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej podczas ładowania akumulatora.
....................................................................................................................................................... b) Uzupełnij poniższe zdania. W zdaniu 1. podkreśl jedno określenie w nawiasie, a w zdaniu 2. podaj wzór odpowiedniego związku. 1. Podczas ładowania akumulatora stężenie kwasu siarkowego(VI) ( maleje / wzrasta ). 2. Podczas rozładowywania akumulatora obie elektrody ołowiane pokrywają się .....................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 22. (2 pkt) Podczas elektrolizy wodnych roztworów niektórych soli kwasów beztlenowych na katodzie wydziela się gazowy produkt, a roztwór wokół katody zmienia odczyn. a) Spośród poniżej przedstawionych wzorów soli i nazw wskaźników wybierz wzór soli, która ulega opisanej przemianie, oraz nazwę wskaźnika, który potwierdzi zmianę odczynu roztworu. – roztwory soli: CuCl2, NaCl – wskaźniki: fenoloftaleina, oranż metylowy
Wzór soli: ...............................................
Nazwa wskaźnika: ...............................................
b) Określ, jak zmieni się barwa wybranego wskaźnika w przestrzeni katodowej. Odpowiedź uzasadnij, pisząc odpowiednie równanie reakcji elektrodowej.
Wskaźnik zmieni barwę na ........................................................................................ Równanie reakcji:
.......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (1 pkt) Pewien węglowodór ma wzór sumaryczny C5H10. Korzystając z zawartych w tabeli informacji dotyczących budowy cząsteczki tego węglowodoru, przedstaw jego wzór półstrukturalny (grupowy). Liczba wiązań
Liczba atomów węgla
σ
π
I-rzędowych
II-rzędowych
III-rzędowych
IV-rzędowych
15
0
1
3
1
0
Zadanie 24. (1 pkt) Przedstaw wzór półstrukturalny (grupowy) powstałego głównego produktu reakcji addycji dwóch moli cząsteczek bromowodoru do jednego mola cząsteczek but-1-ynu zgodnie z regułą Markownikowa.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 25. (2 pkt) Ważnym monomerem do produkcji kauczuku syntetycznego jest 2-metylobuta-1,3-dien, zwany izoprenem. Można go otrzymać z propenu w wieloetapowym procesie. W etapie I następuje dimeryzacja propenu na katalizatorze glinoorganicznym (AlR3). W etapie II następuje izomeryzacja 2-metylopent-1-enu, a w III piroliza (rozkład pod wpływem wysokiej temperatury) produktu izomeryzacji. I propen
III
II 2-metylopent-1-en
2-metylopent-2-en
izopren + metan
Korzystając z powyższej informacji i przedstawionego ciągu przemian, napisz równania reakcji etapu I i III, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Równania reakcji:
Etap I: ...........................................................................................................................................
Etap III: ........................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) Poniżej przedstawiono równania reakcji całkowitego spalania metanu i propanu. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O Po całkowitym spaleniu 16,80 dm 3 mieszaniny gazów składającej się z metanu i propanu, zmierzonej w warunkach normalnych (p = 1013,25 hPa, T = 273,15 K) otrzymano 38,28 dm 3 tlenku węgla(IV) zmierzonego w temperaturze 373,15 K i pod ciśnieniem normalnym. Oblicz zawartość procentową (w % objętościowych) propanu w mieszaninie gazów. Stała gazowa R = 83,14 dm 3 · hPa · mol 1 · K 1 . Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
12
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadania 27. i 28. Benzenol (hydroksybenzen, fenol) jest silną trucizną. Obecność grupy hydroksylowej w cząsteczce benzenolu sprzyja reakcjom podstawienia, grupa ta działa bowiem aktywująco. W niektórych przypadkach, ze względu na dużą reaktywność benzenolu, trudno jest zatrzymać reakcję na etapie monopodstawienia. Przykładem jest reakcja benzenolu z bromem, która zachodzi w stosunku molowym n C6 H 5OH : n Br2 = 1 : 3 i prowadzi do powstania trudno rozpuszczalnej tribromopochodnej. Reakcję bromowania benzenolu można wykorzystać do oznaczania zawartości tego związku w ściekach przemysłowych.
Zadanie 27. (3 pkt) a) Napisz, korzystając z powyższej informacji, równanie reakcji benzenolu z bromem. Związki organiczne przedstaw za pomocą uproszczonych wzorów strukturalnych.
b) Podaj nazwę systematyczną organicznego produktu reakcji. ....................................................................................................................................................... c) Określ, według jakiego mechanizmu nukleofilowego) zachodzi opisana reakcja.
(rodnikowego,
elektrofilowego
czy
.......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (2 pkt) Podczas badania próbki ścieku fabrycznego stwierdzono, że benzenol (jedyny fenol w tym ścieku) zawarty w 150 cm 3 tej próbki reaguje z 0,007665 g bromu. Graniczna wartość stężenia fenoli w wodzie podziemnej klasy IV wynosi 0,05 mg · dm 3 . Oblicz, ile razy stężenie benzenolu w próbce ścieku fabrycznego jest większe od wartości granicznej stężenia fenoli dla wody podziemnej klasy IV. W obliczeniach przyjmij przybliżone wartości mas molowych: M Br = 80 g · mol 1 , M C = 12 g · mol 1 , M O = 16 g · mol 1 , M H = 1 g · mol 1 . Obliczenia :
Odpowiedź :
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 29. (1 pkt) Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich aldehydów, które można otrzymać w wyniku utlenienia alkoholi o wzorze C4H9OH.
Zadanie 30. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na potwierdzenie obecności etano-1,2-diolu w probówce I i benzenolu w probówce II. a) Wybierz odczynnik, który potwierdzi obecność etano-1,2-diolu w probówce I, oraz odczynnik, który potwierdzi obecność benzenolu w probówce II. Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwy lub wzory odczynników wybranych spośród następujących: wodny roztwór AgNO3 z dodatkiem wodnego roztworu NH3 zawiesina Cu(OH)2 wodny roztwór FeCl3 .........................
I
etano-1,2-diol
.........................
II
benzenol (aq)
b) Napisz, co potwierdzi obecność etano-1,2-diolu w probówce I oraz benzenolu w probówce II. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 31. (1 pkt) Spośród poniższych wzorów wybierz wszystkie, które przedstawiają związki mogące wykazywać czynność optyczną, i napisz ich numery. HO–CH2CH(OH)CHO CH3CH(OH)CH3 CH3CH2CH(OH)COOH CH3CH2CH(OH)CH3 I II III IV Czynność optyczną mogą wykazywać związki ......................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 32. (1 pkt) Moc łańcuchowych kwasów karboksylowych zależy między innymi od liczby atomów węgla w cząsteczce, a także od obecności połączonych z atomami węgla atomów pierwiastków o dużej elektroujemności, np. chloru. Wpływ elektroujemnych atomów jest następujący: im większa jest ich liczba w cząsteczce, tym moc kwasu jest większa, im bardziej atomy te są oddalone od grupy karboksylowej, tym moc kwasu jest mniejsza. Uszereguj podane poniżej kwasy zgodnie ze wzrostem ich mocy i napisz ich numery. CH3CH(Cl)CH2COOH I
C2H5C(Cl2)COOH II
C2H5CH2COOH III
C2H5CH(Cl)COOH IV
.......................................................................................................................................................
Zadanie 33. (1 pkt) Monohydroksylowe hydroksykwasy w odpowiednich warunkach ulegają międzycząsteczkowej estryfikacji. Wiązania estrowe mogą tworzyć się między wieloma cząsteczkami hydroksykwasów, prowadząc do powstawania poliestrów. Napisz równanie reakcji powstawania łańcuchowego estru z trzech cząsteczek kwasu 2-hydroksypropanowego (mlekowego), uzupełniając poniższy schemat.
3 HO CH COOH
+
CH3
Zadanie 34. (1 pkt) Cząsteczka aminokwasu o wzorze ogólnym H2N–CH(R)–COOH w silnie kwasowym roztworze ma dwie grupy o charakterze kwasowym: (I) –NH3+ i (II) –COOH. Stałe kwasowości Ka (stałe dysocjacji) dla obu grup wynoszą: Ka(I)≈10–10, Ka(II)≈10–3. Oceń, która grupa kwasowa w pierwszej kolejności będzie oddawała proton, gdy do zakwaszonego roztworu aminokwasu doda się zasadę. Odpowiedz i zilustruj zachodzący proces, zapisując w formie jonowej skróconej równanie reakcji tego aminokwasu (w formie występującej w środowisku kwasowym) z zasadą.
W pierwszej kolejności będzie oddawała proton grupa ...............................................................
Równanie reakcji:
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 35. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg przedstawiono na poniższym schemacie. Pb(NO3)2 (aq)
I
NaCl (aq)
H2SO4 (stęż.)
II
III
(NH4)2SO4 (aq)
IV
roztwór białka jaja kurzego Podaj numery probówek, w których białko jaja kurzego uległo odwracalnej koagulacji (wysoleniu).
Białko uległo wysoleniu w probówkach ......................................................................................
Zadanie 36. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe. Zdanie 1. Reakcja ksantoproteinowa zachodzi podczas działania stężonego kwasu azotowego(V) na białko i w jej wyniku pojawia się charakterystyczne pomarańczowe zabarwienie, które pod działaniem roztworu amoniaku zmienia się na żółte. 2. Reakcja ksantoproteinowa polega na nitrowaniu reszt aminokwasowych występujących w cząsteczkach białek i zawierających pierścienie aromatyczne. 3. Reakcja biuretowa zachodzi podczas działania siarczanu(VI) miedzi(II) na białko w środowisku zasadowym, w wyniku czego powstaje związek kompleksowy o barwie zielonej.
P/F
Zadanie 37. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzór aspartamu (syntetycznego środka słodzącego). O
O
H2N CH C CH2
NH CH C CH2
O CH3
COOH
Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) trzech związków, które powstają w wyniku całkowitej hydrolizy aspartamu.
16
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-P1A1P-052
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I POZIOM PODSTAWOWY
ARKUSZ I
Czas pracy 120 minut
MAJ ROK 2005
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora. 6. Błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 7. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 8. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 9. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 10. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy
tylko OKE Kraków, OKE Wrocław
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 1. (1 pkt)
Zapis 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 (K2L8M4) przedstawia konfigurację elektronową atomu A. argonu. B. węgla. C. krzemu. D. siarki. Zaznacz poprawną odpowiedź.
Zadanie 2. (2 pkt) Liczba atomowa pierwiastka jest cztery razy większa od liczby atomowej berylu, a liczba masowa jego izotopu jest równa liczbie atomowej selenu. Podaj liczbę masową izotopu, liczbę atomową i symbol tego pierwiastka. .....................................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) Określ, na podstawie różnicy w związkach: KBr i HBr.
elektroujemności
pierwiastków,
typ
wiązania
Typ wiązania w KBr .................................................................................................................... Typ wiązania w HBr ...................................................................................................................
Zadanie 4. (3 pkt) Reakcja rozkładu tlenku azotu(V) przebiega według równania: 2N2O5(g) → 4NO2(g) + O2(g) Przedstaw interpretację ilościową powyższego równania, uzupełniając wolne miejsca w tabelce: Ilość reagentów nazwa reagenta
tlenek azotu(V)
tlenek azotu(IV)
tlen
liczba moli
2 mole cząsteczek
4 mole cząsteczek
...... mol(-e) cząsteczek
masa
216 g
...... g
32 g
objętość
...... dm3
89,6 dm3
22,4 dm3
Uwaga: objętości przedstawionych w tabeli gazów mierzono w warunkach normalnych.
Zadanie 5. (1 pkt) Uszereguj tlenki: CaO, MgO i Na2O zgodnie ze wzrostem charakteru zasadowego.
.................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
3
Zadanie 6. (3 pkt) Tlenek siarki(IV) można otrzymać na skalę przemysłową w wyniku spalania pirytu (FeS2): 4FeS2 + 11O2 → 2Fe2O3 + 8SO2 Oblicz, jaka objętość tlenku siarki(IV), zmierzona w warunkach normalnych, powstanie w wyniku spalania 30 gramów pirytu. Obliczenia:
Zadanie 7. (1 pkt) Podaj jedną przyczynę powstawania kwaśnych deszczów. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Wymień po dwie właściwości fizyczne sodu i siarki. Właściwości fizyczne sodu: ........................................................................................................ Właściwości fizyczne siarki: .......................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Spośród niżej podanych właściwości: I. II. III. IV. V.
rozpuszczanie go w wodzie jest procesem endoenergetycznym, jego stężony wodny roztwór działa parząco na skórę, jest higroskopijny, jego roztwór jest słabym elektrolitem, chłonie tlenek węgla(IV) z powietrza, tworząc węglan sodu.
wybierz i zaznacz te, które są prawdziwe dla wodorotlenku sodu: A. B. C. D.
I, II, III II, III, IV II, IV, V II, III,V
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 10. (3 pkt) Uczeń przeprowadził doświadczenia, które ilustruje rysunek: NaOH(aq)
K2O
NaNO3(aq)
III
II
I
H2SO4 (aq) Przedstaw, w formie jonowej skróconej, równania reakcji zachodzących w probówkach I, II i III lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. Probówka I ................................................................................................................................ Probówka II ................................................................................................................................ Probówka III ...............................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Badano zachowanie cynku, miedzi i magnezu wobec rozcieńczonego kwasu solnego (chlorowodorowego), przeprowadzając doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: Zn
I
Mg
Cu
II
III
HCl(aq) Korzystając ze skróconego szeregu aktywności wybranych metali: K, Ca, Mg, Zn, Pb, H, Cu, Ag, Au wskaż, w których probówkach przebiegały reakcje chemiczne. Wyjaśnij, dlaczego we wskazanych przez ciebie probówkach metale reagowały z kwasem solnym (chlorowodorowym). Metale reagowały z kwasem solnym (chlorowodorowym) w probówkach: ............................... Wyjaśnienie : .............................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
5
Zadanie 12. (1 pkt) Napisz, co zaobserwowano podczas doświadczenia przedstawionego na rysunku: HCl (stężony)
Na2CO3(aq) Obserwacja: ................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Efekt energetyczny pewnej reakcji scharakteryzowano następująco: nastąpiło przekazanie energii z otoczenia do układu; energia wewnętrzna układu wzrosła. Analizując tekst określ, czy reakcja jest egzoenergetyczna czy endoenergetyczna. Reakcja jest: ................................................................................................................................
Zadanie 14. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, za pomocą którego można wykazać charakter chemiczny tlenków P4O10 i Na2O, mając do dyspozycji wodę i papierek uniwersalny. Narysuj schemat doświadczenia, podaj spostrzeżenia i wniosek. Schemat doświadczenia:
Spostrzeżenia: ............................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Wniosek: ..................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 15. (2 pkt) W celu porównania aktywności wybranych fluorowców, wykonano doświadczenia zgodnie z przedstawionym poniżej rysunkiem: Cl2(aq) I KI (aq)
chloroform
Br2(aq) II
KBr (aq)
chloroform
IV
III KI (aq)
chloroform
KCl (aq)
chloroform
Podaj, w których probówkach przebiegały reakcje chemiczne oraz sformułuj wniosek dotyczący aktywności chloru, bromu i jodu. Reakcje przebiegały w probówkach: .......................................................................................... Wniosek: .....................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Wiele proszków do prania zawiera w swoim składzie fosforany(V) sodu. Ich zadaniem jest zmiękczanie wody (usuwanie jonów wapnia i magnezu). Fosforany(V) sodu wraz ze ściekami komunalnymi dostają się do zbiorników wodnych. Podaj nazwę zjawiska wywołanego wzbogacaniem zbiorników wodnych w związki fosforu i określ, jaki jest jego skutek. Nazwa zjawiska: ......................................................................................................................... Skutek: ........................................................................................................................................ .......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (3 pkt) Oblicz stężenie procentowe jodu w jodynie, jeżeli otrzymano ją w wyniku rozpuszczenia 8 gramów jodu w 72 gramach etanolu. Obliczenia:
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
7
Zadanie 18. (1 pkt) Czterech uczniów miało za zadanie przygotować 200 gramów 10% wodnego roztworu glukozy, mając do dyspozycji: glukozę, wodę destylowaną, wagę laboratoryjną techniczną z kompletem odważników, cylinder miarowy, szkiełko zegarkowe i zlewkę (gęstość wody d=1g·cm-3). Polecenie wykonali następująco: Uczeń
I II III IV
Kolejne czynności wykonane przez uczniów: odważył glukozę na szkiełku zegarkowym, odważkę wsypał do cylindra miarowego, wlewał wodę destylowaną aż objętość roztworu osiągnęła 200cm3 i wymieszał, odważył glukozę na szkiełku zegarkowym, odważkę wsypał do zlewki, dodał 200 gramów wody destylowanej i wymieszał, obliczył potrzebną masę glukozy i masę wody, odważył obliczoną masę glukozy na szkiełku zegarkowym, wsypał odważkę glukozy do zlewki, dolał 180cm3 wody destylowanej i wymieszał, obliczył masę glukozy, odważył glukozę na szkiełku zegarkowym, odważkę glukozy wsypał do zlewki, dodał 200cm3 wody destylowanej i wymieszał.
Wskaż, który uczeń prawidłowo wykonał polecenie: A. I B. II C. IV D. III
Zadanie 19. (2 pkt) Z podanego poniżej zbioru kwasów wybierz i wpisz do tabeli te, które można zaliczyć do odpowiednich grup. Stężony kwas siarkowy(VI), kwas chlorowodorowy (solny), kwas siarkowodorowy, kwas etanowy (octowy), stężony kwas azotowy(V), kwas bromowodorowy. Kwasy o właściwościach silnie utleniających
Kwasy słabe
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 20. (3 pkt) Na podstawie równania reakcji zapisanego w formie cząsteczkowej podaj, w jakim stosunku molowym i masowym reaguje wodorotlenek sodu z kwasem ortofosforowym(V), jeżeli jedynymi produktami są sól obojętna i woda. Cząsteczkowe równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... Stosunek molowy wodorotlenku do kwasu: .............................................................................. Stosunek masowy wodorotlenku do kwasu: ..............................................................................
Zadanie 21. (1 pkt) W laboratorium uczeń chciał otrzymać trudno rozpuszczalne związki i wykonał doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: NaOH (aq)
KI(aq)
HCl (aq)
I
II
FeCl3(aq)
Na2S (aq)
III
Pb(NO3)2(aq)
Wskaż, w której probówce nie wytrącił się osad? Osad nie wytrącił się w probówce: ......................................................
Zadanie 22. (2 pkt) Określ stopnie utlenienia azotu w podanych w tabeli cząsteczkach i jonie: NH3
NO −2
N2O
stopień utlenienia azotu
Zadanie 23. (3 pkt) Dobierz współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego w równaniu pierwszego etapu reakcji utleniania siarczku miedzi(II) kwasem azotowym(V): …... CuS + .….. HNO3 → .….. CuO + …... S + ...... NO + ...... H2O Bilans elektronowy ..................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
9
Zadanie 24. (1 pkt) Wskaż poprawną nazwę poniższego związku. Br CH3
A. B. C. D.
C CH CH2 CH3 CH3
C
CH
3-bromo-3,4-dimetyloheks-5-yn 4-bromo-4-etylo-3-metylopent-1-yn 4-bromo-3,4-dimetyloheks-1-yn 2-etylo-2-bromo-3-metylopent-4-yn
►Informacja do zadań 25. i 26. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch węglowodorów: CH
C
CH3
A
CH2
CH
CH2
CH3
B
Zadanie 25. (2 pkt ) Napisz równanie reakcji związku A z bromem w stosunku molowym 1:1 i określ, jakiego typu jest to proces. Związki organiczne przedstaw w formie wzorów półstrukturalnych (grupowych). Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Typ reakcji: .................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt ) Przedstaw schemat ciągu przemian (nie musisz pisać równań reakcji) prowadzących do otrzymania butanonu z węglowodoru B. Związki organiczne przedstaw w formie wzorów półstrukturalnych (grupowych). Schemat ciągu przemian: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
10
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 27. (3 pkt) W celu zbadania właściwości chemicznych amoniaku i alaniny (kwasu 2-aminopropanowego) przeprowadzono doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku. alanina(aq)
alanina(aq)
NH3(aq)
NH3(aq)
NaOH(aq)
HCl(aq)
Podaj, który z badanych związków chemicznych reagował z kwasem i zasadą. Odpowiedź słowną uzasadnij, zapisując równania odpowiednich reakcji w formie cząsteczkowej. Z kwasem i zasadą reagował(-a) ................................................................................................. Równania reakcji w formie cząsteczkowej: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (2 pkt ) „(...) Przekonanie, że należy unikać wszelkich tłuszczów, w dużym stopniu wynikało z obserwacji społeczeństw bogatych krajów zachodnich, gdzie ich spożycie jest znaczne i odnotowuje się dużą zapadalność na chorobę wieńcową. Jednak zależność ta dotyczy jedynie tłuszczów nasyconych. W społeczeństwach, w których konsumuje się stosunkowo dużo tłuszczów jedno- i wielonienasyconych, na tę chorobę zapada z reguły mniej osób. Na przykład tradycyjna dieta Kreteńczyków zawiera duże ilości oliwy (będącej bogatym źródłem tłuszczów jednonienasyconych) i ryb (bogatych w tłuszcze wielonienasycone). (...)” Czasopismo „Świat nauki” WSiP, nr 3 marzec 2003, s.46, 47.
Dokonaj analizy tego tekstu oraz • wymień jeden produkt spożywczy będący źródłem tłuszczów jednonienasyconych i jeden produkt spożywczy będący źródłem tłuszczów wielonienasyconych, • podaj nazwę przykładowego tłuszczu (jedno- lub wielonienasyconego), którego spożycie nie powoduje zwiększonej zapadalności na chorobę wieńcową. Produkt spożywczy będący źródłem tłuszczów jednonienasyconych: ...................................................................................................................................................... Produkt spożywczy będący źródłem tłuszczów wielonienasyconych: ....................................................................................................................................................... Nazwa tłuszczu: ...........................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
11
Zadanie 29. (2 pkt) Metylobenzen (toluen) może reagować z bromem, tworząc w zależności od warunków różne produkty. Analizując równania reakcji zapisane poniżej, określ warunki (A) reakcji I i podaj wzór jednego z możliwych produktów (B) reakcji II. CH2Br
CH3
A
→ + Br2
I
+ HBr
CH3
II
FeBr3 → + Br2
B + HBr
Warunki (A) reakcji I ................................................................................................................ Wzór produktu (B) reakcji II (jednego z możliwych) ...............................................................
Zadanie 30. (3 pkt) Formalina jest wodnym roztworem metanalu (aldehydu mrówkowego) o stężeniu ok. 40%. Zaprojektuj doświadczenie pozwalające zidentyfikować metanal (aldehyd mrówkowy) w formalinie. Przedstaw schemat doświadczenia i oczekiwane obserwacje. Napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej. Schemat doświadczenia:
Obserwacje: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji .........................................................................................................................
12
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
BRUDNOPIS1
1
Nie podlega ocenie
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-P1A1P-062
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 13 stron (zadania 1 – 27). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ I MAJ ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Informacja do zadania 1. i 2. Konfigurację elektronową atomu glinu w stanie podstawowym można przedstawić następująco: 1s2 2s22p6 3s23p1 (K2L8M3)
Zadanie 1. (1 pkt) Przepisz ten fragment konfiguracji elektronowej atomu glinu, który odnosi się do elektronów walencyjnych. .......................................................................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) Podaj trwały stopień utlenienia, który glin przyjmuje w związkach chemicznych. .......................................................................................................................................................
Informacja do zadań 3. – 5. Chlorek glinu otrzymuje się w reakcji glinu z chlorowodorem lub działając chlorem na glin. Związek ten tworzy kryształy, rozpuszczalne w wodzie zakwaszonej kwasem solnym. Z roztworów tych krystalizuje uwodniona sól – tak zwany heksahydrat chlorku glinu [gr. héks = sześć]. Hydraty (sole uwodnione) to sole zawierające w sieci krystalicznej cząsteczki wody, np. dekahydrat węglanu sodu, Na2CO3·10H2O. Zapis ten oznacza, że w sieci krystalicznej tej soli na 2 jony Na+ i 1 jon CO32– przypada 10 cząsteczek wody. Chlorek glinu jest stosowany jako katalizator w wielu syntezach organicznych. Na podstawie: Encyklopedia szkolna. Chemia, Warszawa 2001
Zadanie 3. (3 pkt) a) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji ilustrujące wymienione w informacji metody otrzymywania chlorku glinu. Równanie reakcji ilustrujące I metodę: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji ilustrujące II metodę: ....................................................................................................................................................... b) Podaj liczbę moli chloru cząsteczkowego, która całkowicie przereaguje z jednym molem glinu. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
3
Zadanie 4. (3 pkt) Napisz wzór i oblicz masę molową soli, która krystalizuje z wodnego roztworu chlorku glinu. Pamiętaj, że jest to sól uwodniona. Zapisz niezbędne obliczenia. a) wzór soli: .................................................................................................................................. b) obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 5. (3 pkt) a) Dokończ poniższe równanie reakcji (stosunek molowy substratów wynosi 1:1).
+
chlorek glinu
+
Cl 2
.........................
...................
b) Podaj nazwę systematyczną związku organicznego otrzymanego w tej reakcji. ....................................................................................................................................................... c) Określ, jaką rolę w tej reakcji pełni chlorek glinu. .......................................................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Dysponujesz wodnymi roztworami następujących soli: KNO3, AgNO3, Ba(NO3)2 Korzystając z tablicy rozpuszczalności, wybierz spośród nich roztwór tej soli, za pomocą którego wytrącisz z wodnego roztworu chlorku glinu jony chlorkowe w postaci trudno rozpuszczalnego osadu. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w czasie mieszania tych roztworów. a) wzór odczynnika (wpisz wzór soli): ........................................................................................ b) równanie reakcji w formie jonowej skróconej: ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1 1
2 1
3.1 2
3.2 1
4.1 1
4.2 2
5.1 1
5.2 1
5.3 1
6.1 1
6.2 1
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
4
Informacja do zadania 7. i 8. Tlenek magnezu ma zastosowanie do produkcji cegieł, którymi wykłada się wnętrza pieców hutniczych. Związek ten stosuje się również w medycynie jako składnik leków przeciw nadkwasocie (dolegliwości polegającej na nadmiernym wydzielaniu się w żołądku kwasu solnego).
Zadanie 7. (2 pkt) a) Korzystając z tablicy elektroujemności, oblicz różnicę elektroujemności magnezu i tlenu, a następnie określ rodzaj wiązania chemicznego w tlenku magnezu. Różnica elektroujemności: ........................................................................................................... Rodzaj wiązania: .......................................................................................................................... b) Poniżej wymieniono pięć właściwości fizycznych tlenku magnezu. Spośród nich wybierz i podkreśl dwie, uzasadniające zastosowanie tego związku do obudowy wnętrz pieców hutniczych. ma wysoką temperaturę topnienia; ma wysoką temperaturę jest ciałem stałym; stopiony przewodzi prąd elektryczny; jest białej barwy
wrzenia;
Zadanie 8. (2 pkt) a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w żołądku po zażyciu przez osobę cierpiąca na nadkwasotę leku zawierającego tlenek magnezu. ....................................................................................................................................................... b) Określ, jaki charakter chemiczny (kwasowy, zasadowy, obojętny) przejawia tlenek magnezu w tej reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (2 pkt) W celu zbadania zachowania gazowego amoniaku i bromowodoru wobec wody wykonano doświadczenia, które ilustruje poniższy rysunek. HBr
NH3
H2O
H2O
+ wskaźnik
+ wskaźnik
A
B
Określ odczyn roztworów otrzymanych w obu probówkach. Odczyn roztworu w probówce A: ................................................................................................ Odczyn roztworu w probówce B: ................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
5
Informacja do zadań 10. – 12. Przeprowadzono doświadczenie, w którym rejestrowano wartości temperatury podczas rozpuszczania wodorotlenku sodu a następnie azotanu(V) amonu w wodzie. Rezultaty wykonanych pomiarów przedstawiają poniższe wykresy.
Wykres 1. Wskazania termometru w czasie rozpuszczania wodorotlenku sodu w wodzie.
Wykres 2. Wskazania termometru w czasie rozpuszczania azotanu(V) amonu w wodzie.
Zadanie 10. (2 pkt) Określ efekt energetyczny rozpuszczania w wodzie wodorotlenku sodu i azotanu(V) amonu. W tym celu uzupełnij następujące zdania. Rozpuszczanie wodorotlenku sodu w wodzie jest procesem ......................................................, ponieważ w czasie tego procesu temperatura .............................................................................. Rozpuszczanie azotanu(V) amonu w wodzie jest procesem ......................................................, ponieważ w czasie tego procesu temperatura ..............................................................................
Zadanie 11. (1 pkt) Spośród poniższych zdań wybierz to, które jest poprawnie sformułowanym wnioskiem na temat efektów energetycznych procesów rozpuszczania związków jonowych w wodzie, jaki można wyciągnąć na podstawie tego doświadczenia. A. Na podstawie wyników tego doświadczenia nie można wnioskować o efekcie cieplnym rozpuszczania związków jonowych w wodzie, ponieważ wodorotlenek sodu i azotan(V) amonu nie są związkami jonowymi. B. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie zawsze towarzyszy wydzielenie ciepła. C. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie zawsze towarzyszy pochłonięcie ciepła. D. Rozpuszczaniu związków jonowych w wodzie może towarzyszyć wydzielenie lub pochłonięcie ciepła. Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
7.1 1
7.2 1
8.1 1
8.2 1
9 2
10 2
11 1
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 12. (2 pkt) Napisz równanie dysocjacji jonowej zachodzącej podczas rozpuszczania w wodzie a) wodorotlenku sodu. ....................................................................................................................................................... b) azotanu(V) amonu. .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt)
Nasycony wodny roztwór azotanu(V) amonu w temperaturze 20oC można otrzymać przez rozpuszczenie 189,9 gramów azotanu(V) amonu w 100 gramach wody. Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego roztworu tej soli w temperaturze 20oC. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
7
Informacja do zadania 14. i 15. Do umieszczonego w kolbie węglanu sodu dodawano z wkraplacza roztwór kwasu octowego. Rurka dołączona do kolby była zanurzona w roztworze wodorotlenku wapnia, znajdującym się w probówce.
CH3COOH(aq)
Na2CO3(s)
Ca(OH)2(aq)
Zadanie 14. (2 pkt) Sformułuj jedną obserwację, dotyczącą reakcji zachodzącej a) w kolbie. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) w probówce. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej a) w kolbie. ....................................................................................................................................................... b) w probówce. ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
12 2
13 2
14 2
15 2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
8
Informacja do zadania 16. i 17. Akwaforta jest techniką graficzną, w której wykorzystuje się proces tzw. trawienia (częściowego rozpuszczania) miedzi za pomocą chlorku żelaza(III). Technika ta została zastosowana także do wytwarzania obwodów drukowanych w elektronice. W trakcie trawienia zachodzi reakcja opisana równaniem: Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2
Zadanie 16. (1 pkt) Napisz w formie jonowej równanie powyższej reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (3 pkt) a) Podaj stopnie utlenienia miedzi oraz żelaza przed reakcją i po reakcji. stopień utlenienia
przed reakcją
po reakcji
miedzi żelaza b) Napisz połówkowe równania procesu utleniania i procesu redukcji. Równanie procesu utleniania: ...................................................................................................... Równanie procesu redukcji: .........................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Wybierz poprawne sformułowanie. Chlorku miedzi(II) nie można otrzymać działając A. B. C. D.
kwasem solnym na tlenek miedzi(II). kwasem solnym na wodorotlenek miedzi(II). kwasem solnym na miedź. chlorem na miedź.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
9
Zadanie 19. (3 pkt) W jednej probówce znajduje się wodny roztwór chlorku potasu, a w drugiej – wodny roztwór bromku potasu. Którego odczynnika – Br2(aq) czy Cl2(aq) – należy użyć, aby rozróżnić te roztwory? Podaj wzór chemiczny wybranego odczynnika oraz przewidywane obserwacje. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, będącej podstawą rozróżnienia tych roztworów. Wzór odczynnika: ........................................................................................................................ Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Informacja do zadania 20. i 21. Poniżej przedstawiono schemat ciągu reakcji, w wyniku których związek X można przekształcić w związek Y.
X
+
H2O
H3 C
+ [O]
CH3
HC
kat. (H2SO4)
Y
temp.
OH
Zadanie 20. (2 pkt) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków X i Y. Wzór związku X:
Wzór związku Y:
Zadanie 21. (1 pkt) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, nazwij typ reakcji, w której związek X jest substratem. ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
16 1
17.1 17.2 1 2
18 1
19.1 19.2 19.3 1 1 1
20 2
21 1
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
10
Zadanie 22. (1 pkt) Podaj nazwę systematyczną związku o wzorze: CH3 H3C CH2 CH CH3
Nazwa systematyczna: .................................................................................................................
Zadanie 23. (3 pkt) Poniższy rysunek przedstawia doświadczenie, które wykonano w celu odróżnienia roztworu wodnego glukozy od roztworu wodnego glicerolu (gliceryny).
Cu(OH)2
substancja B
substancja A
H2O
H2O
A
B
Przed ogrzaniem w obu probówkach niebieski osad wodorotlenku miedzi(II) rozpuścił się (roztworzył się) i powstał roztwór o szafirowym zabarwieniu. Po ogrzaniu w probówce A wytrącił się ceglasty osad, a w probówce B pojawił się osad o czarnym zabarwieniu. a) Napisz, jaka cecha budowy cząsteczek glukozy i glicerolu (gliceryny) spowodowała powstanie szafirowego zabarwienia obu roztworów przed ich ogrzaniem. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Podaj nazwę substancji, której wodny roztwór znajdował się w probówce A i krótko uzasadnij swój wybór. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
11
Informacja do zadania 24. i 25. Jednym z aminokwasów białkowych jest walina o następującym wzorze: O
CH3 CH H3C
C CH
OH
NH2
Zadanie 24. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji waliny z wodnym roztworem wodorotlenku potasu i kwasem solnym (chlorowodorowym). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Równanie reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku potasu:
Równanie reakcji z kwasem solnym (chlorowodorowym):
Zadanie 25. (1 pkt) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego z kwasów karboksylowych (z szeregu homologicznego o wzorze ogólnym CnH2n+1COOH), zawierających tyle samo atomów węgla co walina. Wzór półstrukturalny (grupowy):
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
22 1
23.1 23.2 1 2
24 2
25 1
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
12
Zadanie 26. (1 pkt) W kolumnie I poniższej tabeli przedstawiono skutki działania substancji chemicznych, a w kolumnie II wymieniono nazwy substancji, które mogą je wywoływać. Przyporządkuj każdemu skutkowi nazwę jednej substancji, która go wywołuje. Kolumna I A. Działanie rakotwórcze
Kolumna II
Przyporządkowanie:
1. fosforany(V)
A. – ..................
Eutrofizacja zbiorników wodnych węglowodory 2. prowadząca do ich zamierania aromatyczne Udział w powstawaniu kwaśnych 3. tlenek węgla(II) C. deszczów B.
B. – .................. C. – ..................
4. tlenek siarki(IV) Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997
Zadanie 27. (1 pkt) Ozon obecny w stratosferze (warstwie atmosfery położonej powyżej troposfery) pochłania szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe. Zmniejszenie ilości ozonu w tej warstwie może mieć istotny wpływ na funkcjonowanie organizmów. Stężenie ozonu w troposferze (przyziemnej warstwie atmosfery) jest znacznie mniejsze niż w stratosferze. Wzrost ilości ozonu troposferycznego pozostaje w ścisłym związku ze wzrostem liczby przypadków astmy i problemów z układem oddechowym wśród populacji miejskiej. Na podstawie: Peter O`Niell: Chemia środowiska, Warszawa 1997
Przeanalizuj przytoczony tekst i z poniższych zdań wybierz zdanie prawdziwe. A. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego i wzrost ilości ozonu troposferycznego są zjawiskami pozytywnymi. B. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego jest zjawiskiem pozytywnym, a wzrost ilości ozonu troposferycznego jest zjawiskiem negatywnym. C. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego jest zjawiskiem negatywnym, a wzrost ilości ozonu troposferycznego jest zjawiskiem pozytywnym. D. Zmniejszenie ilości ozonu stratosferycznego i wzrost ilości ozonu troposferycznego są zjawiskami negatywnymi.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
26 1
27 1
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
BRUDNOPIS
13
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-R1A1P-062
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 28 – 56). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ II MAJ ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
2
Zadanie 28. (1 pkt) Poniższy schemat przedstawia zdolność przenikania przez materię różnych rodzajów promieniowania jonizującego. BETON OŁÓW ALUMINIUM PAPIER
1
2
4
3
Wypełnij poniższą tabelę, wpisując obok numeru ze schematu odpowiadający mu rodzaj promieniowania (α, β lub γ). Numer ze schematu 1 2 3 4
Rodzaj promieniowania
neutrony
Zadanie 29. (3 pkt) Promieniotwórczy izotop węgla C-14 powstaje w górnych warstwach atmosfery i ulega asymilacji przez rośliny w postaci tlenku węgla(IV). Równowaga, jaka się ustala w procesach odżywiania i oddychania w danym środowisku sprawia, że zawartość węgla w organizmach żywych jest stała. W przypadku obumarcia organizmu izotop C-14 przestaje być uzupełniany i z upływem czasu jego ilość w obumarłych szczątkach organizmu ulega zmniejszeniu na skutek rozpadu promieniotwórczego. Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998
Ustal, wykonując obliczenia, ile razy zmalała zawartość izotopu węgla C-14 w drewnie, które pochodzi z drzewa obumarłego przed 11460 laty. Okres półtrwania tego izotopu węgla wynosi 5730 lat. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
3
Zadanie 30. (2 pkt)
Do czterech probówek wlano po kilka cm3 wody destylowanej, a następnie do probówki I wsypano trochę chlorku wapnia, do probówki II – kilka kryształów sacharozy, do probówki III wprowadzono trochę etanolu, a do probówki IV – odrobinę białka jaja kurzego. Zawartość każdej probówki energicznie wymieszano. chlorek wapnia
sacharoza
woda
etanol
woda I
białko jaja kurzego
woda
woda
II
III
IV
a) Podaj numer probówki, w której nie otrzymano roztworu właściwego. ....................................................................................................................................................... b) Nazwij metodę, za pomocą której można wydzielić sól znajdującą się w probówce I. .......................................................................................................................................................
Zadanie 31. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wodorotlenków chromu.
wzory
sumaryczne Cr(OH)2
dwóch
nierozpuszczalnych
w
wodzie
Cr(OH)3
Spośród podanych wzorów wybierz wzór tego wodorotlenku, który ma charakter amfoteryczny. Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji, które dowodzą właściwości amfoterycznych wybranego wodorotlenku. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
28 1
29 3
30.1 30.2 1 1
31 2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
4
Zadanie 32. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenia, które ilustruje poniższy rysunek. Na2S(s)
ZnCl2(s)
H2O
I
H2O
II
Podaj odczyn roztworów otrzymanych w obu probówkach. Odpowiedź uzasadnij, pisząc w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji. probówka
odczyn roztworu
równanie reakcji
I II
Informacja do zadania 33. i 34. Na poniższym rysunku przedstawiono zestaw do otrzymywania tlenku siarki(IV) i badania jego wpływu na rośliny.
H2SO4
Na2SO3
NaOH(aq)
Zadanie 33. (1 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej podczas otrzymywania tlenku siarki(IV) przedstawioną wyżej metodą. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
5
Zadanie 34. (3 pkt) Oblicz maksymalną objętość tlenku siarki(IV), jaka może być związana przez wodny roztwór zawierający 3 mole wodorotlenku sodu w temperaturze 25ºC i pod ciśnieniem 1013 hPa. Załóż, że produktem reakcji jest sól obojętna. hPa ⋅ dm 3 Wartość stałej gazowej R wynosi 83,1 . K ⋅ mol Obliczenia:
Odpowiedź:
Informacja do zadania 35. i 36. W poniższej tabeli podano wartości oraz ocenę pH opadów deszczowych. pH poniżej 4,0 4,1 – 4,5 4,6 – 5,0 5,1 – 6,0 6,1 – 6,5
ocena pH opadów deszczowych bardzo mocno obniżone mocno obniżone lekko obniżone normalne lekko podwyższone
uwagi kwaśne deszcze
Na podstawie: N. W. Skinder, Chemia a ochrona środowiska, Warszawa 1995
W pewnym regionie Polski pobrano próbkę wody deszczowej i przeprowadzono jej analizę. Stwierdzono, że stężenie obecnych w niej jonów wodorowych wynosi 0,00001 mol·dm–3.
Zadanie 35. (2 pkt) Określ pH badanej wody. Korzystając z informacji przedstawionych w tabeli, podaj jego ocenę. Wartość pH: ................................................................................................................................. Ocena pH: ....................................................................................................................................
Zadanie 36. (1 pkt) Oceń, jak zmieni się pH wody deszczowej w badanym regionie po zainstalowaniu urządzeń do odsiarczania gazów kominowych w elektrociepłowni, w której jako paliwa używano węgla kamiennego. ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
32 2
33 1
34 3
35 2
36 1
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
6
Zadanie 37. (3 pkt) W temperaturze 25ºC zmierzono pH wodnego roztworu słabego jednoprotonowego kwasu o stężeniu 0,1 mol·dm–3. Wynosiło ono 4. Oblicz stałą dysocjacji tego kwasu w temperaturze 25ºC. Obliczenia:
Odpowiedź:
Informacja do zadania 38. i 39. Dysocjacja kwasu ortofosforowego(V) przebiega w roztworach wodnych trójstopniowo:
1.
H3PO4 + H2O
H2PO4- + H3O+
Ka1 = 7,1.10-3
2.
H2PO4- + H2O
HPO42- + H3O+
Ka2 = 6,3.10-8
3.
HPO42- + H2O
PO43- + H3O+
Ka3 = 4,4.10-13
Ka1, Ka2, Ka3 oznaczają stałe kolejnych etapów dysocjacji. Podane wartości stałych odnoszą się do temperatury 25ºC. Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997
Zadanie 38. (1 pkt) Napisz wzór jonu, którego stężenie w wodnym roztworze H3PO4 jest: a) największe ................................................................ b) najmniejsze ..............................................................
Zadanie 39. (1 pkt)
Określ, jaką rolę według teorii Brőnsteda pełni jon H2PO4– w reakcji opisanej równaniem 2. .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
7
Zadanie 40. (1 pkt) W produkcji nawozu fosforowego z trudno rozpuszczalnego w wodzie ortofosforanu(V) wapnia otrzymuje się rozpuszczalny diwodoroortofosforan(V) wapnia. Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji. .......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 41. i 42. W silnikach spalinowych – w wysokiej temperaturze – przebiegają różne reakcje uboczne. Powstające spaliny w kontakcie z tlenem ulegają dalszym przemianom. Ze względu na szkodliwość produktów, do najważniejszych należą procesy: I. N2(g) + O2(g)
ΔH o298 K = 182,5 kJ
2NO(g)
II. 2NO(g) + O2(g)
ΔH o298 K = –114,1 kJ
2NO2(g)
Zadanie 41. (2 pkt) Określ, jak zmieni się (w układzie zamkniętym) ilość produktu w stosunku do ilości substratów a) reakcji I, jeśli nastąpi wzrost temperatury.
....................................................................................................................................................... b) reakcji II, jeśli nastąpi wzrost ciśnienia.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 42. (2 pkt) Oblicz standardową entalpię reakcji: N2(g) + 2O2(g)
2NO2(g)
Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
37 3
38 1
39 1
40 1
41 2
42 2
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 43. (3 pkt) Chlor można otrzymać w wyniku reakcji kwasu solnego z manganianem(VII) potasu. Produktami tej reakcji, oprócz chloru, są: chlorek manganu(II), chlorek potasu i woda. Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji i dobierz w nim współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Zapisz wzory substancji, które pełnią w tej reakcji rolę utleniacza i reduktora.
Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zbilansowane równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Wzór utleniacza: .............................................................................. Wzór reduktora: ...............................................................................
Zadanie 44. (2 pkt) Wodny roztwór siarczanu(VI) sodu poddano elektrolizie z użyciem elektrod grafitowych. Napisz równania reakcji, które przebiegały na elektrodach w czasie opisanego procesu.
Równanie reakcji anodowej: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji katodowej: .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
9
Informacja do zadania 45. i 46. Poniżej przedstawiono zależność zawartości węgla (wyrażoną w procentach masowych) w alkanach, alkenach i alkinach od liczby atomów węgla w cząsteczce.
Zawartość procentowa C, %
95,00
A 90,00
B 85,00
C
80,00
75,00 0
10
20
30
40
50
Liczba atomów C
Zadanie 45. (1 pkt) Przyporządkuj wykresom A, B i C nazwy szeregów homologicznych wymienionych w informacji wstępnej.
Wykres A: ................................................................. Wykres B: ................................................................. Wykres C: .................................................................
Zadanie 46. (1 pkt) Określ, do jakiej wartości procentowej zawartości węgla dążą krzywe A i C. Odpowiedź uzasadnij obliczeniami.
Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
43.1 43.2 43.3 1 1 1
44 2
45 1
46 1
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
10
Zadanie 47. (2 pkt) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) trzech izomerycznych alkinów zawierających 5 atomów węgla w cząsteczce.
Wzór izomeru I:
Wzór izomeru II:
Wzór izomeru III:
Zadanie 48. (1 pkt) Określ liczbę wiązań typu σ i typu π między atomami węgla w cząsteczce związku o następującym wzorze: H2C
C
CH
CH2
CH3
Liczba wiązań typu σ: .............................................................. Liczba wiązań typu π: ..............................................................
Zadanie 49. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch pochodnych propanu. Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru każdego z tych związków. H 3C
C
CH3
Wzór izomeru:
O
OH H 3C
CH2
C O
Wzór izomeru:
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
11
Zadanie 50. (2 pkt) Związek A, będący chloropochodną pewnego alkanu, poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat.
A
CH3
+ CH3COOH
+ KOH(aq)
H3C
B st. H2SO4
CH
C
O
O
CH3
a) Podaj nazwę systematyczną związku A.
..................................................................................................................................................... b) Napisz, używając wzorów półstrukturalnych (grupowych), równanie reakcji, której ulega związek B.
Informacja do zadania 51. i 52. W chemii żywności ważnymi reakcjami są reakcje fermentacji. Poniżej przedstawiono schematyczny zapis przebiegu fermentacji alkoholowej i fermentacji mlekowej. fermentacja alkoholowa: C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 (glukoza) fermentacja mlekowa: C6H12O6 → 2CH3CH(OH)COOH (glukoza) (kwas mlekowy)
Zadanie 51. (1 pkt) Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on wzory pary enancjomerów kwasu mlekowego.
C
C
Zadanie 52. (2 pkt) Określ, czy etanol może występować w formach enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij.
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
47 2
48 1
49 2
50.1 50.2 1 1
51 1
52 2
12
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 53. (3 pkt) Opisz, w jaki sposób można doświadczalnie sprawdzić obecność skrobi w bulwach ziemniaków, mając do dyspozycji wodę bromową i wodny roztwór jodku potasu. Podaj opis słowny wykonania doświadczenia oraz obserwacje, dotyczące wykrywania skrobi w bulwach ziemniaków.
Opis słowny wykonania doświadczenia: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Obserwacje: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Informacja do zadań 54. – 56. Wodorotlenek sodu jest głównym składnikiem preparatów do czyszczenia niedrożnych rur i syfonów. Na etykiecie jednego z takich preparatów znajduje się następujące ostrzeżenie: Nie stosować do czyszczenia instalacji aluminiowych.
Zadanie 54. (1 pkt) Uzasadnij powyższe ostrzeżenie, zapisując w formie jonowej równanie reakcji chemicznej, która zaszłaby po zastosowaniu takiego preparatu do czyszczenia instalacji aluminiowej. Pamiętaj, że jednym z produktów reakcji glinu z zasadą sodową jest wodór.
....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
13
Zadanie 55. (1 pkt) Wodorotlenek sodu w obecności wody reaguje z tłuszczem znajdującym się w zatkanych rurach. Napisz równanie tej reakcji przyjmując, że cząsteczki tłuszczu zbudowane są wyłącznie z tristearynianu glicerolu. W zapisie zastosuj półstrukturalne (grupowe) wzory tristearynianu glicerolu i glicerolu oraz sumaryczne wzory reszt węglowodorowych kwasu organicznego.
Zadanie 56. (1 pkt) Określ, jaka właściwość fizyczna produktów reakcji tłuszczu z zasadą sodową jest podstawą opisanej metody udrażniania rur.
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
53.1 53.2 2 1
54 1
55 1
56 1
14
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-P1_1P-072
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
MAJ ROK 2007
Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 11 stron (zadania 1 – 25). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne Zamaluj zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
Informacja do zadania 1. i 2. Poniższy wykres przedstawia zależność masy pewnego izotopu promieniotwórczego od czasu.
Zadanie 1. (1 pkt) Okres półtrwania to czas, po upływie którego rozpadowi ulega połowa jąder izotopu promieniotwórczego. Na podstawie zamieszczonego wyżej wykresu oszacuj okres półtrwania tego izotopu. ……………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 2. (1 pkt) Korzystając z powyższego wykresu, oszacuj, ile gramów izotopu pozostało po 15 dniach. …………………………………………………………………………………………...…………
Zadanie 3. (2 pkt) Poniższe równanie ilustruje przebieg przemiany promieniotwórczej, której ulega izotop uranu. 235 92
U → AZ X + 42 He
Ustal liczbę atomową, liczbę masową i symbol izotopu X. Liczba atomowa: ........................ Liczba masowa: ......................... Symbol: ..................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 4. (1 pkt) Pierwiastek E tworzy wodorek o wzorze EH4 oraz tlenki EO i EO2. W atomie tego pierwiastka, w stanie podstawowym, elektrony rozmieszczone są na dwóch powłokach. Ustal położenie pierwiastka E w układzie okresowym oraz podaj jego nazwę. Numer grupy: .................... Numer okresu: .................... Nazwa: ....................................................
Zadanie 5. (3 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w każdym wierszu jeden z symboli wybranych spośród: 1 0
1.
n,
1 1
p , K, O2−, S, Ca, Mg2+, Al, Cl−.
Atom pierwiastka, który znajduje się w 13. grupie i 3. okresie układu okresowego.
........................................
2. Jon, który posiada konfigurację argonu.
........................................
3. Jon, który powstaje po oderwaniu dwóch elektronów od atomu.
........................................
4. Elektrycznie obojętna cząstka elementarna o masie 1u.
........................................
Atom o konfiguracji w stanie podstawowym: 1s22s22p63s23p64s1 (K2L8M8N1). Pierwiastek, który tworzy wodorek o wzorze ogólnym H2X 6. i tlenki o charakterze kwasowym. 5.
........................................ ........................................
Zadanie 6. (2 pkt) Korzystając ze skali elektroujemności wg Paulinga, określ rodzaj wiązania chemicznego w następujących związkach: RbCl .....................................................................................................................
CO2 .......................................................................................................................
PH3 .......................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1 1
2 1
3 2
4 1
5 3
6 2
suma 10
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Zadanie 7. (2 pkt) Napisz równanie reakcji magnezu z parą wodną. Określ charakter chemiczny produktu reakcji zawierającego magnez. Równanie reakcji: ............................................................................................................................. Charakter chemiczny: .......................................................................................................................
Zadanie 8. (1 pkt) Wskaż prawidłowe zakończenie poniższego zdania. Do gaszenia płonącego magnezu nie należy używać wody, gdyż
A. powstaje substancja nierozpuszczalna w wodzie. B. wydziela się palny gaz. C. wydziela się trujący gaz. D. powstaje łatwopalny związek magnezu.
Zadanie 9. (4 pkt) Przedstaw projekt doświadczenia, którego celem jest określenie charakteru chemicznego tlenku potasu i tlenku siarki(VI). W tym celu: a) uzupełnij poniższy opis doświadczenia, wpisując nazwy potrzebnych odczynników wybranych spośród następujących: woda, oranż metylowy, fenoloftaleina. Tlenek potasu I .................................................................
Tlenek siarki(VI) II .........................................................................
b) napisz, jakie obserwacje umożliwią określenie charakteru chemicznego tlenków (uwzględnij zmianę barwy wybranych wskaźników). I: ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................... II: ...................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
c) napisz w formie cząsteczkowej równania zachodzących reakcji. I: ........................................................................................................................................................ II: .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 10. (2 pkt) Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji. Zastosuj metodę bilansu elektronowego. …... CuS + .….. HNO3 → .….. Cu(NO3)2 + …... S + ...... NO + ...... H2O Bilans elektronowy: .......................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) Przeprowadzono reakcję zobojętniania zilustrowaną równaniem: Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O
Oblicz, jaką objętość kwasu solnego o stężeniu 0,5 mol/dm3 należy użyć do całkowitego zobojętnienia 100 cm3 roztworu Ca(OH)2 o stężeniu 0,2 mol/dm3. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 12. (1 pkt ) Przeprowadzono następujące doświadczenia: H2O
HNO3(aq) I Na2CO3(aq)
HCl(aq)
II
Na(s)
III
CaC2(s)
IV
K2S(aq)
H2O
Wskaż numer probówki, w której wydzielił się trujący gaz o charakterystycznym, przykrym zapachu. A. I
B. II
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
C. III
7.1 1
7.2 1
8 1
9.1 1
D. IV
9.2 1
9.3 2
10 2
11 3
12 1
suma 13
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 13. (1 pkt) W kolumnie I przedstawiono nazwy wybranych zjawisk, a w kolumnie II nazwy substancji, których nadmiar może być przyczyną występowania tych zjawisk.
Przyporządkuj zjawiskom z kolumny I odpowiednie nazwy substancji z kolumny II. I Zjawisko 1. kwaśne deszcze
II Substancje A. tlenek węgla(IV)
I
II
1.
.......…
2. eutrofizacja wód
B. fosforany(V)
2.
........…
3. efekt cieplarniany
C. tlenki siarki i azotu
3.
........…
D. freony
Zadanie 14. (4 pkt) Na etykiecie wody mineralnej podano informację, że zawiera ona między innymi kationy: Na+, K+, Ca2+ oraz aniony: Cl –, SO42–. W celu potwierdzenia obecności jonów w tej wodzie przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg przedstawiono na poniższym rysunku. Jako odczynników użyto stężonych roztworów soli. We wszystkich probówkach zaobserwowano powstanie białych osadów. AgNO3 I
BaCl2
Na2CO3
II
III
badana woda
Podaj wzory jonów, których obecność potwierdzono, a następnie napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, jakie przebiegały podczas doświadczenia. Potwierdzono obecność jonów I: ....………..…..… II: ………..………… III: ……..…………… Równania reakcji (w formie jonowej skróconej):
I ………………………………………………….....…………………………………………….. II ………………………………………………….....……………………………………….…… III …………………………………………….....…………………………………………..….....
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 15. (2 pkt) Przeprowadzono reakcję zobojętniania, która przebiegła zgodnie z równaniem: 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2H2O
Uzupełnij poniższy zapis, podając, jaki jest stosunek molowy oraz masowy substratów w powyższej reakcji. Stosunek molowy: n
....................
Stosunek masowy: m
....................
:n
= .....................................................................
:m
= ......................................................................
........................
........................
Zadanie 16. (3 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenia, podczas których otrzymano różne sole. Na2O I
SO3
LiOH(aq)
II
HNO3(aq)
III
KOH(aq)
HCl(aq)
Przedstaw w formie cząsteczkowej równania reakcji chemicznych, które zaszły w każdej probówce. Probówka I: ....................................................................................................................................... Probówka II: ..................................................................................................................................... Probówka III: ....................................................................................................................................
Zadanie 17. (1 pkt) Przedstaw wzór półstrukturalny (grupowy) 2,2,4-trimetylopentanu.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
13 1
14.1 14.2 1 3
15 2
16 3
17 1
suma 11
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Zadanie 18. (2 pkt) Wpisz znak X w odpowiednie pola obok podanych zdań, wskazując, czy zdania te są prawdziwe, czy fałszywe. PRAWDA 1.
Wzór ogólny alkenów to CnH2n.
2.
Dwa różne węglowodory o wzorze C4H10 stanowią parę izomerów.
3. 4.
FAŁSZ
Węglowodory o wzorach C3H8 i C4H8 należą do tego samego szeregu homologicznego. Cząsteczka węglowodoru łańcuchowego o wzorze C6H10 posiada jedno wiązanie podwójne.
Zadanie 19. (3 pkt) W dwóch probówkach znajdują się bezbarwne, ciekłe węglowodory: heks-1-en (1-heksen) i benzen.
Wyjaśnij, porównując budowę obu węglowodorów, dlaczego stosując wodny roztwór KMnO4 można rozróżnić te ciecze. Opisz, jak przeprowadzisz odpowiednie doświadczenie, oraz napisz, jakie będą obserwacje w przypadku każdego węglowodoru. Wyjaśnienie heks-1-en: .......................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... benzen: .............................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................... Opis doświadczenia ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Obserwacje heks-1-en: .......................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... benzen: .............................................................................................................................................. ...........................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Zadanie 20. (2 pkt) Oblicz, jaką objętość wodoru, w przeliczeniu na warunki normalne, należy użyć do całkowitego uwodornienia 6,5 g etynu, jeśli reakcja przebiega według równania: T ⎯ ⎯ → CH3 – CH3 CH ≡ CH + 2H2 ⎯kat.,
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 21. (3 pkt) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równania kolejnych reakcji zachodzących zgodnie z poniższym schematem.
CH3CH2OH
CuO 1
CH3CHO
Ag2O/NH3 2
CH3COOH
CH3CH2OH/H2SO4 3
CH3COOCH2CH3
1. ....................................................................................................................................................... 2. ...................................................................................................................................................... 3. .......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt) Do probówek oznaczonych numerami I – IV, zawierających substancje organiczne, dodano zasadę sodową. Zawartość każdej z probówek ogrzano. I
II
tłuszcz roślinny
tłuszcz zwierzęcy
x
III
IV
parafina x
x
stearyna x
Podaj numery wszystkich probówek, w których otrzymano mydło. ..........................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
18 2
19.1 19.2 19.3 1 1 1
20 2
21 3
22 2
suma 12
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Zadanie 23. (1 pkt) Do naczynia zawierającego tłuszcz dodano wodę bromową. Zawartość naczynia wstrząśnięto i zaobserwowano, że woda bromowa odbarwiła się.
Wskaż wzór tłuszczu, który znajdował się w naczyniu.
A. CH2OCOC17H35 CHOCOC17H35 CH2OCOC17H35
B. CH2OCOC15H31 CHOCOC15H31 CH2OCOC15H31
C. CH2OCOC17H35 CHOCOC17H33 CH2OCOC17H33
D. CH2OCOC17H35 CHOCOC15H31 CH2OCOC17H35
Informacja do zadania 24. i 25. Mocznik podczas ogrzewania ulega reakcji przedstawionej równaniem:
O
O
C H2N
+
NH2 H2N
C
ogrzewanie NH2
O
O
C
C
H2N
N
+
NH3
NH2
H
Zadanie 24. (2 pkt) Fragment cząsteczki organicznego produktu powyższej reakcji stanowi wiązanie występujące między innymi w białkach. Narysuj ten fragment wzoru cząsteczki i podaj nazwę tego wiązania.
Fragment wzoru: ............................................................................................................................... Nazwa wiązania: ...............................................................................................................................
Zadanie 25. (1 pkt) Określ, czy przedstawiona w informacji reakcja jest reakcją typu substytucji, kondensacji czy polimeryzacji. ...........................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
23 1
24 2
25 1
suma 4
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
11
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-R1_1P-072
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
MAJ ROK 2007
Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 13 stron (zadania 1 – 26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Powstawanie pierwiastków we Wszechświecie ilustruje uproszczony ciąg przemian termojądrowych zachodzących na jednym z etapów życia gwiazd. 4 2
He+ 42 He→48 Be;
8 4
Be+ 42 He→126 C;
12 6
C+ 42 He→ AZ X;
A Z
X+ 42 He→ 20 10 Ne;
itd.
Ustal liczbę atomową, liczbę masową i symbol izotopu X. Liczba atomowa: ......................... Liczba masowa: ......................... Symbol: ..............................
Zadanie 2. (2 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując stopnie utlenienia, jakie przyjmuje siarka w związkach chemicznych i jonach o podanych niżej wzorach. Al2(SO4)3
Na2S
HSO3−
HS−
Stopień utlenienia siarki
Zadanie 3. (3 pkt) Pierwiastek E leży w układzie okresowym w 7. grupie i 4. okresie. Podaj symbol tego pierwiastka i jego liczbę atomową. Napisz skróconą konfigurację elektronową atomu tego pierwiastka w stanie podstawowym oraz określ dwa najważniejsze stopnie utlenienia, jakie przyjmuje on w związkach chemicznych. Symbol: ................................................... Liczba atomowa: ......................................................... Konfiguracja elektronowa: ............................................................................................................ Stopnie utlenienia: .........................................................................................................................
Zadanie 4. (1 pkt)
Podaj liczbę wiązań σ i liczbę wiązań π w cząsteczce węglowodoru o wzorze: CH2 = C(CH3) − C ≡ CH Liczba wiązań σ: ............................................................................................................................ Liczba wiązań π: ............................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 5. (2 pkt) Dane są orbitale atomowe oznaczone na rysunkach literami A, B, C i D.
A
B
C
D
Na podstawie powyższego rysunku uzupełnij poniższe zdania. 1. Orbitale oznaczone literami B i C różnią się wartością ........................................................... liczby kwantowej. 2. Orbitale o identycznej wartości pobocznej liczby kwantowej, różniące się wartością głównej liczby kwantowej, to orbitale oznaczone literami ......................... i .......................... 3. Orbitale oznaczone literami ...................... i ..................... różnią się wartością magnetycznej liczby kwantowej.
Zadanie 6. (3 pkt) Oblicz, w jakim stosunku masowym należy zmieszać ze sobą wodę destylowaną i roztwór wodorotlenku sodu o stężeniu 6,10 mol/dm3 i gęstości 1,22 g/cm3, aby otrzymać roztwór o stężeniu 10%. Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1 2
2 2
3 3
4 1
5 2
6 3
suma 13
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (3 pkt) Tlenek cynku nie reaguje z wodą, ale reaguje z kwasami i z zasadami. W reakcji tlenku cynku z roztworem wodorotlenku sodu powstaje związek kompleksowy, w którym cynk ma liczbę koordynacyjną równą 4. Korzystając z powyższej informacji, określ charakter chemiczny tego tlenku. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenku cynku z kwasem solnym oraz z wodorotlenkiem sodu. Charakter chemiczny tlenku: ......................................................................................................... Równania reakcji: ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Zadanie 8. (4 pkt) Poniżej przedstawiono w temperaturze 25oC.
wartości
iloczynu
rozpuszczalności
wybranych
węglanów
Ir MgCO3 = 3,5⋅ 10 –8 Ir CaCO3 =2,8·10 –9 Ir SrCO3 =1,1·10 –10 Ir BaCO3 =5,1·10 –9 a) Korzystając z przedstawionych wyżej wartości iloczynu rozpuszczalności, oceń, który z węglanów metali II grupy jest najlepiej rozpuszczalny w wodzie, i podaj jego wzór. …………………………………………..………………………………………………………... b) Zmieszano 100 cm3 roztworu CaCl2 o stężeniu 0,001 mol/dm3 i 100 cm3 roztworu Na2CO3 o stężeniu 0,001 mol/dm3. Wykonaj odpowiednie obliczenia i oceń, czy po zmieszaniu roztworów nastąpiło wytrącenie osadu CaCO3. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 9. (3 pkt) Korzystając z teorii Brönsteda, napisz równania reakcji ilustrujące zachowanie amoniaku i chlorowodoru w wodzie. Określ rolę wody w każdym z tych procesów. Równanie reakcji
Rola wody
Amoniak Chlorowodór
Zadanie 10. (2 pkt) Roztwory ciał stałych mają zwykle wyższą temperaturę wrzenia i niższą temperaturę krzepnięcia niż czysty rozpuszczalnik. Podwyższenie temperatury wrzenia lub obniżenie temperatury krzepnięcia jest tym większe, im większa jest liczba moli drobin (cząsteczek lub jonów) substancji rozpuszczonej w danej ilości rozpuszczalnika. Sporządzono roztwory wodne chlorku sodu, sacharozy, chlorku glinu i siarczanu(VI) sodu, w każdym przypadku rozpuszczając w tej samej ilości wody 1 mol substancji. Przeanalizuj powyższą informację i podaj nazwę (lub wzór) substancji, której roztwór będzie miał najwyższą temperaturę wrzenia, oraz nazwę (lub wzór) substancji, której roztwór będzie miał najwyższą temperaturę krzepnięcia. Substancja, której roztwór ma najwyższą temperaturę wrzenia to ................................................ Substancja, której roztwór ma najwyższą temperaturę krzepnięcia to ..........................................
Zadanie 11. (3 pkt) Przygotowano roztwory wodne następujących substancji: NaNO2, C2H5OH, CH3NH2, NH4Br, CH3ONa Spośród substancji o podanych wyżej wzorach wybierz te, których roztwory mają odczyn zasadowy oraz te, których roztwory mają odczyn kwasowy. Napisz w formie skróconej jonowej równanie reakcji potwierdzającej powstanie kwasowego odczynu roztworu. Odczyn zasadowy mają roztwory: ................................................................................................. Odczyn kwasowy mają roztwory: .................................................................................................. Równanie reakcji: .......................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
7.1 1
7.2 2
8.1 1
8.2 3
9.1 2
9.2 1
10 2
11.1 2
11.2 suma 1 15
6
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadania 12. i 13. W przyrodzie występuje kilka minerałów tytanu. Najważniejsze z nich to ilmenit (FeTiO3) i rutyl (TiO2). Czysty metal otrzymuje się z rutylu podczas ogrzewania z węglem i chlorem, w wyniku czego powstaje chlorek tytanu(IV) i tlenek węgla(II). W drugim etapie chlorek tytanu(IV) ogrzewa się w odpowiednich warunkach z magnezem. Czysty tytan lub jego stop o składzie masowym 85% Ti, 8% Al, 7% V stosowny jest np. do wytwarzania implantów.
Zadanie 12. (2 pkt) Na podstawie powyższego tekstu napisz równania reakcji przebiegających podczas otrzymywania czystego tytanu. ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Oblicz, ile moli tytanu i ile moli glinu zawiera tzw. gwóźdź ortopedyczny o masie 120 g wykonany ze stopu tytanu o podanym wyżej składzie. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 14. (2 pkt) Zaproponuj dwuetapową metodę otrzymywania tlenku miedzi(II) z roztworu chlorku miedzi(II), pisząc schemat procesu. W schemacie uwzględnij reagenty i warunki przeprowadzenia reakcji. ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 15. (2 pkt) Tlenek azotu(II) reaguje z tlenem, tworząc tlenek azotu(IV): 2NO + O2 → 2NO2 Szybkość tej reakcji opisuje równanie kinetyczne: v = k [NO]2[O2] Oblicz, ile razy należy zwiększyć stężenie tlenku azotu(II), nie zmieniając stężenia tlenu i warunków przebiegu procesu, aby szybkość reakcji wzrosła czterokrotnie. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (2 pkt) W półogniwach A i B zachodzą reakcje opisane równaniami: półogniwo A: ClO3– + 6H + + 6e - ⇆ Cl – + 3H2O
E0 = 1,45V
półogniwo B: NO2– + H2O + e - ⇆ NO + 2OH –
E0 = – 0,46V
Zbudowano ogniwo z półogniw A i B. a) Na podstawie podanych wartości potencjałów standardowych określ, w którym półogniwie (A czy B) zachodzi proces utlenienia, a w którym redukcji. b) Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w ogniwie. a) Utlenianie zachodzi w półogniwie: ........................................................................................... Redukcja zachodzi w półogniwie: ............................................................................................. b) Równanie reakcji zachodzącej w ogniwie: ................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
12 2
13 2
14 2
15 2
16.1 1
16.2 suma 1 10
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Informacja do zadania 17. i 18. Poniżej przedstawiono cykl reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych.
cykloheksen
1
cykloheksan
2
chlorocykloheksan 3
4
cykloheksanol Zadanie 17. (4 pkt) Wiedząc, że węglowodory cykliczne ulegają analogicznym reakcjom jak węglowodory łańcuchowe, napisz równania reakcji (1. – 4.) zilustrowane na powyższym schemacie. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych.
1. ………………………………………………………………………………………………….
2. .………………………………………..……………………………………………………….
3. ..………………………………………………………………………………………………..
4. ..………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 18. (2 pkt) Określ typ każdej reakcji (1. – 4.) z powyższego schematu, wybierając odpowiednią nazwę ze zbioru: substytucja, addycja, eliminacja, kondensacja. 1. .................................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................................... 3. .................................................................................................................................................... 4. ....................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 19. (1 pkt) W laboratorium etan otrzymuje się ogrzewając chlorometan z sodem. Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem: T 2CH3Cl + 2Na ⎯ ⎯→ CH3CH3 + 2NaCl
Napisz równanie reakcji otrzymywania n-butanu opisaną metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
.........................................................................................................................................................
Zadanie 20. (3 pkt) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi), uzupełnij poniższe równania ilustrujące procesy, w których etanol jest substratem lub produktem reakcji.
.....................................
CH3 CH2 OH
+
CH3 CH2 OH
Al2O3/T
H2SO4
O CH3 C
+ O CH2CH3 .....................................
+
............................................
............................................
O .............................................
+
NaOH
CH3 CH C
ONa
+
CH3 CH2 OH
CH3
Zadanie 21. (1 pkt) Podczas produkcji serów dojrzewających kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) pod wpływem bakterii propionowych ulega tzw. fermentacji propionowej. W tej reakcji z kwasu mlekowego powstaje kwas propanowy i kwas etanowy (octowy) w stosunku molowym 2 : 1 oraz tlenek węgla(IV) i woda. Napisz równanie opisanej reakcji, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. ........................................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
17 4
18 2
19 1
20 3
21 1
suma 11
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 22. (3 pkt) Kwas octowy (etanowy) można otrzymać w reakcji etanolu (alkoholu etylowego) z dichromianem(VI) potasu. Stosując zasadę bilansu elektronowego, dobierz współczynniki w poniższym równaniu reakcji. Podaj wzór substancji pełniącej rolę utleniacza oraz wzór substancji pełniącej rolę reduktora. ......... CH3CH2OH + ......... K2Cr2O7 + ......... H2SO4 → → .......... CH3COOH + .........Cr2(SO4)3 + ......… K2SO4 + ......… H2O
Bilans elektronowy: ....................................................................................................................... ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ Wzór substancji pełniącej rolę utleniacza: ..................................................................................... Wzór substancji pełniącej rolę reduktora: ......................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Badano działanie świeżo sporządzonego wodorotlenku miedzi(II) na próbki roztworów wodnych etanolu, etanalu, glicerolu i glukozy. Obserwacje zestawiono w tabeli. Przeanalizuj zestawione poniżej obserwacje i wpisz do tabeli nazwy substancji, które były w próbkach oznaczonych numerami 1, 2, 3 i 4. Próbka
1.
wodorotlenek klarowny miedzi(II) szafirowy roztwór na zimno wodorotlenek miedzi(II) na gorąco Nazwa badanej substancji
brak danych
2.
3.
4.
brak objawów reakcji
klarowny szafirowy roztwór
brak objawów reakcji
czarny osad
ceglastoczerwony ceglastoczerwony osad osad
............................. ............................. ............................. .............................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 24. (3 pkt) Napisz równanie reakcji otrzymywania benzenu z pierwiastków, a następnie oblicz standardową entalpię tworzenia benzenu (w postaci cieczy), znając standardowe entalpie spalania grafitu, wodoru i benzenu. C grafit + O 2 ( g ) → CO 2 ( g ) 1 H 2(g ) + O 2(g ) → H 2 O (c) 2 15 C 6 H 6( c ) + O 2( g ) → 6CO 2 ( g ) + 3H 2 O ( c ) 2
ΔH 1o = −393,50 kJ / mol ΔH o2 = −285,84 kJ / mol ΔH 3o = −3267,60 kJ / mol
Równanie reakcji: .......................................................................................................................... Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 25. (1 pkt) Alanina to kwas 2-aminopropanowy. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) jonu, jaki tworzy alanina w środowisku silnie kwasowym.
........................................................................................................................................................
Nr zadania 22.1 22.2 22.3 Wypełnia Maks. liczba pkt 1 1 1 egzaminator! Uzyskana liczba pkt
23 2
24.1 24.2 1 2
25 1
suma 9
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 26. (2 pkt) W celu potwierdzenia faktu, że mocznik CO(NH2)2 jest pochodną kwasu węglowego, przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem.
Podaj obserwacje, które potwierdzają, że mocznik jest pochodną kwasu węglowego. Napisz równanie reakcji, której ulega mocznik podczas tego doświadczenia. Obserwacje: ................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................ Równanie reakcji: .......................................................................................................................... ........................................................................................................................................................
Nr zadania 26.1 Wypełnia Maks. liczba pkt 1 egzaminator! Uzyskana liczba pkt
26.2 suma 1 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
13
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-P1_1P-082
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MAJ ROK 2008
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (3 pkt) Przeanalizuj położenie strontu (Sr) w układzie okresowym pierwiastków, a następnie uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w pustą kolumnę literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest ono fałszywe. Na podstawie położenia strontu w układzie okresowym pierwiastków można stwierdzić, że atom strontu ma 2 elektrony walencyjne, które w stanie podstawowym 1. znajdują się na piątej powłoce. 2.
stront jest niemetalem.
3.
stront jest aktywniejszy od wapnia.
4.
stront nie reaguje z kwasem solnym.
5.
tlenek strontu ma charakter zasadowy.
Informacja do zadania 2. i 3. W skorupie ziemskiej występuje promieniotwórczy izotop
87 37 Rb ,
ulegający przemianie β − .
Zadanie 2. (1 pkt) Określ skład jądra atomowego tego izotopu rubidu. .......................................................................................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt) Uzupełnij schemat opisanej przemiany, wpisując symbol oraz liczbę atomową i liczbę masową powstającego izotopu. 87 − 37 Rb → ............. + β
Zadanie 4. (2 pkt) Spośród podanych właściwości wybierz (i podkreśl w każdym wierszu tabeli) te, które charakteryzują sód i chlor w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym. Sód to ciało stałe bezbarwne, czerwone, srebrzystobiałe, 1.
żółte
2. twarde, miękkie przewodzące prąd elektryczny, 3.
nieprzewodzące prądu elektrycznego
Chlor to gaz 1.
bezbarwny, brunatnopomarańczowy, żółtozielony
2. bezwonny, o duszącym zapachu 3.
o gęstości większej od gęstości powietrza, o gęstości mniejszej od gęstości powietrza
Na podstawie: J. Ciba, J. Trojanowska, M. Zołotajkin „Mała encyklopedia pierwiastków”, Warszawa 1996
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 5. (1 pkt) Na rysunku przedstawiono schemat ilustrujący proces rozpuszczania w wodzie pewnej substancji. woda
roztwór
kryształ
Spośród związków, których wzory wymieniono poniżej, wybierz ten, którego rozpuszczanie w wodzie można przedstawić za pomocą tego schematu. CBr4
HCl
KCl
Wybrany związek: ................................................
Zadanie 6. (1 pkt) W tabeli podano wartości temperatury topnienia i temperatury wrzenia wybranych substancji (mierzone pod ciśnieniem 1013 hPa). Temperatura topnienia, Temperatura wrzenia, Wzór o o substancji C C Br2
– 7,2
59,5
CH3Br
– 93,7
3,6
NaBr
743,0
1391,0
Określ stan skupienia wymienionych substancji w temperaturze pokojowej (ok. 20°C) i pod ciśnieniem 1013 hPa. Br2: ................................................................... CH3Br: ............................................................. NaBr: ................................................................ Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1. 3
2. 1
3. 1
4. 2
5. 1
6. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Informacja do zadań 7. – 9. W poniższej tabeli przedstawiono wartości rozpuszczalności dwóch wybranych substancji w wodzie. Wzór związku Ca(OH)2 PbI2
Rozpuszczalność, g/100 g H2O 20°C 40°C 60°C 80°C 0,16 0,13 0,11 0,09 0,07 0,12 0,19 0,30
0°C 0,17 0,04
100°C 0,07 0,46
Na podstawie: W. Mizerski „Tablice chemiczne”, Warszawa 1997
Zadanie 7. (1 pkt) Narysuj wykres zależności rozpuszczalności Ca(OH)2 i PbI2 w wodzie od temperatury. Każdą linię podpisz wzorem odpowiedniej substancji. 0,50
Rozpuszczalność, g/100 g H2O
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00 0
20
40
Temperatura, °C
60
80
100
Zadanie 8. (2 pkt) Na podstawie wykresu oszacuj a) rozpuszczalność Ca(OH)2 i PbI2 w wodzie w temperaturze 70°C. Rozpuszczalność Ca(OH)2: .................................... g/100 g H2O Rozpuszczalność PbI2:
.................................... g/100 g H2O
b) temperaturę, w której rozpuszczalność obu soli jest jednakowa. .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 9. (1 pkt) Dokończ, wpisując słowa rośnie lub maleje, następujące zdania: Rozpuszczalność Ca(OH)2 w wodzie ................................................ ze wzrostem temperatury. Rozpuszczalność PbI2 w wodzie ....................................................... ze wzrostem temperatury.
Zadanie 10. (2 pkt) Dysponujesz trzema probówkami, w których znajdują się wodne rozcieńczone roztwory wodorotlenku sodu, kwasu azotowego(V) oraz azotanu(V) sodu. Nie wiesz jednak, który roztwór znajduje się w której probówce. a) Spośród następujących wskaźników kwasowo-zasadowych wybierz jeden, za pomocą którego można określić zawartość każdej probówki: fenoloftaleina, oranż metylowy, papierek uniwersalny. Wybrany wskaźnik: ...................................................................................................................... b) Napisz przewidywane obserwacje, wpisując do tabeli barwy, jakie wybrany wskaźnik przybiera w badanych roztworach. Barwa wskaźnika w roztworze wodorotlenku sodu kwasu azotowego(V) azotanu(V) sodu
Zadanie 11. (2 pkt) Określ charakter chemiczny (kwasowy lub zasadowy) tlenku wapnia i tlenku siarki(VI). Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji każdego z tych tlenków odpowiednio z wodorotlenkiem sodu lub z kwasem solnym. Tlenek
Charakter chemiczny tlenku
Równanie reakcji
CaO SO3
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
7. 1
8. 2
9. 1
10.1. 10.2. 1 1
11. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 12. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej a) równania reakcji, za pomocą których można z siarki otrzymać tlenek siarki(VI). ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) równanie reakcji otrzymywania tlenku wapnia z węglanu wapnia, zaznaczając, w jakich warunkach zachodzi ta reakcja. .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Kamień budowlany, zawierający węglan wapnia (CaCO3) lub magnezu (MgCO3), łatwo ulega atakowi kwaśnego opadu atmosferycznego, w wyniku którego powstają rozpuszczalne w wodzie sole wapnia lub magnezu. Na podstawie: Peter O’Neill, „Chemia środowiska”, Warszawa – Wrocław 1997
Dokończ poniższy schemat tak, aby otrzymać skrócony jonowy zapis równania opisanej reakcji z udziałem węglanu wapnia.
CaCO 3 + 2H + → ............................................................................................................
Zadanie 14. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym rysunku.
I K(s)
H2O
II Na2SO4(aq)
BaCl2(aq)
Napisz w formie jonowej równania reakcji zachodzących w probówkach I i II (w razie potrzeby skorzystaj z tablicy rozpuszczalności). Równanie I: ....................................................................................................................................................... Równanie II: .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 15. (2 pkt) Określ stopnie utlenienia azotu w cząsteczce i jonach, których wzory podano w tabeli. NH 4+
NO −3
HNO 2
stopień utlenienia azotu
Zadanie 16. (3 pkt) Tlenek chromu(III) stapiany z węglanem potasu w obecności tlenu przekształca się w chromian(VI) potasu. Reakcja ta zachodzi według schematu: temperatura
Cr2O3 + K2CO3 + O2 ⎯⎯ ⎯ ⎯⎯→ K2CrO4 + CO2 a) Dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu tej reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: temperatura
...... Cr2O3 + …... K2CO3 + …... O2 ⎯⎯ ⎯ ⎯⎯→ …... K2CrO4 + …... CO2
b) Napisz wzór substancji, która w tej reakcji pełni rolę utleniacza, i wzór substancji, która pełni rolę reduktora. Utleniacz: ........................................................ Reduktor: ........................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
12. 2
13. 1
14. 2
15. 2
16.1. 16.2. 16.3. 1 1 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Informacja do zadań 17. – 19.
Nadtlenek wodoru, H2O2, to bezbarwna ciecz, której gęstość w temperaturze 25°C jest równa 1,44 g/cm3. Temperatura topnienia H2O2 wynosi – 0,4°C, a temperatura wrzenia 152°C. Nadtlenek wodoru jest silnym utleniaczem, może również działać jako reduktor. Jest bardzo słabym kwasem. Nadtlenek wodoru w postaci wodnego roztworu o stężeniu 30% masowych nosi nazwę perhydrolu. Wodny roztwór H2O2 o stężeniu 6% masowych stosuje się do rozjaśniania włosów, zaś wodny roztwór tego związku o stężeniu 3% masowych to woda utleniona, która jest używana jako środek bakteriobójczy. Na podstawie: L. Jones, P. Atkins „Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje”, Warszawa 2004
Zadanie 17. (2 pkt) Z powyższego tekstu wybierz trzy właściwości fizyczne i trzy właściwości chemiczne nadtlenku wodoru. Zapisz je w tabeli. Właściwości nadtlenku wodoru fizyczne
chemiczne
1.
1.
2.
2.
3.
3.
Zadanie 18. (1 pkt) Spośród właściwości chemicznych nadtlenku wodoru wybierz i podaj tę, która decyduje o zastosowaniu tego związku (w postaci rozcieńczonego wodnego roztworu) do rozjaśniania włosów. .......................................................................................................................................................
Zadanie 19. (2 pkt)
Oblicz, ile gramów nadtlenku wodoru znajduje się w 100 cm3 perhydrolu. Gęstość perhydrolu wynosi 1,11 g/cm3. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Informacja do zadania 20. i 21. Nadtlenek wodoru jest związkiem nietrwałym. Ulega reakcji rozkładu według równania 2H2O2 → 2H2O + O2 Reakcja ta w temperaturze pokojowej zachodzi powoli, lecz katalizuje ją obecność różnych substancji, na przykład MnO2.
Zadanie 20. (1 pkt) Wykonano doświadczenie, którego przebieg ilustruje poniższy rysunek.
MnO2
woda utleniona Zapisz obserwacje, jakich można było dokonać w czasie tego doświadczenia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Oblicz objętość tlenu w warunkach normalnych, który powstał w wyniku rozkładu 85 g czystego nadtlenku wodoru. Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
17. 2
18. 1
19. 2
20. 1
21. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Zadanie 22. (2 pkt) Scharakteryzuj etan i etanol (w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym), wybierając ich właściwości spośród podanych poniżej i wpisując je w odpowiednie kolumny tabeli. 1. 2. 3. 4.
gaz, ciecz, ciało stałe bezbarwny, barwny dobrze rozpuszczalny w wodzie, praktycznie nierozpuszczalny w wodzie palny, niepalny Etan
Etanol
1.
1.
2.
2.
3.
3.
4.
4.
Informacja do zadania 23. i 24. W wyniku reakcji addycji chlorowodoru do węglowodoru X powstaje chloroeten (chlorek winylu) o wzorze H 2 C = CH − Cl .
Zadanie 23. (2 pkt) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, a) równanie reakcji węglowodoru X z chlorowodorem. ....................................................................................................................................................... b) równanie reakcji chloroetenu z wodorem wobec katalizatora. .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (1 pkt) Chloroeten ma zdolność ulegania reakcji polimeryzacji. Spośród poniżej przedstawionych wzorów wybierz ten, który ilustruje budowę fragmentu łańcucha produktu polimeryzacji chloroetenu (chlorku winylu). Zaznacz odpowiedź A, B, C lub D. A.
B.
C.
D.
H
H
H
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
C
C
C
H
H
H
H
H
Cl
H
Cl
H C H
C
H
H
C H
C
C Cl
C
C Cl
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 25. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli odróżnić etan od etenu. W tym celu: a) napisz, jaką różnicę w budowie cząsteczek tych związków weźmiesz pod uwagę, planując eksperyment; ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę użytego odczynnika wybranego z podanej poniżej listy: • zawiesina wodorotlenku miedzi(II), • wodny roztwór bromu, • wodny roztwór chlorku żelaza(III); Schemat doświadczenia:
etan
eten
I
Odczynnik:
II
……………………………………………. ……………………………………………. c) napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność etanu w probówce I i etenu w probówce II po wprowadzeniu tych gazów do wybranego odczynnika (wypełnij poniższą tabelę). Barwa zawartości probówki przed zmieszaniem reagentów
po zmieszaniu reagentów
Probówka I Probówka II
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
22. 2
23. 2
24. 1
25.1. 25.2. 25.3. 1 1 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
12
Zadanie 26. (1 pkt) Jednym z jednowodorotlenowych alkoholi zawierających 4 atomy węgla w cząsteczce jest 2-metylopropan-1-ol o wzorze H3C
CH
CH2
OH
CH3
Spośród poniższych wzorów wybierz te, które przedstawiają izomery tego alkoholu, i podaj ich numery.
I
H3C
CH H2C
III H3C
CH2
II
CH3
H3C
CH2 CH2
OH
OH CH2
CH2
OH
OH
IV H3C
C
CH3
CH3 Numery wzorów izomerów: .........................................................................................................
Informacja do zadania 27. i 28. Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny butanonu.
O H3C
C
1
2
CH2
CH3
Zadanie 27. (1 pkt) Napisz nazwy systematyczne grup oznaczonych we wzorze numerami 1 i 2. Nazwa grupy numer 1: ................................................................................................................. Nazwa grupy numer 2: .................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) alkoholu powstałego w wyniku redukcji butanonu wodorem w obecności katalizatora.
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
13
Zadanie 29. (3 pkt) Przeprowadzono reakcje chemiczne według następującego schematu:
etanal
+ O2
kwas octowy
+ C2H5OH/H2SO4(stęż.)
I
octan etylu
+ NaOH(aq)
II
octan sodu
III
Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równania reakcji oznaczonych numerami I, II i III. Równanie reakcji I: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji II: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji III: .......................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzór pewnego dwucukru. CH2 OH
CH2 OH H
C
O
C
H OH
H
C
C
H
OH
HO
H
H
C
O
C
C
H OH
H
C
C
H
OH
O
I
H C OH
II
Określ, od jakich cukrów prostych pochodzą fragmenty I i II, z których zbudowana jest cząsteczka tego dwucukru. Zaznacz odpowiedź A, B, C lub D. Fragment I
Fragment II
A.
od fruktozy
od fruktozy
B.
od fruktozy
od glukozy
C.
od glukozy
od fruktozy
D.
od glukozy
od glukozy
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
26. 1
27. 1
28. 1
29. 3
30. 1
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-R1_1P-082
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MAJ ROK 2008
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1 – 35). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (3 pkt) Przeanalizuj położenie selenu w układzie okresowym i określ podstawowe właściwości tego pierwiastka. Uzupełnij poniższą tabelę. 1.
Konfiguracja elektronów walencyjnych atomu selenu w stanie podstawowym (z uwzględnieniem podpowłok)
2.
Najniższy stopień utlenienia selenu w związkach chemicznych
3.
Najwyższy stopień utlenienia selenu w związkach chemicznych
4.
Wzór związku selenu z wodorem
5. 6.
Wzór tlenku, w którym selen przyjmuje najwyższy stopień utlenienia Przewidywany charakter chemiczny (zasadowy, amfoteryczny, kwasowy, obojętny) tlenku selenu, o którym jest mowa w p. 5.
Zadanie 2. (2 pkt) Związki jonowe zbudowane są z jonów dodatnich i ujemnych, które mogą być jedno- lub wieloatomowe. Z podanego zbioru wybierz i podkreśl wzory tych substancji, które są związkami jonowymi. Ba(OH)2 KHCO3
CCl4 Na2SO4
CH3COOH NH4NO3
CO2
H3PO4
Rb2O
SO3
Zadanie 3. (3 pkt) Poniżej przedstawiono ciąg przemian. Ca(OH)2
Ca 1
CaCO3 2
CaCl2 3
Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji oznaczonych numerami 1, 2 i 3. Równanie reakcji 1.: .................................................................................................................... Równanie reakcji 2.: .................................................................................................................... Równanie reakcji 3.: ....................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (3 pkt) W wyniku badania próbki wody stwierdzono w niej niewielką zawartość jonów ołowiu(II). a) Korzystając z poniższego fragmentu tablicy rozpuszczalności, ustal i zapisz wzór soli sodowej, której wodnego roztworu należy użyć, aby praktycznie całkowicie usunąć jony Pb2+ z badanej wody. Jon Cl– NO3– SO42–
Na+ bezbarwny roztwór (osad nie strąca się) bezbarwny roztwór (osad nie strąca się) bezbarwny roztwór (osad nie strąca się)
Pb2+ biały osad (może się strącić, jeżeli stężenia roztworów są duże) bezbarwny roztwór (osad nie strąca się) biały osad (praktycznie nierozpuszczalny w wodzie) Na podstawie: W. Mizerski „Tablice chemiczne”, Warszawa 1997
Wzór soli: ........................................................ b) Opisz przewidywane obserwacje, uwzględniając barwy użytych i otrzymanych roztworów lub osadów. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... c) Napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 5. (1 pkt) Skały wapienne, których głównym składnikiem jest CaCO3, ulegają erozji pod działaniem wody zawierającej rozpuszczony tlenek węgla(IV). W wyniku tego procesu woda staje się twarda. Napisz w formie jonowej równanie reakcji głównego składnika skał wapiennych z wodą zawierającą tlenek węgla(IV). .......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1. 3
2. 2
3. 3
4.1. 1
4.2. 1
4.3. 1
5. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Informacja do zadania 6. i 7. Do 100 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu dodawano kroplami kwas solny o stężeniu 0,20 mol/dm3 i za pomocą pehametru mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Otrzymane wyniki umieszczono na wykresie ilustrującym zależność pH od objętości dodanego HCl.
Zadanie 6. (1 pkt) Podaj symbole lub wzory trzech rodzajów jonów, których stężenie jest największe w roztworze otrzymanym po dodaniu 120 cm3 kwasu solnego do badanego roztworu wodorotlenku sodu. .......................................................................................................................................................
Zadanie 7. (3 pkt) a) Z powyższego wykresu odczytaj objętość kwasu solnego potrzebną do zobojętnienia wodorotlenku sodu znajdującego się w badanym roztworze. ....................................................................................................................................................... b) Oblicz stężenie molowe badanego roztworu wodorotlenku sodu. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (2 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, określając stopień utlenienia manganu w tlenkach, których wzory podano w tabeli, oraz charakter chemiczny tych tlenków. Wzór tlenku
Stopień utlenienia manganu
Charakter chemiczny tlenku
MnO MnO2 Mn2O7
Zadanie 9. (2 pkt) Mangan można otrzymać w wyniku reakcji MnO2 z glinem, przebiegającej zgodnie z równaniem: temperatura 3MnO2 +4Al ⎯⎯⎯⎯ → 3Mn+2Al2 O3
Źródłem MnO2 jest występujący w przyrodzie minerał, piroluzyt, który zawiera od 94% do 99% masowych tego tlenku. Oblicz, ile gramów glinu potrzeba do redukcji 55 g piroluzytu, który zawiera 95% masowych tlenku manganu(IV). Pozostałe 5% masy minerału to substancje niereagujące z glinem ani z manganem. Obliczenia:
Odpowiedź:
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
6. 1
7.1. 1
7.2. 2
8. 2
9. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Informacja do zadań 10. – 14. Wskaźnikami pH są słabe kwasy bądź słabe zasady organiczne, które reagując z wodą tworzą układy sprzężone kwas-zasada. Kwasowa i zasadowa postać wskaźnika mają albo różne zabarwienia, albo tylko jedna z nich jest zabarwiona. Wskaźnik (indykator In) o charakterze kwasowym reaguje z wodą w myśl równania:
InH + H 2O
In − + H 3O +
Gdy stężenie InH jest dużo większe od stężenia In–, roztwór ma barwę charakterystyczną dla postaci kwasowej wskaźnika, gdy zaś stężenie InH jest dużo mniejsze od stężenia In–, roztwór przybiera zabarwienie zasadowej postaci wskaźnika. Przykładem wskaźnika o charakterze kwasowym jest błękit bromotymolowy. W roztworze o pH < 6 przyjmuje on barwę żółtą, a w roztworze o pH > 7,6 barwę niebieską (błękitną). Na podstawie: Minczewski, Marczenko „Chemia analityczna. Chemiczne metody analizy ilościowej”, Warszawa 1998; Jones, Atkins „Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje”, Warszawa 2004
Zadanie 10. (1 pkt) Napisz wzory wszystkich drobin (cząsteczek i jonów), które są zasadami i kwasami Brönsteda w reakcji zilustrowanej powyższym równaniem. Zasady Brönsteda
Kwasy Brönsteda
Zadanie 11. (1 pkt) Napisz wyrażenie na stałą równowagi opisanej reakcji.
Zadanie 12. (1 pkt)
Wskaż postać wskaźnika (InH lub In–), której stężenie wzrośnie po dodaniu do roztworu mocnej zasady.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 13. (1 pkt)
Określ barwę postaci kwasowej (InH) oraz barwę postaci zasadowej (In–) błękitu bromotymolowego. Postać błękitu bromotymolowego
Barwa
kwasowa (InH) zasadowa (In–)
Zadanie 14. (1 pkt) Sporządzono bezbarwny wodny roztwór, którego pH zawiera się w przedziale 6 < pH < 7,6. Określ barwę, jaką roztwór ten uzyska po dodaniu do niego kilku kropli błękitu bromotymolowego.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Sporządzono wodny roztwór propanianu sodu (CH3CH2COONa) i stwierdzono, że ma on odczyn zasadowy. a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji powodującej zasadowy odczyn roztworu.
.......................................................................................................................................................
b) Z podanego zbioru wybierz i podkreśl symbole lub wzory wszystkich drobin (cząsteczek i jonów) obecnych w tym roztworze.
CH3CH2COONa
CH3CH2COOH
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
CH3CH2COO–
10. 1
11. 1
12. 1
NaOH
13. 1
14. 1
Na+
15.1. 15.2. 1 1
OH–
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Informacja do zadań 16. – 19. Zbudowano ogniwo według schematu przedstawionego na poniższym rysunku. galwanometr
Zn
Co klucz elektrolityczny
ZnSO4 (aq)
CoSO4 (aq)
Zadanie 16. (1 pkt) Korzystając z szeregu elektrochemicznego metali, wskaż półogniwo, które stanowiło ujemny biegun ogniwa.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (1 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w czasie pracy ogniwa.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Wskaż metal (cynk lub kobalt), który jest silniejszym reduktorem.
Silniejszym reduktorem jest .........................................................................................................
Zadanie 19. (2 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe. Lp.
1. 2. 3. 4.
Zdanie
W czasie pracy ogniwa elektrony przepływają kluczem elektrolitycznym od półogniwa cynkowego do półogniwa kobaltowego. W czasie pracy ogniwa elektrony przepływają zewnętrznym przewodnikiem elektrycznym w kierunku od cynku do kobaltu. Klucz elektrolityczny łączy półogniwa, umożliwiając przepływ jonów między roztworami, i zamyka obwód elektryczny. W czasie pracy ogniwa masa blaszki cynkowej rośnie, a masa blaszki kobaltowej maleje.
P/F
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 20. (1 pkt) Poniżej przedstawiono równania elektrodowe oraz potencjały standardowe dwóch półogniw redoks. Równanie reakcji elektrodowej
Potencjał standardowy
Fe3+ + e–
E0 = + 0,77 V
Fe2+
MnO4– + 4H+ + 3e–
MnO2 + 2H2O
E0 = + 1,69 V
Na podstawie: W. Mizerski „Tablice chemiczne”, Warszawa 1997
Napisz sumaryczne równanie reakcji, która zajdzie w ogniwie zbudowanym z tych półogniw.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (3 pkt) Aniony dichromianowe(VI) reagują z anionami jodkowymi w środowisku kwasowym według następującego schematu: Cr2 O72 − + I − + H + ⎯ ⎯→ Cr 3 + + I 2 + H 2 O a) Dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu tej reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ⎯→ …...... Cr 3 + + …...... I 2 + …...... H 2 O …...... Cr2 O 72 − + …...... I − + …...... H + ⎯ b) Napisz wzór lub symbol jonu, który w tej reakcji pełni rolę utleniacza, i wzór lub symbol jonu, który pełni rolę reduktora.
Utleniacz: .......................................................... Reduktor: ..........................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
16. 1
17. 1
18. 1
19. 2
20. 1
21.1. 21.2. 21.3. 1 1 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Informacja do zadań 22. – 25. Chemicznie czysta woda nie ulega elektrolizie. Aby umożliwić ten proces, należy w wodzie rozpuścić odpowiednią substancję. Zachodzi wtedy elektrolityczny rozkład wody, którego przebieg ilustruje następujące równanie: elektroliza
2 H 2 O ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ 2 H 2 + O2
Zadanie 22. (1 pkt) Określ funkcję, jaką pełni substancja, którą należy rozpuścić, aby umożliwić elektrolizę wody.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (1 pkt) Spośród soli, których wzory podano poniżej, wybierz tę, której należy użyć w celu przeprowadzenia elektrolitycznego rozkładu wody. Podkreśl jej wzór.
CuCl2
ZnSO4
NaCl
Na2SO4
Zadanie 24. (2 pkt) Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących w czasie elektrolitycznego rozkładu wody.
Równanie reakcji katodowej: ....................................................................................................... Równanie reakcji anodowej: ........................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Oblicz, jaką objętość, w temperaturze 22°C i pod ciśnieniem 1000 hPa, zajmie tlen otrzymany w wyniku elektrolitycznego rozkładu 100 gramów wody. Wartość stałej gazowej R wynosi 83,1 hPa ⋅ dm 3 ⋅ K −1 ⋅ mol −1 .
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 26. (1 pkt) W zamkniętym reaktorze zmieszano znane ilości azotu i wodoru. Utrzymując wysoką, stałą temperaturę, mierzono zmiany stężeń azotu, wodoru i amoniaku aż do osiągnięcia przez układ stanu równowagi i pewien czas po tym momencie. Na podstawie wyników tych pomiarów wykonano wykres zależności szybkości reakcji od czasu. Z poniższych wykresów wybierz ten, który ilustruje zmiany szybkości reakcji tworzenia amoniaku i szybkości reakcji rozkładu amoniaku w czasie opisanego eksperymentu (zaznacz wykres A, B, C lub D). oznacza szybkość reakcji tworzenia amoniaku oznacza szybkość rozkładu amoniaku na azot i wodór
B. szybkość reakcji
szybkość reakcji
A.
N2 + 3H2 → 2NH3
2NH3 → N2 + 3H2
N2 + 3H2 → 2NH3
2NH3 → N2 + 3H2
czas
D. szybkość reakcji
szybkość reakcji
C.
czas
N2 + 3H2 → 2NH3
2NH3 → N2 + 3H2
2NH3 → N2 + 3H2
N2 + 3H2 → 2NH3
czas
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
czas
22. 1
23. 1
24. 2
25. 2
26. 1
12
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 27. (1 pkt) Standardowa entalpia uwodornienia etenu przy użyciu gazowego wodoru i w obecności palladu jako katalizatora wynosi –137 kJ/mol. Na podstawie tej informacji określ, czy reakcja uwodornienia etenu jest egzotermiczna czy endotermiczna.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (2 pkt) Oblicz standardową entalpię uwodornienia propenu ΔH 0x , jeżeli standardowa entalpia tworzenia propanu ΔH 10 wynosi − 104,7 kJ / mol , a standardowa entalpia tworzenia propenu ΔH 02 wynosi 20,0 kJ / mol . Na podstawie: W. Mizerski „Tablice chemiczne”, Warszawa 1997
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 29. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli odróżnić propan od propenu. W tym celu: a) napisz, jaką różnicę w budowie cząsteczek tych związków weźmiesz pod uwagę, planując eksperyment;
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
b) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę użytego odczynnika wybranego z podanej poniżej listy: • zawiesina świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II), • silnie zakwaszony wodny roztwór manganianu(VII) potasu, • wodny roztwór chlorku żelaza(III); Schemat doświadczenia: propan
propen
I
Odczynnik:
II
……………………………………………. …………………………………………….
c) napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność propanu w probówce I i propenu w probówce II po wprowadzeniu tych gazów do wybranego odczynnika (wypełnij poniższą tabelę). Barwa zawartości probówki przed zmieszaniem reagentów
po zmieszaniu reagentów
Probówka I Probówka II
Zadanie 30. (2 pkt) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) jednopodstawionych pochodnych benzenu oznaczonych literami A, B i C, które powstają w wyniku przemian zilustrowanych schematem. + HNO3(stęż.) i H2SO4(stęż.)
A
A
+ [H]
B
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
B
+ HCl
C
27. 1
28. 2
29.1. 29.2. 29.3. 1 1 1
30. 2
C
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 31. (2 pkt) Przeprowadzono ciąg reakcji zilustrowanych następującym schematem: ? CH3CH2CH2CH3
I
CH3CH2CHCH3
+ NaOH(aq)
II
Cl
CH3CH2CHCH3 OH
+ K2Cr2O7(aq), H+
III
X
a) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) równanie reakcji numer I. W równaniu nad strzałką napisz warunki, w jakich zachodzi ta reakcja.
....................................................................................................................................................... b) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) związku X.
Zadanie 32. (2 pkt) a) Spośród poniższych wzorów wybierz te, które przedstawiają izomery 2-chlorobutanu i odpowiadają typom izomerii wymienionym w tabeli. Każdemu typowi izomerii przyporządkuj numer wzoru, wpisując go do tabeli. CH3CH2CHCH3
2-chlorobutan
Cl
I
II
III
IV
CH3 CH3CHCH2CH3 Cl
CH3CHCH3
CH3CCH3
Cl
Cl
Typ izomerii Izomeria szkieletowa Izomeria położenia podstawnika
CH3CH2CH2CH2 Cl
Numer wzoru
b) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe. Lp.
1.
2.
Zdanie
2-chlorobutan występuje w postaci dwóch izomerów geometrycznych cis i trans (Z i E), ponieważ w jego cząsteczce drugi atom węgla połączony jest z atomem chloru, atomem wodoru i grupą metylową, a trzeci atom węgla – z dwoma atomami wodoru i grupą metylową. 2-chlorobutan występuje w postaci pary enancjomerów, ponieważ w jego cząsteczce istnieje atom węgla połączony z czterema różnymi podstawnikami.
P/F
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 33. (2 pkt) Kwas salicylowy, otrzymany przez utlenienie alkoholu salicylowego, jest bardzo skutecznym środkiem przeciwbólowym, przeciwzapalnym i przeciwgorączkowym. Niestety, związek ten okazał się zbyt niebezpieczny dla ścianek żołądka. Przekształcenie grupy fenolowej w grupę estrową pozwoliło otrzymać kwas acetylosalicylowy, który wykazuje skuteczność podobną do skuteczności kwasu salicylowego, ale jest mniej szkodliwy dla żołądka. Poniżej przedstawiono schemat przemian pozwalających na otrzymanie kwasu acetylosalicylowego z alkoholu Na podstawie: John McMurry „Chemia organiczna”, Warszawa 2000 salicylowego. a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w nim wzór kwasu salicylowego.
CH2OH
utlenianie
estryfikacja
COOH OCCH3
OH
O
alkohol salicylowy
kwas salicylowy
kwas acetylosalicylowy
b) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) związku, którego reakcja z kwasem salicylowym prowadzi do powstania kwasu acetylosalicylowego.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (2 pkt) Woski to mieszaniny estrów długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i długołańcuchowych alkoholi monohydroksylowych. Na przykład jednym z głównych składników wosku pszczelego jest związek o wzorze O
CH3 ( CH2)14C
O ( CH2)29CH3
a) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, uzupełnij poniższe równanie reakcji hydrolizy tego estru w środowisku zasadowym. O
CH3 ( CH2)14C
O ( CH2)29CH3 + NaOH
H2O
................................................................
................................................................................................................................................ b) Znajomość budowy cząsteczek wosku pozwala przewidzieć jego niektóre cechy. Uzupełnij poniższe zdanie, wybierając spośród podanych w nawiasie wszystkie właściwości wosku pszczelego. Wybrane właściwości podkreśl.
Wosk pszczeli (ma budowę krystaliczną,
jest plastyczny,
jest hydrofilowy,
rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych). Nr zadania 31.1. 31.2. 32.1. 32.2. 33.1. 33.2. 34.1. 34.2. Wypełnia Maks. liczba pkt 1 1 1 1 1 1 1 1 egzaminator! Uzyskana liczba pkt
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 35. (1 pkt) Błony komórkowe składają się głównie z fosfolipidów – związków zbudowanych z małej, polarnej „głowy” i dwóch długich, węglowodorowych „ogonów” (rys. 1.). W środowisku wodnym cząsteczki fosfolipidów samorzutnie układają się w podwójną warstwę lipidową (rys. 2.). Na podstawie: Pr. zb. „Podstawy biologii komórki. Wprowadzenie do biologii molekularnej”, Warszawa 1999
woda
„głowa”
„ogony”
woda
Rys. 1. Schemat ilustrujący budowę cząsteczki lipidu błonowego
Rys. 2. Schemat ilustrujący budowę fragmentu podwójnej warstwy lipidowej
Uzupełnij poniższe zdanie wyjaśniające przyczynę powstawania podwójnej warstwy o przedstawionej strukturze. W każdym nawiasie wybierz i podkreśl właściwe określenie.
„Głowa” jest (hydrofilowa
hydrofobowa), to znaczy ma (duże
małe) powinowactwo
do wody. „Ogony” – w przeciwieństwie do „głowy” – są (hydrofilowe i (silnie
słabo) oddziałują z wodą.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
35. 1
hydrofobowe)
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-P1_1P-092
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MAJ ROK 2009
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (2 pkt) Jądro atomu izotopu pewnego pierwiastka zawiera 20 protonów i 20 neutronów. a) Przedstaw symbol izotopu tego pierwiastka w postaci AZ E (litery zastąp odpowiednimi liczbami oraz symbolem chemicznym pierwiastka i wpisz je w odpowiednie kratki).
b)
Zapisz konfigurację elektronową atomu tego pierwiastka w stanie podstawowym.
......................................................................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt)
Jądro izotopu radu 226Ra ulega rozpadowi α zgodnie z poniższym schematem. 226 88
Ra → ZA E + 42 He
Opisz produkt tej przemiany (E), podając wartość jego liczby atomowej (Z), liczby masowej (A) oraz symbol odpowiedniego pierwiastka. Liczba atomowa Z: ...........
Liczba masowa A: ............
Symbol pierwiastka: ............
Zadanie 3. (2 pkt) Korzystając ze skali elektroujemności według Paulinga, określ rodzaj wiązania chemicznego w następujących substancjach: CaBr2 ........................................................................................ Br2 ............................................................................................ HBr ..........................................................................................
Zadanie 4. (1 pkt) Spośród podanych niżej właściwości a, b, c, d, e, f wybierz te, które są charakterystyczne dla chlorku sodu ze względu na występujący w nim rodzaj wiązania. Zapisz litery oznaczające te właściwości. a) b) c) d) e) f)
Tworzy kryształy jonowe. Nie ulega dysocjacji jonowej. Rozpuszcza się w rozpuszczalnikach polarnych. Topi się w wysokiej temperaturze. Rozpuszcza się w rozpuszczalnikach niepolarnych. Stopiony przewodzi prąd elektryczny.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 5. (1 pkt) W tabeli podano nazwy trzech pierwiastków oraz krótkie charakterystyki czterech pierwiastków (w tym stan skupienia w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym). Nazwa Charakterystyka pierwiastka a) Jest ciałem stałym występującym w kilku odmianach alotropowych. chlor Odmiana biała świeci w ciemności, jest silnie trująca i najaktywniejsza. Odmiana czerwona stosowana jest do produkcji zapałek i ogni sztucznych. magnez Pierwiastek ten tworzy stały tlenek barwy białej, który w reakcji z wodą daje kwas. Związki tego pierwiastka stosowane są do produkcji środków fosfor piorących i nawozów sztucznych. Pierwiastek jest składnikiem organizmów żywych, gdzie występuje w postaci związków nieorganicznych (w kościach) i organicznych (np. w kwasach nukleinowych). b) Jest krystalicznym ciałem stałym o charakterystycznym zapachu. Łatwo ulega sublimacji, tworząc fioletowe pary. Bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie. Dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych. Służy do wykrywania nawet śladowych ilości skrobi. Występuje w wodzie morskiej i w wodorostach. Jest pierwiastkiem śladowym niezbędnym do życia. c) Jest srebrzystobiałym, lekkim, miękkim i ciągliwym ciałem stałym. W przyrodzie występuje w związkach chemicznych. Jego sole powodują twardość wody. Jest niezbędny do życia. Jego niedobór lub nadmiar są przyczyną zaburzeń w rozwoju i funkcjonowaniu organizmów żywych. d) Jest gazem barwy zielonożółtej, rozpuszczalnym w wodzie, o ostrym duszącym zapachu, drażniącym błony śluzowe. W przyrodzie występuje w minerałach oraz w wodzie morskiej. W stanie wolnym jest silną trucizną. Stosowany jest jako środek dezynfekujący i bielący. Na podstawie: J. Sobczak, K.M. Pazdro, Z. Dobkowska: Słownik szkolny, chemia, WSiP, Warszawa 1993
Przyporządkuj każdemu pierwiastkowi odpowiednie litery (a – d) w poniższe kratki. chlor
właściwą
charakterystykę,
wpisując
fosfor
magnez
Zadanie 6. (1 pkt) Podkreśl zbiór zawierający wyłącznie wzory związków, które w wyniku reakcji z wodą lub po rozpuszczeniu w wodzie tworzą kwasy. A. NO, P4O10, SO2 B. CaO, P4O10, SO3 C. HCl(g), SO2, SO3 D. CO, P4O10, SO3 Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1a 1
1b 1
2. 1
3. 2
4. 1
5. 1
6. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
 Informacja do zadań 7 – 9 Pierwiastki znajdujące się w tej samej grupie układu okresowego mają podobne właściwości, ale wraz ze wzrostem liczby atomowej stopniowo zmieniają się ich cechy chemiczne i fizyczne.
Zadanie 7. (1 pkt) W celu porównania aktywności wybranych fluorowców przeprowadzono kilka doświadczeń. Po ich zakończeniu sformułowano wnioski w formie równań reakcji (jeśli reakcja przebiegła) i przedstawiono je w poniższej tabeli. 2KI + Cl2 → 2KCl + I2 2KBr + Cl2 → 2KCl + Br2 KBr + I2 → nie zaobserwowano przebiegu reakcji 2KI + Br2 → 2KBr + I2 Korzystając z powyższych informacji, uszereguj badane niemetale (brom, chlor i jod) pod względem aktywności od najmniejszej do największej. .......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Litowce reagują z wodą. Reakcja litu z wodą przebiega najmniej gwałtownie. Podczas reakcji sodu z wodą wydzielające się ciepło wystarcza do stopienia metalu. Potas zapala się w zetknięciu z wodą. Jeszcze gwałtowniej działają na wodę rubid i cez. Ten ostatni jest tak aktywny, że zapala się samorzutnie w zetknięciu z powietrzem nawet w nieobecności wody. Na podstawie: A. Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004
a) Korzystając z powyższych informacji, uszereguj opisane metale (cez, lit, potas, rubid, sód) pod względem aktywności od najmniejszej do największej. ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji litowca z wodą, wiedząc, że jednym z jej produktów jest wodorotlenek. Zastosuj ogólny symbol metalu M. .......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Określ, jak zmienia się aktywność pierwiastków w grupach głównych i uzupełnij poniższe zdania słowami maleje albo wzrasta. Ze wzrostem liczby atomowej aktywność niemetali ................................................................... Ze wzrostem liczby atomowej aktywność metali ........................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 10. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. Zn
Cu
I
II
HCl (aq)
HCl (aq)
W probówce I nie zaobserwowano objawów reakcji, natomiast w probówce II zaobserwowano wydzielanie gazu. a) Korzystając z powyższej informacji, uzupełnij podany niżej fragment szeregu aktywności metali. Wpisz symbole chemiczne miedzi i cynku w wykropkowane miejsca.
Na,
Mg,
Al,
…….,
Fe,
Sn,
Pb,
H2,
…….,
Ag,
Au
b) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce II. .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania trzech różnych reakcji, za pomocą których można otrzymać chlorek wapnia. Substraty reakcji wybierz spośród zaproponowanych poniżej. HCl (aq)
Ca
Ca(NO3)2 (aq)
CaO(s)
Cl2(g)
Ca(OH)2 (aq)
1. ................................................................................................................................................... 2. ................................................................................................................................................... 3. ...................................................................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Z poniższych zbiorów podkreśl ten, który zawiera wyłącznie wzory mocnych elektrolitów. A. B. C. D.
H2O, KCl, NaOH Na2SO4, KOH, H2S FeCl3, Ca(NO3)2, CH3COOH NaCl, Fe2(SO4)3, HNO3
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
7. 1
8a 1
8b 1
9. 1
10a 1
10b 1
11. 3
12. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 13. (1 pkt) Przeczytaj poniższe zdania i zakwalifikuj opisane reakcje (1, 2 i 3) do egzotermicznych lub endotermicznych. 1. W wyniku spalania tlenku węgla(II) powstaje tlenek węgla(IV). Tlenek węgla(II) jest wysokoenergetycznym paliwem. 2. W wyniku ogrzewania manganianu(VII) potasu otrzymuje się tlen. Przerwanie ogrzewania powoduje zaprzestanie wydzielania się gazu. 3. Podczas reakcji cynku z kwasem solnym można zaobserwować wzrost temperatury reagentów w probówce. Reakcja 1. ............................................................... Reakcja 2. ............................................................... Reakcja 3. ...............................................................
Zadanie 14. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. 0,1g Zn pył
0,1g Zn granulki
II
I
III
50 cm3 20% HCl (aq)
50 cm3 10% HCl (aq)
0,1g Zn pył
50 cm3 10% HCl (aq)
Cynk całkowicie przereagował we wszystkich probówkach, ale reakcje przebiegały z różnymi szybkościami (cynk roztworzył się w różnych czasach t). Przeanalizuj warunki doświadczenia i przyporządkuj czasy przebiegu reakcji (t1, t2 i t3) procesom zachodzącym w probówkach I, II i III, jeżeli wiadomo, że t1 > t2 > t3. Probówka
Czas
I
............
II
............
III
............
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
 Informacja do zadania 15 i 16
W poniższej tabeli przedstawiono wartości rozpuszczalności trzech soli sodu w różnych temperaturach. Rozpuszczalność, g w 100 g wody Temperatura, K
NaCl
Na2SO4
NaNO3
293
35,9
19,2
87,3
298
36,0
28,1
91,2
313
36,4
47,8
104,1
333
37,3
44,7
123,7
353
37,9
42,9
147,5
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk: Tablice chemiczne, Wydawnictwo Podkowa Bis, Gdańsk 2004
Uwaga: zmiany rozpuszczalności Na2SO4 są nietypowe.
Zadanie 15. (1 pkt) a) Na podstawie danych w tabeli wpisz we właściwe miejsca zdania słowa nasycony, nienasycony. Do 100 g wody w temperaturze 333 K dodano 44,7 g Na2SO4 i otrzymano roztwór ......................................., po czym roztwór ten został schłodzony do 313 K i powstał roztwór ....................................... b) Na podstawie danych w tabeli uzupełnij zdanie, wpisując wzór właściwej soli. W przedziale temperatur 313 K – 353 K wraz ze wzrostem temperatury najbardziej wzrasta rozpuszczalność .....................................
Zadanie 16. (2 pkt) Na podstawie danych w tabeli uzupełnij poniższe zdania, wpisując odpowiednie wartości masy soli. 1.
W 50 g wody w temperaturze 353 K można maksymalnie rozpuścić ............. g NaCl.
2.
Do zlewki, w której znajdowało się 140 g stałego NaNO3, dodano 100 g wody. Zlewkę ogrzano do 333 K, a jej zawartość wymieszano. Na dnie naczynia pozostało ............ g soli.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
13. 1
14. 1
15. 1
16. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
 Informacja do zadań 17 – 19 Przeprowadzono doświadczenia zilustrowane poniższym rysunkiem. 0,1 g Na2O(s)
5cm3 HCl(aq), cm = 0,1 mol·dm–3
I H2O + fenoloftaleina
KOH(aq)
III
II 5cm3 NaOH(aq), cm = 0,1 mol·dm–3
CuSO4(aq)
Zadanie 17. (2 pkt) a) Napisz, jaką zmianę zaobserwowano w probówce I, wpisując do tabeli barwę roztworu przed reakcją i po reakcji. Barwa roztworu przed reakcją
Barwa roztworu po reakcji
b) Podaj, co można zaobserwować podczas reakcji zachodzącej w probówce III. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) Zapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji przebiegających w probówkach II i III. Probówka II: ................................................................................................................................. Probówka III: ...............................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) Określ odczyny roztworów, które powstały w probówkach I i II. Odczyn roztworu w probówce I: ................................................................................................. Odczyn roztworu w probówce II: ...............................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Zadanie 20. (2 pkt) Wodorotlenek sodu otrzymywano dawniej w wyniku reakcji węglanu sodu i wodorotlenku wapnia. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania wodorotlenku sodu podaną metodą i wyjaśnij, dlaczego możliwe jest oddzielenie jego roztworu od drugiego produktu reakcji poprzez sączenie lub dekantację. Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... Wyjaśnienie: ................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (1 pkt) Podkreśl właściwe zakończenie zdania. W reakcji zilustrowanej równaniem: Al2O3 + 3Cl2 + 3C → 2AlCl3 + 3CO A. B. C. D.
chlor jest reduktorem. węgiel jest reduktorem. węgiel redukuje się. chlor utlenia się.
Zadanie 22. (2 pkt) Krzemian wapnia można otrzymać w wyniku reakcji przebiegającej zgodnie ze schematem: temperatura CaSO4 + C + SiO2 ⎯⎯⎯⎯ → CaSiO3 + SO2↑ + CO2↑
Stosując metodę bilansu elektronowego, dobierz współczynniki stechiometryczne i zapisz równanie tej reakcji. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: .......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
17a 1
17b 1
18. 2
19. 1
20. 2
21. 1
22. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Zadanie 23. (1 pkt) W celu odróżnienia od siebie dwóch gazów: etenu i etanu przepuszczano je przez wodę bromową. W probówce I woda bromowa nie zmieniła barwy, a w probówce II odbarwiła się. Uzupełnij poniższy rysunek, wpisując w miejsca kropek nazwy lub wzory badanych gazów. ........................
........................
I
II
Br2(aq)
Br2(aq)
Zadanie 24. (3 pkt) W przemyśle wodór otrzymuje się przede wszystkim w procesie konwersji węglowodorów z parą wodną. Źródłem węglowodorów jest najczęściej gaz ziemny, którego głównym składnikiem jest metan. W mieszaninie gazu ziemnego z parą wodną w temperaturze 1025 K i w obecności katalizatora niklowego zachodzą następujące reakcje: I
CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g)
II
Tlenek węgla(II) reaguje z parą wodą, tworząc tlenek węgla(IV) i wodór. Na podstawie: A. Bielański: Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2004
a) Przedstaw stosunek objętościowy substratów i produktów reakcji I.
V CH : V H O : V CO : V H 4
2
2
= ...................................................................................................
b) Napisz równanie reakcji II oraz sumaryczne równanie obu etapów. Równanie reakcji II:
....................................................................................................................................................... Sumaryczne równanie reakcji I i II:
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 25. (2 pkt) Polichlorek winylu (PVC) otrzymuje się z etenu i chloru w procesie, który można przedstawić za pomocą poniższych schematów reakcji I i II oraz równania reakcji III. I CH2 = CH2 + Cl2 ⎯⎯ → A II
katalizator / temperatura A ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → CH2 = CHCl + B
III
katalizator / temperatura / ciśnienie n CH2 = CHCl ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→
[ CH2 – CHCl ] n
a) Dokonaj analizy schematów i podaj wzór półstrukturalny (grupowy) substancji A oraz wzór substancji B. Wzór półstrukturalny (grupowy) substancji A: ........................................................................... Wzór substancji B: ........................... b) Określ typy reakcji I i II, posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej. Typ reakcji I: ................................................................................. Typ reakcji II: ................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) Etyloaminę (etanoaminę) można otrzymać w wyniku katalitycznej redukcji etanalu w obecności amoniaku (aminowanie redukcyjne), zgodnie z poniższym równaniem reakcji. Ni CH3 – CHO + NH3 + H2 ⎯⎯ → CH3 – CH2 – NH2 + H2O
Na podstawie: R.T. Morrison i R.N. Boyd: Chemia organiczna, PWN, Warszawa 1998
Oblicz, ile dm3 amoniaku (w przeliczeniu na warunki normalne) przereaguje z 77,0 g etanalu podczas otrzymywania etyloaminy metodą aminowania redukcyjnego. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
23. 1
24a 1
24b 2
25a 1
25b 1
26. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
12
Zadanie 27. (2 pkt) W poniższej tabeli opisano właściwości dwóch związków organicznych zawierających taką samą liczbę atomów węgla w cząsteczce, ale należących do różnych grup jednofunkcyjnych pochodnych węglowodorów. Związek A
Związek B
- Reaguje z metalami, tlenkami metali - Jest reduktorem; daje pozytywny i wodorotlenkami, tworząc sole. wynik prób Tollensa i Trommera. - Jest reduktorem; daje pozytywny - W wyniku redukcji tego związku wynik prób Tollensa i Trommera. powstaje silnie toksyczny alkohol. - Pod wpływem stężonego kwasu - W temperaturze pokojowej i pod siarkowego(VI) ulega odwodnieniu; ciśnieniem atmosferycznym jest drugim produktem tej reakcji jest gazem, który bardzo dobrze tlenek węgla(II). rozpuszcza się w wodzie, a powstały powoduje denaturację - W temperaturze około 160°C roztwór białka. rozkłada się, tworząc tlenek węgla(IV) i wodór. Podaj wzory strukturalne związków A i B. Związek A
Związek B
Zadanie 28. (2 pkt) Węgliku wapnia użyto jako surowca w procesie, którego schemat przedstawiono poniżej. H O H / katalizator H O / katalizator CaC2 ⎯⎯⎯ → A ⎯⎯⎯⎯⎯ → B ⎯⎯⎯⎯⎯→ C 2
2
2
Uwaga: związek B powstaje w reakcji związku A z wodorem w stosunku molowym 1:1. Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych A, B i C. A
B
C
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
13
Zadanie 29. (2 pkt) Oblicz, ile gramów kwasu aminooctowego (glicyny) H2N – CH2 – COOH znajduje się w 0,10 dm3 roztworu tego związku o stężeniu 0,50 mol · dm–3. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 30. (3 pkt) Przedstaw projekt doświadczenia, które wykaże, że kwas aminooctowy (glicyna) zawiera w cząsteczce grupę funkcyjną o charakterze kwasowym (karboksylową) oraz grupę funkcyjną o charakterze zasadowym (aminową). W tym celu: a) uzupełnij poniższy opis doświadczenia, wpisując wzory potrzebnych odczynników wybranych spośród: HCl(aq)
CuSO4(aq)
I2 w KI(aq)
NaOH(aq)
glicyna
Cu(OH)2(zawiesina)
glicyna
I .................. + fenoloftaleina
II .................. + oranż metylowy
b) wymień obserwacje, które umożliwią określenie charakteru chemicznego grup funkcyjnych w cząsteczce glicyny (uwzględnij zmianę barwy roztworów) Probówka I:
...............................................................................................................................
....................................................................................................................................................... Probówka II:
..............................................................................................................................
....................................................................................................................................................... c) określ charakter chemiczny grup funkcyjnych, których obecność potwierdzono, wykonując doświadczenie. W probówce I potwierdzono obecność grupy o charakterze ...................................................... W probówce II potwierdzono obecność grupy o charakterze ...................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
27. 2
28. 2
29. 2
30a 1
30b 1
30c 1
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-R1_1P-092
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MAJ ROK 2009
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1 – 36). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) W atomie pewnego pierwiastka w stanie podstawowym trzy spośród elektronów walencyjnych znajdują się na podpowłoce 4p (4p3). a) Opisz stan kwantowo-mechaniczny tych elektronów, wpisując do tabeli odpowiednie wartości trzech liczb kwantowych. Liczby kwantowe
Główna liczba kwantowa [n]
Poboczna liczba kwantowa [l]
Magnetyczna liczba kwantowa [m]
Wartości liczb kwantowych b) Podaj symbol tego pierwiastka i przedstaw w formie skróconej (z symbolem helowca) konfigurację elektronową jego atomu w stanie podstawowym. Symbol pierwiastka: ...................... Skrócona konfiguracja elektronowa: ...........................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) Próbka metalicznego kobaltu o masie 20 g zawiera 10% masowych promieniotwórczego izotopu 60Co , którego okres półtrwania τ1/2 = 5,3 lat. Pozostałą masę próbki stanowią trwałe izotopy kobaltu. Oblicz, jaka będzie całkowita masa kobaltu zawartego w próbce po upływie 15,9 lat. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 3. (1 pkt) Wolny krzem można otrzymać w laboratorium, redukując SiO2 za pomocą metalicznego magnezu. Proces ten ilustruje równanie reakcji: temperatura SiO2 + 2Mg ⎯⎯⎯⎯ → Si + 2MgO
Uzupełnij tabelę, wpisując w odpowiednie miejsca obliczone liczby moli oraz masy substratów i produktów tej reakcji. W obliczeniach przyjmij przybliżone wartości mas molowych: MSi = 28 g · mol–1, MMg = 24 g · mol–1, MO = 16 g · mol–1. SiO2
Mg
Liczba moli, mol
Si
MgO
1
Masa, g
30
Zadanie 4. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory pięciu tlenków. Na2O
P4O10
ZnO
CO
SO3
Wpisz w odpowiednie miejsca tabeli wzory wszystkich tlenków reagujących z substancjami, których nazwy podano w tytule każdej kolumny. Uwaga: jeżeli dany tlenek reaguje z więcej niż jedną substancją, należy to uwzględnić. Tlenki reagujące z mocnymi kwasami
wodą
mocnymi zasadami
Zadanie 5. (2 pkt) Określ, jaką rolę (kwasu czy zasady) pełnią według teorii Brönsteda siarkowodór i amoniak w roztworach wodnych. Uzasadnij swoją odpowiedź, zapisując w formie jonowej równania reakcji tych gazów z wodą. Wzór związku
Rola związku
Równanie reakcji
H2S NH3
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1a 1
1b 1
2. 2
3. 1
4. 2
5. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 6. (4 pkt) Przedstaw projekt doświadczenia, które wykaże amfoteryczny charakter wodorotlenku chromu(III). W tym celu: a) uzupełnij poniższy opis doświadczenia, wpisując wzory lub nazwy potrzebnych odczynników, wybranych spośród następujących: kwas solny, chlorek sodu(aq), wodorotlenek sodu(aq)
............................
............................
I
II
Cr(OH)3 (osad)
Cr(OH)3 (osad)
b) wymień obserwacje, które umożliwią wykazanie amfoterycznego charakteru wodorotlenku chromu(III) ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... c) zapisz w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji, wiedząc, że produktem jednej z reakcji jest jon heksahydroksochromianowy(III). Równanie reakcji zachodzącej w probówce I: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji zachodzącej w probówce II: .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 7. (1 pkt) Tlenki niektórych pierwiastków bloku d wykazują różny charakter chemiczny w zależności od stopnia utlenienia pierwiastka. W poniższej tabeli przedstawiono charakter chemiczny wybranych tlenków chromu i manganu. Wzory tlenków
CrO
Charakter chemiczny tlenków
MnO
zasadowy
Cr2O3
MnO2
CrO3
amfoteryczny
Mn2O7
kwasowy
Określ zależność pomiędzy wartościami stopni utlenienia chromu i manganu w tlenkach a charakterem chemicznym tlenków tych pierwiastków. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt)
Oblicz standardową entalpię (ΔHo) reakcji opisanej równaniem: Al2O3 (korund) + 3SO3 (g) → Al2(SO4)3 (krystaliczny) znając standardowe entalpie tworzenia: 3 1) 2Al (s) + O2 (g) → Al2O3 (korund) 2 3 2) S(rombowa) + O2 (g) → SO3 (g) 2
–1 ΔH1o = –1671,0 kJ · mol
ΔH 2o = –395,5 kJ · mol
3) 2Al (s) + 3S (rombowa) + 6O2 (g) → Al2(SO4)3 (krystaliczny)
ΔH 3o = –3437,4 kJ · mol
Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
6a 1
–1
6b 1
6c 2
7. 1
8. 2
–1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 9. (1 pkt) Oceń, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) wydajność reakcji tworzenia SO2 zilustrowanej równaniem: 2H2S(g) + 3O2 (g) ⇄ 2SO2(g) + 2H2O(g)
ΔH = –1038 kJ
jeżeli w układzie będącym w stanie równowagi a) podwyższymy temperaturę:
..................................................................................................................................................... b) usuniemy część wody:
.....................................................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt) W dwóch nieoznakowanych probówkach znajdował się stężony i rozcieńczony roztwór kwasu azotowego(V). W celu zidentyfikowania tych roztworów przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. Cu metaliczna
Cu metaliczna
II
I
A
B
Sformułowano następujące spostrzeżenia: probówka I: roztwór zabarwił się czerwonobrunatny gaz,
na
kolor
niebieskozielony
i
wydzielał
się
probówka II: roztwór zabarwił się na kolor niebieski i wydzielał się bezbarwny gaz, który w kontakcie z powietrzem zabarwiał się na kolor czerwonobrunatny. Uzupełnij poniższe zdania, wybierając brakujące określenia spośród podanych: rozcieńczony stężony NO NO2
Roztwór
A
to
...........................................
kwas
azotowy(V),
a
roztwór
B
to ................................................... kwas azotowy(V). Czerwonobrunatnym gazem, który wydzielał się w probówce I, jest tlenek azotu o wzorze ................................... W probówce II powstał bezbarwny tlenek o wzorze ...................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
 Informacja do zadania 11 i 12 Przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie, które opisano poniżej. Do roztworu chlorku żelaza(II) dodano roztwór wodorotlenku sodu (etap 1). Następnie do otrzymanej mieszaniny wprowadzono roztwór nadtlenku wodoru (etap 2).
Zadanie 11. (2 pkt) Opisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia.
Etap 1: .......................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Etap 2: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Napisz równania reakcji, które zachodzą podczas tego doświadczenia. Równanie reakcji zachodzącej podczas etapu 1 zapisz w formie jonowej skróconej, a równanie reakcji etapu 2 w formie cząsteczkowej.
Równanie reakcji etapu 1 (w formie jonowej skróconej): ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji etapu 2 (w formie cząsteczkowej): .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Do roztworu chlorku sodu o nieznanym stężeniu (roztwór I) dodano 22,00 g stałego NaCl. Otrzymano 400,00 g roztworu o stężeniu 20% masowych. Oblicz stężenie procentowe roztworu I w procentach masowych. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
9. 1
10. 2
11. 2
12. 2
13. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 14. (1 pkt) Zbadano zachowanie cynku, miedzi i srebra w roztworach soli. Zn (blaszka)
Ag (blaszka)
I CuSO4(aq)
II CuSO4(aq)
Cu (blaszka)
III AgNO3(aq)
Zn (blaszka)
IV AgNO3(aq)
Cu (blaszka)
V ZnSO4(aq)
Podaj numery probówek, w których zaobserwowano objawy reakcji.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt)
Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zaproponuj sposób usunięcia kationów Ba2+ z roztworu zawierającego jony Ba2+ i Mg2+. a) Spośród odczynników o podanych niżej wzorach wybierz jeden, który pozwoli usunąć wyłącznie jony Ba2+, i uzasadnij wybór. Na2CO3 (aq)
Na2SO4 (aq)
Na3PO4 (aq)
Wybrany odczynnik: ................................................................. Uzasadnienie wyboru odczynnika: ............................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 16. (2 pkt)
Oblicz pH roztworu kwasu o wzorze ogólnym HR i stężeniu c0 = 0,2 mol · dm–3, jeżeli stopień dysocjacji tego kwasu α = 5%.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 17. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. NaNO2(s)
NaCl(s)
NH4Cl(s)
II
III
I
H2O Określ odczyn wodnych roztworów soli w probówkach I, II i III.
Probówka I: ...................................................... Probówka II: .................................................... Probówka III: ...................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Określ, jaką rolę (utleniacza czy reduktora) spełnia nadtlenek wodoru w reakcjach opisanych równaniami: 1. PbO2 + H2O2 + 2H+ → Pb2+ + 2H2O + O2 2. 2I– + H2O2 + 2H+ → I2 + 2H2O
W reakcji 1 nadtlenek wodoru pełni rolę ............................................................. W reakcji 2 nadtlenek wodoru pełni rolę ............................................................ Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
14. 1
15a 1
15b 1
16. 2
17. 1
18. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 19. (2 pkt) Tlenek żelaza(III) reaguje w obecności mocnych zasad z silnymi utleniaczami, np. z chlorem, według następującego schematu: Fe2O3 + Cl2 + OH − → FeO42 − + Cl − + H2O Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym wyżej schemacie reakcji. Zastosuj metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: 2-
.......... Fe 2O3 + ........... Cl 2 + .......... OH − → .......... FeO 4 + .......... Cl − + .......... H2O
Zadanie 20. (2 pkt) Przeprowadzono elektrolizę wodnych roztworów czterech elektrolitów z użyciem elektrod platynowych. Informacje dotyczące produktów wydzielających się na elektrodach oraz odczynu roztworów w elektrolizerze (po wymieszaniu katolitu z anolitem) przedstawiono w poniższej tabeli. Nr elektrolitu
I
II
III
IV
Produkt wydzielający się na katodzie
wodór
wodór
wodór
wodór
chlor
tlen
tlen
tlen
stał się zasadowy
pozostał zasadowy
pozostał kwasowy
pozostał obojętny
Produkt wydzielający się na anodzie Odczyn roztworu w elektrolizerze
Spośród związków o podanych niżej wzorach: CuSO4
Na2SO4
H2SO4
HCl
NaCl
NaOH
wybierz te elektrolity, których wodne roztwory poddano elektrolizie. Wpisz wzory odpowiednich związków do poniższej tabeli. Nr elektrolitu Wzór elektrolitu
I
II
III
IV
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 21. (2 pkt) Zapisz równania reakcji zachodzących podczas elektrolizy wodnego roztworu NaOH na elektrodach platynowych.
Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji przebiegającej na anodzie: .......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt) Podczas pracy pewnego ogniwa zachodzą procesy elektrodowe, których przebieg można przedstawić sumarycznym równaniem reakcji: Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag a) Korzystając z szeregu elektrochemicznego metali, przedstaw schemat ogniwa, w którym zachodzi powyższa reakcja.
....................................................................................................................................................... b) Oblicz SEM tego ogniwa dla warunków standardowych.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 23. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które umożliwi redukcję jonów manganianowych(VII) do jonów manganu(II). W tym celu: a) wybierz potrzebne odczynniki spośród wodnych roztworów: kwasu siarkowego(VI), manganianu(VII) potasu, wodorotlenku potasu, siarczanu(IV) sodu
...................................................................................................................................................... b) napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia.
...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
19. 2
20. 2
21. 2
22a 1
22b 1
23a 1
23b 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 24. (2 pkt) Szybkość pewnej reakcji zachodzącej w fazie gazowej wyraża się równaniem kinetycznym v = k · cA2 · cB. Przedstaw zależność między początkową i końcową szybkością tej reakcji oraz oblicz, jak zmieni się szybkość reakcji, jeżeli przy niezmienionej ilości reagentów i niezmienionej temperaturze ciśnienie reagujących gazów zmaleje dwukrotnie.
Zależność między początkową i końcową szybkością reakcji (obliczenia):
Odpowiedź:
Zadanie 25. (3 pkt) Pent-2-en otrzymano z pent-1-enu w wyniku dwuetapowego procesu. W etapie 1 dokonano addycji chlorowodoru do pent-1-enu i otrzymano monochloropochodną pentanu (produkt główny). W etapie 2, w podwyższonej temperaturze i w alkoholowym roztworze wodorotlenku potasu, przeprowadzono reakcję eliminacji chlorowodoru z tej monochloropochodnej. Głównym produktem tej reakcji był pent-2-en. a) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równania reakcji tego procesu. W równaniu reakcji etapu 2 uwzględnij warunki procesu.
Równanie reakcji etapu 1: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji etapu 2: .......................................................................................................................................................
W procesie eliminacji HCl z monochloropochodnej atom wodoru odrywa się od jednego z dwóch atomów węgla sąsiadujących z tym atomem węgla, który połączony jest z atomem chloru. b) Dokonaj analizy równania reakcji etapu 2 i sformułuj regułę dotyczącą przebiegu reakcji eliminacji (podobną do reguły Markownikowa dla reakcji addycji). Uzupełnij poniższe zdanie, wpisując w wolne miejsce słowo mniejszą albo większą.
Głównym produktem eliminacji HCl z monochloropochodnej jest związek, który powstaje w wyniku oderwania atomu wodoru od atomu węgla połączonego z .................................... liczbą atomów wodoru.
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 26. (1 pkt)
Podaj liczbę wszystkich wiązań σ i wiązań π w cząsteczce węglowodoru o wzorze: CH2 CH
C
CH2
CH3
Liczba wiązań σ : .......................
Liczba wiązań π : .......................
Zadanie 27. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny (grupowy) etanianu (octanu) etylu. O CH3
C O
CH2
CH3
Zapisz wzory półstrukturalne (grupowe) jednego estru i jednego kwasu będących izomerami octanu etylu. Wzór estru
Wzór kwasu
Zadanie 28. (1 pkt) Glicerol (propan-1,2,3-triol) ulega termicznej dehydratacji. W wyniku odwodnienia glicerolu powstaje nienasycony aldehyd – propenal (akroleina). Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji otrzymywania propenalu opisaną metodą.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
24. 2
25a 2
25b 1
26. 1
27. 2
28. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
 Informacja do zadań 29 – 32 Poniżej przedstawiono wzory grupowe czterech wybranych izomerów pentanolu. CH3
CH3 CH3
C
CH2
OH
CH3
CH2 CH3
C
CH3
OH
CH3
CH
CH
OH
CH3
III
II
I HO
CH2
CH3
CH2
IV
CH
CH3
CH3
Zadanie 29. (1 pkt) Podaj nazwy systematyczne związków, których wzory oznaczono numerami III i IV.
Nazwa związku III: ...................................................................................................................... Nazwa związku IV: ......................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Określ rzędowość alkoholi I, II i III.
Rzędowość alkoholu I: ................................................................................ Rzędowość alkoholu II: .............................................................................. Rzędowość alkoholu III: ............................................................................
Zadanie 31. (1 pkt) Zapisz numer oznaczający wzór tego związku, który może występować w postaci enancjomerów.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 32. (1 pkt) Napisz, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, równanie reakcji utleniania alkoholu I za pomocą tlenku miedzi(II) w podwyższonej temperaturze.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
 Informacja do zadania 33 i 34 W celu porównania właściwości glukozy, etan-1,2-diolu, etanolu oraz sacharozy wykonano następujące doświadczenie. Etap 1. Tę część doświadczenia przeprowadzono w temperaturze pokojowej zgodnie z poniższym schematem. glukoza(aq)
I
etan-1,2-diol
sacharoza(aq)
etanol
III
II
IV
świeżo strącona zawiesina Cu(OH)2
Objawy reakcji zaobserwowano w probówkach I, II i IV. Etap 2. Zawartość każdej probówki dodatkowo zalkalizowano i ogrzano. Stwierdzono, że w jednej probówce powstał ceglastoczerwony osad.
Zadanie 33. (2 pkt) Przeanalizuj przebieg pierwszego etapu doświadczenia. a) Wyjaśnij, porównując budowę cząsteczek związków, które znajdowały się w probówkach I – IV, dlaczego w probówce III nie zaszła reakcja chemiczna.
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Opisz zmiany, jakie zaobserwowano w probówkach I, II i IV.
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (1 pkt) Podaj numer probówki, w której w drugim etapie doświadczenia powstał ceglastoczerwony osad Cu2O.
Osad powstał w probówce .............................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
29. 1
30. 1
31. 1
32. 1
33a 1
33b 1
34. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 35. (1 pkt) Zapisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji kwasu 2-hydroksypropanowego (mlekowego) z wodnym roztworem wodorotlenku sodu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 36. (1 pkt) Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich produktów całkowitej hydrolizy zasadowej (w roztworze wodnym NaOH) związku o wzorze: CH2
O
CO
C17H33
CH
O
CO
C15H31
CH2
O
CO
C17H33
Uwaga: Grupy alkilowe przedstaw w postaci wzorów sumarycznych, tak jak w powyższym wzorze. Wzory grupowe związków:
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
35. 1
36. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
MAJ 2010
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 32). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 120 minut
Liczba punktów do uzyskania: 50
MCH-P1_1P-102
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (1 pkt) Atomy pewnego pierwiastka w stanie podstawowym mają następującą konfigurację elektronów walencyjnych: 2s22p3 (L5) Określ położenie tego pierwiastka w układzie okresowym, wpisując poniżej numer grupy oraz numer okresu. Numer grupy: ..............................................
Numer okresu: ...............................................
Zadanie 2. (1 pkt) W jądrze pierwiastka X znajduje się tyle protonów, ile neutronów zawiera jądro
30 14
masowa jednego z izotopów pierwiastka X jest równa liczbie elektronów w atomie
Si. Liczba 74 34
Se.
Korzystając z powyższej informacji, ustal liczbę atomową pierwiastka X oraz liczbę masową opisanego izotopu pierwiastka X.
Liczba atomowa (Z):
Liczba masowa (A):
Zadanie 3. (1 pkt) Promieniotwórczy izotop pierwiastka Z uległ przemianie α i przekształcił się w izotop
212 83
Bi.
Korzystając z układu okresowego, ustal symbol pierwiastka Z. Symbol pierwiastka Z: .................................................................................................................
Zadanie 4. (2 pkt) Hemoglobina, złożone białko krwinek czerwonych (erytrocytów) o masie cząsteczkowej 70200 u, zawiera 0,3191% masowych żelaza. Oblicz liczbę atomów żelaza znajdujących się w jednej cząsteczce tego białka. W obliczeniach przyjmij przybliżoną wartość masy atomowej żelaza MFe = 56 u. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Informacja do zadań 5–7 Lit i sód to aktywne metale, które w związkach chemicznych przyjmują stopień utlenienia I. Reakcje litu i sodu z chlorem i siarką przebiegają podobnie – ich produktami są odpowiednie chlorki oraz siarczki. Reakcją, która odróżnia lit od sodu, jest utlenianie obu metali w strumieniu tlenu. Lit tworzy w tych warunkach tlenek o wzorze Li2O, a sód – nadtlenek o wzorze Na2O2. Oba metale reagują z wodą, przy czym reakcja sodu z wodą przebiega gwałtowniej niż reakcja litu z wodą.
Zadanie 5. (1 pkt) Napisz, jakie stopnie utlenienia przyjmują sód i tlen w nadtlenku sodu (Na2O2).
Stopień utlenienia sodu: ................................... Stopień utlenienia tlenu: ...................................
Zadanie 6. (1 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania siarczku sodu z pierwiastków.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Ustal, który z metali (lit czy sód) jest mniej reaktywny, i napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji tego metalu z wodą.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (1 pkt) Wśród substancji o wzorach: Cl2, I2, KCl, KI, HCl, HI znajduje się substrat X oraz produkt Y reakcji opisanej schematem: KBr + X → Br2 + Y Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zilustrowanej schematem, zastępując litery X i Y wzorami substancji wybranymi spośród podanych w informacji (pamiętaj o uzgodnieniu współczynników stechiometrycznych).
....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
1. 1
2. 1
3. 1
4. 2
5. 1
6. 1
7. 1
8. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Informacja do zadania 9 i 10 W poniższej tabeli podane są dane fizykochemiczne dotyczące niektórych właściwości tlenu i azotu (pod ciśnieniem 1013 hPa). Temperatura topnienia, °C
Temperatura wrzenia, °C
Rozpuszczalność w wodzie*, cm3/1 cm3 wody
Tlen
−218
−183
0,031
Azot
−210
−196
0,015
* w temperaturze 20 °C Na podstawie: Z. Dobkowska, Szkolny poradnik chemiczny, Warszawa 1990
Zadanie 9. (1 pkt) W przemyśle tlen otrzymuje się przez destylację skroplonego powietrza. Korzystając z danych zawartych w informacji wprowadzającej, napisz, która substancja (tlen czy azot) pierwsza odparowuje podczas otrzymywania tlenu opisaną metodą, i uzasadnij swoją odpowiedź. Pierwszy odparowuje ................................................................................................................... Uzasadnienie: ............................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Pewną ilość mieszaniny tlenu i azotu (pod ciśnieniem 1013 hPa), w której stosunek objętościowy składników był równy 1 : 1, przepuszczano (w cyklu zamkniętym) przez wodę destylowaną o temperaturze 20 °C aż do nasycenia wody tymi gazami. Korzystając z danych zawartych w informacji wprowadzającej, uzupełnij poniższe zdanie, wpisując: większy niż 1 : 1 albo mniejszy niż 1 : 1 , albo równy 1 : 1 . Stosunek objętościowy tlenu do azotu w mieszaninie gazów po przepuszczenu jej przez wodę destylowaną o temperaturze 20 °C (w celu nasycenia wody tymi gazami) jest ................................................................... .
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 11. (2 pkt) Ilość tlenku węgla(IV) emitowanego do atmosfery w wyniku spalania paliw kopalnych, np. w elektrociepłowniach, można ograniczyć, przepuszczając emitowane gazy przez wodną zawiesinę krzemianu wapnia. Zachodzi wtedy reakcja opisana równaniem: 2CO2 (g) + H2O (c) + CaSiO3 (s) → SiO2 (s) + Ca(HCO3)2 (s) Oblicz, ile gramów krzemianu wapnia (CaSiO3) potrzeba do usunięcia 280,0 dm3 CO2 (w warunkach normalnych) z gazów emitowanych z elektrociepłowni. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 12. (3 pkt) Amoniak (NH3) wytwarza się w przemyśle w drodze bezpośredniej syntezy z pierwiastków (sposób 1). W laboratorium amoniak można otrzymać, działając na chlorek amonu (NH4Cl) mocną zasadą, np. NaOH (sposób 2), lub przez rozkład termiczny chlorku amonu (sposób 3). Napisz w formie cząsteczkowej równania opisanych reakcji.
Sposób 1: ......................................................................................................................................
Sposób 2: ......................................................................................................................................
Sposób 3: ......................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
9. 1
10. 1
11. 2
12. 3
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 13. (2 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zaprojektuj doświadczenie umożliwiające odróżnienie umieszczonych w oddzielnych, nieoznakowanych probówkach dwóch wodnych roztworów: chlorku baru (BaCl2) i chlorku potasu (KCl). a) Wybierz z podanego poniżej zestawu wodnych roztworów substancji jeden odczynnik potrzebny do przeprowadzenia doświadczenia i napisz jego wzór. • • •
NaBr AgNO3 Na3PO4
Wzór wybranego odczynnika: ..................................................................................................... b) Napisz, co zaobserwowano w każdej z probówek po dodaniu wybranego odczynnika. Probówka z roztworem BaCl2: ..................................................................................................... Probówka z roztworem KCl: ........................................................................................................
Informacja do zadania 14 i 15 Przeprowadzono trzy doświadczenia, których przebieg zilustrowano na poniższych schematach. NaOH (aq)
HCl (aq) II
I H2SO4 (aq)
AgNO3 (aq)
K2CO3 (aq)
III K2S (aq)
W jednej z probówek zaobserwowano wydzielanie gazu, a w innej wytrącenie osadu.
Zadanie 14. (1 pkt) Podaj numer probówki, w której wydzielił się gaz, oraz numer probówki, w której wytrącił się osad. Numer probówki, w której wydzielił się gaz: .............................................................................. Numer probówki, w której wytrącił się osad: ..............................................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji przebiegających w probówkach oznaczonych numerami I i III. Równanie reakcji w probówce I: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji w probówce III: .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 16. (2 pkt)
Przygotowano dwie zlewki zawierające po 300 cm3 wody destylowanej z dodatkiem oranżu metylowego. Do pierwszej zlewki wprowadzono 5 kropli kwasu solnego o stężeniu 1 mol/dm3. Następnie do drugiej zlewki dodawano kroplami (licząc dodawane krople) roztwór kwasu octowego o stężeniu 1 mol/dm3 do momentu uzyskania zabarwienia roztworu identycznego z zabarwieniem roztworu w pierwszej zlewce. a) Zakładając, że identyczne barwy wskaźnika oznaczają takie samo pH roztworów w obu zlewkach, porównaj ilości roztworów CH3COOH i HCl użytych do tego doświadczenia i na tej podstawie napisz wzór tego kwasu, którego użyto więcej. Więcej użyto ................................................................................................................................ b) Napisz, jaka jest przyczyna użycia różnych ilości tych kwasów. .......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (3 pkt) Gęstość wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu cp = 20% masowych wynosi 1,22 g/cm3 (w temperaturze 20 °C). a) Oblicz, ile gramów NaOH należy odważyć, aby otrzymać 1 dm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 20% masowych w temperaturze 20 °C. Obliczenia:
Odpowiedź: b) Podaj kolejne czynności, które należy wykonać (po obliczeniu potrzebnej ilości NaOH), aby otrzymać ten roztwór. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Nr zadania 13a) 13b) Wypełnia Maks. liczba pkt 1 1 egzaminator! Uzyskana liczba pkt
14. 1
15. 2
16a) 16b) 17a) 17b) 1 1 2 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Zadanie 18. (3 pkt) Po delikatnym ogrzaniu węgiel reaguje ze stężonym roztworem kwasu azotowego(V) zgodnie ze schematem: C + HNO3 (stęż.) → CO2↑ + NO2↑ + H2O a) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym wyżej schemacie reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: …... C + …... HNO3 (stęż.) → …... CO2↑ + …... NO2↑ + …... H2O b) Podaj stosunek molowy utleniacza do reduktora. Stosunek molowy utleniacza do reduktora: ......................... : ............................
Zadanie 19. (2 pkt) W wyniku całkowitego spalenia 1 mola cząsteczek węglowodoru X powstały 2 mole cząsteczek wody i 3 mole cząsteczek tlenku węgla(IV). a) Napisz, stosując wzór sumaryczny węglowodoru X, równanie opisanej reakcji spalania.
....................................................................................................................................................... b) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) węglowodoru, który może być związkiem X.
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Zadanie 20. (2 pkt) W wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem węglowodory nasycone (alkany) ulegają tzw. krakingowi termicznemu. Podczas krakingu następuje rozerwanie wiązania węgiel – węgiel, wskutek czego z cząsteczki alkanu powstają dwie cząsteczki: jedna alkanu, a druga alkenu. Rozerwanie wiązania węgiel – węgiel może zachodzić w różnych miejscach łańcucha węglowego cząsteczki alkanu, stąd produktami krakingu są zwykle mieszaniny węglowodorów. Napisz nazwy systematyczne wszystkich par węglowodorów, które mogą powstać w procesie krakingu termicznego n-butanu. ........................................................................ i .......................................................................... ........................................................................ i ..........................................................................
Zadanie 21. (1 pkt) Podkreśl właściwe zakończenie zdania. Dwa węglowodory pent-1-en i but-1-en A. zawierają w cząsteczkach różną liczbę grup metylowych –CH3. B. różnią się (wyrażoną w % masowych) zawartością węgla i wodoru. C. są względem siebie izomerami. D. są homologami etenu.
Zadanie 22. (1 pkt) Ważną reakcją, której ulega etyn (acetylen), jest przyłączanie wody. Przemiana ta zachodzi w obecności mieszaniny H2SO4 i HgSO4 jako katalizatora. Produktem tej reakcji jest aldehyd zawierający dwa atomy węgla w cząsteczce. Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie opisanej przemiany. W równaniu nad strzałką napisz warunki, w jakich zachodzi ta reakcja.
.......................................................................................................................................................
Nr zadania 18a) 18b) 19a) 19b) Wypełnia Maks. liczba pkt 2 1 1 1 egzaminator! Uzyskana liczba pkt
20. 2
21. 1
22. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Informacja do zadania 23 i 24 Poniższy schemat ilustruje ciąg przemian, których początkowym substratem jest etyn (acetylen): 1 2 ⎯→ eten ⎯ ⎯→ polimer etyn (acetylen) ⎯
Zadanie 23. (1 pkt) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 1.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (1 pkt) Spośród przedstawionych poniżej wzorów podkreśl ten, który przedstawia budowę fragmentu łańcucha polimeru stanowiącego produkt reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2. B.
A.
D.
C.
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
H
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
H
Cl
H
Cl
H
H
H
H
H
H
H C H
C
C H
Zadanie 25. (2 pkt) W wysokiej temperaturze w obecności Al2O3 alkohole ulegają reakcji dehydratacji (odwodnienia). Podczas dehydratacji nasyconych alkoholi (alkanoli) o wzorze ogólnym R1–CH(OH)–R2 (gdzie R1 ≠ R2) oprócz wody powstaje mieszanina nierozgałęzionych alkenów, które są względem siebie izomerami konstytucyjnymi. Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch alkenów będących izomerami konstytucyjnymi, które mogą powstać w wyniku dehydratacji butan-2-olu. Wzór I:
Wzór II:
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Informacja do zadania 26 i 27 Właściwości substancji są uwarunkowane budową ich cząsteczek i charakterem występujących wiązań. W cząsteczkach kwasów karboksylowych można wyróżnić dwa fragmenty o przeciwstawnych właściwościach: polarną grupę karboksylową –COOH i niepolarny fragment węglowodorowy –R. W kwasach o krótkich łańcuchach węglowych dominuje grupa polarna. W miarę wzrostu długości łańcucha węglowego maleje wpływ grupy karboksylowej na właściwości związków. W poniższej tabeli zestawiono temperatury wrzenia wybranych kwasów karboksylowych (pod ciśnieniem 1013 hPa). Wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu
Temperatura wrzenia, °C
CH3COOH
118
CH3CH2CH2COOH
163
CH3CH2CH2CH2CH2COOH
206 Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003
Zadanie 26. (1 pkt) Na podstawie analizy danych zawartych w informacji wprowadzającej sformułuj wniosek, który określa związek pomiędzy długością łańcucha węglowego a lotnością kwasów karboksylowych. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 27. (1 pkt) Ustal, który z kwasów karboksylowych wymienionych w informacji wprowadzającej jest najlepiej rozpuszczalny w wodzie, i napisz jego wzór półstrukturalny (grupowy).
.......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
23. 1
24. 1
25. 2
26. 1
27. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
12
Informacja do zadania 28 i 29 Kwasy tłuszczowe o wzorach C17H35COOH (kwas stearynowy) i C17H33COOH (kwas oleinowy) należą do różnych szeregów homologicznych.
Zadanie 28. (1 pkt) Określ różnicę w budowie cząsteczek tych związków. W tym celu w każdym nawiasie wybierz i podkreśl właściwe określenie. Kwas
w
oleinowy,
( nasyconym
/
przeciwieństwie
do
kwasu
stearynowego,
jest
kwasem
nienasyconym ).
W cząsteczce kwasu stearynowego pomiędzy atomami węgla ( występuje jedno wiązanie podwójne
/
występują tylko wiązania pojedyncze ).
Zadanie 29. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli potwierdzić nienasycony charakter kwasu tłuszczowego. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując wzory odczynników wybranych z poniższej listy:
• • • • •
C17H33COOH C17H35COOH Br2 (aq) NaOH (aq) FeCl3 (aq)
Schemat doświadczenia: Kwas tłuszczowy o wzorze ...............................................
..............................................................................
b) Napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
13
Zadanie 30. (3 pkt) Przeanalizuj poniższe schematy przedstawiające trzy reakcje chemiczne i wpisz wzory brakujących substratów lub produktów. Związki organiczne przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych). O CH3 C
CH3
+
H2
+ ...............................
O CH2 O C C17H33 O CH O C C17H33 O CH2 O C C17H33
kat.
......................................................
CH3 CH2 OH
H2SO4
CH3 CH C CH3
+ 2H2
O O
CH2 CH3
+ ..........
kat.
............................................................................... (podaj wzór jednego z możliwych produktów)
Zadanie 31. (2 pkt) Aminy alifatyczne otrzymuje się w reakcji chlorowcopochodnych węglowodorów z amoniakiem. Przemianę tę przeprowadza się dwuetapowo. W pierwszym etapie powstaje sól amoniowa RNH 3+ Cl − . W drugim etapie powstałą sól poddaje się działaniu NaOH. Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równania reakcji przedstawiające dwuetapowy proces otrzymywania metyloaminy.
Etap I: ........................................................................................................................................... Etap II: ..........................................................................................................................................
Zadanie 32. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe.
1. Glukoza i fruktoza dobrze rozpuszczają się w wodzie, a ich wodne roztwory mają odczyn obojętny. 2. Glukoza jest przedstawicielem cukrów prostych, a fruktoza dwucukrów. 3. Glukoza i fruktoza mają takie same masy molowe. Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator! Uzyskana liczba pkt
28. 1
29a) 29b) 1 1
30. 3
31. 2
32. 1
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-P1_1P-102
Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
Nr zad. 0
WYPE£NIA EGZAMINATOR
Punkty 1
2
3
Nr zad. 0
1 2
Punkty 1
2
3
19a 3 19b 4 20 5 21 6 22 7 23 8 24 9 25 10 26 11 27 12 28 13a 29a 13b 29b 14 30 15 31 16a 32 16b 17a SUMA PUNKTÓW
17b 18a
D
18b
J
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
KOD EGZAMINATORA
Czytelny podpis egzaminatora
KOD ZDAJ¥CEGO
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
MAJ 2010
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1 – 34). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-102
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt)
Atomy pierwiastka X tworzą jony X3+, których konfigurację elektronową można zapisać: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując symbol pierwiastka X, dane dotyczące jego położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego) s, p lub d, do którego należy pierwiastek X. Symbol pierwiastka
Numer okresu
Numer grupy
Symbol bloku
Zadanie 2. (2 pkt) Jednym z pierwszych sztucznie otrzymanych radionuklidów był izotop azotu w wyniku napromieniowania izotopu boru
10 5B
13 7 N.
Powstał on
cząstkami α pochodzącymi z naturalnej
przemiany promieniotwórczej, jakiej ulega izotop polonu
210 84 Po.
Napisz równania przemian promieniotwórczych opisanych powyżej. Równanie przemiany, jakiej ulega izotop polonu
210 84 Po:
....................................................................................................................................................... Równanie przemiany, w której powstaje izotop azotu
13 7 N:
.......................................................................................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt) Poniżej podano wzory pięciu związków chemicznych. Podkreśl te wzory, które przedstawiają związki chemiczne występujące w postaci kryształów jonowych (tak jak chlorek sodu), a nie zbiorów cząsteczek. CCl4
Li2O
SO2
CS2
BaBr2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Chlor tworzy tlenki, w których przyjmuje różne stopnie utlenienia. Tlenek, w którym chlor występuje na najwyższym stopniu utlenienia, otrzymuje się w reakcji odwodnienia (dehydratacji) kwasu chlorowego zawierającego chlor na tym samym stopniu utlenienia. Napisz równanie reakcji otrzymywania tego tlenku powyższą metodą. ......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 5 i 6
W dwóch jednakowych zbiornikach o objętości 2,0 dm3 każdy umieszczono oddzielnie takie same liczby moli substancji gazowych X i Y. Masa molowa substancji X jest dwa razy większa od masy molowej substancji Y. Temperatura w obu zbiornikach jest równa 481,3 K, a ciśnienie w zbiorniku z substancją X jest równe 2000,0 hPa.
Zadanie 5. (3 pkt) a) Podaj wartość ciśnienia panującego w zbiorniku z substancją Y. ...................................................................................................................................................... b) Oblicz, jaką wartość osiągnie ciśnienie w zbiorniku z substancją X, jeśli temperatura wzrośnie w nim o 100,0 K. Stała gazowa R = 83,1 dm 3 ⋅ hPa ⋅ mol −1 ⋅ K −1 . Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 6. (1 pkt) Wskaż gaz (X lub Y), który ma większą gęstość w warunkach normalnych. ......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
1. 1
2. 2
3. 1
4. 1
5a 1
5b 2
6. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (2 pkt)
Stężenie procentowe nasyconego wodnego roztworu chlorku potasu o temperaturze 20 oC wynosi 25,37% masowych. Rozpuszczalność w wodzie tego związku w temperaturze 40 oC jest równa 40 g/100 g wody. W przedziale od 0 oC do 50 oC zależność rozpuszczalności chlorku potasu od temperatury jest liniowa.
Korzystając z powyższych informacji, uzupełnij tabelę, a następnie narysuj wykres zależności rozpuszczalności chlorku potasu w wodzie od temperatury w przedziale od 0 oC do 50 oC. Obliczenia:
Rozpuszczalność, g/100 g H2O 20 oC 40 oC Chlorek potasu 50
Rozpuszczalność, g/100 g H2O
40
30
20
10
0 0
10
20
30
Temperatura, ºC
40
50
60
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (2 pkt)
W 1,00 dm3 wody rozpuszczono 112,00 dm3 chlorowodoru odmierzonego w warunkach normalnych. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego kwasu solnego w procentach masowych. Załóż, że gęstość wody wynosi 1,00 g·cm–3. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 9. (2 pkt) Pewna roślina rosnąca na glebie o odczynie kwasowym ma kwiaty w kolorze niebieskim, a gdy odczyn gleby jest zasadowy, jej kwiaty mają zabarwienie różowoczerwone. Gleba, na której posadzono tę roślinę, pierwotnie miała odczyn obojętny, ale do jej użyźnienia zastosowano siarczan(VI) amonu. a) Określ kolor, na jaki zabarwiły się kwiaty tej rośliny po użyciu siarczanu(VI) amonu. Kwiaty zabarwiły się na kolor .....................................................................................................
b) Uzasadnij swoją odpowiedź, zapisując w formie jonowej skróconej odpowiednie równanie reakcji. Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt) W teorii Brönsteda sprzężoną parą kwas-zasada nazywa się układ złożony z kwasu oraz zasady, która powstaje z tego kwasu przez odłączenie protonu. Dla przemiany przedstawionej równaniem:
CH3NH2 + H2O ⇄ CH3NH3+ + OH − napisz wzory kwasów i zasad, które w tej reakcji tworzą sprzężone pary. Sprzężona para 1 Kwas 1:
Zasada 1:
Sprzężona para 2 Kwas 2:
Zasada 2: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
7. 2
8. 2
9a 1
9b 1
10. 2
6
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 11. (1 pkt) W poniższej tabeli podano wartości stopnia dysocjacji trzech kwasów karboksylowych w ich wodnych roztworach o stężeniu 0,1 mol/dm3 w temperaturze 25 oC. Wzór związku
Stopień dysocjacji, %
HCOOH
4,15
CH3COOH
1,33
C6H5COOH
2,50
Na podstawie: Z. Dobkowska: Szkolny poradnik chemiczny, Warszawa 1990
Na podstawie podanych wartości stopnia dysocjacji uszereguj podane kwasy od najsłabszego do najmocniejszego. .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Przygotowano wodne roztwory kwasów HX i HY oraz ich soli NaX i NaY, wszystkie o stężeniach 1 mol/dm3. Stałe dysocjacji kwasowej HX i HY w temperaturze 25 oC są odpowiednio równe: Ka(HX) = 4,0·10–5, Ka(HY) = 2,3·10–2.
a) Posługując się zapisem w formie cząsteczkowej, dopisz do podanych substratów produkty reakcji lub napisz, że przemiana nie zachodzi. NaX + HY → ............................................................................................................................... NaY + HX → ...............................................................................................................................
b) Wskaż kwas (HX lub HY), którego roztwór o stężeniu 1 mol/dm3 ma wyższe pH. .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Do oceny mocy elektrolitu stosuje się stopień dysocjacji oraz stałą dysocjacji, jednak w tablicach chemicznych zwykle podawane są wartości stałej dysocjacji.
Wyjaśnij, dlaczego stała dysocjacji lepiej charakteryzuje moc elektrolitu. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Informacja do zadania 14 i 15 W temperaturze 700 K stężeniowa stała równowagi reakcji opisanej równaniem: CO (g)+ H2O (g) ⇄ CO2 (g)+ H2 (g) ma wartość 9,0. Do reakcji tej użyto pary wodnej (H2O) oraz gazu syntezowego, czyli mieszaniny CO i H2, zamiast czystego CO. Reakcję prowadzono w układzie zamkniętym. Po osiągnięciu stanu równowagi w temperaturze 700 K stężenia CO, CO2, H2 były odpowiednio równe: [CO] = 0,3 mol/dm3, [CO2] = 6,3 mol/dm3, [H2] = 12,9 mol/dm3.
Zadanie 14. (2 pkt) Oblicz stężenie równowagowe pary wodnej w temperaturze 700 K. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 15. (2 pkt) Korzystając z podanych w informacji wartości stężeń równowagowych reagentów, oblicz i napisz, w jakim stosunku molowym występowały CO i H2 w gazie syntezowym użytym do realizacji opisanej przemiany. Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
11. 1
12a 1
12b 1
13. 1
14. 2
15. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 16. (2 pkt)
Do dwóch probówek wprowadzono po 5 cm3 wodnego roztworu chlorku chromu(III). Do każdej z nich dodano po 5 cm3 rozcieńczonej wody amoniakalnej i zaobserwowano wytrącenie się osadu o barwie szarozielonej. Następnie do pierwszej probówki dodano kilka cm3 stężonego roztworu wodorotlenku sodu, a do drugiej taką samą objętość kwasu solnego. Zaobserwowano, że szarozielony osad rozpuścił się w obu probówkach.
a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji chlorku chromu(III) z wodą amoniakalną. .......................................................................................................................................................
b) Na podstawie opisanych wyników doświadczenia określ charakter chemiczny związku tworzącego osad o szarozielonej barwie. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (4 pkt) Aniony dichromianowe(VI) reagują z kationami żelaza(II) w środowisku kwasowym według następującego schematu:
Cr2 O72− + Fe 2+ + H + ⎯⎯ → Cr 3+ + Fe3+ + H 2 O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania dokonujących się w czasie tej reakcji.
Równanie procesu redukcji: ....................................................................................................................................................... Równanie procesu utleniania: ....................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
…... Cr2O 72− + …... Fe2+ + …... H+ ⎯⎯ → …... Cr3+ + …... Fe3+ + …... H2O c) Podaj stosunek molowy utleniacza do reduktora.
Stosunek molowy utleniacza do reduktora: ......................... : ............................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 18. (2 pkt) W poniższej tabeli przedstawiono równania reakcji elektrodowych oraz odpowiadające im wartości potencjałów standardowych dwóch półogniw redoks tworzących tzw. ogniwo niklowo-kadmowe. Równanie reakcji elektrodowej Potencjał standardowy, V Cd(OH)2 + 2 e − ⇄ Cd + 2 OH −
E° = ‒ 0,81
NiO(OH) + H2O + e − ⇄ Ni(OH)2 + OH −
E° = + 0,52
Na podstawie: W. Mizerski: Tablice chemiczne, Warszawa 2003
a) Korzystając z podanych informacji, napisz sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym ogniwie niklowo-kadmowym. ...................................................................................................................................................... b) Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) tego ogniwa w warunkach standardowych. SEM: ............................................................................................................................................
Informacja do zadania 19 i 20 Wilgotne powietrze stanowi środowisko korozyjne, w którym metalowe przedmioty narażone są na zniszczenie. Metale można chronić przed korozją przez powlekanie ich powierzchni innymi metalami. Jeżeli w tym celu zastosuje się metal o potencjale większym od potencjału metalu chronionego (powłoka katodowa), pełne zabezpieczenie uzyskuje się tylko wówczas, gdy powłoka jest całkowicie szczelna. Jeżeli natomiast zastosuje się powłokę wykonaną z metalu o potencjale mniejszym od potencjału metalu chronionego (powłoka anodowa), jej uszkodzenie nie powoduje korozji metalu podłoża. O charakterze danej powłoki metalicznej na stali można wnioskować, porównując wartości standardowych potencjałów odpowiednich elektrod (typu Me/Men+).
Zadanie 19. (1 pkt) Oceń, który metal (cynk czy miedź) powinien być zastosowany do ochrony przed korozją w wilgotnym powietrzu stalowego przedmiotu narażonego na zarysowania. Wybrany metal: ...............................................
Zadanie 20. (1 pkt) W niektórych środowiskach następuje zmiana biegunowości układu: metal podłoża – metal powłoki ochronnej, a tym samym zmiana charakteru powłoki. Przykładem może być powłoka cynowa na stali: w wilgotnym powietrzu wykazuje ona charakter katodowy, natomiast w warunkach beztlenowych stanowi powłokę anodową. Dokończ poniższe zdanie, wpisując właściwą nazwę. Po mechanicznym uszkodzeniu cynowej powłoki na wewnętrznej stalowej powierzchni zamkniętej puszki z konserwą cyna ulega procesowi ................................................................. (utleniania / redukcji) Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
16a 1
16b 1
17a 2
17b 1
17c 1
18a 1
18b 1
19. 1
20. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 21. (1 pkt) Narysuj wzór strukturalny lub półstrukturalny (grupowy) węglowodoru, w którego cząsteczce występuje osiem wiązań σ i jedno wiązanie π.
Zadanie 22. (3 pkt) Alkeny bardzo łatwo przyłączają bromowodór lub chlorowodór. Reakcje te nie wymagają użycia katalizatorów ani podwyższenia temperatury. Powstałe w wyniku tej przemiany halogenki alkilowe mogą ulegać reakcji podstawienia lub reakcji eliminacji. Temperatura pokojowa i użycie wody jako rozpuszczalnika sprzyja reakcji podstawienia, natomiast użycie alkoholowego roztworu wodorotlenku potasu w podwyższonej temperaturze (około 80 ºC) prowadzi do reakcji eliminacji. W obecności kwasu siarkowego(VI) alkeny mogą reagować także z wodą, dając alkohole. Poniżej przedstawiono ciąg przemian: → 2-chlorobutan ⎯⎯ → but-2-en ⎯⎯ → butan-2-ol but-1-en ⎯⎯ 1 2 3
Skorzystaj z powyższej informacji i napisz równania reakcji 1, 2 oraz 3, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Jeżeli reakcja wymaga użycia katalizatora, odpowiedniego środowiska lub podwyższenia temperatury, napisz to nad strzałką równania reakcji. Równania reakcji:
1: ..................................................................................................................................................
2: ..................................................................................................................................................
3: ..................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 23. (3 pkt) Poniżej podano dwa ciągi przemian chemicznych, w wyniku których otrzymano związki organiczne B i D. [ ] 2 → A ⎯⎯ → B CH3–CH2–CH3 + Cl2 ⎯⎯⎯→ CH3–CHCl–CH3 ⎯⎯⎯⎯ światło
KOH / H O
O
[ ] 2 CH3–CH2–CH3 + Cl2 ⎯⎯⎯→ CH3–CH2–CH2Cl ⎯⎯⎯⎯ → C ⎯⎯ → D światło
KOH / H O
O
a) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) związku oznaczonego literą B oraz podaj nazwę systematyczną związku oznaczonego literą D. Wzór związku B: ......................................................................................................................... Nazwa związku D: .......................................................................................................................
b) Stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej, określ typ reakcji, w wyniku których powstały związki oznaczone literami A i C. ......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (1 pkt) Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać wzór izomeru geometryczngo cis węglowodoru o wzorze grupowym CH3–CH2–CH=CH–CH2–CH3 Izomer cis:
C
C
Zadanie 25. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce kwasu etanowego (octowego). Wypełnij tabelę, wpisując stopień utlenienia atomu węgla, którego symbol został podkreślony. CH3–COOH
CH3–COOH
Stopnie utlenienia atomów węgla
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
21. 1
22. 3
23a 2
23b 1
24. 1
25. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 26. (1 pkt) Spośród poniższych wzorów wybierz wszystkie, które są wzorami izomerów 1,2-dimetylobenzenu (napisz numery, którymi je oznaczono). I
II
III
IV
CH3
CH3
CH3
CH3
H3C CH3
CH3
Wzory izomerów 1,2-dimetylobenzenu: .....................................................................................
Zadanie 27. (3 pkt) Reakcją pozwalającą wykryć w związkach organicznych grupę O CH3 – C – jest próba jodoformowa. Polega ona na reakcji związku organicznego z jodem w obecności NaOH w podwyższonej temperaturze. Po oziębieniu mieszaniny poreakcyjnej do temperatury pokojowej powstaje żółty, krystaliczny osad o charakterystycznym zapachu. Jeżeli badanym związkiem jest propanon (aceton), produktami próby jodoformowej są: trijodometan, etanian sodu (octan sodu), jodek sodu i woda. a) Korzystając z powyższych informacji, uzupełnij schemat, tak aby przedstawiał równanie opisanej reakcji w formie cząsteczkowej (wpisz wzory produktów reakcji i odpowiednie współczynniki stechiometryczne).
CH3COCH3+3I2+4NaOH
+
+
+
b) Napisz wzór tego produktu przemiany, który tworzy żółty, krystaliczny osad o charakterystycznym zapachu.
....................................................................................................................................................... c) Napisz, czy próba jodoformowa pozwala na odróżnienie propanonu (acetonu) od etanalu, i uzasadnij swoje stanowisko.
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 28. (2 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe.
Lp. 1.
2. 3.
Zdanie
P/F
Zasadowy charakter amin związany jest z obecnością wolnej pary elektronowej atomu azotu grupy aminowej, umożliwiającej przyłączenie jonu H+. Wartości temperatury wrzenia amin alifatycznych są wyższe niż n-alkanów o porównywalnej masie molowej, gdyż między cząsteczkami amin tworzą się wiązania wodorowe. Fenyloaminę (anilinę) otrzymuje się przez utlenienie nitrobenzenu.
Zadanie 29. (2 pkt) Pewien dwufunkcyjny związek organiczny ma masę molową równą 90 g/mol. W jego cząsteczce stosunek liczby atomów węgla, wodoru i tlenu wynosi 1:2:1. a) Napisz wzór sumaryczny opisanego związku.
b) Wiedząc, że związek ten w roztworze wodnym dysocjuje z odszczepieniem jonu wodorowego oraz że jego cząsteczka jest achiralna, narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) tego związku.
Zadanie 30. (1 pkt) Punkt izoelektryczny (pI) aminokwasu to pH roztworu, w którym cząsteczki tego aminokwasu występują głównie w formie jonów obojnaczych. Kwas 2-aminobutanodiowy (asparaginowy) jest dikarboksylowym aminokwasem o wzorze sumarycznym C4H7O4N. Jego punkt izoelektryczny pI = 2,87. Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) jonu, który jest dominującą formą tego aminokwasu w roztworze o pH = 1.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
26. 1
27a 1
27b 1
27c 1
28. 2
29a 1
29b 1
30. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 31. (3 pkt) Badano działanie świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) na próbki wodnych roztworów glukozy i fruktozy. Używając uniwersalnego papierka wskaźnikowego, zbadano także odczyn wodnych roztworów obu związków. Obserwacje zestawiono w tabeli. Badana substancja
Odczynnik Wodorotlenek miedzi(II) (na zimno) Wodorotlenek miedzi(II) (na gorąco)
glukoza
fruktoza
klarowny, szafirowy roztwór
klarowny, szafirowy roztwór
ceglastoczerwony osad
ceglastoczerwony osad
żółty
żółty
Papierek uniwersalny
Korzystając z podanej informacji, uzupełnij poniższe zdania, wpisując w odpowiedniej formie gramatycznej określenia wybrane z poniższego zestawu.
związek kompleksowy, kwasowy, zasadowy, obojętny, utleniający, redukujący, hydroksylowa, alkilowa, aldehydowa, ketonowa, aldoza, ketoza 1. Glukoza i fruktoza są białymi, krystalicznymi substancjami stałymi. Bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie. Odczyn ich wodnych roztworów jest ............................................ .
2. Reakcja glukozy z wodorotlenkiem miedzi(II) prowadzona na zimno potwierdza obecność w jej cząsteczce kilku grup .................................................................. związanych z sąsiednimi atomami węgla. Glukoza w reakcji z wodorotlenkiem miedzi(II) przeprowadzanej na gorąco wykazuje właściwości .................................................................................…., co wiąże się z obecnością w jej cząsteczce grupy ....................................................... .
3. Fruktoza, podobnie jak glukoza, tworzy z wodorotlenkiem miedzi(II) rozpuszczalne ..................................................................................,
dlatego
obserwujemy
powstanie
szafirowego roztworu. Wynik reakcji fruktozy z wodorotlenkiem miedzi(II) prowadzonej w podwyższonej temperaturze wskazuje, że związek ten ma także właściwości .................................................................................…., mimo że fruktoza zaliczana jest do ....................................................... .
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 32. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na rozróżnienie roztworów dwóch triglicerydów: trioleinianu glicerolu i tristearynianiu glicerolu. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę odczynnika wybranego spośród następujących: - stężony wodny roztwór wodorotlenku sodu NaOH (aq) - woda bromowa Br2 (aq) - rozcieńczony wodny roztwór kwasu etanowego (octowego) CH3COOH (aq)
Schemat doświadczenia: odczynnik: ............................................................................................................... I
II
roztwór trioleinianu glicerolu w CCl4
roztwór tristearynianu glicerolu w CCl4
Zgodnie z powyższym schematem do probówki I wprowadzono roztwór trioleinianu glicerolu w CCl4, a do probówki II roztwór tristearynianu glicerolu w tym samym rozpuszczalniku. Następnie do obu probówek dodano wybrany odczynnik i ich zawartość energicznie wymieszano.
b) Napisz, co potwierdzi obecność roztworu trioleinianu glicerolu w probówce I i roztworu tristearynianu glicerolu w probówce II (porównaj przebieg doświadczenia w obu probówkach). Probówka I: ................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................ ......................................................................................................................................................
Zadanie 33. (1 pkt) Ester metylowy kwasu 2-metylopropenowego (metakrylan metylu) jest monomerem poli(metakrylanu metylu).
Dokończ, stosując wzory półstrukturalne (grupowe), równanie reakcji polimeryzacji tego estru. COOCH3 n CH2=C CH3 Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
31. 3
32a 1
32b 1
33. 1
16
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 34. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzór D-arabinozy (w projekcji Fischera). CHO HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać wzór enancjomeru D-arabinozy.
CHO C C C CH2OH
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
34. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
PESEL
MCH-R1_1P-102 Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
WYPE£NIA EGZAMINATOR Punkty Nr zad. 0 1 2
Nr zad. 0
Punkty 1 2
3
Nr zad. 0
1
17a
26
2
17b
27a
3
17c
27b
4
18a
27c
5a
18b
28
5b
19
29a
6
20
29b
7
21
30
8
22
31
9a
23a
32a
9b
23b
32b
10
24
33
11
25
34
Punkty 1 2
12a 12b 13
SUMA PUNKTÓW
14 D
15 16a 16b
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
3
KOD EGZAMINATORA
Czytelny podpis egzaminatora
KOD ZDAJ¥CEGO
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
MAJ 2011
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 34). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 120 minut
Liczba punktów do uzyskania: 50
MCH-P1_1P-112
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Informacja do zadań 1.–3. Atomy trzech różnych pierwiastków: X, Y i Z mają w stanie podstawowym następujące konfiguracje elektronów walencyjnych: Pierwiastek X: 2s22p2 (L4)
Pierwiastek Y: 3s1 (M1)
Pierwiastek Z: 3s23p4 (M6)
Zadanie 1. (1 pkt) Napisz symbole chemiczne lub nazwy pierwiastków X, Y i Z. X: ...................................
Y: ...................................
Z: ...................................
Zadanie 2. (1 pkt) Zbadano trzy tlenki pierwiastków X, Y i Z. Informacje o ich właściwościach zestawiono w tabeli.
XO
wodą ―
Reakcja z zasadą ―
kwasem ―
Y2O
+
―
+
ZO3
+
+
―
Wzór tlenku
Uwaga: Znak „+” oznacza, że tlenek reaguje z daną substancją; znak „−” oznacza, że tlenek nie reaguje z daną substancją.
Korzystając z powyższej informacji, określ charakter chemiczny tlenków. Charakter chemiczny tlenku XO: ................................................................................................. Charakter chemiczny tlenku Y2O: ............................................................................................... Charakter chemiczny tlenku ZO3: ................................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, do którego użyto tlenków opisanych w powyższym zadaniu, i jego przebieg zilustrowano rysunkiem. Y2O
XO
III
II
I H2O
ZO3
H2O
H2O
W każdej probówce umieszczono uniwersalny papierek wskaźnikowy. Określ barwę uniwersalnego papierka wskaźnikowego w każdej probówce. Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................. Probówka III: ...............................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 4. (1 pkt) Uzupełnij zdania, wpisując określenia wybrane z poniższego zestawu: zmniejszy się,
zwiększy się,
nie ulegnie zmianie.
Po emisji cząstki β − liczba masowa jądra ........................................................, natomiast ładunek ........................................................ o jeden ładunek elementarny. W wyniku emisji cząstki α liczba masowa jądra ........................................................ o cztery jednostki, a jego ładunek ........................................................ o dwa ładunki elementarne.
Zadanie 5. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe.
1. 2. 3.
Zdanie Chlorowodór i metan są związkami dobrze rozpuszczalnymi w wodzie, ponieważ cząsteczki tych związków są silnie polarne. W związku o wzorze CS2 występuje wiązanie kowalencyjne, ponieważ elektroujemność obu pierwiastków jest taka sama. Lotność alkanów rośnie wraz ze wzrostem masy ich cząsteczek, dlatego n-heksan jest bardziej lotny niż n-pentan.
P/F
Zadanie 6. (2 pkt) Termiczny rozkład azotanu(V) ołowiu(II) przebiega według równania: 2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2↑ + O2↑ Oblicz całkowitą objętość gazowych produktów (w przeliczeniu na warunki normalne) wydzielonych podczas reakcji rozkładu 16,55 g azotanu(V) ołowiu(II), zakładając, że przemiana ta przebiegła ze 100% wydajnością. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. W obliczeniach przyjmij wartości mas molowych: M N = 14,0 g · mol −1 , M O = 16,0 g · mol −1 , M Pb = 207,0 g · mol −1 . Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
1. 1
2. 1
3. 1
4. 1
5. 1
6. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Informacja do zadań 7.–10. Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. Na (s)
H2O + fenoloftaleina
Zaobserwowano, że metal stapia się, tworząc kulkę, i pływa po powierzchni wody. Wskutek reakcji objętość kulki zmniejszała się.
Zadanie 7. (1 pkt) Zapisz w formie jonowej równanie reakcji przebiegającej podczas tego doświadczenia. .......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) a) Napisz, co zaobserwowano podczas doświadczenia. Wpisz do tabeli barwę roztworu przed reakcją i po reakcji. Barwa roztworu przed reakcją
Barwa roztworu po reakcji
b) Określ odczyn powstałego roztworu. .......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Korzystając z informacji wprowadzającej, określ, czy reakcja jest egzoenergetyczna, czy endoenergetyczna. .......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie. W każdym nawiasie wybierz i podkreśl właściwe słowo. Po wrzuceniu do wody małego kawałka sodu przebiega gwałtowna reakcja. Zachowanie sodu, który przybiera kształt kulisty i pływa na powierzchni wody, wskazuje na jego ( niską / wysoką ) temperaturę topnienia oraz gęstość ( mniejszą / większą ) od gęstości wody.
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 11. (3 pkt) Siarkowodór (H2S) można otrzymać w laboratorium w wyniku działania kwasu solnego na siarczek żelaza(II). Oprócz siarkowodoru produktem tej reakcji jest chlorek żelaza(II). Siarkowodór spala się w powietrzu słabym płomieniem, dając w przypadku dostatecznego dopływu tlenu tlenek siarki(IV) i parę wodną. Przy ograniczonym dopływie tlenu wydziela się siarka i para wodna. Korzystając z powyższej informacji, napisz w formie cząsteczkowej a) równanie reakcji otrzymywania siarkowodoru w laboratorium. ....................................................................................................................................................... b) równanie reakcji spalania siarkowodoru przy ograniczonym dostępie tlenu i podaj stopień utlenienia siarki przed reakcją oraz stopień utlenienia siarki po zakończeniu przemiany. Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... Stopień utlenienia siarki przed reakcją: ....................................................................................... Stopień utlenienia siarki po reakcji: .............................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Spośród soli o wzorach: K2CO3, MgSO3, Na2SO4, Ca(NO2)2, AlCl3 wybierz tę, której aniony mają właściwości redukujące, a kationy mają konfigurację elektronową argonu. Napisz jej wzór. .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) W wodnym roztworze fruktozy (C6H12O6) na jeden mol cząsteczek tego cukru przypada 9,03 · 10 24 cząsteczek wody. Oblicz stężenie procentowe tego roztworu w procentach masowych. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej. W obliczeniach przyjmij przybliżone wartości mas molowych: M C6H12O6 = 180 g · mol −1 , M H 2O = 18 g · mol −1 . Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
7. 1
8a) 1
8b) 1
9. 1
10. 1
11a) 11b) 1 2
12. 1
13. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 14. (2 pkt) Poniższy wykres przedstawia temperaturową zależność rozpuszczalności azotanu(V) potasu w wodzie. 300
Rozpuszczalność, g/100 g wody
250
200
150
100
50
0 0
20
40
60
80
100
o
120
Temperatura, C
Do 50 g wody dodano 85 g azotanu(V) potasu i otrzymaną mieszaninę ogrzano do 60 oC.
Korzystając z wykresu, określ, a) ile gramów azotanu(V) potasu nie rozpuściło się. .......................................................................................................................................................
b) do jakiej najniższej temperatury należy ogrzać mieszaninę, aby pozostała sól uległa rozpuszczeniu. .......................................................................................................................................................
Informacja do zadań 15.–17. Przeprowadzono doświadczenia, których przebieg zilustrowano na poniższym rysunku. H2SO4
H2SO4
I
II
CH3COONa • •
Na2CO3
CH3COOH III Na2CO3
W probówce I wyczuwało się charakterystyczny zapach octu. W probówce II i III reakcje przebiegły gwałtownie i wydzielił się bezbarwny gaz.
Zadanie 15. (1 pkt) Na podstawie informacji wprowadzającej uzupełnij poniższe zdanie. W każdym nawiasie wybierz i podkreśl nazwę właściwego kwasu. Najmocniejszym kwasem jest kwas ( etanowy / siarkowy(VI) / węglowy ), a najsłabszym kwasem jest kwas ( etanowy / siarkowy(VI) / węglowy ).
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 16. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących w probówkach I i II. Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: .................................................................................................................................
Zadanie 17. (2 pkt) Powstający w probówce III bezbarwny gaz wprowadzono do zlewki, w której znajdował się wodny roztwór wodorotlenku wapnia.
a) Napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. .......................................................................................................................................................
b) Przedstaw w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w zlewce. .......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (3 pkt) W trzech probówkach oznaczonych numerami I, II i III znajdują się oddzielnie wodne roztwory następujących substancji: NaCl, MgCl2, CuCl2. Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego do każdej probówki dodano wodny roztwór NaOH, i w tabeli zanotowano obserwacje. Numer probówki
Opis obserwacji
I
Wytrącił się biały osad.
II
Wytrącił się niebieski osad.
III
Brak objawów reakcji.
a) Napisz wzór chemiczny substancji, której roztwór znajdował się w probówce III przed dodaniem wodnego roztworu NaOH. .......................................................................................................................................................
b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce I. .......................................................................................................................................................
c) Wyjaśnij, dlaczego odparowanie nie jest odpowiednią metodą, którą można zastosować do oddzielenia powstałego w probówce II osadu od pozostałych składników mieszaniny poreakcyjnej. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
14. 2
15. 1
16. 2
17a) 17b) 18a) 18b) 18c) 1 1 1 1 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Zadanie 19. (1 pkt) Poniżej przedstawiono ogólne schematy ilustrujące reakcje całkowitego spalania węglowodorów należących do różnych szeregów homologicznych. 3n + 1 3n O2 → nCO2 + (n+1)H2O O2 → nCO2 + nH2O oraz CnH2n + CnH2n+2 + 2 2 Określ, o ile mniej moli tlenu cząsteczkowego zużywa się do całkowitego spalenia 1 mola alkenu niż do całkowitego spalenia 1 mola alkanu o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczce.
.......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 20. i 21. Alkany pod wpływem promieniowania ultrafioletowego reagują z bromem. Z każdego alkanu zawierającego więcej niż 2 atomy węgla może powstać różna liczba izomerycznych monobromopochodnych, zależnie od tego, który atom wodoru zostaje zastąpiony przez atom bromu. W temperaturze około 100 ºC głównym produktem jest ten, w którym atom bromu został podstawiony do atomu węgla połączonego z mniejszą liczbą atomów wodoru.
Zadanie 20. (2 pkt) W reakcji 2-metylopropanu z bromem przebiegającej pod wpływem promieniowania ultrafioletowego powstała mieszanina izomerycznych monobromopochodnych.
Ustal, ile izomerów powstanie w wyniku opisanej przemiany. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru oraz podaj jego nazwę systematyczną. Liczba powstałych izomerów: ....................... Wzór półstrukturalny:
Nazwa systematyczna:
Zadanie 21. (2 pkt) a) Stosując wzory sumaryczne związków organicznych, napisz równanie reakcji bromu z n-butanem (zmieszanych w stosunku objętościowym 1 : 1) przebiegającej pod wpływem promieniowania ultrafioletowego w temperaturze około 100 ºC. .......................................................................................................................................................
b) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) głównego produktu tej przemiany. .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Informacja do zadań 22.–24. Do całkowitego uwodornienia 1 mola cząsteczek węglowodoru X zużyto 2 mole cząsteczek wodoru. Produktem tej reakcji jest 2,2-dimetylobutan.
Zadanie 22. (1 pkt) Spośród przedstawionych poniżej wzorów wybierz i podkreśl ten, który przestawia węglowodór X. A. H 2C
CH 3 CH
C
CH 3
CH 3
B. H3C
C.
CH 3 C
C
CH
D.
CH3 CH3
H 2C
C
C
CH3 CH3
H3C C
CH2
C CH3
CH 3
Zadanie 23. (1 pkt) Napisz, stosując wzory sumaryczne związków organicznych, równanie reakcji całkowitego uwodornienia węglowodoru X.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (1 pkt) Oblicz w procentach masowych zawartość węgla w produkcie reakcji całkowitego uwodornienia węglowodoru X. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. W obliczeniach przyjmij wartości mas molowych: M C = 12,00 g · mol −1 , M H = 1,00 g · mol −1 . Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 25. (1 pkt) Pewna substancja organiczna składająca się z węgla, wodoru i tlenu jest bezbarwną cieczą o dużej lepkości, mieszającą się z wodą w każdym stosunku i nieulegającą dysocjacji. Jest silną trucizną. Reaguje z zawiesiną wodorotlenku miedzi(II), powodując rozpuszczanie się osadu i powstanie roztworu o barwie szafirowej. W cząsteczce tego związku organicznego stosunek liczby atomów węgla, wodoru i tlenu wynosi 1 : 3 : 1.
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego związku.
....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
19. 1
20. 2
21a) 21b) 1 1
22. 1
23. 1
24. 1
25. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Zadanie 26. (2 pkt) W tabeli przedstawiono wybrane właściwości alkanali (pod ciśnieniem 1013 hPa). Nazwa alkanalu
Temperatura topnienia, ºC
Temperatura wrzenia, ºC
Metanal
– 92
– 19
Etanal
– 123
21
Propanal
– 80
48
Butanal
– 96
75
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003
Korzystając z powyższej tabeli, określ stan skupienia a) metanalu oraz etanalu w warunkach normalnych. Metanal: ................................
Etanal: ................................
b) propanalu oraz butanalu w temperaturze – 90 ºC i pod ciśnieniem 1013 hPa. Propanal: ................................
Butanal: ................................
Zadanie 27. (1 pkt) Pewien związek organiczny w obecności kwasu siarkowego(VI) reaguje z etanolem, dając substancję chemiczną o wzorze sumarycznym C3H6O2. Substancja ta ma charakterystyczny zapach. Drugim produktem reakcji jest woda.
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie opisanej przemiany. W równaniu nad strzałką napisz warunki, w jakich zachodzi ta reakcja. .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe. Zdanie 1. 2. 3.
W tłuszczach ciekłych łańcuchy reszt kwasowych są w większości nasycone, natomiast w tłuszczach stałych przeważają łańcuchy z jednym lub większą liczbą wiązań podwójnych. Tłuszcze ciekłe można przekształcić w tłuszcze stałe w reakcji katalitycznego uwodornienia wiązań podwójnych w tzw. procesie utwardzania tłuszczów. W reakcji kwasu oleinowego z glicerolem powstaje tłuszcz nienasycony, który powoduje odbarwienie wody bromowej.
P/F
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Informacja do zadań 29.–31. Poniższy schemat ilustruje ciąg przemian chemicznych. trimeryzacja p, T
HNO3
A
H2SO4
B
NH2
[H]
etyn 1
2
eten
chloroetan
Zadanie 29. (2 pkt) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji otrzymywania związku A z etynu oraz równanie reakcji otrzymywania związku B ze związku A. Równanie reakcji otrzymywania związku A: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji otrzymywania związku B: .......................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Jeden mol etynu poddano przemianom prowadzącym do powstania chloroetanu. Korzystając z informacji, wybierz i podkreśl wiersz A–D, w którym poprawnie zapisano wzory i liczby moli nieorganicznych substratów przemian oznaczonych na schemacie numerami 1 i 2. Przemiana 1
Przemiana 2
A.
H2
HCl
B.
H2
Cl2
C.
2H2
HCl
D.
2H2
Cl2
Zadanie 31. (1 pkt) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typ reakcji, w wyniku której powstaje związek B, oraz typ reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2. Typ reakcji, w wyniku której powstaje związek B: ....................................................................................................................................................... Typ reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2: ....................................................................................................................................................... Nr zadania 26a) 26b) Wypełnia Maks. liczba pkt 1 1 egzaminator Uzyskana liczba pkt
27. 1
28. 1
29. 2
30. 1
31. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
12
Zadanie 32. (1 pkt) Aminokwasy wchodzące w skład białek noszą nazwy zwyczajowe i często oznaczane są trzyliterowymi symbolami stosowanymi do zwięzłego zapisywania struktury białek, np. glicyna (Gly), alanina (Ala). Jeżeli w reakcji kondensacji uczestniczą te dwa aminokwasy, to w produktach reakcji można wykryć cztery rodzaje dipeptydów zapisanych umownie: Gly-Ala, Ala-Gly, Gly-Gly i Ala-Ala.
Podaj liczbę łańcuchowych tripeptydów, które mogą powstać w wyniku kondensacji zachodzącej w mieszaninie glicyny (Gly) i seryny (Ser). Liczba możliwych tripeptydów: ............................
Zadanie 33. (2 pkt) Białka stanowią podstawowy budulec wszystkich organizmów, są składnikiem włókien naturalnych pochodzenia zwierzęcego, np. wełny i jedwabiu naturalnego. W probówce znajduje się biała próbka jedwabiu naturalnego.
Zaprojektuj doświadczenie, które potwierdzi obecność białka w badanej próbce. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę odczynnika wybranego z listy: • wodny roztwór manganianu(VII) potasu • stężony kwas azotowy(V) • woda bromowa. Schemat doświadczenia: .......................................................................
Badana próbka
b) Napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
13
Zadanie 34. (2 pkt) Pomysł otrzymania tworzyw o strukturze polimerowej zawdzięczamy analizie budowy naturalnych polimerów, takich jak kauczuk czy wełna. Wyróżnia się polimery addycyjne oraz polimery kondensacyjne. Polimery addycyjne powstają wtedy, gdy w reakcji następuje łączenie się monomerów bez równoczesnego wydzielania się cząsteczek produktu ubocznego. Polimery kondensacyjne powstają w reakcjach, w których oprócz polimeru wydzielają się niewielkie cząsteczki produktu ubocznego, którym najczęściej jest woda. Poniżej przedstawione są dwie przemiany chemiczne: •
powstawania polichlorku winylu (popularnego PCW): nCHCl=CH2 →
[ CH2―CH ] n Cl
oraz •
powstawania poliamidu o nazwie nylon: O
O
nH2N-(CH2)6-NH2 + nHOOC-(CH2)4-COOH → [ N-(CH2)6-N-C- (CH2)4-C ]n H
+ 2nH2O
H
a) Określ, jakim polimerem (addycyjnym czy kondensacyjnym) jest: • polichlorek winylu • nylon. Polichlorek winylu: ........................................................................ Nylon: ........................................................................
b) Podaj nazwę zaznaczonego wiązania, które występuje w polimerze o nazwie nylon. .......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
32. 1
33a) 33b) 34a) 34b) 1 1 1 1
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-P1_1P-112 Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY Punkty Nr zad. 0 1 2
1
WYPE£NIA EGZAMINATOR Punkty Nr zad. 0 1 2
2 3
21a
4
21b
5
22
6
23
7
24
8a
25
8b
26a
9
26b
10
27
11a
28
11b
29
12
30
13
31
14
32
15
33a
16
33b
17a
34a
17b
34b
18a 18b
SUMA PUNKTÓW
18c 19 20
D 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
KOD EGZAMINATORA
Czytelny podpis egzaminatora
KOD ZDAJ¥CEGO
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
MAJ 2011
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 18 stron (zadania 1 – 35). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-112
2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 1. (2 pkt) Pewien pierwiastek X tworzy anion prosty o konfiguracji elektronowej atomu argonu. W stanie podstawowym w powłoce walencyjnej atomu pierwiastka X dwa orbitale p mają niesparowane elektrony. Napisz symbol pierwiastka X oraz podaj konfigurację elektronową powłoki walencyjnej atomu tego pierwiastka. Symbol pierwiastka X: ................................................................................................................. Konfiguracja elektronowa powłoki walencyjnej: ........................................................................
Zadanie 2. (3 pkt) Przeanalizuj budowę następujących cząsteczek i jonów: CH4, H3O + , NH3, CO2 i napisz wzór tej drobiny, a) w której wiążąca para elektronowa pochodzi od jednego atomu. ....................................................................................................................................................... b) w której wszystkie elektrony walencyjne biorą udział w tworzeniu wiązań. ....................................................................................................................................................... c) która ma kształt liniowy. .......................................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) Pomiędzy cząsteczkami, w których obecne są atomy wodoru związane bezpośrednio z silnie elektroujemnymi atomami niemetalu (fluoru, tlenu, azotu), tworzą się wiązania wodorowe mające wpływ na właściwości fizyczne związku. a) Spośród związków o wzorach: CH3OH, CH3COCH3, CH3F, CH3NH2, CH3CH3, CH3Cl wybierz i napisz wzory tych, których cząsteczki tworzą wiązania wodorowe. ....................................................................................................................................................... Wiązania wodorowe utrudniają przejście związku w stan gazowy, ponieważ powodują asocjację cząsteczek – łączenie się ich w większe agregaty. Wiązania te są tym silniejsze, im bardziej elektroujemny jest atom niemetalu będący donorem pary elektronowej. b) Uszereguj związki o wzorach: CH3CH3, CH3NH2, CH3OH zgodnie ze wzrastającą lotnością (od najmniejszej do największej). .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Pierwsza energia jonizacji (Ej) to minimalna energia potrzebna do oderwania jednego elektronu od obojętnego atomu. Na poniższym wykresie przedstawiono zmiany pierwszej energii jonizacji pierwiastków uszeregowanych według liczb atomowych.
Energia jonizacji, eV
30 He
25
Ne 20 Ar
N
15
Kr Cl
C Be
10
P Mg
5
Li
Xe
Na
Zn
Si
K
Rb
Cs
0 0
10
20
30
40
50
60
70 Liczba atomowa
Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe. Zdanie 1.
2. 3.
P/F
W szeregu pierwiastków: lit, beryl, węgiel i azot wraz ze wzrostem liczby atomowej obserwujemy zależność polegającą na tym, że im więcej elektronów znajduje się na powłoce zewnętrznej, tym większa jest wartość pierwszej energii jonizacji. W szeregu pierwiastków: hel, neon, argon, krypton i ksenon wraz ze wzrostem liczby atomowej obserwujemy zwiększanie się promienia atomowego i wzrost wartości pierwszej energii jonizacji. Magnez ma mniejszy promień atomowy niż glin i większą wartość pierwszej energii jonizacji.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
1. 2
2a) 1
2b) 1
2c) 1
3a) 1
3b) 1
4. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Informacja do zadań 5.–7.
Tryt 3H (T) jest nietrwałym izotopem wodoru o okresie półtrwania 12,3 lat, który emituje cząstki β–. Powstaje on między innymi w wyższych warstwach atmosfery na skutek zderzeń neutronów z atomami azotu 14N. W przemianie tej obok trytu powstaje także trwały izotop węgla. Tryt w reakcji z tlenem tworzy wodę trytową, która w opadach przedostaje się do wód powierzchniowych. Szacuje się, że w 1 cm3 wody będącej w naturalnym obiegu znajduje się 6 · 104 atomów trytu.
Zadanie 5. (1 pkt) Napisz równanie reakcji wytwarzania trytu w wyższych warstwach atmosfery. Uzupełnij poniższy schemat.
→
+
+
Zadanie 6. (1 pkt)
Podaj w przybliżeniu, w ilu dm3 wody będącej w naturalnym obiegu znajduje się 1 mol atomów trytu. .......................................................................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt)
Próbkę wody o objętości 10 cm3 umieszczono w naczyniu i szczelnie zamknięto. Na podstawie poniższego wykresu przedstawiającego zależność liczby atomów trytu w 1 cm3 wody od czasu oszacuj, ile atomów trytu pozostanie w próbce wody o objętości 10 cm3 po 40 latach.
60000
3
Liczba atomów trytu w 1 cm wody
70000
50000 40000 30000 20000 10000 0 0
10
20
30
40
50
60
70
Czas, lata
Po 40 latach w próbce pozostanie około .......................................................... atomów trytu.
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (2 pkt) Sporządzono 200 g roztworu zawierającego 100 g sacharozy. Sacharozę poddano reakcji hydrolizy: C12H22O11 + H2O ⎯HCl ⎯→ ⎯ C6H12O6 + C6H12O6 Reakcję przerwano w momencie, gdy całkowite stężenie cukrów redukujących w roztworze było równe 40% masowych. Oblicz stężenie sacharozy, wyrażone w procentach masowych, w roztworze po przerwaniu reakcji. W obliczeniach przyjmij przybliżone wartości mas molowych: M C12H 22O11 = 342 g · mol −1 , M C6H12O6 = 180 g · mol −1 . Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 9. (2 pkt) Zgodnie z teorią Brönsteda kwas i sprzężona z nim zasada różnią się o jeden proton, przy czym im silniejszy jest kwas, tym słabsza jest sprzężona z nim zasada.
a) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując wzory brakującej sprzężonej zasady i brakującego sprzężonego kwasu. Kwas
Zasada
NH3 CH3NH2
b) Korzystając z zamieszczonej powyżej informacji, wskaż najsłabszą spośród następujących zasad: Cl − , HS − , CH3COO − , C6H5O − . Najsłabszą zasadą jest .................................................................................................................. Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
5. 1
6. 1
7. 1
8. 2
9a) 1
9b) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 10. (2 pkt) Zmierzono pH wodnych roztworów czterech soli o stężeniu 0,01 mol · dm −3 i wyniki zestawiono w poniższej tabeli. Wzór soli
RCOONH4
R1COONH4
R1COONa
R2COONa
pH
6,0
6,5
7,9
8,1
Na podstawie: A. Hulanicki, Reakcje kwasów i zasad w chemii analitycznej, Warszawa 1992
a) Uszereguj kwasy RCOOH, R1COOH, R2COOH od najsłabszego do najmocniejszego. .......................................................................................................................................................
b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji hydrolizy soli o wzorze R2COONa. .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) W probówkach 1–4 znajdują się (w nieznanej kolejności) wodne roztwory następujących substancji: AgNO3, BaCl2, ZnSO4, NaCl. W celu zidentyfikowania zawartości probówek zbadano odczyn wodnego roztworu każdej soli oraz zmieszano kolejno ze sobą roztwory z poszczególnych probówek. Wyniki przeprowadzonych doświadczeń zapisano w poniższej tabeli. Numer probówki 1 Numer probówki
1
2
3
4
Odczyn roztworu
↓
↓
–
kwasowy
↓
↓
kwasowy
–
obojętny
2
↓
3
↓
↓
4
–
↓
–
Oznaczenia zastosowane w tabeli: „↓”- strącanie osadu lub zmętnienie roztworu;
obojętny „–”- brak objawów reakcji
a) Korzystając z powyższej informacji, napisz wzory substancji znajdujących się w probówkach 1–4. Probówki: 1: ...........................
2: ...........................
3: ...........................
4: ...........................
b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które umożliwiły identyfikację substancji znajdującej się w probówce 3. Równania reakcji: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 12. (2 pkt) W reaktorze o objętości 1 dm3 przebiegła przemiana zgodnie z równaniem A + B ⇄ C + D. Do reakcji użyto 2 mole substancji A i nadmiar substancji B. Po ustaleniu się stanu równowagi stwierdzono, że w mieszaninie poreakcyjnej znajduje się 0,4 mola substancji A. Stała równowagi tej reakcji w temperaturze prowadzenia procesu jest równa 1.
Oblicz, ile moli substancji B użyto do tej reakcji. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 13. (1 pkt) Na poniższym wykresie zilustrowano zmianę energii podczas przebiegu reakcji opisanej równaniem A (s) + AB2 (g) ⇄ 2AB (g). E
AB (g) A (s) + AB2 (g) przebieg reakcji
Oceń, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) wydajność reakcji otrzymywania produktu AB, jeżeli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpi a) wzrost temperatury w warunkach izobarycznych (p = const). .......................................................................................................................................................
b) wzrost ciśnienia w warunkach izotermicznych (T = const). ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
10a) 1
10b) 1
11a) 2
11b) 1
12. 2
13. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 14. (4 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji: MnO 24 − + H + → MnO −4 + MnO2 + H2O
a) 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 redukcji: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji utleniania: .......................................................................................................................................................
b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. .......... MnO 24 − + .......... H + → .......... MnO −4 + .......... MnO2 + .......... H2O
c) Napisz, jakie funkcje pełnią jony MnO 42 − w tej reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (1 pkt) Rozpuszczalność substancji trudno rozpuszczalnej charakteryzują dwie wielkości: • iloczyn rozpuszczalności (KSO), który opisuje stan równowagi między osadem trudno rozpuszczalnej substancji a stężeniem jej jonów w roztworze • rozpuszczalność molowa (S), która wyrażona jest stężeniem molowym substancji w jej roztworze nasyconym. Substancja
Iloczyn rozpuszczalności KSO
Rozpuszczalność molowa S, mol · dm −3
Sc(OH)3
2,22 · 10 − 31
9,5 · 10 − 9
Sn(OH)2
5,45 · 10 − 27
1,1 · 10 − 9
Wartości liczbowe podane są dla temperatury 25 oC. Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002
Korzystając z powyższej informacji, napisz wzór wodorotlenku, który jest lepiej rozpuszczalny w wodzie, oraz napisz, czy dokonując tego wyboru, należało porównać wartości rozpuszczalności molowych, czy też wartości iloczynów rozpuszczalności substancji. Wzór wodorotlenku: .................................................................................................................... Należało porównać wartości ........................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 16. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe. Zdanie
P/F
W ogniwie zbudowanym z półogniw: Cd|Cd2+ i Sn|Sn2+ katodę stanowi 1. półogniwo Cd|Cd2+. 2.
Kationy Cu2+ wykazują większą tendencję do przyłączania elektronów niż kationy Zn2+.
Siła elektromotoryczna ogniwa Ag|Ag+||Au3+|Au jest w warunkach 3. standardowych równa 2,32 V.
Informacja do zadania 17. i 18. Elektroliza może być prowadzona na elektrodach, które nie biorą udziału w procesach elektrodowych (np. platyna, grafit), lub na elektrodach, które ulegają roztworzeniu w procesie anodowym. Efekt roztwarzania materiału anody wykorzystywany jest do oczyszczania metali w procesie elektrorafinacji.
Zadanie 17. (2 pkt) W celu oczyszczenia miedzi prowadzi się elektrolizę wodnego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) na elektrodach, z których jedną stanowi czysta miedź, a drugą miedź zanieczyszczona. Podczas tego procesu miedź i metale o niższym standardowym potencjale redukcji niż miedź ulegają na anodzie utlenieniu, natomiast na katodzie osadza się czysta miedź. Płyta miedziana zawierająca ok. 98% miedzi zanieczyszczona jest niklem. W celu uzyskania czystej miedzi płytę poddano elektrorafinacji.
Korzystając z powyżej informacji, napisz równania wszystkich reakcji, zachodzących na elektrodach podczas elektrorafinacji. Anoda:
Katoda:
Zadanie 18. (1 pkt) Napisz, z jakim biegunem (dodatnim czy ujemnym) źródła prądu stałego połączona jest ta elektroda, której masa wzrasta podczas procesu elektrorafinacji.
.......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
14a) 2
14b) 1
14c) 1
15. 1
16. 1
17. 2
18. 1
10
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 19. (3 pkt) Reakcja A + 2B ⇄ C przebiega w temperaturze T według równania kinetycznego v = k·cA·cB2. Początkowe stężenie substancji A było równe 2 mol · dm −3 , a substancji B było równe 3 mol · dm −3 . Szybkość początkowa tej reakcji była równa 5,4 mol · dm −3 · s −1 .
a) Oblicz stałą szybkości reakcji w temperaturze T, wiedząc, że dla reakcji przebiegającej według równania kinetycznego v = k·cA·cB2 stała szybkości k ma jednostkę: mol −2 · dm 6 · s −1 . Obliczenia:
Odpowiedź:
b) Korzystając z powyższych informacji, oblicz szybkość reakcji w momencie, gdy przereaguje 60% substancji A. Wynik podaj z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Informacja do zadania 20. i 21. W laboratorium chemicznym alkany można otrzymać kilkoma sposobami, między innymi w reakcji halogenków alkilów z sodem przeprowadzonej w podwyższonej temperaturze. Przemiana ta prowadzi do wydłużenia łańcucha węglowego. Charakterystycznymi dla alkanów są przemiany z substancjami niepolarnymi. Taką reakcją jest podstawienie, np. atomu chloru w miejsce atomu wodoru, przebiegające pod wpływem światła lub ogrzania. Powstająca w tej przemianie monochloropochodna może – w podwyższonej temperaturze i w alkoholowym roztworze wodorotlenku potasu – ulegać reakcji eliminacji, tworząc związek nienasycony. Powstały alken przyłącza wodę w obecności kwasu siarkowego(VI), dając alkohol. Opisane przemiany można przedstawić poniższym schematem. 1 3 2 4 ⎯→ CH3CH3 ⎯ CH3CH2Cl ⎯ ⎯→ CH2=CH2 ⎯ CH3CH2OH CH3Cl ⎯ ⎯→ ⎯→
Zadanie 20. (2 pkt) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równania reakcji oznaczonych na podanym schemacie numerami 1, 3. Skorzystaj z informacji i w równaniach reakcji (nad strzałkami) napisz warunki, w jakich zachodzą te przemiany. Równania reakcji: 1.: .................................................................................................................................................. 3.: ..................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) a) Określ, według jakiego mechanizmu: elektrofilowego, nukleofilowego rodnikowego przebiega reakcja oznaczona na schemacie numerem 2.
czy
.......................................................................................................................................................
b) Określ, czy nieorganiczny reagent reakcji oznaczonej na schemacie numerem 4 jest czynnikiem elektrofilowym, czy nukleofilowym. .......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (1 pkt)
Podaj liczbę wszystkich wiązań σ i wiązań π w cząsteczce związku organicznego o wzorze:
CH≡CCHO Liczba wiązań σ : ....................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
Liczba wiązań π : ....................... 19a) 1
19b) 2
20. 2
21a) 1
21b) 1
22. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Informacja do zadania 23. i 24. Jedną z ogólnych metod określania struktury związku jest degradacja – rozpad cząsteczki związku o nieznanej strukturze na kilka mniejszych cząsteczek, łatwiejszych do zidentyfikowania. Metoda ta jest wykorzystywana do określania położenia podwójnego wiązania w cząsteczkach alkenów. Stosowane jest wówczas ich utlenianie, np. za pomocą roztworu KMnO4, prowadzone w środowisku kwasowym. Podczas tej reakcji, w zależności od budowy cząsteczki alkenu, mogą powstać kwasy karboksylowe, ketony lub tlenek węgla(IV). R1 R
(
)
(
)
Z ugrupowania R2 C = powstaje keton, z ugrupowania H C= powstaje kwas, a tlenek
(
)
węgla(IV) powstaje z ugrupowania H2C= .
Zadanie 23. (2 pkt) Pewien alken utleniany nadmiarem KMnO4 w środowisku kwasowym daje dwa różne kwasy karboksylowe, zaś w reakcji 1 mola tego alkenu z 1 molem wodoru powstaje n-heksan.
a) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tego alkenu. .......................................................................................................................................................
b) Podaj nazwy systematyczne dwóch kwasów karboksylowych powstałych podczas utleniania tego alkenu. 1. ................................................................................................................................................... 2. ...................................................................................................................................................
Zadanie 24. (1 pkt) W dwóch nieoznakowanych kolbach znajdowały się dwa alkeny (każdy w innym naczyniu). Wiadomo, że jednym związkiem był 2-metyloprop-1-en, a drugim but-2-en. W celu odróżnienia 2-metyloprop-1-enu od but-2-enu przeprowadzono doświadczenie, podczas którego do obu naczyń dodano zakwaszony, wodny roztwór KMnO4.
Korzystając z powyższych informacji, wymień po jednej obserwacji, która pozwoli na odróżnienie obu związków. Uzupełnij poniższą tabelę. Obserwacja potwierdzająca obecność w kolbie 2-metyloprop-1-enu
but-2-enu
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 25. (2 pkt) Buta-1,3-dien to związek o wzorze CH2=CH–CH=CH2. Jest on produktem wyjściowym do otrzymywania kauczuku syntetycznego. Polimeryzacja buta-1,3-dienu może przebiegać w położeniach 1, 4 lub 1, 2. W pierwszym przypadku powstają makrocząsteczki o nienasyconych łańcuchach liniowych, w drugim przypadku łańcuch główny polimeru nie zawiera podwójnych wiązań, natomiast występują one w łańcuchach bocznych.
Napisz wzory merów obu polimerów, powstających w reakcji polimeryzacji buta-1,3-dienu, wiedząc, że mer to najmniejszy, powtarzający się fragment budowy łańcucha polimeru.
Zadanie 26. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla (podkreślone symbole) w cząsteczkach, których wzory podano w tabeli. Wzór cząsteczki
CH3CH2OH
HCHO
HCOOH
Stopień utlenienia atomu węgla
Zadanie 27. (2 pkt) Związek organiczny X o wzorze sumarycznym C7H6O2 ulega reakcji hydrolizy. Produktami tej reakcji w środowisku kwasowym są związki Y i Z. Substancja Y, jako jedyny przedstawiciel swojego szeregu homologicznego, ma właściwości redukujące. Związek Z w reakcji z chlorkiem żelaza(III) daje związek kompleksowy o fioletowej barwie.
a) Podaj nazwy grup związków, do których należą substancje organiczne X, Y i Z.
X: ........................................
Y: ........................................
Z: ........................................
b) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji hydrolizy kwasowej związku organicznego X.
....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
23a) 1
23b) 1
24. 1
25. 2
26. 1
27a) 1
27b) 1
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 28. (1 pkt) Dwa związki organiczne A i B są względem siebie izomerami. W wyniku bromowania zarówno związku A jak i związku B powstaje kwas 2,3-dibromobutanowy.
Narysuj wzory strukturalne związków A i B, tak aby jednoznacznie wskazywały na występujący w nich rodzaj izomerii.
Zadanie 29. (1 pkt) Cząsteczki glicerolu, kwasu palmitynowego C15H31COOH i kwasu stearynowego C17H35COOH są achiralne, ale cząsteczki związku powstającego w reakcji glicerolu z tymi kwasami mogą być chiralne.
Narysuj wzór triglicerydu, zawierającego reszty kwasów palmitynowego i stearynowego, którego cząsteczki są chiralne.
Zadanie 30. (1 pkt) L-arabinoza jest aldopentozą, w cząsteczce której grupa -OH przy atomie węgla połączonym z grupą aldehydową znajduje się po przeciwnej stronie niż grupy -OH przy pozostałych asymetrycznych atomach węgla.
Na podstawie podanej informacji uzupełnij rysunek, tak aby był on wzorem L-arabinozy w projekcji Fischera. O
H C C C C
CH2OH
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 31. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli na rozróżnienie wodnych roztworów dwóch cukrów: glukozy i fruktozy. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę użytego odczynnika wybranego z podanej poniżej listy: świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi(II) woda bromowa z dodatkiem wodnego roztworu wodorowęglanu sodu wodny roztwór azotanu(V) srebra z dodatkiem wodnego roztworu amoniaku. Schemat doświadczenia: wodny roztwór glukozy
wodny roztwór fruktozy
Odczynnik:
II
I
........................................................................ ........................................................................ ........................................................................
b) Napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność glukozy w probówce I i fruktozy w probówce II po wprowadzeniu tych substancji do wybranego odczynnika (wypełnij poniższą tabelę). Barwa zawartości probówki przed zmieszaniem reagentów
po zmieszaniu reagentów
Probówka I
Probówka II
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
28. 1
29. 1
30. 1
31a) 1
31b) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
Informacja do zadania 32. i 33. Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem.
Roztwór wodny substancji X
Roztwór wodny substancji X II
I HCl (aq) + oranż metylowy
KOH (aq) + fenoloftaleina
W obu probówkach nastąpiła zmiana barwy wskaźników.
Zadanie 32. (1 pkt) Korzystając z przeprowadzonego doświadczenia, określ charakter chemiczny substancji X.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 33. (3 pkt) a) Spośród wymienionych związków: benzen, etanol, propanal, kwas aminoetanowy (glicyna) wybierz ten, którego użyto w doświadczeniu jako substancję X, i napisz jego nazwę.
.......................................................................................................................................................
b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji w probówkach I i II. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe).
przebiegających
Probówka I: ..................................................................................................................................
Probówka II: .................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
17
Zadanie 34. (1 pkt) Pewne reakcje chemiczne, którym ulegają niektóre aminokwasy wchodzące w skład białek, stosuje się jako próby rozpoznawcze na obecność białka. Jedną z takich prób jest reakcja ksantoproteinowa. Przeprowadzono doświadczenie, w którym do znajdującego się w probówce białka jaja kurzego dodano stężony kwas azotowy(V) i zaobserwowano pojawienie się osadu o żółtej barwie.
Spośród podanych poniżej wzorów aminokwasów podkreśl wzór tego, którego obecność w białku spowodowała powstanie żółtego osadu. H2 N
N
H2N
COOH
CH
CH
COOH H2N
CH2
COOH
CH2 SH
CH
COOH
CH
OH
CH3
H
OH
Zadanie 35. (2 pkt) Uzupełnij poniższe zdania dotyczące właściwości białek, wpisując w odpowiedniej formie gramatycznej określenia wybrane z poniższego zestawu. denaturacja, wysolenie, roztwór właściwy, roztwór koloidalny, zawiesina, polarne, niepolarne, hydratacja, dysocjacja, odwracalny, nieodwracalny 1. Białko jaja kurzego rozpuszcza się w wodzie, tworząc ......................................................... . Każda cząsteczka białka w roztworze posiada tzw. otoczkę solwatacyjną. Solwatacja cząsteczek białka jest możliwa ze względu na obecność ........................................ grup hydroksylowych, karboksylowych i aminowych w łańcuchach bocznych aminokwasów. 2. Otoczkę solwatacyjną białek można zniszczyć przez dodanie do roztworu soli, np. NaCl, której
jony
są
silniej
solwatowane.
Widoczne
jest
wtedy
wytrącenie
białka
z roztworu, zwane ........................................... . Proces ten jest ................................................ . Pod wpływem wysokiej temperatury, soli metali ciężkich czy też stężonych kwasów lub zasad białka wytrącają się z roztworów w sposób .................................................. . Zjawisko to nosi nazwę ......................................................... .
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
32. 1
33a) 1
33b) 2
34. 1
35. 2
18
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-R1_1P-112 Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
Punkty Nr zad. 0 1 2
WYPE£NIA EGZAMINATOR
1 2a
Punkty Nr zad. 0 1 2
Punkty Nr zad. 0 1 2
2b
15
25
2c
16
26
3a
17
27a
3b
18
27b
4
19a
28
5
19b
29
6
20
30
7
21a
31a
8
21b
31b
9a
22
32
9b
23a
33a
10a
23b
33b
10b
24
34 35
11a 11b 12
SUMA PUNKTÓW
13 D
14a 14b 14c
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
KOD EGZAMINATORA
Czytelny podpis egzaminatora
KOD ZDAJ¥CEGO
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
MAJ 2012
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 120 minut
Liczba punktów do uzyskania: 50
MCH-P1_1P-122
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (1 pkt) Przedstaw konfigurację elektronową atomu argonu w stanie podstawowym. Podkreśl fragment konfiguracji, który opisuje stan elektronów zewnętrznej powłoki. Konfiguracja elektronowa: ...........................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) Napisz wzory jonów potasu i siarki, których konfiguracja elektronowa jest taka sama, jak konfiguracja atomu argonu w stanie podstawowym. Wzór jonu potasu: ............................................ Wzór jonu siarki: .............................................
Zadanie 3. (1 pkt) Pierwiastek X tworzy jony o ładunku 2+, których konfiguracja elektronowa jest następująca: 1s2 2s22p6 (K2 L8) Podaj symbol pierwiastka X i określ jego położenie w układzie okresowym pierwiastków. Symbol pierwiastka X
Numer okresu
Numer grupy
Zadanie 4. (2 pkt) Właściwości chlorowodoru wynikają z charakteru wiązania chemicznego występującego w jego cząsteczce. a) Określ charakter wiązania (kowalencyjne niespolaryzowane, spolaryzowane, jonowe) w cząsteczce chlorowodoru.
kowalencyjne
Charakter wiązania: ..................................................................................................................... b) Uzupełnij poniższą charakterystykę chlorowodoru, podkreślając jedną z podanych w każdym nawiasie właściwości. 1. W
temperaturze
pokojowej
i
pod
ciśnieniem
atmosferycznym
( gazem / cieczą / ciałem stałym). 2. ( Dobrze / słabo ) rozpuszcza się w rozpuszczalnikach polarnych, np. w wodzie.
jest
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 5. (4 pkt) Poniżej przedstawiono struktury elektronowe dwóch cząsteczek: X2 i Z2. Wzór I
Wzór II
a) Uzupełnij poniższe zdanie, podkreślając jeden wzór podany w każdym nawiasie. Wzór I ilustruje elektronową strukturę cząsteczki ( Br2 / H2 / N2 ), a wzór II strukturę cząsteczki ( Br2 / H2 / N2 ). b) Na podstawie struktury elektronowej cząsteczki X2 określ liczbę elektronów walencyjnych w atomie pierwiastka X. Liczba elektronów walencyjnych: ................... c) Określ charakter wiązań (kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe) występujących w cząsteczkach, których budowę przedstawiają oba wzory. Charakter wiązań: ........................................................................................................................ d) Określ krotność wiązania w cząsteczce X2. Krotność wiązania: ..........................................
Zadanie 6. (2 pkt) Katalityczne utlenianie amoniaku przebiega zgodnie z równaniem 4NH3 + 5O2
Pt
4NO + 6H2O
a) Określ stosunek objętościowy i masowy substratów i produktów tej reakcji, jeżeli przebiega ona w warunkach, w których wszystkie reagenty są gazami. Reagent:
O2
NH3
NO
H2O
Stosunek objętościowy =
:
:
:
Stosunek masowy =
:
:
:
b) Ustal liczbę moli tlenu cząsteczkowego potrzebną do powstania 20 moli tlenku azotu(II). Liczba moli tlenu: .......................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
1. 1
2. 1
3. 1
4a) 1
4b) 1
5a) 1
5b) 1
5c) 1
5d) 1
6a) 1
6b) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Informacja do zadań 7.–9. Poniższy schemat przedstawia początkowy fragment szeregu promieniotwórczego toru. Numerami w kółkach oznaczono kolejne człony tego szeregu, a strzałkami przemiany (α lub β–), jakim ich jądra ulegają. liczba masowa A
232
1
I 228
224
2
II
3
III
4
5
220 87
88
89
90
liczba atomowa Z
Zadanie 7. (1 pkt) Określ liczbę protonów i liczbę neutronów w jądrze izotopu oznaczonego numerem 1. Liczba protonów: .......................... Liczba neutronów: ........................
Zadanie 8. (1 pkt) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując symbol i liczbę atomową pierwiastka, którego izotop oznaczono numerem 3, oraz liczbę masową tego izotopu.
Zadanie 9. (1 pkt)
Określ typ przemian jądrowych (α lub β–) oznaczonych strzałkami I i III. Typ przemiany I: ......................... Typ przemiany III: ........................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Informacja do zadań 10. i 11. Poniższy wykres przedstawia zależność masy trzech izotopów promieniotwórczych od czasu. masa, mg 8 7 6
1
5
2
3
4 3 2 1 0
0
2
4
6
8
10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 czas, dni
Zadanie 10. (1 pkt) Wskaż najtrwalszy izotop (1, 2 lub 3). Numer, którym oznaczono najtrwalszy izotop: ..................
Zadanie 11. (2 pkt) a) Oszacuj okres półtrwania izotopu oznaczonego numerem 2. Okres półtrwania izotopu oznaczonego numerem 2 wynosi około .................................... dni. b) Oszacuj, ile miligramów izotopu oznaczonego numerem 3 uległo rozpadowi w czasie 8 dni. W czasie 8 dni uległo rozpadowi .................... mg izotopu oznaczonego numerem 3.
Zadanie 12. (1 pkt) W oddzielnych probówkach przygotowano wodne roztwory następujących substancji: Wzór substancji
KBr
C2H5OH
HCOOH
NH3
HBr
C6H12O6 (glukoza)
HCHO
Na2SO4
Zbadano przewodnictwo elektryczne oraz odczyn otrzymanych roztworów. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe. Zdanie 1. Roztwory związków o wzorach KBr, HCOOH, NH3, HBr i Na2SO4 przewodzą prąd elektryczny. Pozostałe roztwory nie przewodzą prądu. 2. Roztwory związków o wzorach C2H5OH, HCOOH, C6H12O6 (glukoza) i HCHO mają odczyn obojętny. 3. Roztwór związku o wzorze NH3 jest jedynym roztworem o odczynie zasadowym. Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
7. 1
8. 1
9. 1
10. 1
11a) 11b) 1 1
12. 1
P/F
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Informacja do zadań 13. i 14. Poniższy wykres przedstawia zależność rozpuszczalności bezwodnego siarczanu(VI) sodu w wodzie od temperatury. Punkt A wykresu odpowiada temperaturze równej 32,4 ºC i rozpuszczalności równej 49,7 g w 100 g wody.
Rozpuszczalność Na2SO4, g/100 g H2O
60
A (32,4 ºC; 49,7 g/100 g H2O)
50 40 30 20 10 0
0
10
20
30
40 50 60 Temperatura, ºC
70
80
90
100
Zadanie 13. (1 pkt) W 100 g wody rozpuszczono taką ilość bezwodnego siarczanu(VI) sodu, że otrzymano roztwór nasycony o temperaturze 10 ºC. Następnie do naczynia z roztworem dosypano jeszcze porcję 8 g tej soli, która nie uległa rozpuszczeniu. Oszacuj najniższą temperaturę, do której należałoby ogrzać roztwór, aby dodana porcja soli całkowicie się rozpuściła. Roztwór należałoby ogrzać do temperatury około ................................ ºC
Zadanie 14. (2 pkt) Dokończ poniższe zdania, wpisując odpowiednie wartości temperatury. 1. Rozpuszczalność Na2SO4 w temperaturze 100 ºC jest taka sama, jak w temperaturze .............................. ºC. 2. Najmniejszą rozpuszczalność Na2SO4 osiąga w temperaturze .............................. ºC. 3. Największą rozpuszczalność Na2SO4 osiąga w temperaturze .............................. ºC. 4. Ochładzanie nasyconego w temperaturze 100 ºC roztworu Na2SO4 aż do temperatury .............................. ºC nie powoduje wykrystalizowania części rozpuszczonej soli.
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 15. (2 pkt) Rozpuszczalność amoniaku w wodzie w atmosferycznym wynosi 52 g w 100 g wody.
temperaturze
20 ºC
i
pod
ciśnieniem
Oblicz stężenie procentowe nasyconego wodnego roztworu amoniaku w temperaturze 20 ºC i pod ciśnieniem atmosferycznym. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (2 pkt) Do wody destylowanej wprowadzono chlorek baru i chlorek miedzi(II), otrzymując roztwór. a) Korzystając z tablicy rozpuszczalności, wybierz spośród wymienionych poniżej odczynnik, którego dodanie do otrzymanego roztworu spowoduje usunięcie jonów miedzi(II) przez wytrącenie trudno rozpuszczalnego związku, a nie spowoduje usunięcia jonów baru. Uzasadnij odpowiedź, pisząc w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zajdzie po dodaniu do roztworu wybranego odczynnika. Wybrany odczynnik (podkreśl):
Na2SO4 (aq)
NaNO3 (aq)
(NH4)3PO4 (aq)
(NH4)2S (aq)
Równanie reakcji: ........................................................................................................................ b) Podaj nazwę metody, którą należy zastosować, aby otrzymany osad oddzielić od roztworu. ......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdania, podkreślając jedno określenie z trzech podanych w każdym nawiasie. Roztwór o odczynie obojętnym ma pH ( mniejsze od a roztwór o odczynie zasadowym ma pH ( mniejsze od
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
13. 1
14. 2
/ /
15. 2
równe równe
/
większe od ) 7,
/
większe od ) 7.
16a) 16b) 1 1
17. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Zadanie 18. (3 pkt) Tlenek srebra(I) w zetknięciu z roztworem nadtlenku wodoru reaguje zgodnie ze schematem: Ag2O + H2O2 → Ag + O2 + H2O a) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym wyżej schemacie reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: .......... Ag2O + .......... H2O2 → .......... Ag + .......... O2 + .......... H2O b) Określ funkcję, jaką w tej reakcji pełni nadtlenek wodoru. Nadtlenek wodoru pełni w tej reakcji funkcję .............................................................................
Zadanie 19. (2 pkt) Reakcja miedzi z rozcieńczonym kwasem azotowym(V) przebiega zgodnie z równaniem: 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O W nadmiarze rozcieńczonego kwasu azotowego(V) uległo roztworzeniu 16 g miedzi. Oblicz masę Cu(NO3)2 otrzymanego w wyniku opisanej reakcji. Wynik podaj z dokładnością do liczb całkowitych. Użyj następujących wartości mas molowych: M H = 1 g·mol–1, M N = 14 g·mol–1, M O = 16 g·mol–1, M Cu = 64 g·mol–1. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Zadanie 20. (1 pkt) Dysproporcjonowanie to reakcja utleniania i redukcji, w której część atomów tego samego pierwiastka na pośrednim stopniu utlenienia ulega redukcji, działając jako utleniacz, a część utlenia się, będąc reduktorem. Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007
Spośród podanych niżej równań reakcji utleniania i redukcji wybierz to, które jest równaniem procesu dysproporcjonowania. Wybrane równanie podkreśl. A. Ag + 2HNO3 → AgNO3 + NO2 + H2O B. (NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + N2 + 4H2O C. 2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2 D. 3S + 4HNO3 → 3SO2 + 4NO + 2H2O
Zadanie 21. (2 pkt) Spośród przedstawionych poniżej wzorów wybierz wszystkie, które ilustrują budowę cząsteczek węglowodorów nienasyconych. I
II
H3C CH
CH3
H3C IV
CH3
III
O C O CH3
H3C
C
C
V
CH2
CH3
VI
H3C
CH3 C
H3C
C CH3
Budowę cząsteczek węglowodorów nienasyconych ilustrują wzory ..........................................
Zadanie 22. (2 pkt) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) i nazwy systematyczne dwóch izomerycznych węglowodorów, które należą do szeregu homologicznego etynu, a ich cząsteczki zawierają 4 atomy węgla. Izomer 1.
Izomer 2.
Wzór:
Wzór:
Nazwa:
Nazwa:
Nr zadania 18a) 18b) Wypełnia Maks. liczba pkt 2 1 egzaminator Uzyskana liczba pkt
19. 2
20. 1
21. 2
22. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Zadanie 23. (3 pkt) a) Przeanalizuj poniższe schematy przedstawiające trzy reakcje chemiczne, którym ulegają węglowodory, i wpisz wzory brakujących substratów lub produktów oraz uzupełnij współczynniki stechiometryczne. Związki organiczne przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych). 1.
CH3—CH2—CH3 +
CO2 + .....................
..................
H2O .................
CH3
2.
światło
+ .............................................. 3. H2C
CH2 + H2O
....................
H3C
C
CH3 + HCl
Cl
H+ ..............................................................
b) Uzupełnij poniższe zdanie. Reakcja addycji to reakcja, której schemat oznaczono numerem ...................., a reakcja substytucji to reakcja, której schemat oznaczono numerem ....................
Zadanie 24. (2 pkt) Stwierdzono, że 6,5 g pewnego gazowego węglowodoru zajmuje w warunkach normalnych objętość równą 5,6 dm3. Oblicz masę molową tego weglowodoru. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 25. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory sześciu jednofunkcyjnych pochodnych węglowodorów. I
II
III
CH3–CO–CH3
CH3–CH2–CO–O–CH2–CH2–CH3
CH3–CH2–NH2
IV
V
VI
CH3–CH2–CH2–OH
CH3–CH2–COOH
CH3–CH2–CHO
Uzupełnij zdania, wpisując numery, którymi oznaczono wzory odpowiednich związków. 1. Związek I jest izomerem związku ............... . 2. Związek II powstaje w wyniku reakcji związku ............... ze związkiem ............... . 3. Wodny roztwór związku ............... ma odczyn zasadowy. 4. Produktem redukcji związku VI jest związek ............... .
Zadanie 26. (2 pkt) Przeanalizuj poniższe schematy przedstawiające trzy reakcje chemiczne, którym ulegają pochodne węglowodorów, i wpisz wzory półstrukturalne (grupowe) produktów organicznych. O
1. H3C
C CH3 + H2
katalizator ..........................................................
2.
CH3COOH + NaOH
+ H2O ..........................................................
3.
H3C
CH NH2
COOH + HCl ....................................................
Nr zadania 23a) 23b) Wypełnia Maks. liczba pkt 2 1 egzaminator Uzyskana liczba pkt
24. 2
25. 2
26. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
12
Informacja do zadań 27. i 28. Paliwa do silników wysokoprężnych otrzymywane z ropy naftowej można zastąpić biopaliwami. Wytwarzanie biopaliwa polega na ogrzewaniu oleju roślinnego z dużą ilością alkoholu w obecności katalizatora. Proces ten można zilustrować ogólnym równaniem, w którym R oznacza grupę węglowodorową:
H2C HC H2C
O O C R O O C R + 3 CH3OH O O C R
olej roślinny
H2C katalizator
HC
OH
O
OH + 3 R
C O
H2C
metanol
OH
glicerol
CH3
biopaliwo
Na podstawie: Gary W. vanLoon, Stephen J. Duffy, Chemia środowiska, Warszawa 2008
Zadanie 27. (1 pkt) Uzupełnij poniższy schemat równania reakcji otrzymywania biopaliwa z trioleinianu glicerolu i metanolu, wpisując wzory półstrukturalne (grupowe) brakującego substratu i produktu. CH2OOCC17H33 CHOOCC17H33 + 3 CH2OOCC17H33
katalizator
CH2OH CHOH + 3 CH2OH
Zadanie 28. (1 pkt) Napisz nazwę grupy jednofunkcyjnych pochodnych węglowodorów, do której zalicza się główny składnik biopaliwa otrzymanego opisaną metodą. .......................................................................................................................................................
Zadanie 29. (1 pkt) Uzupełnij poniższą charakterystykę glicerolu (propano-1,2,3-triolu), wybierając jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Wybrane określenia podkreśl. Glicerol reaguje z aktywnymi metalami, np. z sodem, tworząc alkoholany i ( wodór / wodę ), pod działaniem kwasów karboksylowych ( ulega / nie ulega ) reakcji estryfikacji, a w reakcji z wodorotlenkiem miedzi(II) tworzy ( czarny osad / pomarańczowy osad / szafirowy roztwór ).
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
13
Zadanie 30. (2 pkt) a) Spośród odczynników o podanych niżej wzorach wybierz ten, który należy dodać do probówki z kleikiem skrobiowym, aby potwierdzić obecność skrobi. Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując wzór wybranego odczynnika. NaCl (aq)
Br2 (aq)
I2 w KI (aq)
CuSO4 (aq)
Odczynnik: ………………………….…...
kleik skrobiowy
b) Opisz zmianę, jaką zaobserwuje się po wprowadzeniu do probówki wybranego odczynnika. Obserwacje: ......................................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
27. 1
28. 1
29. 1
30a) 30b) 1 1
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-P1_1P-122 Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
Punkty Nr zad. 0 1 2
WYPE£NIA EGZAMINATOR Punkty Nr zad. 0 1 2
1 2
17 3 18a 4a 18b 4b 19 5a 20 5b 21 5c 22 5d 23a 6a 23b 6b 24 7 25 8 26 9 27 10 28 11a 29 11b 30a 12 30b 13 14
SUMA PUNKTÓW
15 16a
D
16b
J
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
KOD EGZAMINATORA
Czytelny podpis egzaminatora
KOD ZDAJ¥CEGO
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
MAJ 2012
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 20 stron (zadania 1 – 38). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-122
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt)
Atomy pierwiastka X tworzą kationy X2+ o następującej konfiguracji elektronowej: 1s2 2s22p6 3s23p63d10 Podaj symbol pierwiastka X, określ jego położenie w układzie okresowym i blok energetyczny (konfiguracyjny), do którego pierwiastek ten należy. Symbol pierwiastka
Numer okresu
Numer grupy
Symbol bloku
Zadanie 2. (1 pkt) Pewien orbital atomowy opisują liczby kwantowe o następujących wartościach: główna liczba kwantowa n = 4 poboczna liczba kwantowa l = 2 magnetyczna liczba kwantowa ml = 0 Uzupełnij poniższe zdanie, wybierając symbol podpowłoki, do której należy ten orbital, oraz maksymalną liczbę elektronów na tej podpowłoce. Podkreśl wybrany symbol podpowłoki i liczbę elektronów. Opisany orbital należy do podpowłoki ( 4s / 4p / 4d / 4f ), na której maksymalna liczba elektronów wynosi ( 2 / 6 / 10 / 14 ).
Zadanie 3. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory elektronowe dwóch cząsteczek. Wzór I
Wzór II
Określ liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach, których budowę elektronową ilustrują oba wzory. Wzór I Liczba wiązań σ Liczba wiązań π
Wzór II
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Poniższy schemat przedstawia początkowy fragment szeregu promieniotwórczego toru. Numerami w kółkach oznaczono kolejne nuklidy, a strzałkami przemiany jądrowe, jakim te nuklidy ulegają. liczba masowa A
232
1 I
228
2
224
II
3
III
4
5
220 87
88
89
90
liczba atomowa Z
Napisz równanie przemiany jądrowej oznaczonej na schemacie numerem III. Podaj symbole oraz wartości liczby masowej i liczby atomowej jąder, będących substratami i produktami tej przemiany.
......................................................................................................................................................
Zadanie 5. (1 pkt) Poniżej zamieszczono schematy ilustrujące budowę cząsteczek wybranych związków kowalencyjnych (schematy nie uwzględniają proporcji rozmiarów atomów). Każdemu schematowi przyporządkuj wzór związku chemicznego, którego cząsteczkom można przypisać geometrię zilustrowaną tym schematem. Wzory wybierz spośród następujących: BCl3
CH4
CO2
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
H2S
1. 1
N2O3
2. 1
3. 1
PH3
4. 1
5. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 6. (1 pkt) W dwóch probówkach oznaczonych numerami I i II umieszczono taką samą ilość wiórków magnezowych. Następnie do probówek wprowadzono jednakowe objętości kwasu solnego o temperaturze 25 ºC ale różnych stężeniach. Przebieg doświadczenia ilustruje poniższy rysunek.
kwas solny o stężeniu 0,5 mol·dm–3
kwas solny o pH = 1
I
II
wiórki magnezowe
wiórki magnezowe
Napisz numer probówki, w której reakcja kwasu solnego z magnezem zaszła szybciej. Reakcja zaszła szybciej w probówce numer ..........................................
Zadanie 7. (2 pkt) Poniżej podano wartości standardowej entalpii tworzenia trzech związków chemicznych. CO2 (g) H1 – 394 kJ·mol–1
CaO (s)
H 2 – 635 kJ·mol–1
CaCO3 (s)
H 3 – 1207 kJ·mol–1
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007
Korzystając z powyższych danych, oblicz wartość entalpii H x reakcji rozkładu 50 gramów węglanu wapnia, która zachodzi zgodnie z równaniem CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (1 pkt) W dwóch probówkach znajdowała się woda destylowana o temperaturze 25 ºC. Do probówki I wprowadzono pewną liczbę moli soli A, a do probówki II – taką samą liczbę moli soli B. Stwierdzono, że w probówce I powstały roztwór jest cieplejszy od użytej wody destylowanej, natomiast zawartość probówki II nieco ochłodziła się w czasie rozpuszczania w niej soli B. Wiedząc, że do przygotowania roztworów użyto chlorku magnezu i azotanu(V) amonu, a standardowe entalpie rozpuszczania w wodzie tych soli wynoszą ΔHº (MgCl2) = – 154 kJ·mol–1 ΔHº (NH4NO3) = 26 kJ·mol–1 napisz wzór soli, której roztwór otrzymano w probówce I. Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007
W probówce I otrzymano roztwór .........................................................
Zadanie 9. (2 pkt) W pewnych warunkach temperatury i ciśnienia, innych niż warunki normalne, odmierzono 1,00 dm3 gazowego paliwa, którego 55% objętości stanowił propan, 44% objętości stanowił butan, a 1% objętości – składniki niepalne. Oblicz objętość tlenku węgla(IV), który powstanie w tych samych warunkach temperatury i ciśnienia w wyniku całkowitego spalenia odmierzonej objętości paliwa zgodnie z równaniami C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O
i
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
6. 1
7. 2
8. 1
9. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Informacja do zadań 10. i 11. W poniższej tabeli podano wzory wszystkich kationów i anionów, których obecność stwierdzono w badanym roztworze wodnym, oraz wartości stężenia tych jonów – z wyjątkiem anionów siarczanowych(VI). Kationy
Stężenie, mol·dm–3
Aniony
Stężenie, mol·dm–3
Mg 2
1,6
Br
1,2
K
1,2
Cl
3,2
Na
1,0
SO 24
x
Zadanie 10. (1 pkt) Wiedząc, że każdy roztwór jest elektrycznie obojętny, ustal wartość stężenia molowego x anionów siarczanowych(VI) w badanym roztworze. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (1 pkt) Próbkę badanego roztworu (o składzie podanym w tabeli) poddano działaniu chloru. W wyniku reakcji roztwór zabarwił się na kolor żółtopomarańczowy. Substancją, która spowodowała to zabarwienie, była czerwonobrunatna lotna ciecz o charakterystycznym ostrym zapachu. Substancja ta reaguje z większością metali oraz niektórymi niemetalami, a także z nienasyconymi związkami organicznymi. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji odpowiedniego składnika badanego roztworu z chlorem, w wyniku której powstała opisana substancja. .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt)
a) Uzupełnij tabelę, wpisując wartość stężenia jonów OH– oraz wartość pH i pOH roztworu wodnego, w którym stężenie jonów H+ jest równe 10–9 mol·dm–3. [H+], mol·dm–3
[OH–], mol·dm–3
pH
pOH
10–9 b) Określ odczyn opisanego roztworu. .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 13. (2 pkt)
Do 150,00 cm3 wodnego roztworu NaOH o stężeniu 0,54 mol·dm–3 dodano 50,00 cm3 kwasu solnego o stężeniu 2,02 mol·dm–3. Oblicz pH otrzymanego roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 14. (1 pkt) Związek między mocą kwasu Brönsteda i sprzężonej z tym kwasem zasady w roztworach wodnych przedstawia zależność: Ka Kb = Kw gdzie Ka oznacza stałą dysocjacji kwasu, Kb stałą dysocjacji sprzężonej zasady, a Kw iloczyn jonowy wody, którego wartość wynosi 1,0 10–14 w temperaturze 298 K. W poniższej tabeli podano wartości stałej dysocjacji wybranych kwasów w temperaturze 298 K. Wzór kwasu
Stała dysocjacji Ka
HF
6,3 10–4
HClO
5,0 10–8
HClO2
1,0 10–2
HNO2
2,0 10–4
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2006
Na podstawie powyższej informacji napisz wzory zasad sprzężonych z kwasami wymienionymi w tabeli uporządkowane od najsłabszej do najmocniejszej. ...................................................................................................................................................... najsłabsza zasada najmocniejsza zasada Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
10. 1
11. 1
12a) 1
12b) 1
13. 2
14. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Informacja do zadań 15.–16. W reakcji wodnego roztworu chlorku kobaltu(II) z wodnym roztworem wodorotlenku sodu najpierw powstaje niebieski osad hydroksosoli: chlorku wodorotlenku kobaltu(II) o wzorze Co(OH)Cl. Związek ten pod wpływem kolejnych porcji roztworu wodorotlenku sodu przechodzi w różowy osad wodorotlenku kobaltu(II), który praktycznie nie rozpuszcza się w nadmiarze tego odczynnika, ale brunatnieje wskutek utleniania obecnym w powietrzu tlenem. Opisane przemiany ilustruje poniższy schemat.
CoCl2 (aq)
NaOH (aq) I
Co(OH)Cl (s)
NaOH (aq) II
Co(OH)2 (s)
O2/H2O III
Co(OH)3 (s)
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, t. 2, Warszawa 2005, J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakościowa, Warszawa 2001
Zadanie 15. (3 pkt) a) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji oznaczonych numerami I i II.
I ..................................................................................................................................................
II .................................................................................................................................................. b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji oznaczonej numerem III.
III ..................................................................................................................................................
Zadanie 16. (1 pkt) Określ charakter chemiczny (kwasowo-zasadowy) wodorotlenku kobaltu(II). .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (2 pkt) Badano szybkość trzech reakcji chemicznych zachodzących zgodnie z równaniami: Reakcja I: Reakcja II: Reakcja III:
A→B 2D → E F+G→H
Na wykresach przedstawiono zależność szybkości tych reakcji od stężeń molowych ich substratów oznaczonych symbolami A, D i F.
Reakcja I
Reakcja II
vI
Reakcja III
vII
vIII
cA
cD
cF
vI, vII, vIII – szybkości reakcji I, II i III c A , c D , c F – stężenia molowe substratów A, D i F Rząd reakcji ze względu na wybrany substrat to wykładnik potęgi, w której stężenie molowe danego substratu występuje w równaniu kinetycznym tej reakcji. a) Przeanalizuj powyższe wykresy i uzupełnij tabelę, określając rząd reakcji I ze względu na substrat A oraz rząd reakcji III ze względu na substrat F. Reakcja
I
II
Rząd reakcji
III
drugi
b) Dokończ poniższy zapis, tak aby otrzymać równanie kinetyczne reakcji II.
v II k ..........
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
15a) 2
15b) 1
16. 1
17a) 1
17b) 1
10
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadań 18.–20. Bufory pH to roztwory zawierające sprzężoną parę kwas–zasada Brönsteda w podobnych stężeniach. Roztwory te mają zdolność do utrzymywania stałej wartości pH po dodaniu do nich niewielkich ilości mocnych kwasów lub zasad. Działanie buforu pH polega na tym, że po dodaniu mocnego kwasu zasada Brönsteda reaguje z jonami H3O+, a po dodaniu mocnej zasady kwas Brönsteda reaguje z jonami OH–. Przykładem roztworu buforowego jest bufor amonowy, który otrzymuje się przez rozpuszczenie w wodzie amoniaku NH3 i chlorku amonu NH4Cl. Sprzężoną parę kwas–zasada stanowią obecne w nim kationy amonowe i cząsteczki amoniaku. Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, t. 1, Warszawa 2005
Zadanie 18. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które zachodzą w buforze amonowym po dodaniu mocnego kwasu (reakcja I) i mocnej zasady (reakcja II). I .................................................................................................................................................. II ..................................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) W buforze amonowym reakcja cząsteczek amoniaku z cząsteczkami wody zachodzi w stopniu, który można pominąć. Przyczyną cofnięcia tej reakcji jest obecność kationów amonowych wprowadzonych do roztworu przez rozpuszczenie chlorku amonu, który jest całkowicie zdysocjowany. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe. Zdanie
P/F
1. W próbce buforu amonowego liczba moli jonów NH 4 jest równa liczbie moli chlorku amonu wprowadzonego do roztworu. 2. W próbce buforu amonowego liczba moli jonów OH– jest równa liczbie moli amoniaku wprowadzonego do roztworu. 3. W próbce buforu amonowego liczba moli cząsteczek NH3 jest równa liczbie moli amoniaku wprowadzonego do roztworu.
Zadanie 20. (1 pkt) O pH roztworu buforowego decyduje rodzaj zawartej w nim sprzężonej pary kwas–zasada oraz stosunek stężenia kwasu i sprzężonej z nim zasady. Oceń, jak wpłynie na pH buforu amonowego rozcieńczenie go wodą destylowaną. Uzupełnij poniższe zdanie, wpisując określenie wzrośnie, zmaleje lub nie zmieni się. Po rozcieńczeniu buforu amonowego jego pH ............................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 21. (3 pkt) Do wodnego roztworu chromianu(VI) potasu dodano kilka kropli rozcieńczonego kwasu siarkowego(VI) i stwierdzono, że roztwór zmienił barwę z żółtej na pomarańczową. Świadczyło to o powstaniu anionów dichromianowych(VI) (reakcja I). Następnie do otrzymanego roztworu wprowadzono kilka kropli roztworu wodorotlenku potasu i roztwór z powrotem stał się żółty (reakcja II). a) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji I i II. I .................................................................................................................................................. II ................................................................................................................................................. b) Spośród poniższych zdań wybierz wszystkie, które są wnioskami wynikającymi z opisanego doświadczenia. I
Chromiany(VI) są silnymi utleniaczami, a ich właściwości utleniające zależą od pH środowiska reakcji. II Przemiana anionów chromianowych(VI) w aniony dichromianowe(VI) jest reakcją odwracalną. III W środowisku zasadowym trwałe są aniony chromianowe(VI), a w środowisku kwasowym – aniony dichromianowe(VI). IV W środowisku zasadowym trwałe są aniony dichromianowe(VI), a w środowisku kwasowym – aniony chromianowe(VI). Numery wybranych zdań: ............................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt) W 1 dm3 wody rozpuszczono azotan(V) srebra(I) AgNO3, azotan(V) miedzi(II) Cu(NO3)2 oraz azotan(V) sodu NaNO3, otrzymując roztwór o jednakowych stężeniach molowych kationów. Przez otrzymany roztwór przepuszczono ładunek elektryczny w warunkach umożliwiających wydzielenie na katodzie kolejno trzech pierwiastków. a) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując nazwy lub symbole pierwiastków w kolejności ich wydzielania na katodzie. Kolejność wydzielania na katodzie
I
II
III
Nazwa pierwiastka b) Wiedząc, że w doświadczeniu użyto elektrod grafitowych, określ, jaki pierwiastek wydzielił się na anodzie. Odpowiedź uzasadnij, pisząc równanie reakcji anodowej. Nazwa lub symbol pierwiastka: ................................................................................................... Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
18. 2
19. 1
20. 1
21a) 2
21b) 1
22a) 1
22b) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 23. (2 pkt)
Zaprojektuj ogniwo galwaniczne, w którym półogniwo Ni│Ni2+ będzie pełnić funkcję anody. a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując symbole lub wzory odczynników wybranych spośród następujących: Ni
Ni(NO3)2 (aq) Anoda
Pb
Pb(NO3)2 (aq)
Zn
galwanometr
.....................................
Zn(NO3)2 (aq) Katoda ....................................
klucz elektrolityczny
.....................................
.....................................
b) Opisz zmiany, jakie będzie można zaobserwować w półogniwach podczas pracy ogniwa. Anoda: .......................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Katoda: ......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) W reakcji z wodnym roztworem manganianu(VII) potasu eten utlenia się do etano-1,2-diolu (glikolu etylenowego). Wyznacz stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce etenu i cząsteczce etano-1,2-diolu oraz określ liczbę moli elektronów oddawanych przez 1 mol etenu w opisanej reakcji. Stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce etenu Stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce etano-1,2-diolu
Liczba moli elektronów: ..............................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 25. (2 pkt) Na przykładzie reakcji chloru z etanem i chloru z benzenem porównaj mechanizm reakcji substytucji, którym ulegają węglowodory nasycone i aromatyczne. Uzupełnij poniższe zdania, wybierając nazwy spośród podanych w nawiasach (wybrane nazwy podkreśl). 1. Etan ulega reakcji substytucji ( elektrofilowej / nukleofilowej / wolnorodnikowej ). Drobiny, które reagują bezpośrednio z cząsteczkami etanu, to ( atomy chloru Cl / cząsteczki chloru Cl2 / aniony chlorkowe Cl– ). Są one ( rodnikami / elektrofilami / nukleofilami ),
które
powstają
z
cząsteczek
chloru
pod
wpływem
( światła / FeCl3 jako katalizatora / rozpuszczalnika ). 2. Benzen ulega reakcji substytucji ( elektrofilowej / nukleofilowej / wolnorodnikowej ). Drobiny,
które
reagują
bezpośrednio
z
cząsteczkami
benzenu,
są
( rodnikami / elektrofilami / nukleofilami ). Powstają one z cząsteczek chloru pod wpływem ( światła / FeCl3 jako katalizatora / rozpuszczalnika ).
Zadanie 26. (2 pkt) Odczynnik Tollensa, potocznie nazywany amoniakalnym roztworem tlenku srebra, otrzymuje się przez dodanie wody amoniakalnej do wodnego roztworu AgNO3. Potoczna nazwa odczynnika nie jest poprawna, ponieważ jon O2– nie występuje w roztworach wodnych. Początkowo wytrąca się czarnobrunatny osad tlenku srebra(I). W miarę dodawania kolejnych porcji wody amoniakalnej osad ten ulega roztworzeniu, ponieważ jony srebra(I) tworzą z cząsteczkami amoniaku jony kompleksowe o wzorze Ag(NH 3 ) 2 . W wyniku tej reakcji powstaje bezbarwny roztwór, który jest odczynnikiem Tollensa. a) Uzupełnij poniższe zapisy, tak aby otrzymać równania (w formie jonowej) opisanych reakcji. Wpisz wzory produktów oraz brakujące współczynniki stechiometryczne. Równanie reakcji powstawania tlenku srebra(I): ….... Ag+ + ….... OH– → .......................................................................................................... Równanie reakcji tlenku srebra(I) z amoniakiem: ….... Ag2O + ..….. NH3 + ..….. H2O → ................................................................................... b) Określ odczyn roztworu będącego odczynnikiem Tollensa. ...................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
23a) 1
23b) 1
24. 2
25. 2
26a) 1
26b) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 27. (1 pkt) W roztworze o odczynie zasadowym ketony, których cząsteczki zawierają grupę hydroksylową –OH przy atomie węgla połączonym z atomem węgla grupy karbonylowej (α-hydroksyketony), ulegają izomeryzacji. Przemianę tę ilustruje poniższy schemat. CH2OH C
O
OH
-
R α-hydroksyketon
CHOH C
OH
OH
CHO
-
R enodiol
H
C
OH
R α-hydroksyaldehyd
Oceń, czy za pomocą próby Tollensa można odróżnić glukozę od fruktozy. Odpowiedź uzasadnij. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory (w projekcji Hawortha) ilustrujące budowę wybranych monoi disacharydów. I
II
CH2OH
OH
O
H
CH2OH
H OH
OH
O H
H
HO
H OH
CH2OH
H OH
IV
CH2OH
HO
O
H
H
H
III
H
HO
H
OH H
OH
V CH2OH O H
H
O H
H
H OH
H
H
OH
OH
O
OH
H
HO
H
O H
H
H
HO H CH2OH
CH2OH
CH2OH
H OH
O H
OH
H
OH
O HO CH2OH
H OH
H
Wskaż wszystkie sacharydy, które dają pozytywny wynik próby Tollensa. Numery wzorów wybranych sacharydów: ...................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 29. (3 pkt) Reakcja glukozy z odczynnikiem Tollensa przebiega zgodnie z poniższym schematem: CH2OH–(CHOH)4–CHO + Ag(NH 3 ) 2 + OH– → → CH2OH–(CHOH)4–COO– + Ag + NH3 + H2O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem pobranych lub oddanych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania. Równanie procesu redukcji: ...................................................................................................................................................... Równanie procesu utleniania: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. ...... CH2OH–(CHOH)4–CHO + ...... Ag(NH 3 ) 2 + ...... OH– → → ...... CH2OH–(CHOH)4–COO– + ...... Ag + ...... NH3 + ...... H2O
Zadanie 30. (3 pkt) Pewien alkan o rozgałęzionym łańcuchu węglowym poddano chlorowaniu, otrzymując dwie izomeryczne monochloropochodne o masie molowej M = 92,5 g·mol–1. a) Napisz wzór sumaryczny alkanu poddanego chlorowaniu. ...................................................................................................................................................... b) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) obu otrzymanych monochloropochodnych tego alkanu oraz podaj ich nazwy systematyczne. Wzór 1:
Wzór 2:
Nazwa 1:
Nazwa 2: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
27. 1
28. 1
29a) 2
29b) 1
30a) 1
30b) 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 31. (1 pkt) Porównanie efektu cieplnego reakcji katalitycznego uwodornienia alkenów pozwala na porównanie trwałości tych związków. Im mniej ciepła wydziela się w reakcji uwodornienia jednego mola danego alkenu, tym jest on trwalszy. Tak określona trwałość alkenów układa się w następujący szereg: R
R C
R
>
C
H
R
R
C R
>
C
H
R
R
C H
największa trwałość
R
≈
C R
R C
H
≈
C
H
R
H
C R
>
C H
zbliżona trwałość
H
R C H
C H
najmniejsza trwałość
R oznacza grupę alkilową. Na podstawie: John McMurry: Chemia organiczna, Warszawa 2000
Spośród alkenów o wzorze sumarycznym C6H12 wskaż alken o największej trwałości oraz alken o najmniejszej trwałości. Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) tych alkenów. Wzór alkenu o największej trwałości
o najmniejszej trwałości
Zadanie 32. (2 pkt) Uzupełnij poniższą charakterystykę glicerolu (propano-1,2,3-triolu), wybierając jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Wybrane określenia podkreśl. 1. W warunkach panujących w laboratorium glicerol jest cieczą, która ( miesza się / nie miesza się ) z wodą i z innymi rozpuszczalnikami polarnymi, a z rozpuszczalnikami niepolarnymi, np. z benzenem, może tworzyć ( emulsje / zawiesiny ). 2. Ponieważ atomom węgla i tlenu w cząsteczkach glicerolu można przypisać hybrydyzację sp3, cząsteczki glicerolu ( są / nie są ) płaskie.
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
17
Zadanie 33. (2 pkt) W wyniku hydrolizy peptydu o wzorze sumarycznym C8H15O4N3 otrzymano mieszaninę alaniny o wzorze CH3CH(NH2)COOH i glicyny o wzorze CH2(NH2)COOH. Ustal, z ilu reszt alaniny i z ilu reszt glicyny składał się badany peptyd. Posługując się trzyliterowymi symbolami aminokwasów (Ala i Gly), napisz wszystkie możliwe sekwencje badanego peptydu. Liczba reszt alaniny (Ala): .......................... Liczba reszt glicyny (Gly): ................................. Możliwe sekwencje peptydu: ...................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (2 pkt) Etanol w reakcji z sodem wykazuje właściwości kwasowe. W wyniku tej reakcji powstaje etanolan sodu o wzorze C2 H 5O Na , który jest związkiem o charakterze soli. Mając do dyspozycji etanolan sodu, zaplanuj doświadczenie, w którym, wykonując jedną próbę, wykażesz, że etanol ma bardzo słabe właściwości kwasowe. a) Uzupełnij poniższy schemat doświadczenia, odczynników wybranych spośród następujących: etanol woda destylowana wodny roztwór wodorotlenku sodu wodny roztwór oranżu metylowego etanolowy roztwór fenoloftaleiny
wpisując
nazwy
potrzebnych
wybrane odczynniki: .................................................................................................. ..................................................................................................
kryształy etanolanu sodu
b) Opisz możliwe do zaobserwowania w czasie doświadczenia zmiany potwierdzające fakt, że właściwości kwasowe etanolu są bardzo słabe. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
31. 1
32. 2
33. 2
34a) 1
34b) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
18
Zadanie 35. (1 pkt) Paliwa do silników wysokoprężnych wytwarzane z ropy naftowej można zastąpić biopaliwami, które otrzymuje się, ogrzewając w obecności katalizatora oleje roślinne z dużą ilością alkoholu. Produktami tej reakcji są glicerol oraz ester kwasu tłuszczowego i użytego alkoholu. Proces ten można zilustrować ogólnym równaniem, w którym R1 i R2 oznaczają grupy węglowodorowe: CH2OOCR1 CHOOCR1 + 3 R 2OH
katalizator
CH2OH + 3 R1COOR2
CHOH CH2OH
CH2OOCR1 olej roślinny
alkohol
glicerol
biopaliwo
Na podstawie: G. W. vanLoon, S. J. Duffy, Chemia środowiska, Warszawa 2008
Uzupełnij luki w poniższym schemacie, tak aby stanowił on równanie reakcji ilustrujące otrzymywanie biopaliwa z trioleinianu glicerolu.
O H2C O C R O HC O C R O H2C O C R
H2C OH + 3 CH3OH
katalizator
HC OH + 3 H2C
OH
Informacja do zadań 36.–38. Kewlar to handlowa nazwa poli(tereftalano-1,4-fenyloamidu). Tworzywo to jest około pięciu razy wytrzymalsze od stali, a zarazem około pięciu razy od niej lżejsze. Swoje właściwości kewlar zawdzięcza wysokiemu stopniowi uporządkowania cząsteczek. Ułożenie łańcuchów polimerowych kewlaru przedstawiono na poniższym schemacie.
O
H N
C
H
O
H N
N C
N
C O
H O
C O
H
O
C
C N
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
19
Zadanie 36. (1 pkt) Podaj nazwę zaznaczonych na schemacie kropkami oddziaływań między atomami dwóch sąsiednich łańcuchów poli(tereftalano-1,4-fenyloamidu). ......................................................................................................................................................
Zadanie 37. (1 pkt) Kewlar otrzymuje się w reakcji polikondensacji dwóch rodzajów monomerów, z których jednym jest chlorek kwasu 1,4-benzenodikarboksylowego (tereftalowego). Uzupełnij poniższy schemat syntezy kewlaru, wpisując wzór brakującego monomeru.
Cl
O +n C
n
Cl
C O
O
H
C
N
C
N H
chlorek kwasu 1,4-benzenodikarboksylowego
+ 2n HCl O
n
kewlar
Zadanie 38. (1 pkt) Zakwalifikuj kewlar do odpowiedniej grupy tworzyw. Podkreśl odpowiedź A, B, C lub D. A. poliamidy B. poliestry C. tworzywa fenolowe D. żywice epoksydowe
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
35. 1
36. 1
37. 1
38. 1
20
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-R1_1P-122 Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
Punkty Nr zad. 0 1 2
WYPE£NIA EGZAMINATOR
1 2
Punkty Nr zad. 0 1 2
Punkty Nr zad. 0 1 2
3
20
29a
4
21a
29b
5
21b
30a
6
22a
30b
7
22b
31
8
23a
32
9
23b
33
10
24
34a
11
25
34b
12a
26a
35
12b
26b
36
13
27
37
14
28
38
15a 15b 16
SUMA PUNKTÓW
17a D
17b 18 19
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 J 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
KOD EGZAMINATORA
Czytelny podpis egzaminatora
KOD ZDAJ¥CEGO
PRÓBNA MATURA Z CHEMII ROK SZKOLNY 2011/2012 POZIOM ROZSZERZONY
ZADANIE 1 ( 2pkt) Podane wartości liczb kwantowych charakteryzują elektrony walencyjne atomu pierwiastka E Nr elektronu n l m ms 1 3 2 -2 1/2 2 3 2 -2 -1/2 3 3 2 -1 1/2 4 3 2 0 1/2 5 3 2 1 1/2 6 3 2 2 1/2 7 4 0 0 1/2 8
4
0
0
-1/2
a) podaj konfigurację elektronów walencyjnych atomu E za pomocą liczb kwantowych : -----------------------------------------------------------------------------------------------------b) przedstaw powłokową konfigurację pierwiastka E
dwudodatniego jonu
-------------------------------------------------------------------------------------------------------Informacja do zadania 2 i 3 Na podstawie wzoru elektronowego związku można określić kształt cząsteczki oraz niektóre właściwości np. polarność. Wymaga to analizy liczby wiązań i wolnych par elektronowych atomu centralnego. Uwzględniając , że wolne pary elektronowe atomu centralnego silniej odpychają pary wiążące wytworzone przez atom centralny , można przewidzieć kształty cząsteczek: liniowy, trygonalny(trójkątny), tetraedryczny. Przeprowadź analizę cząsteczek : CO2 , H2O , BF3 , NH3 , CH4 zgodnie z poleceniami zadania 2 i 3
ZADANIE 2 ( 2pkt) Narysuj wzory elektronowe (kropkowe lub kreskowe ) cząsteczek : CO 2 , H2O uwzględniając kąt między wiązaniami . Wzór elektronowy CO2 :
Wzór elektronowy H2O:
ZADANIE 3 (3 pkt) a) określ kształt cząsteczek BF3 i CH4 kształt BF3
------------------------------------------------------------------------------------------------------
kształt CH4
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
b) spśród podanych we wstępie cząsteczek podaj te , które są dipolami: -------------------------------------------------------------------------------------c) uszereguj cząsteczki : NH3, CH4, BF3, CO2 ze wzrostem kąta pomiędzy wiązaniami:
--------------------------------------------------------------------------ZADANIE 4 (2 pkt) Próbka o masie 100 mg zawiera 36 mg radionuklidu pierwiastka X o okresie połowicznego rozpadu 11.7 dnia, oraz 48 mg radionuklidu pierwiastka Y o okresie połowicznego rozpadu 15,6 dnia , liczby masowe obu radionuklidów są takie same. Oblicz stosunek liczby atomów pierwiastka X do liczby atomów pierwiastka Y po upływie 46,8 dnia. Wynik podaj stosunkiem najmniejszych liczb całkowitych. Obliczenia:
Liczba atomów X : Liczba atomów Y =
-----------
:
----------------
ZADANIE 5 (2 pkt.) Oceń prawidłowość podanych stwierdzeń wpisując obok literkę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe lub literkę F, jeżeli zdanie jest fałszywe.
1. 2. 3.
Zdanie Wraz z rozcieńczeniem roztworu NaOH jego pH rośnie.
P/F
Odczyn wodnego roztworu powstały przez zmieszanie równych objętości 0,2 molowych roztworów NH3 i HCl jest obojętny. Stopień dysocjacji HNO2 maleje po dodaniu kwasu solnego.
ZADANIE 6 ( 2 pkt.) Siarka w postaci pary tworzy cząsteczki ośmioatomowe S8 oraz cząsteczki dwuatomowe S2 Oblicz, w jakim stosunku objętościowym reaguje z wodorem para siarki zawierająca 20 % obj. S2 i 80 % obj. S8 ,wiedząc ,że produktem reakcji jest siarkowodór, wynik podaj w postaci najmniejszych liczb całkowitych. Obliczenia:
Odpowiedź : Vpara siarki : Vwodoru =
------------------------
:
---------------------------------
ZADANIE 7 (3 pkt) Zbudowano ogniwo z płytki magnezowej zanurzonej do roztworu soli magnezu oraz płytki innego metalu zanurzonej do roztworu zawierającego kationy tego metalu o stopniu utlenienia +III .Podczas pracy ogniwa masa płytki magnezowej na , której zaszedł proces utleniania zmieniła się o 90 mg , a masa drugiej płytki o 130 mg . a) ustal , wykonując odpowiednie obliczenia z jakiego metalu wykonana była druga płytka , podając jego symbol. Obliczenia:
Symbol drugiego metalu :
-------------------------------------------------------
b) podaj schemat opisanego wyżej ogniwa zgodnie z konwencją sztokholmską, schemat ogniwa :
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Informacje do zadania 8 i 9 W elektrolizerze rozpuszczono w wodzie po 0,01 mola siarczanów (VI) : niklu(II) , miedzi(II), cynku , otrzymując 1 dm3 roztworu. Następnie przy użyciu elektrod platynowych, przeprowadzono elektrolizę przepuszczając prąd o natężeniu 2 amperów. Stała Faradaya wynosi około 96500 C/mol .
ZADANIE 8 (2 pkt) a) podaj symbole metali w kolejności wydzielania na katodzie:
---------------------------------------------------------------------------------------------b) zapisz równanie reakcji zachodzącej na anodzie:
---------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 9 ( 2 pkt) Ile minut należy prowadzić elektrolizę , aby ilościowo(całkowicie) wydzielić wszystkie metale ? Obliczenia:
Odpowiedź:
--------------------------------------------------------------
Informacja do zadania 10 i 11 Reakcja utleniania tlenku siarki (IV) do tlenku siarki( VI) za pomocą tlenu w obecności platyny jako katalizatora przebiega w/g równania: Pt 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) i jest reakcją egzotermiczną . Aby otrzymać tlenek siarki (VI) ogrzano mieszaninę zawierającą tlenek siarki (IV) o stężeniu 2-molowym i tlen o stężeniu 1-molowym , stopień przereagowania tlenku siarki (IV) wyniósł 90% .
ZADANIE 10 (3 pkt) a) podaj wyrażenie na stałą stężeniową tej reakcji (K c):
Kc =
b) oblicz wartość Kc
Odpowiedź : ------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 11 (2pkt) Określ jak zmieni się (wzrośnie , zmaleje czy nie zmieni się) : a) ilość tlenku siarki (VI), gdy obniżymy ciśnienie mieszaniny reagującej
---------------------------------------------------------------------------------------b)wartość stałej równowagi jeżeli podwyższymy temperaturę:
----------------------------------------------------------------------------------------
Informacja do zadania 12 i 13 Mangan tworzy trzy podstawowe tlenki , w których występuje na różnych stopniach utlenienia. Tlenek X otrzymano przez termiczny rozkład węglanu, w którym mangan występuje na najniższym stopniu utlenienia. Tlenek Y powstał przez ostrożne działanie stężonego kwasu siarkowego(VI) na stały manganian (VII) sodu, przy czym mangan nie zmienił stopnia utlenienia. Tlenek Z powstał przez ogrzewanie tlenku Y w temperaturze ok.55 oC , drugim produktem tej reakcji jest tlen. Tlenek Z jest składnikiem rudy manganu zwanej brausztynem , przez redukcję tego tlenku glinem tworzy się wolny mangan.
ZADANIE 12 (2 pkt) Zapisz cząsteczkowe równania reakcji otrzymywania tlenków: Równanie reakcji otrzymywania tlenku X:
----------------------------------------------------------------------------------------------Równanie reakcji otrzymywania tlenku Z :
------------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 13 (2 pkt) a) uszereguj tlenki : X , Y , Z ze spadkiem charakteru kwasowego a wzrostem charakteru zasadowego
------------------------------------------------------------------------------------------------b) zapisz równanie reakcji w , której powstaje wolny mangan:
-------------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 14 ( 2 pkt) Wykorzystując poniższe informacje : I ) sól potasowa kwasu HX w roztworze wodnym ma odczyn zasadowy II) sól amonowa kwasu HY w roztworze wodnym ma odczyn kwaśny a) dokończ równania reakcji lub zaznacz , że reakcja nie zachodzi: HY + X1-
HX +
Y1-
------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------
b) zapisz równanie reakcji w formie jonowej skróconej świadczące o odczynie zasadowym soli potasowej: --------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 15 (1pkt) W 1 dm3 wody rozpuszczono po 0,02 mola soli o nazwach :węglan potasu , szczawian disodu , siarczan (VI) sodu ,a następnie dodawano stopniowo azotanu (V) baru aż do wytrącenia wszystkich osadów soli baru. Iloczyny rozpuszczalności wytrąconych substancji wynoszą: KSO(BaC2O4) = 3,2x10-5 , KSO(BaSO4) = 1,1x10-10 , KSO(BaCO3)=3,2x10-9 Wartości podano w temperaturz 25 oC, tablice chemiczne Witold Mizerski Podaj wzór soli , która wytrąciła się jako ostatnia : --------------------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 16 (2 pkt) Do kolby miarowej o objętości 100cm3 przeniesiono 18,5 cm3 roztworu zasady sodowej o gęstości 1,38 g/cm3 i dopełniono wodą do kreski. Otrzymano roztwór 2-molowy. Obliczyć stężenie procentowe wyjściowego roztworu. Obliczenia :
Odpowiedź: ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Informacja do zadania 17-19 W celu identyfikacji roztworów : FeCl3 , MnSO4 , CrCl3 , K2Cr2O7 Wykonano dwa doświadczenia: Doświadczenie I Roztwory umieszczono w probówkach ponumerowanych od 1-4 w nieznanej kolejności i dodano roztworu zasady potasowej ,obserwacje zapisano w tabeli: Nr probówki Obserwacje 1 wytrącił się brunatny osad 2 roztwór zmienił barwę na żółtą 3 powstał osad barwy szaro-zielonej 4
Powstał osad barwy kremowej , który po pewnym czasie przyjął barwę brunatną
Doświadczenie II Osad z probówki 3 podzielono na dwie części , do jednaj dodano nadmiaru roztworu zasady potasowej a do drugiej roztworu kwasu siarkowego (VI). Zaobserwowano , że obydwa osady się roztworzyły. ZADANIE 17 (1 pkt) Podaj wzory substancji znajdujące się w poszczególnych probówkach: Probówka 1
-----------------------------------------------------------------
Probówka 2
-----------------------------------------------------------------
Probówka 3
----------------------------------------------------------------
Probówka 4
-----------------------------------------------------------------
ZADANIE 18 (1pkt) Zapisz równanie reakcji w formie jonowej skróconej zachodzące w probówce 2 :
-----------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 19 (2 pkt) Zapisz równania reakcji w formie cząsteczkowej zachodzące w doświadczeniu II , w przypadku powstania związku kompleksowego przyjmij liczbę koordynacyjną 6 . -
równanie z zasadą potasową :
-----------------------------------------------------------------------------------------
-
równanie z kwasem siarkowym (VI):
----------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 20 ( 3 pkt) W trzech probówkach sporządzono wodne roztwory substancji : I II C6H5OH CH3NH2 a) określ odczyn tych roztworów:
III C2H5OH
probówka
--------------------------------------------------------------------------------------------
II probówka
--------------------------------------------------------------------------------------------
III probówka
------------------------------------------------------------------------------------------
I
b) uszereguj te roztwory ze wzrostem wartości pH:
------------------------------------------------------------------------------------------c) zapisz równanie reakcji związku II z wodą :
--------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 21 (1 pkt) Ustal wzór półstrukturalny (grupowy) związku organicznego o wzorze sumarycznym C4H10O wykorzystując podane niżej informacje: - reaguje z sodem - utlenia się do aldehydu - zawiera III –rzędowy atom węgla Wzór półstrukturalny C4H10O
ZADANIE 22( 2 pkt) Izomery , pomimo identycznego wzoru sumarycznego , często różnią się między sobą właściwościami chemicznymi i fizycznymi , dlatego możemy je rozróżnić stosując różne metody identyfikacyjne. Poniżej podano pary izomerów i metody identyfikacyjne: Para izomerów A 2- metylofenol i alkohol benzylowy
1
Metoda identyfikacji Pomiar skręcalności płaszczyzny światła spolaryzowanego
B D-alanina i L-alanina
2
Reakcja z roztworem KMnO4
C Propanon i propanal D Pent–1-en i cyklopentan
3 4
Próba Tollensa Reakcja z roztworem FeCl3
Przyporządkuj literkom odpowiednie liczby: A
------------------------------
C
B
-----------------------------
D --------------------
--------------------------------
ZADANIE 23 (2pkt) Aldehydy w odróżnieniu od ketonów mogą ulegać reakcji polimeryzacji , może to być polimeryzacja liniowa lub cykliczna. Wiedząc , że : a) paraformaldehyd to liniowy produkt polimeryzacji aldehydu mrówkowego, przedstaw fragment łańcucha tego polimeru , w którym widoczne są trzy mery , mer to najmniejszy powtarzający się fragment łańcucha polimeru:
b) paraaldehyd to cykliczny trimer aldehydu octowego przedstaw jego wzór półstrukturalny:
ZADANIE 24 ( 3pkt) Aromatyczne kwasy karboksylowe otrzymuje się często przez utlenianie alkilowych pochodnych węglowodorów aromatycznych w/g schematu: [O] C6H5R C6H5COOH (CO2) R- grupa alkilowa ( prosta lub rozgałęziona) , CO2 powstaje gdy grupa –R zawiera więcej niż jeden atom węgla. Wykorzystując ten sposób utleniono metylobenzen za pomocą roztworu KMnO 4 zakwaszonego kwasem siarkowym (VI), oprócz kwasu organicznego powstała sól manganu(II) oraz woda. - zapisz równanie tej reakcji w formie jonowej skróconej i uzupełnij za pomocą bilansu elektronowego. Jonowe równanie reakcji :
--------------------------------------------------------------------------------------------
Bilans elektronowy:
----------------------------------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------------------------------- Podaj formę cząsteczkową tej reakcji :
----------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 25 (3 pkt) Aby odróżnić wodne roztwory substancji organicznych , przeprowadzono doświadczenia , które obrazują rysunki: I etanol
II glikol etylenowy
III etanal
Cu(OH)2 (świeżo strącony) a) podaj obserwacje w probówce : I: --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------II: -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------b) zapisz równanie reakcji półstrukturalnych :
zachodzącej w
probówce
III
używając
wzorów
----------------------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 26 (2 kt) Pochodna alkanu o nazwie 2,3 – dibromobutan tworzy stereoizomery, wśród których wyróżniamy ( enancjomery , to takie, które pozostają do siebie jak odbicia lustrzane i nie są tożsame ) oraz diastereoizomey ( takie , które nie są swoimi odbiciami lustrzanymi) .Równomolowa mieszanina enancjomerów to tzw. mieszanina racemiczna. Uzupełnij pary wzorów rzutowych w projekcji Fischera tak ,aby :
a) mogły tworzyć mieszaninę racemiczną CH3
CH3
C
C
C
C
C
C
C
CH3
CH3
b) stanowiły diastereoizomery CH3
CH3
C
C
C
C
CH3
C
CH3
ZADANIE 27 (3pkt) Pewną chloropochodną alkanu oznaczoną literką X poddano przemianom w/g schematu: NaOH
X
łagodne
Y H2O
Ag 2O
CH3
CH
CH3
Z utlenianie
propan-2-ol , H+
W
NH3aq
COOH
a) podaj wzór półstrukturalny związku X :
-----------------------------------------------------------------------------------------b) zapisz równanie reakcji , w której tworzy się związek W:
-------------------------------------------------------------------------------------------
c) jaką właściwość chemiczną i dlaczego? , wykazuje związek Z ulegający przemianie w podanym schemacie.
----------------------------------------------------------------------------------------
ZADANIE 28 (2pkt) Uzupełnić zdania dotyczące tłuszczów, wpisując w miejsce kropek w odpowiedniej formie gramatycznej określenia wybrane z poniższego zestawu: ester, sól , mydło, trioleinian glicerolu, tripalmitynian glicerolu , woda , benzyna, etanol, roztwór koloidowy, roztwór rzeczywisty, zawiesina. a)
Tłuszcze są to -------------------------------------------------- glicerolu i wyższych kwasów tłuszczowych, dobrze rozpuszczają się w ------------------------------------, przykładem tłuszczu stałego jest
------------------------------------------------------------------------------------------------ .
b) olej słonecznikowy , który zawiera
---------------------------------------------------------------------
tworzy z ---------------------------------------- nietrwały
------------------------------------------------------
zwany emulsją , który można utrwalić dodając -------------------------------------------------pełniącego rolę emulgatora .
ZADANIE 29 ( 1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z przedstawionym rysunkiem : (używano roztwory wodne) roztwór wody bromowej
roztwór wodorowęglanu sodu
roztwór glukozy
podaj wzór półstrukturalny związku organicznego , który powstał w wyniku zachodzacej reakcji:
BRUDNOPIS
Miejsce na identyfikację szkoły
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM PODSTAWOWY
LISTOPAD 2010
Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1–25). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/ atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Podczas egzaminu możesz korzystać z wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów.
Ży czy my po wo dze nia!
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w programie Próbna Matura z OPERONEM.
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 1. (2 pkt) Chlor występuje w postaci dwóch izotopów: 35 Cl oraz 37 Cl. 17 17 Dla wybranego izotopu chloru podaj skład jądra atomowego, a następnie zapisz powłokową konfigurację elektronową atomu chloru, korzystając z notacji K, L, M. Skład jądra atomowego izotopu ...............................: .................................................................................... Konfiguracja elektronowa: ..............................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując symbol atomu lub jonu, liczbę elektronów oraz rozmieszczenie elektronów na poszczególnych orbitalach. Symbol atomu lub jonu
Liczba elektronów
Orbitale 1s
2s
2p
3s
Li+ lub He 6 Na 10
Zadanie 3. (1 pkt) Masa atomowa potasu (K) wynosi 39,10 u, a liczba atomowa – 19. Z podanych wniosków podkreśl ten, który nie wynika z powyższej informacji. A. dowolne jądro atomu potasu zawiera 20 neutronów B. nuklid potasu 39K zawiera 20 neutronów C. dowolny nuklid potasu zawiera 19 elektronów D. nuklid potasu 39K zawiera 19 protonów
Zadanie 4. (2 pkt) Spośród podanych tlenków podkreśl ten, który reaguje z wodą, a następnie napisz dla niego równanie reakcji chemicznej. • ZnO • CO • BaO • SiO2 Równanie reakcji chemicznej: ..........................................................................................................................
2
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 5. (1 pkt) Pewna substancja występuje w postaci krystalicznej. W stanie stopionym i roztworze wodnym przewodzi prąd elektryczny. Dobrze rozpuszcza się w wodzie i posiada wysoką temperaturę topnienia i wrzenia. Na podstawie powyższych informacji określ, jaki typ wiązania występuje w tej substancji. ...........................................................................................................................................................
Zadanie 6. (1 pkt) Podczas ogrzewania węglanu baru powstaje tlenek baru oraz inny tlenek, który stosowany jest w przemyśle jako składnik napojów gazowanych. Zapisz równanie opisanej reakcji. ...........................................................................................................................................................
Zadanie 7. (2 pkt) W zbiorniku o pojemności 11,2 dm3 znajduje się tlen (w warunkach normalnych). Oblicz liczbę atomów tlenu oraz liczbę cząsteczek tlenu znajdujących się w zbiorniku. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Poniżej podano wybrane właściwości chemiczne lub fizyczne sześciu pierwiastków: sodu, bromu, siarki, wodoru, potasu i jodu. Przyporządkuj każdemu pierwiastkowi właściwą charakterystykę, wpisując odpowiednie litery (A–F) do poniższej tabeli. A. pierwiastek ten jest trującą czerwonobrunatną cieczą B. pierwiastek ten tworzy mieszaniny wybuchowe zarówno z tlenem, jak i z powietrzem C. pierwiastek ten w połączeniu z wodą tworzy roztwór o pH zasadowym D. pierwiastek ten tworzy jony jednododatnie, które barwią płomień na kolor żółty E. pierwiastek ten służy do wyrobu zapałek, barwników oraz tworzyw sztucznych F. pierwiastek ten w połączeniu ze skrobią tworzy związek o ciemnoniebieskim zabarwieniu sód
brom
siarka
wodór
potas
jod
3
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 9. (1 pkt) Do dwóch probówek zawierających rozcieńczony kwas solny wrzucono: do jednej magnez, do drugiej miedź. Zaobserwowano, że tylko w probówce zawierającej magnez przebiega reakcja, w wyniku której wydzielają się pęcherzyki bezbarwnego gazu. W probówce zawierającej miedź nie zaobserwowano żadnych zmian. Na podstawie opisanego doświadczenia wyjaśnij różnicę w reaktywności obu metali. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Rozpuszczalność pewnej substancji wynosi
25 g . 100 g wody
Oblicz, ile gramów tej substancji znajduje się w 60 gramach roztworu nasyconego. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt)
g W 100 cm3 roztworu KOH o gęstości 1,39 cm3 znajduje się 28 g KOH. Oblicz stężenie procentowe i molowe tego roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................................
4
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 12. (2 pkt) Do roztworu wody wapiennej {Ca(OH)2} wprowadzono gazowy tlenek węgla(IV). a) Opisz, jakie zmiany zachodzą w roztworze podczas wykonywania tego doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... b) Zapisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej. ...........................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Do trzech zlewek zawierających po 0,1 dm3 wody dodano 50 g następujących soli: KNO3, NaNO3, Pb (NO3)2. Korzystając z zamieszczonego poniżej wykresu rozpuszczalności, określ, który z roztworów jest nienasycony w temperaturze 280 K, a który jest nasycony w temperaturze 290 K.
rozpuszczalność w gramach na 100 g wody
250
NaNO3
225 200 KNO3
175 150 125 100
Pb(NO3)2
75 50 25 0
280
300
320
340
360
380
temperatura [K] Źródło: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.
Roztwór nienasycony w temperaturze 280 K: ................................................................................................ Roztwór nasycony w temperaturze 290 K: ......................................................................................................
5
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 14. (4 pkt) W prawej kolumnie tabeli wpisz, w jaki sposób można rozdzielić mieszaniny podane w lewej kolumnie tabeli. Mieszanina
Sposób rozdziału
woda + etanol woda + piasek jod + piasek roztwór wodny soli kuchennej
Zadanie 15. (2 pkt) Na podstawie położenia w układzie okresowym pierwiastków uporządkuj podane metale w kolejności od najmniej do najbardziej reaktywnych. Odpowiedź uzasadnij. • Ba • Na • Mg • Cs Uszeregowane metale: ..................................................................................................................... Uzasadnienie: .................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Do dwóch probówek zawierających wodę z dodatkiem kilku kropli fenoloftaleiny dodano: do jednej tlenek baru, do drugiej kwas etanowy. Opisz, jakie zmiany zachodzą w roztworze podczas wykonywania tego doświadczenia. Probówka I: ...................................................................................................................................... Probówka II: ....................................................................................................................................
6
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 17. (2 pkt) Do zlewek zawierających po 50 cm3 wody destylowanej dodano: do jednej 5 g chlorku sodu, do drugiej glukozę, do trzeciej etanian sodu. chlorek sodu
etanian sodu
glukoza
1
2
3
Następnie do każdej zlewki wprowadzono dwie elektrody węglowe połączone ze stałym źródłem prądu i żarówką. a) Podaj numery zlewek, w których zaświeciła się żarówka. ........................................................................................................................................................... b) Wyjaśnij, dlaczego żarówka zaświeciła się w wybranych przez ciebie zlewkach. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) W reakcji chlorowania 2-metylobutanu w obecności światła (UV) powstają różne produkty, ponieważ w jego cząsteczce nie wszystkie atomy wodoru są równocenne. Napisz, stosując wzory półstrukturalne, równanie reakcji otrzymywania głównego produktu opisanej przemiany oraz podaj jego nazwę.
7
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 19. (4 pkt) Uzupełnij schemat nazwą systematyczną brakującego substratu oraz zapisz, stosując wzory półstrukturalne, równania reakcji chemicznych przedstawionych na tym schemacie. H2(niedomiar) Pt
pent-1-en
H2O H
+
pent-2-ol
HBr
2-bromopentan
Zadanie 20. (2 pkt) Uzupełnij poniższe schematy, podając wzory półstrukturalne głównych produktów reakcji chemicznych.
CH3 Br2
a)
światło
CH3
b)
8
Br2 FeBr3
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 21. (4 pkt) W dwóch probówkach znajdują się węglowodory: w jednej pentan, w drugiej heks-1-en. Zaproponuj przebieg doświadczenia pozwalającego na rozróżnienie tych dwóch węglowodorów. a) Przedstaw przebieg doświadczenia za pomocą schematycznych rysunków.
b) Napisz, co zaobserwowano podczas przeprowadzania doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... c) Sformułuj wniosek, jaki można wyciągnąć z doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
9
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 22. (3 pkt) Przeprowadzono trzy doświadczenia chemiczne, których przebieg zilustrowano na poniższych schematach. Doświadczenie I metylobenzen
mieszanina nitrująca
Doświadczenie II 2-metylobut-2-en
KMnO4
Doświadczenie III cyklopentan
woda bromowa
Napisz, co zaobserwowano podczas wykonywania tych doświadczeń. Doświadczenie I: ............................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Doświadczenie II: ............................................................................................................................. ........................................................................................................................................................... Doświadczenie III: ............................................................................................................................ ...........................................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Octan n-propylu ma charakterystyczny zapach gruszek, przez co używa się go do produkcji spożywczych olejków zapachowych. Zapisz, stosując wzory półstrukturalne, równanie reakcji jego otrzymywania oraz wyjaśnij, jaką rolę w tej reakcji odgrywa stężony kwas siarkowy(VI). Równanie reakcji: .............................................................................................................................. Wyjaśnienie roli kwasu siarkowego(VI): ............................................................................................. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
10
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 24. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzór pewnego związku organicznego. Podaj nazwy grup oznaczonych numerami I, II, III, IV. H OH H HO I
H2 N
H OH II
O CH3
OH HO
IV
C O III
I: ...................................................................................................................................................... II: ..................................................................................................................................................... III: ................................................................................................................................................... IV: ...................................................................................................................................................
Zadanie 25. (1 pkt) Do roztworu białka jaja kurzego dodano nasycony roztwór soli kuchennej. Opisz, co dzieje się z roztworem podczas wykonywania tego doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
11
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
Miejsce na identyfikację szkoły
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM ROZSZERZONY
LISTOPAD 2012
Czas pracy: 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1.–28.). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania zadań i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Podczas egzaminu możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Życzymy powodzenia! Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w programie Próbna Matura z OPERONEM.
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą” Poziom rozszerzony Chemia
Zadanie 1. (3 pkt) Żelazo reaguje z kwasem solnym, tworząc dobrze rozpuszczalną w wodzie sól. a) Napisz równanie reakcji (w formie jonowej skróconej). .............................................................................................................................................................. b) Podaj pełną konfigurację elektronową dla kationu otrzymanej soli. .............................................................................................................................................................. c) Zapisz liczbę elektronów niesparowanych w tym kationie. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 2. (3 pkt) Do 6 probówek z wodą wprowadzono próbki następujących tlenków: SiO2 , Li2O, Al2O3, ZnO, CuO, P4O10. Zawartość każdej probówki energicznie wstrząśnięto. Zaobserwowano, że niektóre tlenki rozpuściły się w wodzie, pozostałe utworzyły z wodą zawiesinę. a) Z wymienionych w treści zadania tlenków wybierz i zapisz te, które rozpuszczają się w wodzie i reagują z nią. .............................................................................................................................................................. b) Dla odpowiednich tlenków napisz właściwe równania reakcji z wodą. 1. ........................................................................................................................................................... 2............................................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) Oblicz stężenie molowe 12-procentowego roztworu kwasu solnego o gęstości 1,05 g/cm3. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
2
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 4. (2 pkt)
Oblicz objętość, jaką w warunkach normalnych zająłby wydzielony przy katodzie wodór, wiedząc, że podczas elektrolizy przez roztwór kwasu siarkowego(VI) przepuszczono ładunek elektryczny równy 48250 C. Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Informacje do zadań 5. i 6.
Dwa różne alkohole mają wzór sumaryczny C3H8O. Substancje te reagują z dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym, tworząc różne produkty.
Zadanie 5. (2 pkt) Podaj wzory półstrukturalne i nazwy systematyczne dwóch alkoholi, wymienionych w informacji do zadań.
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 6. (3 pkt)
Pewien alkohol reaguje z dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym, dając propanal, sól chromu trójwartościowego i wodę. a) Zapisz jonowe równanie reakcji tego alkoholu. Współczynniki dobierz metodą bilansu jonowo-elektronowego. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. b) Podaj przewidywane obserwacje. 1. ........................................................................................................................................................... 2............................................................................................................................................................
3
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 7. (3 pkt) Zmieszano ze sobą równe objętości roztworu azotanu(V) baru o stężeniu 0,10 mol/dm3 i roztworu siarczanu(VI) sodu o stężeniu 0,20 mol/dm3. Wykonaj odpowiednie obliczenia i określ, czy wytrąci się osad siarczanu(VI) baru, jeżeli wiesz, że iloczyn rozpuszczalności BaSO4 wynosi 1,1 ∙ 10 –10. Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 8. (3 pkt) Zaproponuj schemat ogniwa galwanicznego, w którym cyna stanowi katodę. Napisz równania reakcji zachodzących podczas pracy tego ogniwa oraz jego siłę elektromotoryczną. .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 9. (3 pkt) W temperaturze pokojowej przeprowadzono doświadczenie. Jego schemat przedstawiono na rysunku. roztwór glukozy
aceton
I
etanal
II
III
świeżo strącony Cu(OH)2
a) Podaj numery probówek, w których zaszła reakcja chemiczna. .............................................................................................................................................................. b) Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w poszczególnych probówkach. Probówka I:.......................................................................................................................................... Probówka II:........................................................................................................................................ Probówka III: ......................................................................................................................................
4
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 10. (2 pkt) Określ odczyn wodnych roztworów podanych soli. SrCl2
odczyn: ………………………
FeSO4
odczyn: ………………………
Na2S
odczyn: ………………………
Zadanie 11. (2 pkt) Wodny roztwór amoniaku ma odczyn zasadowy i zwyczajowo jest nazywany wodą amoniakalną. a) Zapisz równanie reakcji, przedstawiające charakter zasadowy amoniaku. .............................................................................................................................................................. b) Podaj wyrażenie na stężeniową stałą równowagi na podstawie zapisanego równania reakcji.
Zadanie 12. (2 pkt) Określ, jak zmieni się szybkość podanej reakcji chemicznej, jeżeli objętość mieszaniny gazowej zmniejszy się trzykrotnie. 2 SO2 + O2 $ 2 SO3 Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 13. (2 pkt) W roztworze siarczanu(VI) miedzi(II) zanurzono blaszkę żelazną. Po pewnym czasie wyjęto ją z roztworu, wymyto, wysuszono i zważono. Masa blaszki zwiększyła się o 3 gramy. Oblicz, ile gramów miedzi wydzieliło się na blaszce. W obliczeniach przyjmij: MCu= 63,5 g/mol. Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
5
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacje do zadań 14. i 15.
Tlenek cynku można otrzymać w wyniku prażenia węglanu cynku. Związek ten wykazuje własności amfoteryczne.
Zadanie 14. (1 pkt) Napisz równanie reakcji, jaką należy przeprowadzić, aby z węglanu cynku otrzymać tlenek cynku. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 15. (3 pkt) Zaproponuj doświadczenie mające na celu zbadanie własności amfoterycznych tlenku cynku. a) Narysuj schemat doświadczenia.
b) Zapisz cząsteczkowe równania reakcji potwierdzające te własności. .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................
6
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 16. (2 pkt) 100 cm3 gazowego amoniaku w temperaturze 20°C i pod ciśnieniem 1,6 ∙ 105 Pa rozpuszczono w wodzie, otrzymując 50 cm3 roztworu. Oblicz stężenie molowe tego roztworu, wiedząc, że stała gazowa hPa ⋅ dm 3 R= 83,14 . mol ⋅ K Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 17. (2 pkt)
W wyniku fermentacji glukozy powstaje alkohol etylowy. Gęstość etanolu wynosi 0,78 g/cm3. Oblicz, ile cm3 etanolu otrzymamy w wyniku fermentacji 30 g glukozy, jeżeli proces ten przebiega z wydajnością 40%. Wynik podaj z dokładnościa do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 18. (1 pkt)
Anilina ze względu na szerokie zastosowanie jest zaliczana do najważniejszych amin. Napisz równanie reakcji otrzymywania aniliny z nitrobenzenu. Podaj warunki reakcji.
7
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacje do zadań 19. i 20.
Mocznik w podwyższonej temperaturze ulega reakcji kondensacji. Produktem tej reakcji są amoniak i związek X, mający wiązanie peptydowe.
Zadanie 19. (1 pkt) Podaj wzór półstrukturalny produktu X.
Zadanie 20. (2 pkt) Zaproponuj doświadczenie mające na celu wykrycie produktu X. a) Narysuj schemat doświadczenia.
b) Zapisz przewidywane obserwacje. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 21. (1 pkt) W jakim stosunku masowym należy zmieszać dwa enancjomery kwasu mlekowego, aby uzyskać mieszaninę racemiczną? ..............................................................................................................................................................
8
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 22. (3 pkt) Do 300 cm3 roztworu wodorotlenku baru o stężeniu 0,1 mol/dm3 dodano roztwór kwasu solnego o stężeniu 0,2 mol/dm3. Uzyskano roztwór o pH wynoszącym 7. Oblicz objętość dodanego kwasu. Wynik podaj w cm3. Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 23. (3 pkt) Elektrolity, które według teorii Brønsteda–Lowry’ego mogą pełnić rolę kwasu i zasady, są nazywane elektrolitami amfiprotycznymi. a) Podaj przykład elektrolitu amfiprotycznego. .............................................................................................................................................................. b) Zapisz dla tego elektrolitu równania reakcji z wodą, ilustrujące jego własności kwasowe i zasadowe. .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................
9
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 24. (2 pkt) Podczas ogrzewania kwas 2-hydroksybenzenokarboksylowy traci tlenek węgla(IV). a) Ułóż równanie reakcji dekarboksylacji tego kwasu. .............................................................................................................................................................. b) Oblicz masę kwasu niezbędną do otrzymania 2,24 dm3 CO2 (w warunkach normalnych). Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 25. (1 pkt) Wpisz do tabeli stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczkach podanych związków chemicznych. Chlorometan
Kwas etanowy
Metanian etylu
Stopień utlenienia
Zadanie 26. (2 pkt) W celu usunięcia z próbki ścieków anionów Cl– i SO42– wytrącono je w postaci trudno rozpuszczalnych osadów i odsączono. a) Zaproponuj substancje, których można użyć, aby usunąć te jony. .............................................................................................................................................................. b) Zapisz równania reakcji wytrącania osadów w formie jonowej skróconej. .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................
10
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 27. (3 pkt) Kwas szczawiowy tworzy hydrat o wzorze (COOH)2 · H2O. Próbkę hydratu tego kwasu o masie 1,26 g rozpuszczono w wodzie i uzyskano 100 cm3 roztworu. Pobrano 10 cm3 tego roztworu i zmiareczkowano, dodając 20 cm3 roztworu zasady sodowej o stężeniu 0,1 mol/dm3. Oblicz, ile moli wody przypada na jeden mol kwasu szczawiowego. Obliczenia:
Odpowiedź:����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Zadanie 28. (1 pkt) Podaj wzór półstrukturalny związku, z którego zostanie utworzony polimer –[–CH2 –CH(C6H5)–]n–.
11
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
Miejsce na identyfikację szkoły
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM PODSTAWOWY
LISTOPAD 2011
Czas pracy: 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron (zadania 1–24). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/ atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Podczas egzaminu możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów.
Życzymy powodzenia!
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w programie Próbna Matura z OPERONEM.
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 1. (1 pkt) Pierwiastek Z posiada następującą skróconą konfigurację elektronową: [Ne] 3s23p5. Dwudodatni kation pierwiastka E posiada taką samą konfigurację elektronową jak jednoujemny anion pierwiastka Z. Podaj wzór chemiczny oraz nazwę utworzonego z pierwiastków Z i E związku chemicznego. Wzór chemiczny: ............................................... Nazwa związku: .................................................
Zadanie 2. (1 pkt) – Uran ( 235 92 U) uległ trzem przemianom a i dwóm przemianom b . Podaj nazwę oraz liczbę masową nuklidu powstałego na skutek opisanych przemian.
Nazwa nuklidu: .................................................. Liczba masowa: .................................................
Zadanie 3. (3 pkt) Zapisz przemiany przedstawione na poniższym schemacie w postaci równań cząsteczkowych, zastępując litery A, B, C i D odpowiednimi wzorami związków chemicznych. Podaj nazwy systematyczne związków chemicznych oznaczonych literami A, B, C i D. K
H2O
A+B
1 2
+ H2SO4
C+D
Równanie 1: ...................................................................................................................................... Równanie 2: ...................................................................................................................................... Na zwa związ ku A i B: ........................................................................................................................ Na zwa związ ku C i D: .......................................................................................................................
Zadanie 4. (2 pkt) Oblicz, ile moli oraz ile atomów żelaza znajduje się w próbce tego metalu o masie 84 g. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................................
2
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacja do zadań 5 i 6 Przeprowadzono cztery doświadczenia, których przebieg zilustrowano na poniższych schematach. Doświadczenie I kwas solny
roztwór wodny węglanu potasu
Doświadczenie II roztwór wodny chlorku sodu
roztwór wodny węglanu potasu
Doświadczenie III
Doświadczenie IV
kwas solny
kwas siarkowy(VI)
miedź
roztwór wodny wodorotlenku baru
Zadanie 5. (4 pkt) Opisz, co można zaobserwować podczas przeprowadzania doświadczeń. Doświadczenie I: ........................................................................................................................................................... Doświadczenie II: ........................................................................................................................................................... Doświadczenie III: ........................................................................................................................................................... Doświadczenie IV: ...........................................................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Zapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas doświadczeń I i IV. Skrócone jonowe równanie reakcji zachodzącej podczas doświadczenia I: ........................................................................................................................................................... Skrócone jonowe równanie reakcji zachodzącej podczas doświadczenia IV: ...........................................................................................................................................................
3
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 7. (3 pkt) Sformułuj wnioski dotyczące charakteru chemicznego tlenków, jakie można wyciągnąć na podstawie opisanych poniżej doświadczeń chemicznych. Doświadczenie I: Tlenek siarki(VI) reaguje z wodnym roztworem NaOH, tworząc sól. Wniosek: ........................................................................................................................................................... Doświadczenie II: Tlenek magnezu reaguje z kwasem siarkowym(VI), tworząc sól, i nie wchodzi w reakcję z wodnym roztworem NaOH. Wniosek: ........................................................................................................................................................... Doświadczenie III: Tlenek azotu(II) nie reaguje ani z kwasem solnym, ani z wodnym roztworem NaOH. Wniosek: ...........................................................................................................................................................
Informacja do zadań 8, 9 i 10 Poniżej przedstawiono tabelę rozpuszczalności w różnych temperaturach dla trzech soli: KNO3, NaCl, NaNO3. g Rozpuszczalność [ ] w temperaturze [°C] 100 g wody Sól 10°C 30°C 60°C KNO3
20,8
45,9
110,0
NaCl
35,9
36,5
37,3
NaNO3
80,1
96,2
124,1
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.
Zadanie 8. (1 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, określ typ roztworu (nasycony, nienasycony). Roztwór: do 100 g H2O o temperaturze 10°C dodano 20,8 g KNO3 Typ roztwo ru: ....................................................
Zadanie 9. (3 pkt) Oblicz stężenie procentowe nasyconego roztworu NaCl o temperaturze 60°C. Określ, czy 25-procentowy roztwór NaCl jest w tej temperaturze roztworem nasyconym, czy nienasyconym. Obliczenia:
Typ roztwo ru: ....................................................
4
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 10. (1 pkt) Określ, który ze związków: KNO3, NaCl czy NaNO3, jest najlepiej rozpuszczalny w wodzie w temperaturze 30°C. ...........................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Korzystając z szeregu aktywności metali, podaj nazwy dwóch wybranych metali, które będą wypierały wodór z kwasu solnego. Dla jednego z nich napisz, w formie cząsteczkowej, równanie reakcji z kwasem solnym. Nazwy metali: ..................................................................................................................................... Równanie reakcji w formie cząsteczkowej: ...........................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt)
g W 100 cm3 roztworu KOH o gęstości 1,39 cm3 znajduje się 28 g KOH. Oblicz stężenie procentowe i molowe tego roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Na podstawie danych zebranych w tabeli wypisz wzory związków, które są cieczami w temperaturze 20°C. Wzór związku
Temperatura topnienia [°C]
Temperatura wrzenia [°C]
HI
–50,8
–35,4
SO2
–75,5
–10,0
HCOOH
8,3
100,7
C3H7COOH
–4,3
163,3
HCOOCH3
–99
31,5
H3PO4
42,4
213,0
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.
...........................................................................................................................................................
5
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 14. (2 pkt) Wyznacz wzór empiryczny związku o następującym składzie procentowym (wartości podano w procentach masowych): glin 15,79%, siarka 28,07%, tlen 56,14%. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................................
Informacje do zadań 15 i 16 Poniżej przedstawiono wzory sześciu związków organicznych. III
OH
V CH3
–
=
–
O
–
I
CH3 – CH2– C – CH3
CH3
OH
IV
NH2
–
O – CH2 – CH3
O
CH2 – C
–
H
–
–
–
CH3
O
CH3 – C
=
O
CH3 – CH – C
O
VI
=
=
II
=
CH3 – C – CH2– C
OH
Zadanie 15. (1 pkt) Podaj nazwy systematyczne związków organicznych oznaczonych numerami II, IV i VI. Związek II: ......................................................................................................................................... Związek IV: ........................................................................................................................................ Związek VI: ........................................................................................................................................
Zadanie 16. (1 pkt) Napisz, do jakiego szeregu homologicznego należą związki organiczne oznaczone numerami I, III i V. Związek I: .......................................................................................................................................... Związek III: ........................................................................................................................................ Związek V: .........................................................................................................................................
6
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 17. (3 pkt) Do dwóch probówek zawierających odczynnik X wprowadzono gaz: do jednej propan, do drugiej propen. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę odczynnika X, pozwalającego na odróżnienie propanu od propenu. propan
propen
probówka I
probówka II Odczynnik:
............................................................ b) Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w probówkach podczas przeprowadzenia doświadczenia. Uwzględnij barwę zawartości probówek przed wprowadzeniem gazów i po ich wprowadzeniu. Probówka I: ........................................................................................................................................................... Probówka II: ........................................................................................................................................................... c) Sformułuj wniosek wynikający z przeprowadzonego doświadczenia. Wniosek: ............................................................................................................................................ ...........................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) Podczas reakcji bromowodoru z 2-heksenem mogą powstać dwa izomery:
Br
H3C – CH – CH2 – CH2 – CH2 – CH3 –
–
H3C – CH2 – CH – CH2 – CH2 – CH3
Br
Podaj ich nazwy systematyczne oraz określ rodzaj izomerii (szkieletowa, podstawienia).
Nazwa związku: .........................................
Nazwa związku: .........................................
Rodzaj izomerii: .........................................
7
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 19. (3 pkt) Zapisz, stosując wzory półstrukturalne, równania reakcji chemicznych przedstawionych na poniższym schemacie. 1-propen
H2 Pt
propan
Cl2 NaOH 2-chloropropan światło H2O
2-propanol
Zadanie 20. (2 pkt) Zmieszano 10 cm3 0,1 M roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) z 10 cm3 0,1 M roztworu wodorotlenku sodu. Wytrącony osad podzielono na dwie części i umieszczono w probówkach. Do jednej dodano formalinę (wodny nasycony roztwór aldehydu mrówkowego), a do drugiej aceton (propanon), po czym zawartość obu podgrzano. Napisz, jaką zmianę zaobserwowano w probówkach podczas przeprowadzania doświadczenia oraz sformułuj wniosek. Probówka I: ........................................................................................................................................................... Probówka II: ........................................................................................................................................................... Wniosek: ...........................................................................................................................................................
Zadanie 21. (3 pkt) Mając do dyspozycji wodę bromową, zaproponuj przebieg doświadczenia pozwalającego na identyfikację roztworu fenolu oraz roztworu etanolu. a) Podaj słowny opis doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... b) Zapisz obserwacje towarzyszące doświadczeniu. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... c) Sformułuj wnioski wynikające z tego doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
8
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 22. (2 pkt) W czterech probówkach (I–IV) znajdowały się następujące substancje: metyloamina, glukoza, kwas etanowy, skrobia. Przeprowadzono kilka doświadczeń chemicznych, które pozwoliły na dokonanie podanych niżej obserwacji. Przyporządkuj wymienione substancje do odpowiednich probówek. Probówka I: po dodaniu świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) osad rozpuścił się, a roztwór przyjął barwę szafirową Probówka II: po dodaniu jodu roztwór zabarwił się na granatowo Probówka III: po dodaniu oranżu metylowego roztwór zabarwił się na czerwono Probówka IV: po dodaniu fenoloftaleiny roztwór zabarwił się na malinowo Probówka I: .........................................................
Probówka III: ..........................................................
Probówka II: ........................................................
Probówka IV: ..........................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Zapisz, stosując wzory półstrukturale związków organicznych, równanie reakcji otrzymywania dipeptydu: alanyloglicyny (Ala-Gly). Zaznacz w otrzymanym dipeptydzie wiązanie (ugrupowanie) peptydowe.
Zadanie 24. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które umożliwi wykrycie białka w produktach spożywczych (np. w białym serze). a) Podaj słowny opis doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... b) Napisz, co zaobserwowano podczas przeprowadzania doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... c) Sformułuj wniosek, jaki można wyciągnąć z doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
9
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
10
Miejsce na identyfikację szkoły
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM PODSTAWOWY
LISTOPAD 2012
Czas pracy: 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron (zadania 1.–29.). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania zadań i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Podczas egzaminu możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów.
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w programie Próbna Matura z OPERONEM.
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą” Poziom podstawowy Chemia
Zadanie 1. (3 pkt) W tabeli podano symbole trzech pierwiastków. Określ liczbę elektronów walencyjnych oraz całkowity ładunek jądra dla każdego pierwiastka. Symbol pierwiastka
Liczba elektronów walencyjnych
Całkowity ładunek jądra
As Pb Cs
Zadanie 2. (1 pkt) Spośród wymienionych zdań podkreśl to, które jest prawdziwe. A. Liczba masowa każdego izotopu węgla jest zawsze równa 12. B. Izotopy to atomy o takiej samej liczbie masowej i różnej liczbie atomowej. C. Izotopy to atomy różnych pierwiastków. D. Izotopy to atomy o takiej samej liczbie atomowej i różnej liczbie masowej.
Zadanie 3. (2 pkt) Oblicz, w ilu gramach tlenu zawiera się tyle samo cząsteczek, ile znajduje się w 10 dm3 wodoru (objętość mierzona w warunkach normalnych). Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:........................................................................................................................................................
Zadanie 4. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, za pomocą którego można wykazać właściwości chemiczne tlenków: SrO, P4O10, SiO2, mając do dyspozycji roztwory fenoloftaleiny i oranżu metylowego. a) Narysuj schemat doświadczenia.
2
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
b) Zapisz przewidywane obserwacje. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. .............................................................................................................................................................. c) Przedstaw w formie cząsteczkowej równania reakcji SrO i P4O10 z wodą. .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................
Informacje do zadań 5. i 6.
Rozpuszczalność definiujemy jako maksymalną ilość substancji, jaką można rozpuścić w 100 g rozpuszczalnika w danych warunkach (ciśnienia i temperatury). Rozpuszczalnikiem najczęściej jest woda. W tabeli podano rozpuszczalność azotanu(V) potasu w różnych temperaturach dla stałego ciśnienia. Temperatura [oC]
10
20
30
Rozpuszczalność [g/100g H 2O]
25
34
47
Zadanie 5. (2 pkt) Oblicz, ile gramów azotanu(V) potasu potrzeba do sporządzenia 300 gramów roztworu nasyconego w temperaturze 10°C. Obliczenia:
Odpowiedź:........................................................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Oblicz stężenie procentowe nasyconego roztworu azotanu(V) potasu w temperaturze 30oC. Obliczenia:
Odpowiedź:........................................................................................................................................................
3
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 7. (2 pkt) Określ na podstawie różnicy elektroujemności charakter wiązania (kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe) w podanych związkach. Zapisz je w tabeli. Wzór związku
NaI
SO2
CS2
Charakter wiązania
Zadanie 8. (2 pkt) W kolbie miarowej w 50 cm3 wody rozpuszczono 10 g wodorotlenku sodu. Następnie roztwór uzupełniono wodą do objętości 250 cm3. Oblicz stężenie molowe tak przygotowanego roztworu. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:........................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Na podstawie szeregu elektrochemicznego metali oraz właściwości kwasów podkreśl, które z podanych kwasów reagują z blaszką miedzianą. H2SO4 (rozc.), HNO3 (rozc.), HCl, H3PO4
Zadanie 10. (1 pkt) Uszereguj podane kwasy zgodnie ze wzrostem mocy tych elektrolitów. HBr, HI, HCl, HF ..............................................................................................................................................................
Informacje do zadań 11. i 12. Przeprowadzono doświadczenie, którego schemat przedstawiono poniżej. HCl(aq)
I Na2S(aq)
II CuO(s)
III KOH(aq) fenoloftaleina
4
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 11. (3 pkt) Podaj, jakie zmiany zaobserwowano w poszczególnych probówkach. Probówka I: ......................................................................................................................................... Probówka II:........................................................................................................................................ Probówka III: ......................................................................................................................................
Zadanie 12. (3 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących w probówkach I, II i III. Probówka I: ......................................................................................................................................... Probówka II: ....................................................................................................................................... Probówka III: ......................................................................................................................................
Informacje do zadań 13. i 14. Etanol w wysokiej temperaturze i w obecności Al2O3 ulega reakcji dehydratacji (odwodnienia).
Zadanie 13. (1 pkt) Zapisz równanie opisanej reakcji, stosując wzory półstrukturalne związków organicznych.
Zadanie 14. (1 pkt) Z podanych odczynników wybierz i zaznacz ten, który umożliwi identyfikację produktu głównego reakcji dehydratacji etanolu. A. bromek żelaza(III) B. woda bromowa C. tlenek miedzi(II) D. nikiel
Zadanie 15. (2 pkt) Przeprowadzono cykl przemian chemicznych, przedstawionych na schemacie. O → X HCl → Y polimeryzacja → –[–CH2 –CHCl–] n – CaC2 H Podaj wzory półstrukturalne substancji X i Y oraz ich nazwy systematyczne. 2
X
Y
..................................................................................... .....................................................................................
5
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 16. (1 pkt) Mydła sodowe ulegają w pewnym stopniu reakcji z wodą, podczas której powstaje kwas tłuszczowy i wodorotlenek sodu. Roztwór wodny takiego mydła ma odczyn zasadowy. Określ, czy jest to reakcja estryfikacji czy hydrolizy. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 17. (1 pkt) Podaj nazwę grupy związków, do której zalicza się mydła sodowe. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Aldehyd etanowy (octowy) utlenia się w obecności amoniakalnego roztworu tlenku srebra do kwasu etanowego (octowego). W reakcji tej powstaje metaliczne srebro. Napisz równanie opisanej reakcji za pomocą wzorów półstrukturalnych związków organicznych.
Zadanie 19. (1 pkt) Podaj wzór półstrukturalny estru o takim samym wzorze sumarycznym jak wzór kwasu octowego. Zapisz jego nazwę zwyczajową.
............................................................................................................................................................
Zadanie 20. (1 pkt) Spośród podanych reakcji zakreśl tę, która jest reakcją utlenienia i redukcji. A. AlCl3 + 3 NH3 + 3 H2O $ Al(OH)3 + 3 NH4Cl B. Zn + 2 HCl $ ZnCl2 + H2 C. 2 KOH + H2SO4 $ K 2SO4 + 2 H2O
6
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 21. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów siarki w cząsteczkach związków, których wzory podano w tabeli. K 2SO3
Fe2(SO4)3
CuS
Stopień utlenienia
Zadanie 22. (2 pkt) W wyniku fermentacji glukozy otrzymujemy alkohol etylowy i tlenek węgla(IV). Oblicz, ile gramów etanolu powstanie w wyniku fermentacji 18 g glukozy. Obliczenia:
Odpowiedź:........................................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Zaproponuj doświadczenie, mające na celu odróżnienie etanolu od glicerolu. a) Narysuj schemat doświadczenia.
b) Zapisz przewidywane obserwacje. ..............................................................................................................................................................
7
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 24. (2 pkt) Aby otrzymać trudno rozpuszczalne związki, przeprowadzono doświadczenie zgodnie ze schematem. NaCl(aq)
K2SO4(aq)
I AgNO3(aq)
II BaCl2(aq)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w probówkach I i II. Probówka I: ......................................................................................................................................... Probówka II:........................................................................................................................................
Zadanie 25. (1 pkt) Podaj trzy czynniki wpływające na szybkość reakcji estryfikacji. 1. ........................................................................................................................................................... 2............................................................................................................................................................ 3. ...........................................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) Zaproponuj dwa sposoby otrzymywania propionianu potasu. Zapisz w formie cząsteczkowej równania tych reakcji. .............................................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 27. (2 pkt) W reakcji glicyny (kwasu 2-aminoetanowego) z alaniną (kwasem 2-aminopropanowym) mogą powstać cztery różne dipeptydy, między innymi glicyloalanina i alanyloglicyna. Podaj wzory półstrukturalne glicyloalaniny i alanyloglicyny.
glicyloalanina
8
alanyloglicyna
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 28. (1 pkt) Papierek uniwersalny barwi się w roztworze wodnym fenolu na różowo. Napisz równanie reakcji dysocjacji fenolu. ..............................................................................................................................................................
Zadanie 29. (2 pkt) Zapisz w formie cząsteczkowej dwa równania reakcji, w której wykorzystano fenol, roztwór wodny NaOH oraz metaliczny sód. Udowodnij w tych reakcjach charakter kwasowy fenolu. 1. ........................................................................................................................................................... 2............................................................................................................................................................
9
Chemia. Poziom podstawowy Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
10
Miejsce na identyfikację szkoły
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM ROZSZERZONY
LISTOPAD 2010
Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1–26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/ atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Podczas egzaminu możesz korzystać z wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Ży czy my po wo dze nia!
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w programie Próbna Matura z OPERONEM.
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 1. (3 pkt) Średnia masa atomowa pewnego pierwiastka wynosi 39,098 u. Pierwiastek ten stanowi mieszaninę dwóch izotopów o liczbach masowych równych 38,96 u i 40,96 u. Oblicz skład izotopowy tego pierwiastka w procentach masowych oraz podaj liczbę jego protonów. Obliczenia:
Odpowiedź: ...................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) W skład jonu danego pierwiastka wchodzi 11 protonów, 12 neuronów i 10 elektronów. Podaj symbol oraz pełną konfigurację elektronową tego jonu. Symbol jonu: ..................................................................................................................................... Konfiguracja elektronowa: ...............................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) Poniżej podano wybrane właściwości chemiczne czterech związków: kwasu siarkowego(VI), chloru, amoniaku i chlorku potasu. A. W związku tym między atomami występuje wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane. B. W związku tym między atomami występuje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane. C. W związku tym między atomami występuje wiązanie jonowe. D. W związku tym między atomami występują wiązania: kowalencyjne spolaryzowane i koordynacyjne. Przyporządkuj każdemu związkowi właściwą charakterystykę, wpisując odpowiednie litery (A–D) do poniższej tabeli. kwas siarkowy(VI)
2
chlor
amoniak
chlorek potasu
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 4. (2 pkt) Radioaktywny izotop strontu 90Sr, podobnie jak wapń, może być wbudowywany w strukturę kości. Oblicz, po jakim czasie z 0,6 mg próbki 90Sr pozostanie 0,075 mg, jeżeli okres półtrwania tego izotopu wynosi 25 lat. Obliczenia:
Odpowiedź:....................................................................................................................................................
Zadanie 5. (2 pkt) Poniżej podano wybrane właściwości chemiczne lub fizyczne oraz zastosowania sześciu pierwiastków: krzemu, sodu, żelaza, siarki, wapnia i srebra. Przyporządkuj każdemu pierwiastkowi chemicznemu właściwą charakterystykę, wpisując odpowiednie litery (A–F) do poniższej tabeli. A. Pierwiastek ten jest mikroelementem; znajduje się w wielu białkach (np. w hemoglobinie i w mioglobinie) oraz w centrach aktywnych enzymów, takich jak katalaza, peroksydazy oraz cytochromy. B. Pierwiastek ten jest dającym się łatwo polerować, ciągliwym i kowalnym metalem szlachetnym, z wyraźnym połyskiem. Jego związki na szeroką skalę wykorzystuje się w fotografii. C. Pierwiastek ten to niemetal z bloku p, który ma jasnożółtą barwę. Niewielkich jego ilości używa się do produkcji na przykład leków czy zapałek. D. Pierwiastek ten ma szarą barwę. Najważniejsze jego związki są podstawowym składnikiem piasku i szkła. E. Pierwiastek ten jest srebrzystym, miękkim, kowalnym metalem. Charakteryzuje się dużą reaktywnością i gwałtownie reaguje na połączenie z wodą (wydzielenie wodoru). F. Pierwiastek ten jest srebrzystobiałym, kowalnym metalem. Główne minerały i skały, w których występuje, to: kalcyt, kreda, wapienie, gips, dolomit, fluoryt i apatyt. krzem
sód
żelazo
siarka
wapń
srebro
3
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 6. (2 pkt) Na stop miedzi i cynku o masie 10 g podziałano kwasem solnym, otrzymując 2,24 dm3 wodoru w warunkach normalnych. Oblicz skład procentowy stopu. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Spośród podanych niżej minerałów podkreśl te, które są odmianami alotropowymi węgla. • diament • gips • chromit • grafit • cyrkon
Zadanie 8. (5 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które umożliwi określenie charakteru chemicznego (kwasowego, zasadowego lub amfoterycznego) tlenku chromu(III). a) Zaproponuj odczynniki, których użyjesz podczas przeprowadzania eksperymentu. ........................................................................................................................................................... b) Przedstaw przebieg doświadczenia za pomocą schematycznych rysunków.
c) W formie jonowej skróconej zapisz równania reakcji chemicznych zachodzących podczas tego doświadczenia. Sformułuj wniosek.
Wniosek: ............................................................................................................................................
4
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 9. (2 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując następujące sole w odpowiednią kolumnę: octan sodu, siarczan(VI) amonu, stearynian potasu, chlorek sodu, azotan(V) potasu, chlorek glinu. Odczyn zasadowy
Odczyn obojętny
Odczyn kwasowy
Zadanie 10. (3 pkt)
g Zmieszano 50 cm3 15-procentowego roztworu KOH o gęstości 1,21 z 10 cm3 2 mol3 roztworu KOH. cm3 dm Oblicz stężenie molowe otrzymanego roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji. Zastosuj metodę bilansu elektronowego. Wypisz utleniacz i reduktor. ........K2C2O4 + ........MnO2 + ........H2SO4" ........MnSO4 + ........CO2 + ........K2SO4 + ........H2O Bilans elektronowy:
Utleniacz: ........................................................ Reduktor: ........................................................
5
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 12. (3 pkt) Przeprowadzono trzy doświadczenia chemiczne, których przebieg zilustrowano na poniższych schematach. Doświadczenie I roztwór wodny siarczanu(IV) sodu
Doświadczenie II roztwory wodne: siarczanu(IV) sodu, wodorotlenku sodu
Doświadczenie III roztwory wodne: siarczanu(IV) sodu kwasu siarkowego(VI)
roztwór wodny: manganianu(VII) potasu
Napisz, co zaobserwowano podczas wykonywania tych doświadczeń. Doświadczenie I: ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Doświadczenie II: ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Doświadczenie III: ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Informacja do zadań 13. i 14. Hemoglobina jest białkiem złożonym z grupy prostetycznej zwanej hemem (połączonej z atomem dwuwartościowego żelaza) i białka prostego – globiny. Główną funkcją hemoglobiny jest transport tlenu z płuc do tkanek i usuwanie tlenku węgla(IV) z tkanek do płuc. W kapilarach płuc hemoglobina wiąże tlen a następnie roznosi go, krążąc po całym organizmie. Proces ten zwany utlenowaniem jest odwracalny i przebiega bez zmiany stopnia utlenienia żelaza. Procesowi utlenowania towarzyszą zmiany konformacyjne cząsteczki hemoglobiny, co powoduje, że HHB (hemoglobina odtlenowana) i HHbO2 (hemoglobina utlenowana) różnią się zdolnością do oddawania i przyłączania kationów wodorowych. Dla oksyhemoglobiny (hemoglobina utlenowana): HHbO2 + H2O = H3O+ + HbO2– ; gdzie stała dysocjacji kwasowej Ka = 2,4 · 10–7 Dla hemoglobiny (hemoglobina odtlenowana): HHb + H2O = H3O+ + Hb–; gdzie stała dysocjacji kwasowej Ka = 6,6 · 10–9 Na podstawie: L. Stryer, Biochemia, Warszawa 2000.
6
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 13. (2 pkt) Z równań chemicznych podanych w informacji wstępnej wybierz wszystkie cząsteczki i jony, które są zasadami lub kwasami Brönsteda, i wpisz je w odpowiednie kolumny tabeli. Zasady Brönsteda
Kwasy Brönsteda
Zadanie 14. (2 pkt) Porównując wartości stałych dysocjacji kwasów, określ, która z postaci hemoglobin: utlenowana czy odtlenowana, ma większą zdolność odłączania jonu wodorowego. Odpowiedź uzasadnij. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Reakcja 2A + B " C przebiega w fazie gazowej według równania kinetycznego v = k [A] 2 [B]. Oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji po 4-krotnym zwiększeniu stężenia obu reagentów. Obliczenia:
Odpowiedź: ...................................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Określ, w którą stronę przesunie się stan równowagi reakcji chemicznej, używając określeń: w prawo, w lewo, bez zmian. C3H8 (g) + 5 O2 (g) = 3 CO2 (g) + 4 H2O (g) a) po dodaniu tlenu do układu – ....................................... b) po usunięciu tlenku węgla(IV) z układu – ....................................... c) po podwyższeniu ciśnienia – ....................................... d) po dodaniu katalizatora do układu – .......................................
7
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 17. (1 pkt) W roztworze wodnym znajduje się mieszanina jonów jodkowych, bromkowych i chlorkowych. Stopniowo dodawano do niego roztwór azotanu(V) srebra. Porównaj podane niżej wartości iloczynów rozpuszczalności i napisz, który z jonów wytrącił się z roztworu jako pierwszy. 1) IR (AgI) = 8,32 · 10–17
2) IR (AgBr) = 5,25 · 10–13
3) IR (AgCl) = 1,78 · 10–10 Źródło: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.
...........................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) W celu przeprowadzenia elektrolizy wodnego roztworu kwasu siarkowego(VI) zastosowano aparat Hoffmanna. Oblicz, ile centymetrów sześciennych wodoru otrzymasz w warunkach normalnych, przepuszczając przez 30 minut przez roztwór tego kwasu prąd o natężeniu 2 A. Obliczenia:
Odpowiedź:....................................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) W poniższej tabeli podano wartości stałych dysocjacji wybranych kwasów organicznych i nieorganicznych. Nazwa kwasu
Wartość stałej dysocjacji
kwas azotowy(III)
7,1 · 10–4
kwas cyjanowy
3,3 · 10–4
kwas benzoesowy
6,3 · 10–5
kwas fluorowodorowy
6,8 · 10–4
kwas mrówkowy
1,8 · 10–4 Źródło: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.
Uszereguj podane kwasy od najmniejszej mocy do największej. ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
8
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 20. (4 pkt) Masz do dyspozycji stały BaCl2 · 2 H2O, wodę destylowaną oraz następujący sprzęt laboratoryjny: wagę analityczną, kolbę miarową na 50 cm3, zlewkę, cylinder miarowy, lejek, sączek, kolbę okrągłodenną, pipetę, krystalizator, naczynko wagowe. mol roztworu mianowanego chlorku baru. Opisz, w jaki sposób uzyskać 50 cm3 0,5 dm3 a) Z podanych powyżej przyrządów laboratoryjnych wypisz te, które są potrzebne do przygotowania roztworu. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... b) Wykonaj niezbędne obliczenia. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................................... c) Wymień kolejne czynności, jakie należy wykonać w celu sporządzenia roztworu. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 21. (1 pkt) Narysuj dwa izomery geometryczne heks-2-enu. Izomer 1
Izomer 2
9
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacja do zadań 22. i 23. Poniżej przedstawiono schemat reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych. reakcja 1
CH2=CH2
CH3–CH3
reakcja 4
reakcja 2
CH3–CH2–OH
reakcja 3
CH3–CH2–Cl
Zadanie 22. (4 pkt) Napisz, stosując wzory półstrukturalne, równania reakcji oznaczone na schemacie numerami 1–4. Równanie 1: .....................................................................................................................................
Równanie 2: .....................................................................................................................................
Równanie 3: .....................................................................................................................................
Równanie 4: .....................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Określ typy reakcji (substytucja, addycja, eliminacja) oznaczonych na schemacie numerami 1–4. Typ reakcji 1: ………………………………………………………………………………… Typ reakcji 2: ………………………………………………………………………………… Typ reakcji 3: ………………………………………………………………………………… Typ reakcji 4: …………………………………………………………………………………
Zadanie 24. (2 pkt) Zastąp litery od A do D wzorami półstrukturalnymi odpowiednich związków chemicznych. CaC2
Związek A
10
H2O
A
H2O H+, Hg2+
Związek B
B
O2
C
Związek C
Na
D
Związek D
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 25. (1 pkt) Narysuj wzór półstrukturalny produktu reakcji estryfikacji kwasu jednokarboksylowego o trzech atomach węgla i pierwszorzędowego alkoholu monohydroksylowego zawierającego w cząsteczce trzy atomy węgla.
Zadanie 26. (4 pkt) Biały ser jest źródłem pełnowartościowego białka, które jest łatwo przyswajalne przez organizm ludzki. Zaprojektuj doświadczenie, które umożliwi wykrycie białka w kostce twardego białego sera. a) Zaproponuj odczynnik, którego użyjesz podczas przeprowadzania eksperymentu. ........................................................................................................................................................... b) Podaj słowny opis doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... c) Napisz, co zaobserwowano podczas przeprowadzania doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... d) Sformułuj wniosek, jaki można wyciągnąć z doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
11
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
Miejsce na identyfikację szkoły
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM ROZSZERZONY
LISTOPAD 2011
Czas pracy: 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1–26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/ atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Podczas egzaminu możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Życzymy powodzenia!
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w programie Próbna Matura z OPERONEM.
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 1. (2 pkt) Odszukaj w układzie okresowym pierwiastek o następującej konfiguracji elektronowej: 1s22s22p63s23p4. Podaj jego nazwę i określ, jaki minimalny stopień utlenienia będzie wykazywał w związkach chemicznych. Nazwa pierwiastka: .....................................
Minimalny stopień utlenienia: .....................................
Zadanie 2. (1 pkt) Zaznacz zestaw liczb kwantowych opisujących stan elektronów na orbitalu 3s. A. n = 3, l = 1, m = 1
B. n = 1, l = 0, m = 0
C. n = 3, l = 0, m = 0
D. n = 2, l = 2, m = 2
Zadanie 3. (3 pkt) W roku 2010 próbka zawierała 0,75 grama promieniotwórczego izotopu pewnego pierwiastka, którego czas połowicznego rozpadu wynosi 3 lata. Oblicz, ile gramów izotopu próbka zawierała 12 lat wcześniej oraz narysuj wykres zależności zmian masy izotopu tego pierwiastka od czasu w każdym cyklu przemiany. ............................................................ 12
............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................ ............................................................
masa izotopu pierwiastka [g]
............................................................
10 8 6 4 2 0
1998
2001
2004
2007
2010
czas
Zadanie 4. (2 pkt) Skorzystaj z tablic rozpuszczalności i podaj wzory sumaryczne wszystkich soli, jakie można wytrącić w postaci osadu, mając do dyspozycji stężone roztwory wodne BaCl2, MgSO4, K3PO4 oraz Zn(NO3)2. ...........................................................................................................................................................
Zadanie 5. (1 pkt) Węglan wapnia jest substancją trudno rozpuszczalną w wodzie i stanowi główny składnik skał wapiennych. Pod wpływem wody zawierającej rozpuszczony CO2 przebiegają tak zwane zjawiska krasowe. Polegają one na rozpuszczaniu skał wapiennych i tworzeniu się wodorowęglanu wapnia. Zapisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji chemicznej opisujące proces rozpuszczania skał wapiennych. ...........................................................................................................................................................
2
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 6. (3 pkt) Zapisz wzór tlenku chromu o charakterze amfoterycznym. Udowodnij jego charakter amfoteryczny, zapisując odpowiednie równania reakcji chemicznych w formie cząsteczkowej. ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 7. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, za pomocą którego wykażesz, który z niemetali: Cl2 czy I2, jest bardziej aktywny chemicznie. Masz do dyspozycji kleik skrobiowy, KI i Cl2. a) Przedstaw przebieg doświadczenia za pomocą schematycznego rysunku.
b) Napisz, co zaobserwowano podczas przeprowadzania eksperymentu. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... c) Sformułuj wniosek, jaki można wyciągnąć z doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
3
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 8. (4 pkt) Do dwóch zlewek z kwasem solnym wprowadzono: do jednej 10 gramów żelaza, do drugiej 10 gramów glinu. Napisz równania reakcji chemicznych zachodzące w zlewkach. Oblicz, ile moli wodoru powstanie w każdej reakcji. Obliczenia:
Odpowiedź: ...................................................................................................................................................
Zadanie 9. (2 pkt) Przeprowadzono dwa doświadczenia chemiczne, których przebieg zilustrowano na poniższych schematach. Doświadczenie I
Doświadczenie II
roztwór wodny chromianu(VI) sodu
roztwór wodny dichromianu(VI) sodu
roztwór kwasu siarkowego(VI)
roztwór wodny wodorotlenku potasu
Zapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji chemicznych zachodzących w obu doświadczeniach. Skrócone jonowe równanie reakcji chemicznej zachodzącej w doświadczeniu I: ........................................................................................................................................................... Skrócone jonowe równanie reakcji chemicznej zachodzącej w doświadczeniu II: ...........................................................................................................................................................
4
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 10. (3 pkt) Azotan(V) amonu ze względu na swoje właściwości stanowi składnik wielu materiałów wybuchowych. Ulega on termicznemu rozkładowi, tworząc parę wodną, tlen i azot. Napisz równanie tej reakcji, a następnie oblicz objętość (w dm3), jaką zająłby azot powstały w wyniku rozkładu 80 g substratu w temperaturze 400°C, pod ciśnieniem 3,039 · 105 Pa. {R = 83,14
dm3 · hPa }. mol · K
Obliczenia:
Odpowiedź: ...................................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Przeprowadzono reakcję pomiędzy 20 dm3 H2 i 11,2 dm3 Cl2 (warunki normalne), aż do wyczerpania jednego z substratów. Powstały chlorowodór wprowadzono do wody, otrzymując 500 cm3 roztworu kwasu. Oblicz stężenie molowe powstałego w ten sposób kwasu solnego, zakładając, że powstały chlorowodór całkowicie rozpuścił się w wodzie. Obliczenia:
Odpowiedź: ...................................................................................................................................................
5
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacja do zadań 12–14 Reakcja utleniania chlorowodoru tlenem jest procesem egzotermicznym i przebiega w następujący sposób: 4 HCl(g) + O2(g) E 2 H2O(g) + 2 Cl2(g)
Zadanie 12. (4 pkt) Określ, jak zmieni się (zmaleje czy wzrośnie) wydajność reakcji utleniania chlorowodoru tlenem, gdy: a) zwiększymy ciśnienie mieszaniny reakcyjnej .................................................. b) zmniejszymy stężenie tlenu .................................................. c) podwyższymy temperaturę .................................................. d) zwiększymy stężenie pary wodnej ..................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Zapisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi reakcji utleniania chlorowodoru tlenem.
Zadanie 14. (2 pkt) Narysuj na wykresie krzywe ilustrujące zmiany energii wewnętrznej reakcji utleniania chlorowodoru tlenem w zależności od czasu, podczas przebiegu reakcji z udziałem katalizatora oraz bez udziału katalizatora. Pamiętaj o podpisaniu każdej krzywej oraz osi.
6
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 15. (1 pkt) W tabeli podano wartości stałych dysocjacji słabych kwasów. Zakładając, że stężenia wymienionych w tabeli elektrolitów są jednakowe, uszereguj je w kolejności od najmocniejszego do najsłabszego.
........................................................................................ ........................................................................................
Elektrolit
Stała dysocjacji
HNO2
7,1 · 10–4
HCN
6,2 · 10–10
CH3COOH
1,7 · 10–5
HClO2
1,1 · 10–2
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2004.
Zadanie 16. (2 pkt) Podkreśl tę spośród podanych przemian, która jest przemianą chemiczną, a następnie zapisz dla niej równanie reakcji chemicznej. A. sublimacja jodu B. topnienie fenolu C. zmydlanie tristearynianu glicerolu D. parowanie metanolu
Zadanie 17. (1 pkt) Biorąc pod uwagę zdolność do tworzenia międzycząsteczkowych wiązań wodorowych, uszereguj wodę, metan i kwas etanowy w kolejności od największej temperatury wrzenia do najmniejszej. ...........................................................................................................................................................
7
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 18. (3 pkt) Oblicz, ile centymetrów sześciennych wody należy odparować z 500 cm3 10-procentowego roztworu NaCl g mol o gęstości 1,07 , aby po zatężeniu otrzymać roztwór tej soli o stężeniu 3 . cm3 dm3 Obliczenia:
Odpowiedź: ...................................................................................................................................................
Zadanie 19. (3 pkt) W aparacie Hofmanna (przedstawionym na poniższym rysunku) poddano elektrolizie wodny roztwór siarczanu(VI) sodu z dodatkiem błękitu bromotymolowego. Po pewnym czasie zaobserwowano, że roztwór wokół elektrody I zabarwił się na niebiesko, a wokół elektrody II na żółto. Gaz zebrany znad elektrody I zajmował dwukrotnie większą objętość niż gaz zebrany znad elektrody II. a) Wpisz w ramki na rysunku, która elektroda jest katodą, a która anodą.
elektroda I
elektroda II
b) Zapisz w formie jonowej równania reakcji chemicznych zachodzących na elektrodach (katodzie oraz anodzie) podczas elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) sodu. Katoda: .............................................................................................................................................. Anoda: ...............................................................................................................................................
8
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 20. (2 pkt) Z tabeli potencjałów standardowych wybierz to półogniwo, które w połączeniu z elektrodą srebrną (będącą katodą) utworzy ogniwo o sile elektromotorycznej równej 1,24 V, a następnie zapisz schemat tego ogniwa. Wybrane półogniwo: ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Schemat ogniwa: ...........................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) W środowisku kwasu siarkowego(VI) w obecności dichromianu(VI) potasu zachodzi reakcja, w której alkohol etylowy ulega utlenianiu do aldehydu. Dodatkowo w reakcji powstają jony chromu(III) oraz woda. Zapisz w formie jonowej równanie reakcji utleniania alkoholu etylowego do aldehydu. W zapisanym równaniu uzupełnij współczynniki stechiometryczne. Zastosuj metodę bilansu elektronowego. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 22. (5 pkt) Jedna kolba zawiera propyn, a druga etyn. Przeprowadzono w nich addycję wody katalizowaną jonami Hg2+ w środowisku kwasowym.
propyn
H2O H+, Hg 2+
etyn
H2O H+, Hg 2+
a) Narysuj wzory półstrukturalne produktów powstałych w reakcji addycji wody. b) Za pomocą schematycznych rysunków przedstaw przebieg doświadczenia pozwalającego na rozróżnienie propanonu i etanalu.
c) Napisz, co zaobserwowano podczas przeprowadzania tego doświadczenia. ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
9
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 23. (3 pkt) W wyniku depolimeryzacji kauczuku powstaje 2-metylo-buta-1,3-dien, tak zwany izopren. a) Narysuj wzór strukturalny izoprenu.
b) Napisz, co zaobserwowano podczas wprowadzania izoprenu do probówki z wodą bromową. Odpowiedź uzasadnij. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Poniżej podano schemat fragmentu łańcucha białkowego. Podaj nazwy aminokwasów, z jakich składa się przedstawiony fragment białka, oraz zaznacz na rysunku wiązania (ugrupowania) peptydowe.
O
=
O
=
=
O
–
–
–
–
–
H2N – CH – C – N – CH– C –N –CH2 – C – N CH2
H CH3
H
H
...........................................................................................................................................................
10
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 25. (2 pkt) Mając do dyspozycji stężony kwas azotowy(V), stężony kwas siarkowy(VI), katalizator (AlCl3), chlorometan, metylobenzen oraz nitrobenzen, napisz równania reakcji, w których głównymi produktami są: a) 1-metylo-2-nitrobenzen oraz 1-metylo-4-nitrobenzen
b) 1-metylo-3-nitrobenzen
Zadanie 26. (1 pkt) Spośród wymienionych czynności zakreśl tę, która nie spowoduje trwałej (nieodwracalnej) denaturacji białka jaja kurzego. A. dodanie do roztworu białka alkoholu B. dodanie do roztworu białka roztworu soli kuchennej C. podwyższenie temperatury roztworu białka D. dodanie do roztworu białka roztworu azotanu(V) ołowiu(II)
11
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
1
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
MCH–P1
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC ROK 2013
POZIOM podstawowy Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1–27). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz przy każdym zadaniu w miejscu na to przeznaczonym. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu / pióra tylko z czarnym tuszem / atramentem. Za rozwiązanie 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. wszystkich zadań 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki można otrzymać oraz kalkulatora. łącznie Życzymy powodzenia! 50 punktów. Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy KOD
PESEL ZDAJĄCEGO
Dokument pobrany przez:
ZDAJĄCEGO
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 1. (3 pkt)
1.1
1.2
2
1.3
Atom pewnego pierwiastka X ma liczbę atomową 13. a) Podaj symbol pierwiastka X oraz określ skład jądra atomowego izotopu 27X. Symbol: ........................ Skład jądra atomowego izotopu 27X: ........................................................... b) Zapisz konfigurację elektronową atomu pierwiastka X w stanie podstawowym oraz podaj najniższy stopień utlenienia, jaki przyjmuje on w związkach chemicznych. Konfiguracja elektronowa atomu: ................................................................................................................... Stopień utlenienia: ......................... c) Napisz konfigurację elektronową jonu, jaki tworzy pierwiastek X. Konfiguracja elektronowa jonu: ......................................................................................................................
Zadanie 2. (3 pkt)
2.1
2.2
Poniższy rysunek przedstawia schemat ilustrujący przemiany promieniotwórcze, jakim może ulegać bizmut.
213 83
Bi
β– α
A
B
1
209 82
Pb
2
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2008, s. 29.
a) Podaj wartości liczby masowej i liczby atomowej jąder atomów A i B, będących produktami przemian 213 83Bi. Liczba masowa
Liczba atomowa
Jądro A Jądro B b) Napisz równania przemian jądrowych oznaczonych na schemacie numerami 1 i 2 (w miejsce oznaczeń literowych A i B wstaw odpowiednie symbole pierwiastków). Równanie reakcji 1: ......................................................................................................................................... Równanie reakcji 2: .........................................................................................................................................
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 3. (1 pkt)
3
3.1
Jon pewnego pierwiastka Y ma w swoim składzie 17 protonów i 18 elektronów. Uzupełnij poniższą tabelę. Określ położenie pierwiastka Y w układzie okresowym pierwiastków oraz podaj ładunek jonu, o którym mowa w informacji wprowadzającej. Numer grupy
Zadanie 4. (1 pkt)
Numer okresu
Ładunek jonu
4.1
Spośród podanych niżej substancji chemicznych podkreśl wzory tych substancji, w których występują wiązania kowalencyjne spolaryzowane: NH3
PH3
Zadanie 5. (1 pkt)
Na2O
KCl
CCl4
N2
HBr
5.1
Narysuj wzór elektronowy (kreskowy) związku, w skład którego wchodzą nuklidy: 126X i 32 16Z, wiedząc, że stosunek molowy pierwiastków w tym związku wynosi 1 : 2. Wzór elektronowy:
Zadanie 6. (2 pkt)
6.1
6.2
W warunkach izotermicznych przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. W doświadczeniu użyto: kwasu solnego (o tym samym stężeniu) i glinu (o różnym stopniu rozdrobnienia). Al granulki
Al pył
I. HCl(aq)
II. HCl(aq)
a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w obu probówkach. ......................................................................................................................................................................... b) Podaj numer probówki, w której reakcja przebiegała wolniej. ............................................................ Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 7. (1 pkt)
4
7.1
Poniżej podano wybrane metody otrzymywania wodorotlenków: I. metal + woda II. tlenek metalu + woda III. sól + zasada Podaj numer metody, za pomocą której otrzymasz wodorotlenek miedzi(II). ......................................... Informacja do zadań 8. i 9. Kwas fosforowy(V) o wzorze H3PO4 jest kwasem trójprotonowym i w roztworze wodnym ulega dysocjacji stopniowej.
Zadanie 8. (1 pkt)
8.1
Napisz wzory wszystkich jonów, jakie występują w wodnym roztworze kwasu fosforowego(V). .........................................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt)
9.1
Podaj nazwę anionu, którego stężenie w wodnym roztworze kwasu fosforowego(V) jest najmniejsze. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt)
10.1 10.2
Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z podanym niżej opisem: Do probówki z roztworem zasady potasowej dodano kroplę fenoloftaleiny. Zawartość probówki wymieszano. Następnie do roztworu wprowadzono gumowy wężyk, za pomocą którego przepuszczano gazowy tlenek siarki(VI). a) Napisz, jakie obserwacje poczyniono w trakcie doświadczenia. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... b) Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia określ charakter chemiczny, jaki wykazuje tlenek siarki(VI). Charakter chemiczny: .....................................................................................................................................
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 11. (2 pkt)
5
11.1
Poniżej przedstawiono ciąg przemian, jakim ulega węgiel. 1
2
3
Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji oznaczonych numerami 2 i 3. Równanie reakcji 2: ......................................................................................................................................... Równanie reakcji 3: .........................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt)
12.1 12.2
Do roztworu zawierającego 0,5 mola FeCl3 dodano roztwór zawierający 3 mole NaOH. Osad odsączono, a do przesączu dodano roztwór zawierający 1 mol HCl. a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której otrzymano osad. ......................................................................................................................................................................... b) Podaj, jaki odczyn będzie miał roztwór końcowy, otrzymany po przeprowadzeniu wszystkich opisanych procesów. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt)
13.1
Do 280 g nasyconego w temperaturze 298 K roztworu chlorku amonu dodano 100 g wody. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu, wiedząc, że rozpuszczalność chlorku amonu w temperaturze 298 K wynosi 40 g. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................................
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 14. (2 pkt)
6
14.1
Proces całkowitego zobojętniania kwasu siarkowego(VI) za pomocą roztworu wodorotlenku potasu przebiega zgodnie z równaniem: H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O Oblicz, jaka objętość kwasu siarkowego(VI) o stężeniu 2,5 mol·dm−3 została zobojętniona, jeżeli w reakcji użyto 200 g roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu procentowym równym 14%. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................................
Zadanie 15. (3 pkt)
15.1 15.2 15.3
Poniżej przedstawiono schemat pewnej reakcji chemicznej: KMnO4 + H2S + H2SO4 → MnSO4 + S + K2SO4 + H2O a) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji. Zastosuj metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy:.........................................................................................................................................
.........................................................................................................................................
Równanie reakcji:
…KMnO4 + …H2S + ...H2SO4 → …MnSO4 + …S + …K2SO4 + …H2O
b) Określ funkcję, jaką w tej reakcji pełni siarkowodór. .........................................................................
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 16. (2 pkt)
7
16.1 16.2
Dwie objętości pewnego węglowodoru reagują z dziewięcioma objętościami tlenu, tworząc sześć objętości pary wodnej i sześć objętości tlenku węgla(IV). Pomiary wykonano w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. Napisz równanie opisanej reakcji i narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) spalanego węglowodoru.
Równanie reakcji: ............................................................................................................................................
Wzór węglowodoru: ........................................................................................................................................
Zadanie 17. (1 pkt)
17.1
Poniżej przedstawiono wzór węglowodoru: CH3 CH2
CH
CH3
CH3
Uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe. Zdanie
P/F
Poprawna nazwa tego węglowodoru to 1,2-dimetylopropan. Izomerem podanego węglowodoru jest węglowodór należący do szeregu homologicznego o ogólnym wzorze CnH2n+2. Przeprowadzona w odpowiednich warunkach reakcja tego węglowodoru z roztworem bromu jest reakcją addycji.
Zadanie 18. (1 pkt)
18.1
W dwóch naczyniach znajdują się etan i eten. Wybierz i zaznacz właściwość fizyczną lub chemiczną pozwalającą rozróżnić gazy w obu naczyniach. A. Różnica rozpuszczalności w wodzie B. Różnica rozpuszczalności w rozpuszczalnikach organicznych C. Różne produkty spalania całkowitego D. Różny przebieg reakcji z wodą bromową
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
8
19.1 19.2 19.3
Zadanie 19. (3 pkt)
Zaprojektuj doświadczenie pozwalające odróżnić propan-1-ol od propano-1,2,3-triolu (glicerolu). a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę użytego odczynnika wybranego z podanej poniżej listy: – roztwór bromu, – roztwór jodu w jodku potasu, – świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi(II).
.....................................................................
propan-1-ol
I
propano-1,2,3-triol
II
b) Podaj obserwacje, które umożliwiają rozróżnienie propan-1-olu od propano-1,2,3-triolu. Probówka I: ..................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... Probówka II: .................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... c) Napisz, jaką różnicę w budowie tych związków wykorzystano, planując eksperyment. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 20. (1 pkt)
20.1
Podaj stosunek wagowy węgla, tlenu i wodoru w kwasie etanowym (kwasie octowym). Stosunek wagowy
Dokument pobrany przez:
C
O
H
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 21. (4 pkt)
9
21.1 21.2 21.3
Poniżej przedstawiono ciąg przemian: A
H2O 1
etanol
CuO 2
B
Ag2O 3
D
Mg 4
E
a) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, zapisz równania reakcji 2 i 3. Równanie reakcji 2: ......................................................................................................................................... Równanie reakcji 3: ......................................................................................................................................... b) Stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej, określ typ reakcji 1 i 4. Reakcja 1: .................................................... Reakcja 4: .................................................... c) Podaj nazwę systematyczną związku A i związku E. Związek A: .................................................. Związek E: ....................................................
Zadanie 22. (1 pkt)
22.1
Propanon (dimetyloketon, aceton) poddano procesowi redukcji. Wybierz i zaznacz związek będący produktem tego procesu. A. CH3CH2CH2OH
B. CH3CH2CHO
C. CH3CHCOOH OH
Zadanie 23. (2 pkt)
D. CH3CHCH3 OH
23.1
Estry powstają w reakcji alkoholi z kwasami organicznymi lub nieorganicznymi. Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, napisz równania reakcji otrzymywania estrów z podanych substratów. W zapisie równań uwzględnij związek chemiczny, którego obecność jest konieczna do zajścia reakcji estryfikacji. a) propan-2-ol i kwas metanowy (mrówkowy) ......................................................................................................................................................................... b) etanol i kwas aminoetanowy .........................................................................................................................................................................
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 24. (3 pkt)
10
24.1 24.2 24.3
Aminy otrzymuje się w reakcji fluorowcopochodnych węglowodorów z amoniakiem lub aminami. Reakcje te przebiegą zgodnie z zapisem: NH3
RH 1
R
NH2
RH 2
R
NH R
RH 3
R N R R
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2008, s. 137.
a) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, napisz równanie reakcji numer 1 wiedząc, że fluorowcopochodna węglowodoru biorąca udział w reakcjach na powyższym schemacie ma wzór CH3Cl. ......................................................................................................................................................................... b) Podaj nazwę związku powstałego w reakcji 2. ......................................................................................................................................................................... c) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) związku powstałego w reakcji 3. Wzór związku:
Zadanie 25. (2 pkt)
25.1
Proces fermentacji alkoholowej glukozy przedstawia zapis: C6H12O6
drożdże
2C2H5OH + 2CO2
Oblicz, masę użytej glukozy oraz objętość jaką w warunkach normalnych zajmie gazowy produkt powyższej reakcji, jeśli w procesie fermentacji powstało 2,408 · 1023 cząsteczek etanolu. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................................
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 26. (2 pkt)
11
26.1 26.2
Glukoza jest cukrem o wzorze:
CHO CHOH CHOH CHOH CHOH CH2OH
CuSO4(aq) + NaOH(aq)
Sporządzono wodny roztwór glukozy i przeprowadzono doświadczenie przedstawione na poniższym rysunku obok: roztwór wodny glukozy a) Napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... b) Podaj nazwę grupy funkcyjnej w cząsteczce glukozy, jaką zidentyfikowano, przeprowadzając powyższe doświadczenie. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 27. (1 pkt)
27.1
Tworzywo sztuczne o nazwie polioctan winylu powstaje w procesie polimeryzacji odpowiedniego monomeru. Monomer ten jest wytwarzany na skalę przemysłową m.in. w reakcji addycji kwasu etanowego (octowego) do pewnego węglowodoru. Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz wzory półstrukturalne (grupowe) odpowiedniego węglowodoru i monomeru potrzebnych do otrzymania polioctanu winylu.
+ CH3COOH
HgO
p, T, kat.
CH2
CH OCOCH3
polioctan winylu
Dokument pobrany przez:
n
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom podstawowy Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Brudnopis
Dokument pobrany przez:
12
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony
Copyright by Studium Oświatowe „Tutor” dr inż. Zdzisław Głowacki, Toruń 2013 ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
TUTOR CH-R 201303
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC 2013
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 18 stron (zadania 1–35). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku. Pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu / pióra tylko z czarnym tuszem / atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych dopuszczonej przez CKE, jako pomoc egzaminacyjna, linijki oraz prostego kalkulatora. 8. Uwaga! Jeżeli w treści zadania nie podano inaczej, to wartości mas atomowych z układu okresowego pierwiastków zaokrąglaj w obliczeniach do liczb całkowitych, a tylko w przypadku atomu chloru do części dziesiętnych. 9. Na arkuszu wpisz swój numer PESEL. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
2
Zadanie 1. (2 pkt) Na podstawie układu okresowego uzupełnij poniższą tabelę. liczba elektronów w atomie
liczba powłok elektronowych
liczba niesparowanych elektronów walencyjnych
nazwa grupy, do której należy pierwiastek
Be N Cu
Zadanie 2. (2 pkt) Wpisz P – prawda, jeżeli wskazana dla danego stwierdzenia odpowiedź jest dobra, lub F – fałsz, jeżeli jest nieprawidłowa. Pytanie
Odpowiedź
1.
Konfiguracja elektronowa czterech różnych atomów jest następująca: I. 1s22s22p63s23p4 III. 1s22s22p63s23p64s2 II. 1s22s22p3 IV. 1s22s22p63s1 Najwyższy stopień utlenienia w związkach z wodorem wykazuje atom o konfiguracji: A. I B. II C. III D. IV
C.
2.
Na podstawie położenia pierwiastków w układzie okresowym można wywnioskować, że największy promień ma jon: A. Ca2+ B. K+ C. F D. Cl
A.
3.
Który z poniższych szeregów pierwiastków jest ułożony według wzrastających promieni atomowych? A. P, As, Sb, Bi B. I, Br, Cl, F C. Si, P, S, Cl D. Li, Be, B, C
D.
P/F
Zadanie 3. (1 pkt) Podaj liczbę masową i atomową oraz symbol pierwiastka będącego produktem rozpadów promieniotwórczych nuklidu jeżeli wyemitował on cząstki oraz jedną i promieniowanie .
Odpowiedź: ............................................................................................................................................
© Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
3
Zadanie 4. (1 pkt) Zawartość nuklidu 1 w znalezionej drewnianej włóczni jest równa 5% zawartości tego nuklidu w organizmach żywych. Określ wiek tej włóczni, wiedząc, że czas połowicznego rozpadu izotopu 1 wynosi 5760 lat.
Odpowiedź: .............................................................................................................................................
Zadanie 5. (2 pkt) Z reaktora w wyniku całkowitego termicznego rozkładu 10 kg minerału zawierającego CaCO3 otrzymano 40,4 m3 tlenku węgla(IV) w przeliczeniu na warunki normalne. Otrzymany tlenek węgla(IV) pochodził tylko z rozkładu węglanu wapnia. W reaktorze pozostały inne składniki minerału i tlenek wapnia. 1) Zapisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej. 2) Ile procent CaCO3 zawierał minerał? Wynik podaj z dokładnością do części dziesiętnych procentu.
................................................................................................................................................................... równanie zachodzącej reakcji
Odpowiedź: ..........................................................................................................................................
Zadanie 6. (1 pkt) W oparciu o układ okresowy i elektroujemność pierwiastków uzupełnij poniższą tabelę: wzór chemiczny
typ wiązania między atomami w molekułach
woda amoniak chlorek sodu azot www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
4
Zadanie 7. (2 pkt) Tlen w laboratorium chemicznym można otrzymać wieloma metodami, m.in. w wyniku rozkładu stałych substancji. Uzupełnij równania reakcji chemicznych (I i II) prowadzących do otrzymania tlenu. I.
..... KMnO4 ...... K2MnO4 + ...... MnO2 + ...... O2↑
II.
...... HgO ....... O2↑ + ...... Hg
Jaką objętość tlenu (w warunkach normalnych) otrzymamy w wyniku rozkładu 3 g manganianu(VII) potasu? Objętość podaj z dokładnością do 1 cm3.
Odpowiedź: ..........................................................................................................................................
Zadanie 8. (1 pkt) Uszereguj podane związki zgodnie ze wzrastającymi właściwościami kwasowymi. Wpisz odpowiednio do tabeli wzory półstrukturalne związków. I. etanol
II. kwas węglowy
III. woda
IV. kwas chlorooctowy
V. kwas octowy
VI. fenol
Zadanie 9. (1 pkt) Do zlewek z wodą wprowadzono sześć substancji, co ilustruje poniższy rysunek. Na2O
I.
SO2
II.
CH4
III.
NH3
IV.
CH3ONa
P4O10
V.
VI.
Wpisz do zestawienia numery zlewek zgodnie z odczynami roztworów, jakie w nich otrzymano. odczyn roztworu kwaśny
odczyn roztworu obojętny
odczyn roztworu zasadowy
© Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
5
Zadanie 10. (1 pkt) Poniżej przedstawiono cztery zdania opisujące pewną reakcję chemiczną. I.
Energia na sposób ciepła jest przekazywana z układu do otoczenia.
II. Wzrost temperatury powoduje przesunięcie równowagi reakcji w prawo. III. Wzrost ciśnienia w reaktorze powoduje przesunięcie równowagi reakcji w prawo. IV. Entalpia spalania ZnS wynosi –886 kJ. V. Zwiększenie stężenia tlenu zwiększy wydajność reakcji. Które zdania są prawdziwe w odniesieniu do podanej reakcji? ZnS(s) + O
(g)
A. Wszystkie
ZnO(s) + SO
(g)
B. I, II, IV i V
C. I, II, III i V
kJ D. I, III i V
Zadanie 11. (2 pkt) Zapisz wzory półstrukturalne następujących związków organicznych: A. związku będącego stereoizomerem cis-3-metylo-hept-3-enu, B. związku będącego homologiem propanonu, C. kwasu będącego izomerem metanianu etylu, A
B
C
D. cyklicznej cząsteczki, która powstanie w wyniku kondensacji trzech molekuł kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego). D
www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
6
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
Informacja do zadań 12., 13., 14. i 15. A B
Etambutol – wzór sumaryczny – C10H24N2O2 – to lek przeciwgruźliczy, chemioterapeutyk o działaniu przeciwbakteryjnym. Hamuje namnażanie się bakterii powodujących gruźlicę. Zmniejsza ryzyko wystąpienia lekooporności na inne leki przeciwprątkowe.
etambutol
Zadanie 12. (1 pkt) Podaj liczbę atomów węgla o hybrydyzacji sp3 w tym związku. ....................................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Podaj nazwy zaznaczonych grup funkcyjnych: Grupa A. .................................................................................................................................................... Grupa B. .....................................................................................................................................................
Zadanie 14. (2 pkt) Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) głównych produktów organicznych reakcji etambutolu z roztworem zasady sodowej i z kwasem solnym. Jeżeli reakcja nie zachodzi, to wpisz ten wniosek do ramki. zasada sodowa
kwas solny
Zadanie 15. (1 pkt) Czy etambutol jest związkiem chiralnym? Podaj uzasadnienie. .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
© Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
7
Informacja do zadań 16., 17. i 18.
dulcyna
Dulcyna to sztuczny środek słodzący, nazwa pochodzi z łaciny: dulcis – słodki. Nazwa chemiczna to para-etoksyfenylomocznik. Jest to biały krystaliczny proszek rozpuszczalny w wodzie, około 100-300 razy słodszy od powszechnie używanego cukru konsumpcyjnego. Stosowany był głównie był przez diabetyków. Odkryty w II połowie XIX wieku, tylko pięć lat później niż sacharyna. Jako słodzik nigdy nie odniósł sukcesu rynkowego, mimo iż miał przewagę nad sacharyną w tym, że nie posiadał gorzkiego posmaku. Pierwsze medyczne testy uznały tę substancję za bezpieczną dla zdrowia. W 1954 roku, po tym jak testowanie na zwierzętach wyjawiło właściwości kancerogenne tego produktu, usunięto go z rynku.
Zadanie 16. (2 pkt) Zapisz wzory półstrukturalne: cząsteczki mocznika, grupy etoksylowej i grupy fenylowej.
mocznik
grupa etoksylowa
grupa fenylowa
Zadanie 17. (1 pkt) Podaj wzór sumaryczny oraz masę molową dulcyny. ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) a) W tekście jest wymieniony cukier konsumpcyjny. Podaj nazwę zwyczajową disacharydu otrzymywanego z buraków cukrowych, dostępnego w handlu, stosowanego do celów spożywczych. ..................................................................................................................................................................... b) W szklance wody destylowanej rozpuszczono 5 g dulcyny. Jaki jest odczyn tego roztworu? Odpowiedź uzasadnij. ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
8
Zadanie 19. (2 pkt) Uczniowie scharakteryzowali w formie tabeli pięć reakcji chemicznych. Niestety przypisana charakterystyka reakcji nie w każdym przykładzie była prawidłowa. Wykonaj poniżej poprawne zestawienie – wpisz odpowiednie litery do tabeli. mechanizm – rodzaj reakcji chemicznej
opis reakcji 1.
próba Tollensa
A.
substytucja rodnikowa
2.
przyłączenie bromowodoru do propenu
B.
substytucja elektrofilowa
3.
nitrowanie benzenu
C.
substytucja nukleofilowa
4.
wymiana grupy hydroksylowej na atom chloru w alkoholu
D.
addycja elektrofilowa
5.
podstawienie atomu wodoru atomem chloru pod wpływem światła
E.
proces utlenienia i redukcji
opis reakcji
1.
2.
3.
4.
5.
mechanizm – rodzaj reakcji chemicznej
Zadanie 20. (3 pkt) Jakie aminokwasy otrzymamy w wyniku hydrolizy 0,5 mola pentapeptydu o niżej zapisanym wzorze? O H2N
CH
CH2
CH2
COOH
C
O CH2
NH
C
CH3 CH
NH
O O
C NH
CH
C
CH2OH
NH
CH3 CH
COOH
Podaj ich nazwy systematyczne. .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... Oblicz całkowitą masę aminokwasów, jaką można otrzymać w wyniku hydrolizy tego peptydu. Masę podaj z dokładnością do części dziesiętnych grama.
Odpowiedź: .............................................................................................................................................
© Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
9
Zadanie 21. (1 pkt) Tabela. Wartości entalpii całkowitego spalania wybranych substancji. substancja 1. 2. 3. 4.
metan tlenek węgla(II) węgiel wodór
entalpia spalania w kJ/mol –802 –285 –406 –247
Korzystając z wartości entalpii całkowitego spalania reagentów zebranych w tabeli oraz z prawa Hessa, wyznacz entalpię standardową podanej niżej reakcji. Wymienione reagenty są w stanie gazowym.
CH 4 H 2 O CO 3 H 2 Obliczenia:
Odpowiedź: .............................................................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt) Zmieszano 4 mole etanianu etylu z 5 molami wody i 1 molem kwasu octowego. Stała równowagi reakcji hydrolizy estru wynosi 0,25. Oblicz, ile alkoholu powstało w wyniku hydrolizy estru. Wynik podaj w gramach z dokładnością do części dziesiętnych. Obliczenia:
Odpowiedź: .............................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Wpisz do tabeli poniżej wzór kwasu lub wzór sprzężonej z tym kwasem zasady. kwas
sprzężona zasada
H2 O
H2 O
Cl
www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
HSO
NH3
10
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
Zadanie 24. (2 pkt) Iloczyn rozpuszczalności AgCl wynosi 1010. zy wytrąci się osad Ag l, jeżeli w 1 dm3 roztworu Na l o stężeniu 0,1 mol/dm3 będziemy rozpuszczać 1 mg stałego AgNO3? Odpowiedź uzasadnij obliczeniami. Obliczenia:
Odpowiedź: ........................................................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) W reakcji addycji wody do etynu – w wyniku przegrupowania nietrwałego alkoholu winylowego (formy enolowej) w trwałą formę aldehydową – powstaje aldehyd octowy. Przegrupowanie to nazywane jest tautomeryzacją. Uzupełnij schemat tego procesu, rysując wzory strukturalne reagentów. Schemat tautomeryzacji
alkohol winylowy forma enolowa
aldehyd octowy forma aldehydowa
Podaj, przyczynę przegrupowania enoli do aldehydów lub ketonów. .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... © Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
11
Zadanie 26. (2 pkt) Kwas cytrynowy (nazwa systematyczna kwas 2-hydroksy-1,2,3propanotrikarboksylowy) występuje w niewielkich ilościach w większości organizmów żywych, gdyż spełnia ważną rolę w ich metabolizmie jest produktem przejściowym w cyklu Krebsa (zwanym dlatego cyklem kwasu cytrynowego). W większych ilościach występuje w niektórych owocach, np. w cytrynach, w których stanowi nawet do 8% suchej masy.
Kwas cytrynowy może wchodzić w reakcje chemiczne z wieloma substancjami chemicznymi. Wpisz do tabeli wzory półstrukturalne głównych produktów reakcji kwasu cytrynowego z podanymi substratami. Substraty użyto w dużym nadmiarze w odniesieniu do kwasu cytrynowego w celu uzyskania dobrej wydajności procesu.
substrat
1.
NaOH(aq)
2.
(CH3CO)2O
3.
CH3OH
4.
HCl(aq)
produkt główny
www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
12
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
Informacja do zadań 27. i 28. 3
gęstości roztworów wodnych H2SO4 [g/cm ] stężenie
10%
20%
30%
60%
gęstość
1,066
1,139
1,175
1,498 3
gęstości roztworów wodnych NaOH [g/cm ] stężenie
10%
20%
40%
50%
gęstość
1,109
1,219
1,430
1,525
Zadanie 27. (3 pkt) Na szalkach wagi postawiono dwie zlewki o takiej samej masie i o pojemności 50 cm3. Do pierwszej wlano 40 cm3 10% kwasu siarkowego(VI). Ile cm3 20% roztworu NaOH należy wlać do drugiej zlewki, żeby zrównoważyć wagę? Wynik podaj z dokładnością do setnych części cm3. Odważone w ten sposób roztwory bardzo ostrożnie zmieszano. Podaj, jaki otrzymano odczyn końcowego roztworu, odpowiedź uzasadnij wynikami obliczeń. Obliczenia:
Objętość NaO
.....................................................................................................................................
Odczyn końcowego roztworu ................................................................................................................ Uzasadnienie ......................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) W jakim stosunku masowym należy zmieszać 10% roztwór otrzymać roztwór o stężeniu 5%?
2SO4
i kwas o stężeniu 0%, żeby
Obliczenia:
Odpowiedź: .......................................................................................................................................
© Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
13
Zadanie 29. (2 pkt) Jakie związki chemiczne należy wpisać w miejsce cyfr: I, II, III, IV, żeby poprawnie uzupełnić schematy reakcji chemicznych ujętych na rysunku?
Wpisz do tabeli nazwy brakujących związków chemicznych. Nr
Nazwa
I
II
III
IV
www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
14
Zadanie 30. (1 pkt) Podkreśl te cząsteczki, które posiadają moment dipolowy równy zeru.
CH 3 CH 3
CH 3 Cl
CH 4
CCl 4
O2
H2
H Cl
H2O
Zadanie 31. (1 pkt) W podanym zbiorze cząsteczek otocz kołami parę enancjomerów. 1.
2.
4.
3.
5.
Zadanie 32. (1 pkt) Aby odróżnić fenole od alifatycznych alkoholi, aldehydów i ketonów, wystarczy użyć: a. wodorotlenku miedzi (II) b. amoniakalnego roztworu tlenku srebra (I) c. czułego wskaźnika do wykrywania zasad d. czułego wskaźnika do wykrywania kwasów e. roztworu FeCl3 f. kwasu azotowego Podkreśl prawidłowe odczynniki. © Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
15
Zadanie 33. (6 pkt) Poniżej przedstawiono schemat reakcji, w wyniku których można otrzymać szereg różnych związków organicznych: związek aromatyczny 5
C CaC2 CH≡CH CH2=CHCl 1 3 2 Y
Cl2 7
6 CHCl=CHCl
8 polimer
HCl 4
X
A. Zapisz równanie reakcji, która odpowiada przemianie 1. Jest to przemysłowa metoda otrzymywania karbidu, w której jako substrat wykorzystywany jest produkt termicznego rozkładu wapienia. ..................................................................................................................................................................... B. Podaj nazwy systematyczne związków organicznych, głównych produktów powstających w reakcjach oznaczonych numerami 4 i 5 na powyższym schemacie, oraz określ typ reakcji . ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................
C. Związek chemiczny, który powstaje w wyniku jednej z reakcji przedstawionych na powyższym schemacie, tworzy izomery geometryczne. Narysuj wzory strukturalne tych izomerów oraz podaj ich nazwy systematyczne, uwzględniając ten rodzaj izomerii.
Nazwa:
Nazwa:
D. Podaj nazwę oraz gęstość w warunkach normalnych, w g/dm3, z dokładnością do części setnych, gazowego produktu otrzymywanego w reakcji 3. ..................................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................
www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
16
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
Zadanie 34. (1 pkt) W którym przypadku szybkość korozji gwoździ stalowych zanurzonych w lekko osolonej wodzie będzie największa, a w którym najmniejsza?
I
największa
II
III
IV
V
najmniejsza
Zadanie 35. (1 pkt) Z dwóch półogniw zbudowano ogniwo cynowo-miedziowe. Wykonaj rysunek przedstawiający to ogniwo. Podaj jego SEM. Do opisu wykorzystaj poniższe wyrażenia: anoda / katoda / elektroda ujemna/ elektroda dodatnia / klucz elektrolityczny/ utlenianie / redukcja / potencjał niższy / potencjał wyższy / ruch elektronów / ruch jonów
Siła elektromotoryczna tego ogniwa wynosi: ............................................................................................
© Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
© dr inż. Zdzisław Głowacki Oficyna Wydawnicza „Tutor”
17
BRUDNOPIS ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................................... www.szkolna.pl, www.tutor.edu.pl
18
Próbny egzamin maturalny z chemii – poziom rozszerzony – TUTOR – marzec 2013
.................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... © Oficyna Wydawnicza, Studium Oświatowe „Tutor”
Miejsce na naklejkę z kodem
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I Czas pracy 120 minut
ARKUSZ I GRUDZIEŃ ROK 2004
Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są dwie karty stałych chemicznych. 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 1. (2 pkt) Spalono metaliczny magnez. Otrzymany związek rozpuszczono całkowicie w kwasie fosforowym(V) otrzymując sól nierozpuszczalną w wodzie. Zapisz wzory produktów obu reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt)
Oblicz, ile dm3 tlenu odmierzonego w warunkach normalnych potrzeba do spalenia 3,01 · 1023 atomów magnezu. Obliczenia:
Zadanie 3. (3 pkt) Uzupełnij podane równania reakcji wiedząc, że brakującym reagentem jest tlenek węgla(II) lub tlenek węgla(IV). 3 Fe2O3 + ............ → 2 Fe3O4 + ............ 2 H2SO4 + C → ............ + 2 SO2 + 2 H2O T
(CuOH)2CO3 → ............ + 2 CuO + H2O
Zadanie 4. (3 pkt) Atom pewnego pierwiastka E, w stanie podstawowym, ma następującą strukturę elektronową: E: 1s22s22p63s23p4 Korzystając z układu okresowego uzupełnij poniższą tabelkę, dotyczącą tego pierwiastka. Liczba elektronów walencyjnych
Stopień utlenienia w związku z wodorem
Strona 2 z 10
Konfiguracja elektronowa prostego jonu
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 5. (3 pkt) Poniżej podano ciąg przemian chemicznych: KOH utleniacz propen HCL → A → B → propanon (1)
(2)
(3)
Dużymi literami oznaczono główne produkty organiczne. Napisz schematy reakcji ujętych w ciągu, posługując się wyłącznie wzorami półstrukturalnymi. Reakcja 1: ............................................................................................................................... Reakcja 2: ............................................................................................................................... Reakcja 3: ...............................................................................................................................
Zadanie 6. (3 pkt) Na podstawie wartości elektroujemności w wymienionych substancjach.
pierwiastków
Substancja
określ
rodzaj
wiązań
Rodzaj wiązania
chlorek sodu tlenek siarki(IV) azot
Zadanie 7. (2 pkt) Oblicz, ile moli wodorotlenku sodu potrzeba do przygotowania 200 g roztworu o stężeniu 10%. Obliczenia:
Strona 3 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 8. (1 pkt) Wskaż, która para związków zawiera wiązania jonowe. A. MgO, CO2
B. NaCl, H2O
C. KBr, H2S
D. CaS, NaCl
Zadanie 9. (1 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Po pewnym czasie zaobserwowano, tworzące się na ściankach probówki, lustro srebrne. Podaj przykład substancji organicznej (związek X), użytej w tym doświadczeniu. ...................................................................................................................................................
Zadanie 10. (3 pkt) Uczniowie otrzymywali w laboratorium gazy. Zbieranie gazów można przeprowadzić na trzy sposoby, które przedstawiono poniżej schematycznymi rysunkami: 1, 2 i 3.
gęstość powietrza d = 1,29 g/dm3 Wskaż, którą z metod uczniowie powinni wybrać do zebrania amoniaku, tlenku azotu(IV) oraz etanu. Sposób Nazwa gazu
(1)
(2)
(3)
................................... .................................. ..................................
Strona 4 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 11. (2 pkt) Uczniowie na kółku chemicznym identyfikowali wodne roztwory soli. Magda otrzymała następujący zestaw: CH3COONa, BaCl2. Do identyfikacji zdecydowała się użyć tylko jednego odczynnika - kwasu siarkowego(VI). Uzupełnij sprawozdanie eksperymentów. Nr probówki 1
Wzór soli
Magdy
H2SO4 BaCl2
obserwacje
z
przeprowadzonych
Wzór Objawy reakcji soli z wybranym odczynnikiem odczynnika
CH3COONa
2
podając
..................................................................................... .................................................................................... ..................................................................................... ....................................................................................
Zadanie 12. (3 pkt) Poniżej podano niektóre charakterystyczne właściwości fizyczne i chemiczne trzech pierwiastków. Podaj nazwy pierwiastków odpowiadające podanym właściwościom. Lp.
Właściwości
1.
-
czerwonobrunatna lotna ciecz pary mają duszący zapach drażniący błony śluzowe tworzy cząsteczki dwuatomowe wodny roztwór wykorzystuje się do wykrywania charakteru nienasyconego związków organicznych
.............................
-
..............................
-
ciało stałe tworzy trzy odmiany alotropowe, z których jedna przewodzi prąd elektryczny mało reaktywny chemicznie w temperaturze pokojowej
-
zielonkawożółty gaz silnie trujący (użyty przez Niemców w bitwie pod Ypres) bardzo reaktywny chemicznie środek dezynfekcyjny do odkażania wody
...............................
2.
3.
Nazwa pierwiastka
Zadanie 13. (2 pkt) Od dwóch butelek znajdujących się w pracowni chemicznej odkleiły się etykietki. Na jednej był napis: siarka, a na drugiej: tlenek wapnia. Podaj typowe właściwości fizyczne siarki (dwa przykłady), które umożliwią jej identyfikację. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Strona 5 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 14. (1 pkt) Sacharozę, znany powszechnie ,,cukier” przedstawia wzór. Wybierz właściwą odpowiedź.
Zadanie 15. (3 pkt) Wykorzystując tablice rozpuszczalności, podaj nazwy substancji, których użyjesz do otrzymania wodorotlenku cynku. Napisz skrócone równanie jonowe reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 16. (1 pkt) Reakcja chlorowania może być traktowana jako przykład reakcji red–ox. Wskaż utleniacz w podanej reakcji substytucji: CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl ..........................................................
Zadanie 17. (3 pkt) W dwóch zbiornikach znajdują się etan i eten. Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na ich odróżnienie. W odpowiedzi podaj: −
słowny opis przeprowadzonego doświadczenia
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... −
obserwacje pozwalające na odróżnienie badanych substancji
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... −
równanie wykorzystanej reakcji
......................................................................................................................................................
Strona 6 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 18. (2 pkt) Przeprowadzono równocześnie dwa doświadczenia pokazane na rysunku:
−
Wskaż, w której probówce szybkość reakcji będzie większa ............
–
Gazem wydzielającym się w reakcji jest ...................................
Zadanie 19. (1 pkt) Rysunek przedstawia schemat układu okresowego.
Wybierz linie wskazujące wzrost charakteru zasadotwórczego pierwiastków. A. a, b, c
B. b, e
C. d, c
D. d, a
Zadanie 20. (1 pkt) Zestaw przedstawiony na rysunku obok służy do A. usunięcia substancji nierozpuszczalnych z wody. B. otrzymania wody destylowanej. C. usunięcia substancji rozpuszczonych w wodzie. D. usunięcia mikroorganizmów.
Zadanie 21. (2 pkt) Korzystając z tablicy rozpuszczalności podaj wzór substancji, którą należy dodać do wodnego roztworu chlorku żelaza(III), aby strącić osad siarczku żelaza(III). Napisz równanie powyższej reakcji chemicznej w skróconej postaci jonowej. Wzór użytej substancji: ................................................................................................................ Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Strona 7 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 22. (3 pkt) Poniżej podano przykłady piktogramów ostrzegawczych na opakowaniach odczynników.
Podanym w tabeli substancjom przyporządkuj odpowiedni piktogram. Substancja wodorotlenek sodu aceton trinitrotoluen (TNT)
Piktogram (numer rysunku)
Zadanie 23. (3 pkt) Na podstawie podanego ciągu przemian, zapisz równania reakcji chemicznych wiedząc, że w reakcji drugiej reduktorem jest aldehyd np., mrówkowy. (1)
(2)
CuSO4 → Cu(OH)2 → Cu2O ↓ (3) CuO Reakcja 1: ……………………………………………………………………………………… Reakcja 2: ……………………………………………………………………………………… Reakcja 3: ………………………………………………………………………………………
Zadanie 24. (1 pkt) Zbadano właściwości pewnego kwasu organicznego i stwierdzono, że: − jest cieczą rozpuszczającą się w wodzie, − reaguje z metalami, tlenkami metali i wodorotlenkami, tworząc sole, − reaguje z alkoholami tworząc estry, − wykazuje właściwości redukujące, − jest kwasem mocniejszym od kwasu węglowego, − może powstać przez utlenienie formaldehydu. Na podstawie analizy podanego tekstu zidentyfikuj ten kwas. .......................................................................................................................................................
Zadanie 25. (1 pkt) Zapisz równanie reakcji chemicznej, które ilustruje metodę otrzymywania tlenku węgla(IV). Jako substratu użyj stałego węglanu wapnia. ...................................................................................................................................................
Strona 8 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 26. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na ustalenie właściwości chemicznych tlenku sodu. W odpowiedzi podaj: – nazwy użytych odczynników ................................................................................................ –
obserwacje z prezentowanego doświadczenia
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... –
napisz równanie reakcji chemicznej
.......................................................................................................................................................
Zadanie 27. (2 pkt) W kopalniach węgla często dochodzi do wybuchu metanu. − Podaj właściwość chemiczną metanu, która jest przyczyną tych wybuchów. ....................................................................................................................................................... − Wymień jedną właściwość fizyczną, która powoduje, że tak trudno jest wykryć ulatniający się metan. .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Przeanalizuj podany schemat bilansu tlenu w zbiorniku wodnym. Atmosfera O2↓
↑O2
Zawartość tlenu w zbiorniku wodnym ↑
O → 2
Oddychanie organizmów wodnych. Pobór tlenu przez bakterie rozmnażające substancje organiczne (biodegradacja)
Fotosynteza glonów i roślin wodnych
Do zbiornika wodnego z pobliskiego zakładu chemicznego dostały się detergenty i azotan(V) amonu. Odpowiedz, czy obecność tych substancji wpłynie na procesy życiowe w zbiorniku. ....................................................................................................................................................
Zadanie 29. (2 pkt) Do niebieskiego, wodnego roztworu soli miedzi wrzucono żelazny gwóźdź i odstawiono na pewien czas. Opisz zmiany zachodzące w wyglądzie: – roztworu ............................................................................................................................... –
żelaznego gwoździa .............................................................................................................
Strona 9 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Brudnopis
Strona 10 z 10
Miejsce na naklejkę z kodem
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII ARKUSZ II
Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego)
GRUDZIEŃ ROK 2004
Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora. 8. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 9. Brudnopis nie będzie oceniany. 10. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia! (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 30. (3 pkt) Zbudowano ogniwo wg schematu przedstawionego na rysunku.
Sumaryczna reakcja ogniwa przebiega według zapisu: Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu Uzupełnij podaną informację zaznaczając na rysunku, który z metali jest katodą a który anodą. Określ znaki elektrod i zaznacz na schemacie kierunek przepływu elektronów.
Zadanie 31. (4 pkt) Znane z życia codziennego związki: I – alkohol, II – ocet, III – mydło, IV – aceton w roztworach wodnych wykazują (przy użyciu wskaźnika uniwersalnego) odczyn kwasowy, zasadowy lub obojętny. Uzupełnij tabelkę wstawiając znak x w odpowiednie miejsce. I II III IV
Wzór związku – nazwa związku CH3CH2OH - etanol CH3COOH – kwas octowy C17H35COONa – stearynian sodu CH3 –C–CH3 – propanon O
pH < 7
pH = 7
pH > 7
Zadanie 32. (3 pkt) Jednym z etapów produkcji kwasu siarkowego(VI) jest reakcja: 2SO2(g) + O2(g) ⇄ SO3(g)
∆H < 0
Określ, jak warunki procesu wpływają na szybkość reakcji otrzymywania SO3, wpisując do tabelki któreś z poniższych określeń: „rośnie”, „maleje”, „nie zmienia się”. Lp. Warunki procesu 1
Podwyższona temperatura
2
Podwyższone ciśnienie
3
Katalizator
Szybkość reakcji
Strona 2 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 33. (2 pkt) Szkło wodne, używane do impregnacji materiałów w celu osiągnięcia ich niepalności jest krzemianem sodu. Zaprojektuj doświadczenie, w którym otrzymasz z tej soli kwas krzemowy. a) Przedstaw doświadczenie za pomocą rysunku.
b) Zapisz przewidywane obserwacje. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (3 pkt) Określ typ podanych niżej reakcji: I. C17H33COOH + Br2 → C17H33Br2COOH Al O , temp.
II. C2H5OH 23 → C2H4 + H2O światlo
III. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl Reakcja I
............................................................................................................................
Reakcja II
............................................................................................................................
Reakcja III
............................................................................................................................
Zadanie 35. (3 pkt) W tabeli podano wybrane właściwości opisujące następujące kwasy: - kwas mlekowy (2-hydroksypropanowy), - kwas mrówkowy (metanowy), - kwas akrylowy (propenowy). Przyporządkuj podanym właściwościom wzór półstrukturalny odpowiedniego kwasu. Lp. Właściwości chemiczne 1
Wzór półstrukturalny kwasu
redukuje odczynnik Tollensa odwodnieniu tworząc tlenek węgla (II) • tworzy estry z kwasami oraz alkoholami • łatwo się utlenia • ulega polimeryzacji • ulega reakcjom addycji •
• ulega
2 3
Strona 3 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 36. (2 pkt) Liczba masowa izotopu pierwiastka E wynosi 196u. Neutrony w tym izotopie stanowią 60,2% nukleonów. Na podstawie powyższych danych uzupełnij tabelę, dotyczącą budowy tego izotopu. Liczba neutronów Liczba protonów
Zadanie 37. (3 pkt) Pary metalicznej rtęci są silnie trujące. Przypadkowo rozlana rtęć powinna być zneutralizowana przez zasypanie sproszkowaną siarką (powstaje siarczek rtęci(II) ). Odpowiedz, dokonując odpowiednich obliczeń, czy 10 g siarki wystarczy do zneutralizowania 5 cm3 rtęci. Gęstość rtęci wynosi: d = 13,546 g/cm3. Obliczenia:
Zadanie 38. (2 pkt) Reakcja utleniania tlenku siarki(IV) przebiega z udziałem katalizatora V2O5. Entalpia tej reakcji jest mniejsza od zera. Narysuj wykres zmiany energii spalania tlenku siarki(IV) od biegu reakcji: - bez udziału katalizatora, - z udziałem katalizatora.
Strona 4 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 39. (1 pkt) W przedstawionym jonowym równaniu reakcji chemicznej CN– + H2O → HCN + OH– Określ, czy anion cyjankowy (CN–) jest kwasem czy zasadą zgodnie z teorią protonową Brönsteda. .......................................................................................................................................................
Zadanie 40. (2 pkt) Wykonano dwa doświadczenia przedstawione schematycznym rysunkiem. Uzyskano roztwory o barwie: zielonej – w probówce 1, zielononiebieskiej – w probówce 2.
Określ, w jakim środowisku (kwaśnym, zasadowym czy obojętnym) przeprowadzono każdą z tych reakcji. Reakcja w probówce (1): ............................................................................................................. Reakcja w probówce (2): .............................................................................................................
Zadanie 41. (4 pkt) Badając charakter chemiczny tlenków analizuje się przebieg reakcji z wodą, z kwasem i z zasadą. Ustal, która ze schematycznie zapisanych reakcji możliwa jest w przypadku podanych tlenków: CaO, ZnO, NO. W tabeli wpisz znak X w odpowiednim miejscu. CaO 1 EO + H2O → E(OH)2 2 EO + 2HCl → ECl2 + H2O 3 EO + 2NaOH → Na2EO2 + H2O
Strona 5 z 10
ZnO
NO
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 42. (1 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Wyjaśnij przebieg tego doświadczenia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 43. (4 pkt) Przez wodny roztwór azotanu(V) srebra przepuszczono prąd o natężeniu 100 A. Elektroliza trwała 10 minut. Napisz równania reakcji, które zaszły podczas elektrolizy. katoda: .........................................................
anoda: ........................................................
Oblicz masę produktu powstałego na katodzie. Obliczenia:
Zadanie 44. (1 pkt) Wykorzystując wartości stałych dysocjacji tlenowych kwasów chloru odpowiedz, jak zmienia się ich moc wraz ze wzrostem stopnia utlenienia chloru. ...................................................................................................................................................
Strona 6 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 45. (3 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Opisz objawy towarzyszące doświadczeniu. Probówka I ................................................................................................................................... Próbówka II .................................................................................................................................. Zilustruj równaniem reakcji przebieg doświadczenia. .......................................................................................................................................................
Zadanie 46. (3 pkt) Dla reakcji podanej równaniem: 4 HCl(g) + O2(g) ⇄ 2 H2O (g) + 2 Cl2(g) ∆H = –119kJ określ, w którą stronę przesunie się równowaga reakcji, jeżeli: - wzrośnie temperatura .............................................. - wzrośnie ciśnienie ................................................... - usunie się część HCl ................................................
Zadanie 47. (1 pkt) Zapach mięty pochodzi od mentolu, alkoholu o uproszczonym wzorze:
Mentol w wyniku reakcji utleniania roztworem K2Cr2O7 w środowisku kwaśnym daje związek należący do ketonów cyklicznych. Podaj wzór powstałego ketonu.
Strona 7 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 48. (2 pkt) Węgiel tworzy dwa tlenki: tlenek węgla(II) i tlenek węgla(IV). Podaj dwie właściwości (jedną fizyczną, jedną chemiczną) tlenku węgla(II), które odróżniają go od tlenku węgla(IV). ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 49. (3 pkt) Zaprojektuj ogniwo galwaniczne w którym kationy srebra(I) utleniają atomy glinu. Podaj schemat ogniwa. Podaj reakcje zachodzące w półogniwach. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 50. (2 pkt) Poniższa tabela przedstawia zależność rozpuszczalności chlorku potasu od temperatury.
KCl
Rozpuszczalność KCl [g/100g H2O] w temperaturze: [°C] 10°C 20°C 30°C 40°C 50°C
60°C
31g
45,5g
34g
37g
40g
42,6g
Zaprojektuj doświadczenie prowadzące do otrzymania nasyconego roztworu chlorku potasu w temperaturze 20°C.
Zadanie 51. (2 pkt) Napisz pełne równanie reakcji jądrowej podanej w postaci uproszczonej i nazwij emitowaną cząsteczkę elementarną. 70 Zn (p : ?)70 Ga .......................................................................................................................................................
Strona 8 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 52. (1 pkt) Podaj nazwę przynajmniej jednego odczynnika pozwalającego udowodnić, że roztwory koloidowe białka ulegają denaturacji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 53. (3 pkt) W czterech probówkach umieszczono różne tlenki. Wszystkie są ciałami stałymi. Przeprowadzono doświadczenie pokazane na rysunku i stwierdzono, że wszystkie tlenki uległy rozpuszczeniu.
Na podstawie tej obserwacji zakwalifikuj podane tlenki do odpowiednich grup. Właściwości tlenku
Wzór tlenku (tlenków)
Tlenek kwasowy Tlenek zasadowy Tlenek amfoteryczny
Zadanie 54. (2 pkt) Podaj właściwości chemiczne glinu na przykładzie zachowania wobec tlenu i kwasu solnego. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Strona 9 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Brudnopis
Strona 10 z 10
dysleksja
MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII Arkusz I
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla ucznia 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 11 ponumerowanych stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego badanie. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje uczeń. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla oceniającego. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ I GRUDZIEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
PESEL UCZNIA
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
KOD UCZNIA
2 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 1. i 2. W jednym z naturalnych szeregów promieniotwórczych występują m.in. trzy izotopy polonu, których okresy półtrwania podano w nawiasach: 218Po (τ1/2 = 3,1 minuty), 214 Po (τ1/2 = 1,6·10–4 sekundy) i 210Po (τ1/2 = 138,4 dnia).
Zadanie 1. (1 pkt) Podaj liczbę masową najtrwalszego izotopu polonu wybranego spośród wymienionych powyżej. ....................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) Podaj symbol, liczbę masową i liczbę atomową izotopu, który powstał z izotopu po emisji cząstki α.
218
Po
Symbol powstałego izotopu: ............................................... Liczba masowa powstałego izotopu: ................................... Liczba atomowa powstałego izotopu: ..................................
Zadanie 3. (1 pkt) Podaj liczbę protonów i liczbę elektronów w jonie
54 26
Fe3+ .
Liczba protonów: .................................................................. Liczba elektronów: ................................................................
Zadanie 4. (2 pkt) Korzystając z tabeli elektroujemności, oblicz różnicę elektroujemności między atomami fosforu i wodoru, a następnie na tej podstawie określ rodzaj wiązań pomiędzy atomami wodoru i atomem fosforu występujących w związku o wzorze PH3.
Różnica elektroujemności: ........................................................................................................... Rodzaj wiązań: .............................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 3 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 5. (2 pkt) Oblicz zawartość procentową (w procentach masowych) bromu w bromku wapnia.
Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Informacja do zadań 6. i 7. W tabeli przedstawiono rozpuszczalność w wodzie dwóch soli w zależności od temperatury. Temperatura, K R KCl , g/100g wody R KNO3 , g/100g wody
273 28 14
293 34 32
313 40 63
333 46 109
353 51 170
(wg J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Wyd. Podkowa bis, Gdańsk 2002, s. 222). Dla ułatwienia wartości rozpuszczalności zaokrąglono do liczb całkowitych.
Zadanie 6. (2 pkt) Uzupełnij kolejne zdania I, II, III i IV, posługując się określeniami z poniższego zbioru: KCl, KNO3, nasycony, nienasycony, ochłodzić, ogrzać, dodać sól.
I.
Solą
lepiej
rozpuszczalną
w
wodzie,
w
temperaturze
293
K
jest
................................................................................................................................. II.
Rozpuszczając 60 g KNO3 w 100 g wody o temperaturze 313 K otrzymamy roztwór ...................................................................................................................
III.
W celu przeprowadzenia nasyconego roztworu KNO3 w roztwór nienasycony tej soli należy go .........................................................................................................
IV.
Aby wytrącić osad KCl z nasyconego roztworu tej soli należy ten roztwór ..................................................................................................................................
4 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 7. (3 pkt) Narysuj wykres zależności rozpuszczalności KCl w wodzie od temperatury i odczytaj wartość rozpuszczalności tej soli w temperaturze 303 K.
Rozpuszczalność KCl w wodzie w temperaturze 303 K wynosi:.................................................
Zadanie 8. (2 pkt) a) Korzystając z tablicy rozpuszczalności, zamieszczonej w dołączonej karcie wybranych tablic chemicznych podaj wzór sumaryczny związku chemicznego, którego wodny roztwór może być użyty do rozróżnienia roztworów KCl i KNO3 na drodze reakcji strącania osadów.
Wzór sumaryczny: .................................................................................................................. b) Napisz, w formie jonowej skróconej, równanie reakcji strącenia tego osadu.
Forma jonowa skrócona: ........................................................................................................
Zadanie 9. (3 pkt) Podaj, w jakiej kolejności i przy pomocy jakich metod wydzielisz chlorek sodu i piasek z mieszaniny piasku i wodnego roztworu chlorku sodu.
Najpierw wydzielam: ................................................................................................................... Następnie wydzielam: .................................................................................................................. Zastosowane metody: ................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 5 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 10. (1 pkt) Badając wpływ różnych czynników na szybkość reakcji chemicznej przeprowadzono w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury dwa doświadczenia. Doświadczenie I: Do 10 cm3 kwasu solnego o stężeniu 20% dodano 1 gram wiórków magnezu. Doświadczenie II: Do 10 cm3 kwasu solnego o stężeniu 5% dodano 1 gram wiórków magnezu. Podaj numer doświadczenia, w którym reakcja przebiegała szybciej i wskaż czynnik, który to spowodował.
Numer doświadczenia: ................................................................................................................. Czynnik: .......................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Metodą bilansu elektronowego dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji: ........ NH3 + ......... O2 → ........... N2 + .......... H2O
Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Wskaż substancję pełniącą rolę utleniacza i rolę reduktora w procesie opisanym równaniem: Zn + S → ZnS
Utleniacz: ..................................................................................................................................... Reduktor: ......................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Poniżej podano wybrane metody otrzymywania soli. I. Kwas + wodorotlenek metalu II. Kwas + tlenek metalu III. Kwas + metal IV. Tlenek niemetalu + wodorotlenek metalu Spośród podanych wyżej metod wybierz dwie, które można zastosować do otrzymania siarczku potasu. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji ilustrujące wybrane metody.
Równanie 1.: .............................................................................................................................. Równanie 2.: ..............................................................................................................................
6 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 14. i 15. Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem: IV I II III CO(g) SO2(g) SiO2(s) Na2O(s)
H2O Do każdej z probówek zanurzono papierek uniwersalny.
Zadanie 14. (1 pkt) Podaj numery probówek, w których papierek uniwersalny zmienił zabarwienie.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (1 pkt) Podaj numer probówki (probówek), w której (których) otrzymano roztwór o odczynie kwasowym.
Roztwór o odczynie kwasowym powstał w probówce (probówkach) .........................................
Zadanie 16. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie, wstawiając w miejsce kropek znak: „<” lub „=” lub „>”.
Roztwory o odczynie kwasowym mają pH ...... 7.
Zadanie 17. (3 pkt) W miejsce kropek stechiometryczne.
wstaw
wzory
brakujących
........... Al + ................ → 2 Al2O3 ............ K + .............
→ ....... KOH + ...............
................ + ..............
→ H2SO4
reagentów
i
współczynniki
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 7 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 18. (3 pkt) Wybierz i zakwalifikuj do odpowiednich grup substancje o wzorach sumarycznych: HCl, HNO2, H2S, HNO3, Zn(OH)2, HBr, H2SO4, KOH, Ba(OH)2.
1. Kwasy beztlenowe: ............................................................................................................. 2. Mocne kwasy tlenowe: ........................................................................................................ 3. Wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie: .............................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) Przeprowadzono kilka doświadczeń z użyciem bezbarwnego gazu. Stwierdzono, że gaz ten: I. jest palny, II. nie odbarwia wody bromowej, III. w wyniku spalenia w tlenie daje tylko jeden produkt. Wskaż gaz, który użyto do doświadczeń. A. Chlor B. Metan C. Acetylen D. Wodór
Zadanie 20. (1 pkt) Spośród podanych niżej substancji wybierz tę, którą można zastosować do wykrycia tlenku węgla(IV). A. Woda amoniakalna B. Woda bromowa C. Woda sodowa D. Woda wapienna
Zadanie 21. (2 pkt) Tlenek węgla(IV) powstaje m.in. w reakcjach fermentacji alkoholowej glukozy w obecności drożdży oraz podczas termicznego rozkładu wapienia. Napisz równania obu reakcji w formie cząsteczkowej.
Równanie reakcji fermentacji alkoholowej glukozy: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji rozkładu wapienia: .......................................................................................................................................................
8 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 22. i 23. Proces spalania pewnego węglowodoru przebiega według równania: C4H8(g) + 6O2(g) → 4CO2(g) + 4H2O(g) + energia cieplna
Zadanie 22. (1 pkt) Procesy chemiczne można zakwalifikować m.in. do poniższych grup reakcji: I. egzotermicznych II. endotermicznych III. spalania całkowitego IV. spalania niecałkowitego Wskaż grupy reakcji, do których można zaliczyć proces opisany w informacji wstępnej. A. I i III B. I i IV C. II i III D. II i IV
Zadanie 23. (2 pkt)
Oblicz, ile dm3 tlenu odmierzonego w warunkach normalnych należy użyć do spalenia węglowodoru C4H8 (zgodnie z równaniem reakcji podanej w informacji wstępnej), aby otrzymać 10 moli CO2.
Obliczenia:
Odpowiedź:....................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru węglowodoru o wzorze sumarycznym C4H8 i podaj jego nazwę systematyczną.
Wzór półstrukturalny:
Nazwa systematyczna:
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 9 Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 25. - 27. Związek organiczny CH3CH2CHO ulega przemianom chemicznym opisanym za pomocą poniższego schematu:
+ H2 CH3CH2CHO
1
+ Ag2O 2
A +
H2SO4 (stęż. )
3
C
B
Zadanie 25. (3 pkt) Napisz równania reakcji oznaczonych numerami 1, 2 i 3, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) reagentów organicznych.
Równanie 1.: .............................................................................................................................. Równanie 2.: .............................................................................................................................. Równanie 3.: ..............................................................................................................................
Zadanie 26. (1 pkt) Napisz, jaką funkcję pełni stężony kwas siarkowy(VI) w reakcji 3.
.................................................................................................................................................
Zadanie 27. (1 pkt) Podaj nazwę grupy związków organicznych, do której należy związek wyjściowy CH3CH2CHO.
.................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Wskaż prawidłowy wzór sumaryczny sacharozy. A. C6H12O6 B. C12H22O11 C. C12H24O12 D. C18H32O16
10 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 29. (1 pkt) Spośród podanych poniżej opisów reakcji chemicznych wypisz numery tych, którym ulegają aminokwasy.
I. II. III. IV.
Reakcja z kwasami prowadząca do otrzymania soli. Reakcja z wodorotlenkami prowadząca do otrzymania soli. Reakcja z wodą prowadząca do otrzymania polipeptydów. Reakcja z aminokwasami prowadząca do otrzymania polipeptydów.
.................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Wskaż nazwę procesu, który zajdzie, gdy do białka jaja kurzego dodamy alkohol etylowy. A. B. C. D.
Kondensacja Denaturacja Peptyzacja Estryfikacja
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 11 Chemia – grudzień 2005 r.
BRUDNOPIS
dysleksja
MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII Arkusz II
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla ucznia 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 9 ponumerowanych stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego badanie. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje uczeń. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla oceniającego. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ II GRUDZIEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
PESEL UCZNIA
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
KOD UCZNIA
2 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 31. – 33. Atomy pierwiastka E mają 1s22s22p63s23p64s23d104p4.
w
stanie
podstawowym
konfigurację
elektronową:
Zadanie 31. (2 pkt) Podaj liczbę elektronów niesparowanych (w stanie podstawowym) i liczbę elektronów walencyjnych w atomach pierwiastka E. Liczba elektronów niesparowanych: ............................................................................................ Liczba elektronów walencyjnych: ...............................................................................................
Zadanie 32. (2 pkt) Odczytaj symbol pierwiastka E z układu okresowego pierwiastków i napisz wzór sumaryczny tlenku pierwiastka E na najwyższym stopniu utlenienia i wzór sumaryczny wodorku pierwiastka E. Wzór tlenku: ................................................................................................................................. Wzór wodorku: ............................................................................................................................
Zadanie 33. (1 pkt)
Napisz, jakie znaczenie można przypisać liczbie 3 w zapisie 3d10. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (3 pkt) Pewien metal reaguje z chlorem cząsteczkowym dając sól o wzorze sumarycznym ECl3. Stwierdzono, że 2,8 g tego metalu łączy się z 0,075 mola chloru cząsteczkowego. Napisz symbol metalu jakiego użyto do reakcji. Wykonaj i zapisz niezbędne obliczenia. Obliczenia:
Symbol pierwiastka E: ...............................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 3 Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 35. – 37. W reakcji przebiegającej według równania 2CO2(g) 2CO(g) + O2(g) w pewnych warunkach ciśnienia i temperatury ustalił się stan równowagi. Entalpia tego procesu ∆H > 0.
Zadanie 35. (1 pkt) Napisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi powyższej reakcji.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 36. (1 pkt) Określ, czy reakcja rozkładu tlenku węgla(IV) w tych warunkach ciśnienia i temperatury jest reakcją egzotermiczną, czy endotermiczną. .......................................................................................................................................................
Zadanie 37. (3 pkt) Podaj, jak wpływa na ilość produktów powstających w reakcji rozkładu tlenku węgla(IV) zmiana warunków prowadzenia reakcji, polegająca na: a) zmniejszeniu objętości naczynia reakcyjnego: ........................................................................ b) ogrzaniu zawartości naczynia reakcyjnego: ............................................................................ c) zmniejszeniu ciśnienia: ............................................................................................................
Zadanie 38. (2 pkt) Wykorzystując dane z szeregu elektrochemicznego metali napisz schemat ogniwa, w którym elektroda cynkowa pełni rolę anody. Zapisz równanie reakcji zachodzącej w półogniwie cynkowym. Schemat ogniwa: .......................................................................................................................... Równanie reakcji: ........................................................................................................................
4 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 39. (2 pkt) W warunkach standardowych SEM ogniwa metalicznego, w którym jednym z półogniw jest półogniwo srebrowe wynosi 1,20 V. W szeregu elektrochemicznym metali wyszukaj drugie półogniwo (elektrodę) zastosowane w tym ogniwie i określ, czy pełni ono rolę katody, czy anody. Półogniwo (elektroda): ............................................................................................................... Rola w ogniwie: ..........................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) W laboratorium przeprowadzono następujące doświadczenie: Do zlewki zawierającej kilka cm3 bezbarwnej cieczy dodano kilka cm3 wodnego roztworu KMnO4, a następnie kilka cm3 wodnego roztworu Na2SO3. Zaobserwowano odbarwienie powstałego roztworu. Napisz, czy znajdująca się w zlewce przed rozpoczęciem doświadczenia bezbarwna ciecz to była woda, wodny roztwór kwasu, czy roztwór zasady. Uzasadnij swoją odpowiedź, pisząc równanie reakcji w formie skróconej jonowej. Współczynniki uzgodnij metodą bilansu elektronowego. Bezbarwna ciecz to: ..................................................................................................................... Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 41. (3 pkt)
Oblicz stężenie molowe 40% roztworu NaOH o gęstości 1,43g·cm–3. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 5 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 42. (4 pkt) Mając do dyspozycji potas, miedź, wodę i rozcieńczony roztwór kwasu azotowego(V) zaprojektuj trójetapowe otrzymywanie wodorotlenku miedzi(II). Napisz równania kolejnych reakcji chemicznych. Opis słowny projektu (kolejność wykonywanych czynności): …………………………………………………………….…………………………………… ……………………………………………………………..…………………………………… ………………………………………………………………..………………………………… …………………………………………………………………..……………………………… ………………………………………………………………………..………………………… ………………………………………..………………………………………………………… Równanie reakcji (etap I): ........................................................................................................... Równanie reakcji (etap II): .......................................................................................................... Równanie reakcji (etap III): ………….........................................................................................
Zadanie 43. (2 pkt) Przygotowano dwa wodne roztwory kwasu octowego o różnych stężeniach molowych (w warunkach standardowych). Stężenia molowe jonów wodoru w obu roztworach były jednakowe. W roztworze I stopień dysocjacji CH3COOH wynosił 1%, a w II wynosił 0,1%. Podaj, który roztwór był bardziej stężony. Odpowiedź uzasadnij. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 44. (1 pkt) Podaj wzór jonów pochodzących z dysocjacji kwasu siarkowodorowego, których stężenie w roztworze tego kwasu jest najmniejsze. …………………………………………………….………..........................................................
Zadanie 45. (1 pkt)
Określ, jaką rolę (kwasu czy zasady) pełnią jony HS– wg teorii Brönsteda-Lowry’ego w reakcji zilustrowanej poniższym równaniem. HS¯ + H3O+ H2S + H2O Jony HS− pełnią rolę ....................................................................................................................
6 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 46. (3 pkt) Podaj odczyn wodnych roztworów następujących soli: a) Na2SO3 .................................................................................................................................... b) Na2SO4 .................................................................................................................................... c) NaHCO3 ..................................................................................................................................
Zadanie 47. (2 pkt) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) i nazwę systematyczną alkanu zawierającego jeden IV-rzędowy atom węgla, jeden III-rzędowy atom węgla, dwa II-rzędowe atomy węgla i pięć I-rzędowych atomów węgla. Wzór alkanu:
Nazwa alkanu:
Zadanie 48. (3 pkt) Poniższy schemat ilustruje trzy metody otrzymywania etanu: dekarboksylacja kwas 1. karboksylowy 2.
gaz ziemny
destylacja
etan
3. węglowodór uwodornienie nienasycony Stosując wzory półstrukturalne (grupowe), napisz równania odpowiednich reakcji chemicznych lub zaznacz, że przedstawiona metoda opiera się na przemianie fizycznej. 1. ................................................................................................................................................... 2. ................................................................................................................................................... 3. ...................................................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 7 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 49. (2 pkt) Glicyna jest najprostszym aminokwasem o wzorze H2N-CH2COOH. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) jonów, które tworzy glicyna w roztworach:
a) o pH = 9 ...................................................................................................................................
b) o pH = 3 ...................................................................................................................................
Zadanie 50. (5 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające odróżnić wodne roztwory glukozy i sacharozy. W tym celu: a) wybierz potrzebny(e) odczynnik(i) spośród: HNO3(stęż), wodne roztwory AgNO3, CuSO4, NaOH, KMnO4. b) opisz słownie przebieg doświadczenia, c) zapisz przewidywane obserwacje, d) na podstawie obserwacji sformułuj wniosek pozwalający na odróżnienie obu roztworów. a) Odczynnik (odczynniki): ..................................................................................................... b) Opis przebiegu doświadczenia: ........................................................................................... .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. c) Obserwacje: ......................................................................................................................... .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. d) Wniosek: ............................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................
8 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 51. (2 pkt) Zaznacz gwiazdką asymetryczne atomy węgla w podanym niżej wzorze cząsteczki oraz wyjaśnij, dlaczego związek ten nie wykazuje czynności optycznej.
O C OH H C OH H C OH C OH O ………………………………………………………………..………………………………… …………………………………………………………………..………………………………
Zadanie 52. (2 pkt) Poniżej przedstawiono fragmenty cząsteczek dwóch tworzyw sztucznych A i B: A: [―NH―(CH2)5―CO―NH―(CH2)5―CO―]
B: [―CH2―CH―CH2―CH―] │ │ Cl Cl Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) substratów stosowanych do otrzymywania tworzyw A i B.
Substrat stosowany do otrzymania tworzywa A
Substrat stosowany do otrzymania tworzywa B
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 9 Chemia – grudzień 2005 r.
BRUDNOPIS
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1 – 26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 1. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 2. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 3. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 4. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 5. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 6. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 7. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
LISTOPAD ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (2 pkt) Napisz konfiguracje elektronowe atomów wapnia i fosforu w stanie podstawowym. Podaj liczbę elektronów walencyjnych dla każdego z nich. Pierwiastek
Liczba elektronów walencyjnych
Konfiguracja elektronowa
Ca P
Informacja do zadania 2. i 3. Tlenki CaO, P4O10 i NO mają odmienny charakter chemiczny, co można wykazać na podstawie ich zachowania wobec wody lub wobec kwasu i zasady. Przeprowadzono doświadczenie, które ilustruje rysunek:
CaO
P4O10
NO
H2O + fenoloftaleina
CaO
P4O10
NO
H2O + oranż metylowy
Podczas próby z fenoloftaleiną zabarwienie malinowe pojawiło się tylko w probówce z tlenkiem wapnia, a gdy zastosowano oranż metylowy, roztwór zmienił barwę na czerwoną tylko w probówce z tlenkiem fosforu(V).
Zadanie 2. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenków CaO i P4O10 z wodą. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt) Określ, jaki charakter chemiczny (kwasowy, zasadowy, obojętny) wykazują tlenki użyte w doświadczeniu. CaO: ............................................................................................................................................. P4O10: ........................................................................................................................................... NO: ...............................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 4. (2 pkt) Z podanego poniżej zbioru substancji chemicznych wybierz i wpisz do tabeli wzory tych substancji, które można zaliczyć do odpowiednich grup. Skorzystaj z tablicy elektroujemności pierwiastków. BaCl2, N2, Rb2O, CS2, H2O, Br2, CO2 Substancje chemiczne, w których występuje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane
Substancje chemiczne, w których występuje wiązanie jonowe
Informacja do zadania 5. i 6. Stosując wodne roztwory podanych substancji, przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. Na2CO3 I
Na2S II
HCl
Pb(NO3)2
NaOH III
H2SO4
Zadanie 5. (2 pkt) a) Napisz numer probówki, w której nie zaobserwowano zmian. ....................................................................................................................................................... b) Określ rodzaje reakcji jonowych zachodzących w probówkach II i III. Probówka II: ................................................................................................................................. Probówka III: ...............................................................................................................................
Zadanie 6. (3 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w probówkach I, II i III. Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................ Probówka III: ...............................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Zadanie 7. (1 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności soli i wodorotlenków w wodzie, oceń poprawność poniższych informacji, zakreślając literę P, jeśli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeśli uznasz je za fałszywe. 1. Większość wodorotlenków metali rozpuszcza się w wodzie. 2. Wszystkie azotany(V) rozpuszczają się w wodzie. 3. Ortofosforany(V) nie rozpuszczają się w wodzie oprócz ortofosforanu(V) sodu i ortofosforanu(V) miedzi(II).
P P
F F
P
F
Zadanie 8. (1 pkt) Poniżej podane są równania trzech reakcji, w których jednym z substratów jest tlenek siarki(IV). I II III
SO2 + Br2 + 2 H2O → 2 HBr + H2SO4 SO2 + 2 KOH → K2SO3 + H2O SO2 + 2 H2S → 3 S + 2 H2O
Na podstawie przedstawionych powyżej równań reakcji wybierz poprawne stwierdzenie, zakreślając odpowiednią literę. A. Tlenek siarki(IV) w żadnej z przedstawionych reakcji nie jest utleniaczem, ponieważ jest typowym reduktorem. B. Tlenek siarki(IV) jest utleniaczem w reakcji I i III, a reakcja II nie jest procesem utleniania-redukcji. C. Tlenek siarki(IV) jest utleniaczem w reakcji I, ponieważ brom ulega redukcji. D. Tlenek siarki(IV) jest utleniaczem w reakcji III, ponieważ ulega redukcji.
Zadanie 9. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane rysunkiem. wapń
potas
I
II
H2O
a) Podaj symbol pierwiastka, który gwałtowniej reaguje z wodą. ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w naczyniu I. .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Informacja do zadania 10. i 11. Podczas ogrzewania węglanu amonu (NH4)2CO3 otrzymano amoniak, tlenek węgla(IV) oraz parę wodną. Przerwanie ogrzewania spowodowało natychmiastowe zaprzestanie wydzielania gazów.
Zadanie 10. (1 pkt) Na podstawie powyższego opisu, określ typ reakcji rozkładu węglanu amonu ze względu na jej efekt energetyczny. .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równanie opisanej reakcji i określ stosunek molowy produktów. Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Molowy stosunek produktów: ......................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Podaj, w jakiej kolejności i za pomocą jakich metod wydzielisz sól (chlorek sodu) i kredę z mieszaniny wody, kredy i soli. Kolejność
Wydzielana substancja
Zastosowana metoda
1. 2.
Zadanie 13. (3 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji przedstawionych poniższym schematem.
MgO
HCl 1
X
NaOH 2
Y
temp. 3
Równanie 1.: ................................................................................................................................ Równanie 2.: ................................................................................................................................ Równanie 3.: ................................................................................................................................
6
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 14. (1 pkt) Chlorowodór (HCl) jest gazem o gęstości większej niż gęstość powietrza, bardzo dobrze rozpuszczalnym w wodzie. Wybierz rysunek przedstawiający zestaw, który może służyć do otrzymywania i zbierania gazowego chlorowodoru. Wskaż go, zakreślając odpowiednią literę.
Zadanie 15. (3 pkt) Chlorek krzemu(IV) otrzymuje się w wyniku bezpośredniej syntezy z pierwiastków w podwyższonej temperaturze. Napisz równanie opisanej reakcji i oblicz, ile kilogramów krzemu trzeba użyć do reakcji z chlorem, aby otrzymać 50 kg chlorku krzemu(IV). Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 16. (2 pkt) Do 100 gramów wody wprowadzono 14 gramów soli X, uzyskując roztwór o temperaturze 15 oC. Mimo intensywnego mieszania część soli nie rozpuściła się.
Na podstawie wykresu przedstawiającego zależność rozpuszczalności substancji stałych w wodzie od temperatury, napisz wzór chemiczny jednej soli X, która spełnia warunki zadania. Określ, jak zmienia się rozpuszczalność tej soli ze wzrostem temperatury. Wzór soli X: ................................................................................................................................. Ze wzrostem temperatury rozpuszczalność soli X: ......................................................................
Zadanie 17. (1 pkt) W zanieczyszczonym powietrzu mogą znajdować się między innymi: NO2, SO2, CO, CO2, CH4. Wskaż parę związków, które w reakcji z wodą tworzą kwaśne opady. A. CO2 i CH4 B. NO2 i SO2 C. SO2 i CO D. NO2 i CH4
8
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 18. (3 pkt) Spirytus salicylowy to roztwór kwasu salicylowego w etanolu. Do przygotowania spirytusu salicylowego zużyto 12,9 dm3 etanolu o gęstości 0,76 g/cm3 i 200 g kwasu salicylowego. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) W środowisku kwasowym uwodniono eten otrzymując etanol, który następnie utleniono do etanalu. Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz schemat ciągu przemian i podaj warunki, w których przebiegają te reakcje. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 20. (3 pkt) Reakcja bromoetanu z wodorotlenkiem potasu może przebiegać na dwa sposoby: I. CH3 − CH2 − Br + KOH II. CH3 − CH2 − Br + KOH
H 2O 20oC
CH3 − CH2 − OH + KBr
CH3−CH2− OH 80oC
CH2 = CH2 + KBr + H2O
a) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typ reakcji I i reakcji II. Typ reakcji I: ................................................................................................................................ Typ reakcji II: ............................................................................................................................... b) Podaj dwa czynniki, które decydują o powstawaniu różnych produktów w reakcji bromoetanu z wodorotlenkiem potasu. .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Zadanie 21. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w którym odróżnisz propanon od propanalu. W tym celu: a) napisz, jaką różnicę we właściwościach chemicznych tych związków wykorzystasz, planując eksperyment; ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... b) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę użytego odczynnika wybranego z podanej poniżej listy: • chlorek żelaza(III), • woda bromowa, • amoniakalny roztwór tlenku srebra(I); Schemat doświadczenia: Odczynnik: ……………………………………………… II propanal
I propanon
±
±
c) napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność propanonu w probówce I i propanalu w probówce II. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Probówka II: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Informacja do zadania 22. i 23. Poniżej podano ciąg przemian chemicznych. H3 C
CH2
CH3
1
H 3C
CH Cl
CH3
2
H 3C
CH
CH3
3
H2 C
CH
CH3
OH
Zadanie 22. (3 pkt) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równania reakcji przebiegających według podanego schematu. Równanie 1.: ................................................................................................................................ Równanie 2.: ................................................................................................................................ Równanie 3.: ................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Podaj nazwy grup związków, do których można zaliczyć produkty organiczne otrzymane w reakcji 2. i 3. Produkt reakcji
Nazwa grupy związków organicznych
2. 3.
Zadanie 24. (2 pkt) Kwas octowy (etanowy) reaguje z etanolem w obecności kwasu siarkowego(VI), tworząc ester i wodę. Napisz równanie opisanej reakcji, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) reagentów organicznych. Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) innego estru o takim samym wzorze sumarycznym. Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... Wzór półstrukturalny (grupowy) estru:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 25. (1 pkt) Pewien wosk jest estrem kwasu monokarboksylowego o 16 atomach węgla oraz alkoholu monohydroksylowego zawierającego również 16 atomów węgla w cząsteczce. Ustal i napisz wartości liczbowe, jakie muszą przyjąć indeksy x i y, aby zapisany poniżej wzór ogólny był wzorem opisanego wosku. CH3−(CH2)x− COO−(CH2)y− CH3 x = .................
y = ...................
Zadanie 26. (1 pkt) Poniżej podane są wzory czterech cukrów. A.
B. CH2OH
CH2OH
O
O H
OH
OH
H
H
H
H
H
O
H OH H
OH
H
CH2OH H
O
H
OH
H
OH
OH
OH
H
H
OH
H OH
CH2OH O
H
H
H OH
H
OH
CH2OH
O
H CH2OH
O
OH
O
H
OH OH
H
H
OH
H OH
H
CH2OH OH
H
CH2OH
C.
D.
Przyporządkuj nazwom cukrów ich wzory, wpisując w wyznaczone miejsca odpowiednie litery. Glukoza: .........................
Fruktoza: ..........................
Maltoza: ................................
12
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
LISTOPAD ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (3 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując dane na temat położenia w układzie okresowym pierwiastków o podanej konfiguracji elektronowej atomów w stanie podstawowym. Konfiguracja elektronowa 2
2
6
2
6
1s 2s 2p 3s 3p 4s
Numer okresu
Numer grupy
Symbol bloku
1
1s22s22p63s23p63d54s1 1s22s22p63s23p63d104s24p5
Zadanie 2. (1 pkt) Narysuj wzór elektronowy cząsteczki wody, uwzględniając jej kształt. Rysunek:
Informacja do zadania 3. i 4. Położenie pierwiastka w układzie okresowym pozwala wnioskować o aktywności pierwiastka oraz o właściwościach kwasowo-zasadowych jego tlenków.
Zadanie 3. (1 pkt) Porównując położenie glinu, magnezu, potasu i sodu w układzie okresowym, wybierz spośród nich metal najbardziej aktywny i napisz równanie reakcji tego metalu z wodą.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 4. (1 pkt) Uszereguj tlenki, których wzory podano niżej, według wzrostu ich charakteru zasadowego. MgO, Al2O3, K2O, Na2O .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Informacja do zadania 5. i 6. W pewnych warunkach podczas rozkładu tlenku siarki(VI) opisanego równaniem 2 SO2 (g) + O2 (g) ΔH > 0 2 SO3 (g) w naczyniu zamkniętym ustala się stan równowagi.
Zadanie 5. (1 pkt) Zapisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi reakcji opisanej powyżej.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 6. (1 pkt) Podaj dwa różne sposoby zwiększenia wydajności reakcji opisanej w informacji do zadania. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 7. (3 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane rysunkiem.
AgNO3 (aq)
I
H2SO4 (stęż.)
NaOH (aq)
II
III
NH4Cl (stały) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji przebiegających w każdej z probówek. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................ Probówka III: ...............................................................................................................................
4
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadania 8., 9. i 10. Na poniższym wykresie przedstawiono krzywe rozpuszczalności wybranych substancji.
Zadanie 8. (2 pkt) Przygotowano dwa naczynia zawierające po 100 g wody. Do jednego z nich wprowadzono 55 g chlorku amonu, a do drugiego 55 g azotanu(V) potasu. Mieszaniny ogrzano do temperatury 40°C. Z powyższego wykresu odczytaj i zapisz, jaka jest rozpuszczalność tych soli w wodzie w podanej temperaturze, oraz określ, czy otrzymano roztwory nasycone czy nienasycone. Rozpuszczalność
Rodzaj roztworu
Chlorek amonu Azotan(V) potasu
Zadanie 9. (1 pkt) Korzystając z zamieszczonego wyżej wykresu rozpuszczalności, podaj nazwy substancji o najniższej i najwyższej rozpuszczalności w wodzie w temperaturze 20 oC. Substancja o najniższej rozpuszczalności: ................................................................................... Substancja o najwyższej rozpuszczalności: .................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 10. (2 pkt) Oblicz stężenie procentowe nasyconego roztworu jodku potasu w temperaturze 40ºC. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano poniżej. I Fe
CuSO4 (aq)
II Cu
FeSO4 (aq)
W naczyniu I po pewnym czasie niebieski roztwór odbarwił się, a żelazo pokryło się brunatnoczerwonym nalotem, natomiast w naczyniu II nie zaobserwowano żadnych zmian. Napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji oraz na podstawie podanych obserwacji sformułuj wniosek, w którym porównasz aktywność żelaza i miedzi. Równanie: .................................................................................................................................... Wniosek: ...................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 12. (2 pkt) Dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym poniżej schemacie reakcji. Zastosuj metodę bilansu elektronowego. K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 → Cr2(SO4)3 + Fe2(SO4)3 + K2SO4 + H2O Bilans elektronowy: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Równanie reakcji: .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących podczas elektrolizy stopionego chlorku ołowiu(II). K (–) ............................................................................................................................................. A (+) .............................................................................................................................................
Zadanie 14. (3 pkt) Podczas elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) sodu na elektrodach platynowych zachodzą procesy elektrodowe, które można zilustrować następującymi równaniami: K (–) A (+)
4 H2O + 4e– → 2 H2 + 4 OH – 2 H2O → O2 + 4 H + + 4 e–
Oblicz objętość tlenu (w warunkach normalnych) wydzielonego podczas elektrolizy roztworu siarczanu(VI) sodu, jeżeli przez elektrolizer przepływał prąd o natężeniu 5A w czasie 15 minut. Stała Faradaya F = 96500 C · mol –1 Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 15. (2 pkt) Na podstawie wartości potencjałów standardowych można przewidywać kierunek przebiegu reakcji redoks. Fakt, że jakaś substancja jest utleniaczem lub reduktorem, nie zależy wyłącznie od jej potencjału standardowego, lecz również od wartości potencjału standardowego drugiego reagenta. Poniżej przedstawiono równania połówkowe reakcji redoks wraz z potencjałami standardowymi. Fe3+ + e– Fe2+ MnO4– + 8 H+ + 5e– F2 + 2e– 2F –
Eo = + 0,77 V Eo = + 1,51 V Eo = + 2,85 V
Mn2+ + 4 H2O
Na podstawie potencjałów standardowych przedstawionych wyżej układów redoks a) napisz wzór najsilniejszego utleniacza: ................................................................................ b) wskaż, który z jonów może być utleniony przez jony MnO −4 : ..........................................
Zadanie 16. (1 pkt) Korzystając z teorii Brönsteda, napisz, jaką rolę (kwasu czy zasady) pełni woda w przedstawionych poniżej równaniach reakcji. 1. HCl + H2O
H3O+ + Cl–
2. CO32– + H2O
Woda pełni rolę ........................................................
HCO3– + OH– Woda pełni rolę ........................................................
Zadanie 17. (2 pkt) Wykonano doświadczenie, podczas którego do roztworów zawierających wodorotlenki metali dodano roztwory różnych kwasów.
3 mole HNO3
2 mole Ca(OH)2
1 mol H2SO4
1 mol HCl
2 mole NaOH I
2 mole KOH II
III
a) Określ odczyn roztworu otrzymanego w probówce I, jeżeli ilości użytych reagentów były takie, jak podano na powyższym rysunku. ...................................................................................................................................................... b) Napisz numer probówki, w której substancje użyte do doświadczenia zmieszane zostały w stosunku stechiometrycznym. .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 18. (2 pkt) W dwóch probówkach znajdują się wodne roztwory soli: I. siarczanu(VI) cynku, II. azotanu(III) sodu. Podaj odczyn roztworów w obu probówkach. Odpowiedź uzasadnij, pisząc w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji. Probówka Odczyn roztworu
Równanie reakcji
I II
Zadanie 19. (3 pkt) Wykonano doświadczenie zilustrowane rysunkiem:
NaOH (aq)
I
HCl (aq)
II
osad Al(OH)3 a) Napisz przewidywane obserwacje. Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................. b) Określ charakter chemiczny wodorotlenku glinu. ....................................................................................................................................................... c) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji przebiegającej w probówce I. Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 20. (4 pkt) Podziałano kwasem solnym na 80 g węglanu pewnego metalu, występującego na drugim stopniu utlenienia. Po zakończeniu reakcji przebiegającej ze 100-procentową wydajnością, otrzymano tlenek węgla(IV), którego objętość w warunkach normalnych wynosiła 17,92 dm3. Posługując się wzorami ogólnymi soli, napisz równanie opisanej reakcji i na podstawie obliczeń podaj nazwę lub symbol metalu wchodzącego w skład węglanu. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 21. (3 pkt) Pacjentowi choremu na nadczynność tarczycy podano preparat zawierający 0,14 g Okres półtrwania tego radionuklidu wynosi 8 dni.
131
I.
Narysuj wykres przedstawiający zmiany masy 131I, jakie następują w ciągu 32 dni od podania preparatu. Z wykresu odczytaj masę 131I, która pozostała po 20 dniach.
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 22. (2 pkt) W poniższej tabeli zestawiono wartości temperatur topnienia i wrzenia różnych n-alkanów pod ciśnieniem 1013 hPa. Liczba atomów węgla w cząsteczce alkanu 1 5 10 15 20
Temperatura topnienia t t, o C -182 -130 -30 10 36
Temperatura wrzenia t w, o C -161 36 174 270 342
Na podstawie Tablic Chemicznych, W. Mizerski, Wyd. Adamantan, Warszawa 1997
Na podstawie analizy danych zawartych w powyższej tabeli a) określ stan skupienia n - alkanu o 13 atomach węgla w cząsteczce, w temperaturze pokojowej (ok. 200C) i przy ciśnieniu 1013 hPa. ...................................................................................................................................................... b) napisz wzór sumaryczny alkanu o najmniejszej lotności. ......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (3 pkt) Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch węglowodorów o wzorach: H CH3 H3C CH2 CH3 i C C H I II H W tym celu: a) wybierz odpowiedni odczynnik spośród: - mieszanina stężonego kwasu azotowego(V) i stężonego kwasu siarkowego(VI), - wodorotlenek miedzi(II), - woda bromowa, - zasada sodowa; Odczynnik: ................................................................................................................................... b) zapisz, jakie przewidujesz obserwacje, Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
c) posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typ reakcji będącej podstawą doświadczenia. Typ reakcji: ..............................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Reakcje addycji cząsteczek niesymetrycznych HX (np. HCl, H2O) do niesymetrycznych alkenów przebiegają według schematu: R1 R2 H C C R3 produkt główny R1 R2 H X + HX C C R3 H R1 R2 produkt uboczny H C C R 3
(R1, R2, R3 – grupy węglowodorowe)
X H
Korzystając z powyższej informacji, określ produkty reakcji 1. i 2., wpisując w miejsce kropek odpowiednie wzory półstrukturalne (grupowe). 1. H3C C CH CH3
+ H2O/H+
produkt główny
CH3 2. H3C CH CH2
+ HCl
produkt uboczny
Zadanie 25. (3 pkt) Aldehydy i ketony można otrzymać w reakcjach odwodornienia (dehydrogenacji) odpowiednich alkoholi. Reakcje te przebiegają w wysokiej temperaturze i przy użyciu katalizatora. a) Napisz, uwzględniając warunki procesu, równania reakcji otrzymywania butanalu oraz butanonu z odpowiednich alkoholi, opisaną powyżej metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Równanie reakcji otrzymywania butanalu: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji otrzymywania butanonu: ....................................................................................................................................................... b) Podaj nazwę systematyczną reagenta, który występuje w postaci enancjomerów. Nazwa systematyczna reagenta: ...................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 26. (2 pkt) W trzech oddzielnych, nieoznakowanych probówkach znajdują się wodne roztwory: etanolu, glicerolu i kwasu mrówkowego. W celu ich identyfikacji wykonano następujące doświadczenia: a) Do każdego roztworu dodano świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) i zaobserwowano, że niebieski, galaretowaty osad wodorotlenku miedzi(II) rozpuścił się tylko w probówce III. b) Zawartość pozostałych dwóch probówek ogrzano i zaobserwowano, że w probówce I wydzielił się ceglasty osad, a w probówce II powstał czarny osad. Napisz nazwę związku znajdującego się w probówce II oraz nazwę związku znajdującego się w probówce III. Probówka II: ................................................................................................................................. Probówka III: ............................................................................................................................... Napisz równanie reakcji, która zaszła w probówce I, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 27. i 28. Poniższy schemat przedstawia ciąg przemian związków organicznych. HBr
CH3
CH2
Br
NH3
Y
NaOH
CH3
CH2
NH2 T
X +
H2O, H
CH3
CH2
OH
[O]
CH3
CHO
[O]
CH3
Z
COOH
Zadanie 27. (3 pkt) Na podstawie powyższego schematu napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków oznaczonych literami X i Y. Zapisz równanie reakcji otrzymywania związku Z, używając wzorów półstrukturalnych (grupowych). Wzór związku X: ......................................................................................................................... Wzór związku Y: ........................................................................................................................ Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 28. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia wyróżnionych atomów węgla w cząsteczkach związków organicznych, których wzory podano w tabeli. CH3–CH2–OH
CH3–CHO
CH3–COOH
Stopień utlenienia
Zadanie 29. (2 pkt)
Po rozpuszczeniu w wodzie 30 g kwasu alkanowego RCOOH o masie molowej 60 g · mol –1 uzyskano 1 dm3 roztworu, w którym znajduje się 1,8 ·10 21 jonów wodorowych. Oblicz stopień dysocjacji tego kwasu. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Na poniższym rysunku przedstawiono fragment łańcucha pewnego polimeru.
F
F
F
F
F
F
F
C
C
C
C
C
C
C
F
F
F
F
F
F
F
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) substratu stosowanego do otrzymywania tego polimeru. .......................................................................................................................................................
14
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
Miejsce na naklejkę z kodem
dysleksja
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są dwie karty stałych chemicznych. Proszę je zatrzymać po zakończeniu pracy z arkuszem I. Będą one służyć również do pracy z arkuszem II. 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 12. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia nauczyciel. Życzymy powodzenia! (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
ARKUSZ I STYCZEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
⇒ Informacja do zadań 1. i 2. Dany jest zbiór nuklidów (I – V) opisanych ogólnym zapisem AZ E: 40 20
E I
40 19
E II
1 1
E III
44 20
E IV
32 16
E V
Zadanie 1. (1 pkt) Z podanego zbioru nuklidów wybierz izotopy. Izotopami są nuklidy o numerach: .............................................................................................. Zadanie 2. (2 pkt) Zastępując ogólne symbole E symbolami właściwych pierwiastków, zapisz sumaryczne wzory związków chemicznych utworzonych z atomów: a) II i V .................................................................................................................... b) III i V ................................................................................................................... Zadanie 3. (1 pkt) Spośród poniższych jonów wybierz te, które mają identyczną konfigurację elektronową: S2- Li+ Cl- Mg2+ Ca2+ ....................................................................................................................................................... Zadanie 4. (1 pkt) Wskaż, jakie wiązania dominują w podanych niżej substancjach. KCl
Cl2
HCl
A
jonowe
kowalencyjne spolaryzowane
kowalencyjne
B
kowalencyjne spolaryzowane
kowalencyjne spolaryzowane
jonowe
C
jonowe
kowalencyjne
kowalencyjne spolaryzowane
D
jonowe
kowalencyjne
jonowe
2
Zadanie 5. (2 pkt) W wyniku reakcji 4 objętości amoniaku z 5 objętościami tlenu powstało 6 objętości pary wodnej oraz 4 objętości pewnego badanego gazu (objętości mierzono w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury). Napisz równanie tej reakcji oraz podaj nazwę badanego gazu. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Nazwa gazu: ................................................................................................................................. Zadanie 6. (1 pkt) W poniższej tabeli zamieszczono w kolejności alfabetycznej nazwy wybranych litowców, podano ich gęstości oraz temperatury topnienia. Nazwa metalu Cez Lit Potas Rubid Sód
Gęstość [g·cm-3] 1,90 0,53 0,86 1,53 0,97
Temperatura topnienia [˚C] 29 180 64 39 98
Oceń poprawność poniższej informacji zakreślając literę P, jeśli uznasz ją za prawdziwą lub literę F, jeśli uznasz ją za fałszywą. Im większa gęstość, tym wyższa temperatura topnienia litowca. P
F
Zadanie 7. (2 pkt) Wykonano trzy sześciany o jednakowych masach: pierwszy z cynku, drugi z glinu i trzeci z żelaza. Dokonaj analizy danych zawartych w poniższej tabeli i określ, czy objętości tych sześcianów są równe. Swoją odpowiedź uzasadnij. Nazwa metalu Cynk Glin Żelazo
Gęstość [g·cm-3] 7,13 2,70 7,86
Stwierdzenie dokonane po analizie danych: ............................................................................... ....................................................................................................................................................... Uzasadnienie: .............................................................................................................................. ......................................................................................................................................................
3
Zadanie 8. (1 pkt) Wskaż, które z poniższych stwierdzeń nie dotyczy azotu. A) stanowi główny składnik powietrza, B) jest bezbarwnym gazem, C) jest niepalny, D) posiada charakterystyczny zapach. Zadanie 9. (1 pkt) Spośród niżej podanych informacji wybierz te, które są prawdziwe dla tlenku magnezu: I. bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, II. reaguje z kwasami, III. jest składnikiem leków stosowanych przeciw nadkwasocie, IV. ma niską temperaturę topnienia, V. ma charakter zasadowy. A) I, III, IV B) II, III, V C) II, III, IV D) III, IV, V Zadanie 10. (2 pkt) Oblicz, jaki procent masowy stanowi azot w azotanie(V) amonu (NH4NO3). Obliczenia:
Zadanie 11. (2 pkt) W trzech odkrytych zlewkach znajdowały się bezbarwne ciecze: I. woda wapienna, II. woda destylowana, III. wodny roztwór soli kuchennej. Po dwóch dniach zauważono lekkie zmętnienie cieczy w jednej zlewce. Wskaż, w której zlewce ciecz zmętniała i uzasadnij swój wybór. Woda zmętniała w zlewce nr: ...................................... Uzasadnienie: .............................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
4
Zadanie 12. (1 pkt) Ze względu na dużą aktywność chemiczną pierwiastek ten nie występuje w stanie wolnym. Jego atomy chętnie oddają elektrony walencyjne i tworzą związki jonowe, w których występuje on na II stopniu utlenienia. Odznacza się silnymi właściwościami redukującymi. Jest srebrzystobiałym metalem z połyskiem. Spalany w powietrzu przechodzi w tlenek i azotek. Tlenek pod wpływem wody przechodzi w wodorotlenek – reakcja ta jest silnie egzotermiczna. W reakcji z węglem tworzy karbid, który reagując z wodą wydziela acetylen. Podaj nazwę opisywanego pierwiastka. ....................................................................................................................................................... ⇒ Informacja do zadań 13. i 14. W sześciu probówkach znajdują się następujące tlenki: I. CaO
II. CO
III. K2O
IV. SO3
V. NO
VI. P4O10
Zadanie 13. (3 pkt) Dokonaj podziału wymienionych tlenków, wpisując wzór danego tlenku w odpowiednie miejsce do tabeli. Jako kryterium podziału tlenków przyjmij zachowanie się ich wobec wody. Wzory tlenków Tlenki zasadowe Tlenki obojętne Tlenki kwasowe Zadanie 14. (2 pkt) Do probówek z tlenkami oznaczonych numerami I, III, IV, VI dodano wodę destylowaną. Wpisz do tabeli numery probówek, które zawierają roztwory o wartościach pH < 7 i o wartościach pH > 7. Wartości pH roztworów
pH < 7
Numery probówek
5
pH > 7
Zadanie 15. (3 pkt) W czasie wykonywania czynności laboratoryjnych często należy substancję oczyścić lub wyodrębnić ją z mieszaniny za pomocą odpowiedniej metody. Wpisz do tabeli nazwy metod A, B i C zdefiniowanych w poniżej przedstawionym tekście. - W metodzie A wykorzystuje się różnicę rozpuszczalności substancji oczyszczanej i towarzyszących jej zanieczyszczeń, w różnych temperaturach, w odpowiednio dobranym rozpuszczalniku. - Metoda B jest stosowana do oczyszczania ciał stałych, które przy ogrzewaniu przechodzą w stan pary, a pary te po oziębieniu wytwarzają kryształy ciała stałego. - Metoda C polega na przeprowadzeniu cieczy w stan pary, a następnie skraplaniu wydzielonych par w celu ponownego przeprowadzenia ich w ciecz. Nazwa metody Metoda A Metoda B Metoda C Zadanie 16. (2 pkt) Przygotowano następujące mieszaniny: I. woda + chlorek sodu, II. woda + piasek, III. woda + mąka, IV. woda + glukoza. Dokonaj klasyfikacji tych układów, wpisując numery mieszanin w odpowiednie miejsca do poniższej tabeli. Roztwór rzeczywisty
Zawiesina
Zadanie 17. (1 pkt) Zaznacz równanie reakcji, które przedstawia pierwszy etap dysocjacji kwasu ortofosforowego(V). A) H3PO4 ⇆ 3H+ + PO 34− B) H3PO4 ⇆ H+ + H2PO −4
C) H2PO −4 ⇆ H+ + HPO 24− D) HPO 24− ⇆ H+ + PO 34−
6
⇒ Informacja do zadań 18. i 19. Wykonano doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: Na CaO I
II
NaOH III
H2O + fenoloftaleina Zadanie 18. (2 pkt) Określ, jaką barwę przyjęła fenoloftaleina w tych probówkach po wykonaniu doświadczeń i wyjaśnij dlaczego. .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
Zadanie 19. (3 pkt) Napisz, w formie jonowej, równania reakcji zachodzących w poszczególnych probówkach. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................ Probówka III: .............................................................................................................................. Zadanie 20. (4 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz jodek ołowiu(II): a) podaj nazwy potrzebnych odczynników, b) przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia, c) zapisz przewidywane obserwacje, d) napisz, w formie jonowej skróconej, równanie zachodzącej reakcji chemicznej. Odczynniki: ................................................................................................................................. Schemat doświadczenia:
Obserwacje: ................................................................................................................................. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... 7
⇒ Informacja do zadań 21. i 22. Wykonano doświadczenia pokazane na poniższym rysunku: NaOH (aq)
HCl (aq)
I
II
NH4Cl (aq)
Na2S (aq)
U wylotu probówek umieszczono zwilżony wodą destylowaną żółty papierek uniwersalny. Zadanie 21. (2 pkt) Zapisz po dwie obserwacje, jakich dokonano podczas każdego doświadczenia. W opisie uwzględnij między innymi zmianę barwy papierka uniwersalnego. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Zadanie 22. (2 pkt) Napisz, w formie jonowej skróconej, równania reakcji zachodzących w probówkach I i II. Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................. Zadanie 23. (4 pkt) Stężony kwas azotowy(V) ma silne właściwości utleniające. W wyniku reakcji miedzi ze stężonym kwasem azotowym(V) powstaje azotan(V) miedzi(II), tlenek azotu(IV) i woda. Napisz równanie tej reakcji, współczynniki dobierz metodą bilansu elektronowego. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 8
Zadanie 24. ( 1 pkt ) Wskaż poprawną nazwę związku o wzorze: CH3 Cl ׀ ׀ CH3 – CH = C – CH – CH – CH3 ׀ CH2 ׀ CH3 A) 4-chloro-5-etylo-3-metyloheks-2-en, B) 4-chloro-3,5-dimetylohept-5-en, C) 4-chloro-3,5-dimetylohept-2-en, D) 3-chloro-2-etylo-4-metyloheks-4-en. ⇒ Informacja do zadań 25. i 26. Mieszaninę gazów o objętości 900 cm3 składającą się z etanu i propenu przepuszczono przez płuczkę zawierającą wodny roztwór bromu. Po przejściu przez płuczkę objętość gazu zmniejszyła się i wynosiła 270 cm3. Zadanie 25. (2 pkt) Wyjaśnij, dlaczego objętość gazu uległa zmniejszeniu po przejściu przez płuczkę z wodą bromową. Odpowiedź uzasadnij, zapisując odpowiednie równanie reakcji. Wyjaśnienie: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Zadanie 26. (3 pkt) Oblicz, ile dm3 propenu i ile gramów etanu zawierała mieszanina gazów w warunkach normalnych. Obliczenia:
9
Zadanie 27. (1 pkt) Które z przedstawionych równań reakcji ilustrują reakcję addycji (przyłączenia)? I. CH3 – CH2 – CH3 + Cl2 świato → CH2Cl – CH2 – CH3 + HCl katalizator II. CH2 = CH2 + H2 → CH3 – CH3 III. C2H5Cl + NaOH alkohol → CH2 = CH2 + NaCl + H2O katalizator IV. C6H6 + 3H2 → C6H12 A) B) C) D)
II i IV II i III I i IV I i III
Zadanie 28. (1 pkt) Który z podanych związków utworzy w wyniku reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku sodu 2-metylobutan-1-ol? A)
CH3 – CH2 – CH – CH2Cl | CH2Cl
C)
CH2 – CH2 – CH – CH3 | | Cl CH3
B)
D)
CH3 – CH2 – CH – CH2Cl | CH3 CH3 | CH3 – CH2 – C – CH2Cl | CH2Cl
Zadanie 29. (3 pkt) Porównaj właściwości chemiczne nasyconych alkoholi monohydroksylowych i fenoli. W tym celu wypełnij poniższą tabelę. Zaznacz „-”, jeżeli reakcja z danym odczynnikiem nie zachodzi i „+”, jeśli zachodzi. Odczynnik
Alkohole
NaOH (aq) Br2 K
10
Fenole
Zadanie 30. (1 pkt) W poniższej tabeli podano temperatury wrzenia czterech pierwszych w szeregu homologicznym kwasów monokarboksylowych. Nazwa kwasu kwas metanowy kwas etanowy kwas propanowy kwas butanowy
Wzór kwasu HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH
Temperatura wrzenia [ºC] 100,70 117,90 141,00 163,30
Dokonaj analizy danych zawartych w tabeli i wyjaśnij, jaka jest zależność między budową cząsteczek podanych kwasów a ich temperaturami wrzenia. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zadanie 31. (3 pkt) W celu zidentyfikowania wodnych roztworów glukozy i sacharozy przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku. roztwór substancji A
roztwór substancji B
I
II
amoniakalny roztwór tlenku srebra
Po delikatnym podgrzaniu probówek sformułowano następujące spostrzeżenia: • probówka I: pozytywny efekt próby Tollensa, pojawiło się metaliczne srebro, • probówka II: negatywny efekt próby Tollensa. Sformułuj wnioski dotyczące właściwości redukujących substancji A i substancji B. Określ, która z substancji (A czy B) była glukozą. Wnioski: Substancja A: .............................................................................................................................. Substancja B: ............................................................................................................................... Glukoza to substancja: .......................
11
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
Miejsce na naklejkę
z kodem dysleksja
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora. 8. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 9. Brudnopis nie będzie oceniany. 10. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 11. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia nauczyciel. Życzymy powodzenia!
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
ARKUSZ II STYCZEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Zadanie 32. (2 pkt) Pierwiastek X znajduje się w trzecim okresie układu okresowego. Atom tego pierwiastka ma następująca konfigurację elektronową: 1s22s22p63s1. Określ, do jakiego bloku energetycznego należy pierwiastek X. Za pomocą czterech liczb kwantowych (n, l, m, mS) opisz stan elektronu walencyjnego pierwiastka X. Blok energetyczny: ....................... Liczba kwantowa n: ...................... Liczba kwantowa l: ....................... Liczba kwantowa m: ..................... Liczba kwantowa mS: .................... Zadanie 33. (2 pkt) W wyniku rozpadu promieniotwórczego jądro izotopu radu izotopu rtęci
212 82
228 88
Ra przekształciło się w jądro
Hg.
Określ, ile cząstek α i ile cząstek β − zostało wypromieniowanych podczas tego rozpadu. Liczba cząstek α : .......... Liczba cząstek β − : .......... Zadanie 34. (2 pkt) Właściwości fizyczne i chemiczne substancji wynikają z budowy i kształtu ich cząsteczek. Podaj po jednej przyczynie wyjaśniającej następujące fakty: a) tlenek azotu(II) bardzo łatwo ulega reakcjom z innymi substancjami, b) moc beztlenowych kwasów fluorowców rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej fluorowca (moc HI > moc HBr > moc HCl > moc HF). a) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... b) ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................
2
Zadanie 35. (2 pkt) Reakcja całkowitego spalania butanu zachodzi zgodnie z równaniem: 2C4H10 (g) + 13O2 (g) → 8CO2 (g) + 10H2O (g) Wyznacz stosunek masowy oraz stosunek objętościowy substratów i produktów tej reakcji. Objętości wszystkich gazów odmierzono w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. m C4 H10 : m O 2 : m CO 2 : m H 2O = ......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... V C4 H10 : V O 2 : V CO 2 : V H 2O = .......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zadanie 36. (4 pkt) Mając do dyspozycji rozcieńczone wodne roztwory siarczanu(VI) miedzi(II) i wodorotlenku sodu, zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz tlenek miedzi(II). Przedstaw słowny opis doświadczenia, zapisz przewidywane obserwacje oraz odpowiednie równania reakcji chemicznych w formie cząsteczkowej. Słowny opis doświadczenia: ...................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Przewidywane obserwacje: ......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równania reakcji: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
3
Zadanie 37. (2 pkt) Poniżej przedstawiono dwa równania reakcji. I. HSO −4 + H2O ⇆ H3O+ + SO 24− II. NH3 + H2O ⇆ NH +4 + OHWpisz w odpowiednie miejsca do tabeli wzory dwóch sprzężonych par kwas – zasada (według protonowej teorii Brönsteda) dla każdego równania reakcji przebiegającej według ogólnego schematu: kwas1 + zasada2 ⇆ kwas2 + zasada1
kwas1 – zasada1 Równanie reakcji I kwas2 – zasada2 kwas1 – zasada1 Równanie reakcji II kwas2 – zasada2 Zadanie 38. (4 pkt) Do dwóch probówek przedstawionych na poniższym rysunku dodano niewielką ilość zawiesiny wodorotlenku cynku.
I
II
H2SO4(aq)
NaOH(aq)
Zapisz obserwacje, których dokonano podczas tego doświadczenia. Napisz w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji chemicznych i sformułuj wniosek dotyczący chemicznego charakteru wodorotlenku cynku. Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Równania reakcji: Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ...............................................................................................................................
4
Wniosek: .....................................................................................................................................
⇒ Informacja do zadań 39. i 40. Poniższe rysunki przestawiają odmienne sposoby zbierania różnych gazów do probówek (I, II i III).
Zadanie 39. (3 pkt) Wymień po jednej właściwości każdego gazu, która umożliwia zbieranie go w sposób pokazany na rysunkach. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................ Probówka III: .............................................................................................................................. Zadanie 40. (3 pkt) Podaj po jednym przykładzie gazu (nazwa gazu), który mógłby być zbierany w probówce I, w probówce II i w probówce III. Probówka I: ..................................................................... Probówka II: .................................................................... Probówka III: ...................................................................
5
Zadanie 41. (2 pkt) Uzupełnij poniższy tekst, wpisując brakujące informacje w wykropkowane miejsca. „Zmiany stężeń mogą powodować przesunięcia równowagi reakcji odwracalnych również w organizmach żywych, np.: reakcje dysocjacji i asocjacji tlenu do hemoglobiny. Tlen jest transportowany do komórek w postaci oksyhemoglobiny, która powstaje zgodnie z reakcją: HHb
+
O2
⇆
HbO −2 + oksyhemoglobina
H+
Reakcja wysycenia hemoglobiny tlenem jest reakcją odwracalną, stąd obok innych czynników, również zmiany ciśnienia parcjalnego tlenu mają wpływ na przesunięcie tej równowagi. Zwiększenie stężenia (ciśnienia parcjalnego) tlenu, czyli substratu powyższej reakcji spowoduje, że zgodnie z regułą przekory pewna ilość substratów zamieni się w .......................................... Z kolei zwiększenie stężenia jonów wodorowych przesuwa równowagę w .................................................” Teresa Kędryna Chemia ogólna z elementami biochemii. Wydawnictwo „Zamiast korepetycji” s.c. Kraków 1994
Zadanie 42. (3 pkt) Podczas syntezy amoniaku w T=670 K równowaga reakcji: N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ustaliła się przy stężeniach: [N2] = 4 mol·dm-3, [H2] = 0,2 mol·dm-3, [NH3] = 0,08 mol·dm-3. Zapisz wyrażenie na stałą równowagi tej reakcji, a następnie oblicz stałą równowagi oraz stężenie początkowe azotu. Wyrażenie na stałą równowagi reakcji: ...................................................................................... Obliczenia:
6
Zadanie 43. (3 pkt) Na VII stopniu utlenienia mangan tworzy manganiany(VII), które mają silne właściwości utleniające. Manganiany(VII), w zależności od środowiska, redukują się do związków manganu(II), manganu(IV) lub manganu(VI). Przeprowadzono doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie. H2SO4(aq) + Na2SO3(aq)
NaOH(aq) + Na2SO3(aq)
I
II
H2O + Na2SO3(aq)
III
KMnO4(aq)
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w puste miejsca obserwacje dokonane podczas tego doświadczenia, wzór produktu powstałego w wyniku redukcji manganianu(VII) potasu lub środowisko reakcji. Numer probówki
Wzór produktu powstałego w wyniku redukcji manganianu(VII) potasu
Obserwacje
I
MnSO4
II
roztwór przyjmuje zieloną barwę
III
wytrąca się brunatny osad
Środowisko reakcji kwasowe zasadowe
MnO2
Zadanie 44. (3 pkt) Oblicz, ile cm3 wody należy dolać do 20 cm3 0,5-molowego roztworu KOH, aby otrzymać roztwór 0,2-molowy. Obliczenia:
7
⇒ Informacja do zadań 45., 46. i 47. Wykonano doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: Na2S
I
NH4NO3
K2SO4
III
II H2O
Zadanie 45. (2 pkt) Określ, jaki odczyn posiadają roztwory otrzymane w wyniku tych doświadczeń. Odczyn roztworu Roztwór Na2S Roztwór K2SO4 Roztwór NH4NO3 Zadanie 46. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w probówkach I i III. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka III: .............................................................................................................................. Zadanie 47. (2 pkt) Nazwij reakcje chemiczne zachodzące w probówkach I i II. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ...............................................................................................................................
8
⇒ Informacja do zadań 48. i 49. W celu zbadania zachowania miedzi i cynku wobec wodnych roztworów soli wybranych metali przeprowadzono doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku. Cu
I Pb(NO3)2(aq)
Zn
III
II
AgNO3(aq)
Pb(NO3)2(aq)
IV
AlCl3(aq)
Zadanie 48. (2 pkt) Wykorzystując szereg elektrochemiczny metali, wskaż, w których probówkach badane metale nie reagowały z roztworami soli i wyjaśnij dlaczego. Metale nie reagowały w probówkach: ........................................................................................ Wyjaśnienie: ................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................... Zadanie 49. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji chemicznych.
Zadanie 50. (4 pkt) SEM pewnego ogniwa w warunkach standardowych wynosi 2,46V. Elektrodę dodatnią w tym ogniwie stanowi srebro. Określ, z jakiego metalu została wykonana elektroda ujemna. Przedstaw schemat tego ogniwa oraz napisz równania reakcji przebiegających na jego elektrodach. Metal stanowiący elektrodę ujemną: ........................................................................................... Schemat ogniwa: ......................................................................................................................... Równania reakcji: Elektroda ujemna: .......................................................................................................................
9
Elektroda dodatnia: .................................................................................................................... ⇒ Informacja do zadań 51. i 52. Poniżej przedstawiono wzory dwóch węglowodorów. CH3 – CH2
H
CH3 – CH2
C=C
H3C
CH3
C=C
H3C
CH3 H
I
II
Zadanie 51. (2 pkt) Podaj nazwy systematyczne związków I i II. Nazwa systematyczna związku I: ................................................................................................ Nazwa systematyczna związku II: .............................................................................................. Zadanie 52. (1 pkt) Oceń, czy związki I i II są względem siebie izomerami czy homologami. ....................................................................................................................................................... ⇒ Informacja do zadań 53. i 54. Poniższy rysunek przedstawia schemat aparatury do otrzymywania etynu (acetylenu).
A
B
Zadanie 53. (2 pkt) W miejsca liter A i B wpisz wzory odpowiednich reagentów. A: ...................................................................................... B: ...................................................................................... Zadanie 54. (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego we wkraplaczu aparatury znajduje się mieszanina wody i etanolu, a nie sama woda. ....................................................................................................................................................... 10
....................................................................................................................................................... Zadanie 55. (2 pkt) Zaproponuj metodę doświadczalnego odróżnienia etanolu od etano-1,2-diolu: podaj wzór potrzebnego odczynnika i zapisz przewidywane obserwacje. Przewidywane obserwacje: .......................................................................................................... Wzór odczynnika: ....................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zadanie 56. (3 pkt) Metanoamina (metyloamina) rozpuszcza się w wodzie, a także reaguje z nią. Napisz, posługując się wzorami grupowymi (półstrukturalnymi) związków organicznych, równanie reakcji metanoaminy z wodą. Określ, jak zabarwi się papierek uniwersalny zanurzony w wodnym roztworze tej aminy. Podaj, jaki charakter chemiczny posiada metanoamina. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Barwa papierka uniwersalnego w roztworze: ............................................................................. Charakter chemiczny metanoaminy: ...........................................................................................
11
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-P1A1P-061
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ I STYCZEŃ ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Informacja do zadań 1. – 3. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne lub wzory uproszczone różnych węglowodorów. CH3 CH2 1 2 3 4 H CH2 CH3 CH3 CH2 CH C CH3 CH2 CH C=C H H3C H2C CH2 CH3 CH2 CH
CH3 5
6
CH2 CH3
7
CH=CH2
CH3
CH2 CH CH2 C CH
8
CH2=CH CH=CH2
CH3
Zadanie 1. (3 pkt) Podaj nazwy systematyczne węglowodorów oznaczonych numerami 2, 5 i 7. 2 - ................................................................................................................................................. 5 - ................................................................................................................................................. 7 - .................................................................................................................................................
Zadanie 2. (4 pkt) W poniższych zdaniach (A – D) w puste miejsce wstaw numer węglowodoru wybranego spośród oznaczonych numerami (1 – 8), tak aby powstały zdania prawdziwe. A. Węglowodór ......... należy do szeregu homologicznego węglowodorów o wzorze
ogólnym CnH2n+2. B. Węglowodór ............ jest cyklicznym węglowodorem nienasyconym. C. Węglowodór ............ jest homologiem węglowodoru oznaczonego numerem 1. D. Węglowodór ............. jest izomerem związku oznaczonego numerem 3.
Zadanie 3. (3 pkt) Określ właściwości chemiczne węglowodorów oznaczonych numerami 1, 2 i 4. W tym celu uzupełnij tabelę, przyporządkowując wskazanym węglowodorom po jednej właściwości chemicznej spośród opisanych literami A, B, C, D.
węglowodór oznaczony numerem
właściwości chemiczne
A. Reaguje z chlorem dopiero w obecności światła.
1
B. Odbarwia wodę bromową (bez stosowania specjalnych warunków).
2
C. Reaguje z Cu(OH)2.
4
D. Reaguje z mieszaniną nitrującą.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
3
Informacja do zadań 4. – 6. W poniższej tabeli zestawiono temperatury topnienia i wrzenia różnych n-alkanów pod ciśnieniem 1013 hPa. Liczba atomów węgla w cząsteczce alkanu 1 5 10 15 20
Temperatura topnienia tt [oC] -182 -130 -30 10 36
Temperatura wrzenia tw [oC] -161 36 174 270 342
Na podstawie Tablic Chemicznych, W. Mizerski, Wyd. Adamantan, Warszawa 1997
Zadanie 4. (2 pkt) Na podstawie analizy danych zawartych w powyższej tabeli określ stan skupienia podanych niżej n-alkanów w temperaturze pokojowej (ok. 200C) i przy ciśnieniu 1013 hPa.
liczba atomów węgla w cząsteczce n-alkanu
stan skupienia
5 20
Zadanie 5. (1 pkt) Wybierz zestaw (A, B, C lub D), w którym podano prawdopodobne wartości temperatur topnienia (tt) i wrzenia (tw) (przy ciśnieniu 1013 hPa) dla n-alkanu zawierającego 13 atomów węgla w cząsteczce. Skorzystaj z danych zawartych w informacji wstępnej. zestaw A. B. C. D.
tt [oC] 15 15 -6 -6
tw [oC] 224 284 284 224
Zadanie 6. (1 pkt) Uszereguj węglowodory o wzorach sumarycznych: C6H14, C2H6, C10H22 według rosnącej lotności. Skorzystaj z danych zawartych w informacji wstępnej.
......................................................................................................................................................
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Informacja do zadania 7. i 8. Dany jest schemat przemian: CH3 CH2 OH
1
CH2=CH2
2
CH3 CH2 Cl 3 CH3 CH2 CH2 CH3 4
CH3 CH CH2 CH3 Cl produkt główny
Zadanie 7. (2 pkt) Zapisz równania reakcji oznaczonych numerami 1 i 2, dobierając odpowiednie reagenty. W równaniach stosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
1. ............................................................................................................................................... 2. ...............................................................................................................................................
Zadanie 8. (3 pkt) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typy reakcji oznaczonych na powyższym schemacie numerami 1, 2, 4.
1. ............................................................................................................................................... 2. ............................................................................................................................................... 4. ...............................................................................................................................................
Zadanie 9. (4 pkt) Poniżej przedstawiono schemat syntezy pewnego związku. etanol
CuO/temp 1
związek A Ag2O/NH3 związek B 2
Zidentyfikuj związki A i B. W tym celu podaj ich wzory półstrukturalne (grupowe) oraz nazwy grup związków organicznych, do których one należą.
wzory związków:
nazwy grup związków organicznych:
A ........................................................................ A .....................................................................
B ........................................................................ B .....................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
5
Zadanie 10. (3 pkt) Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch ciekłych węglowodorów o wzorach:
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 I
i
H C2H5
C=C II
C2H5 H
W tym celu: a) wybierz odpowiedni odczynnik spośród: - mieszanina stężonego kwasu azotowego(V) i stężonego kwasu siarkowego(VI), - wodorotlenek miedzi(II), - woda bromowa, - zasada sodowa; b) zapisz, jakie przewidujesz obserwacje, c) w oparciu o przewidywane obserwacje podaj uzasadnienie identyfikacji każdego z podanych węglowodorów. a) Odczynnik: ............................................................................................................................ b) Obserwacje: ........................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... c) Uzasadnienie: ......................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................
Informacja do zadania 11. i 12. Poniższe wzory przedstawiają dwa aminokwasy wchodzące w skład białek.
CH3 CH COOH NH2 alanina
HO CH2 CH COOH NH2 seryna
Zadanie 11. (2 pkt) Utwórz wzór półstrukturalny (grupowy) jednego dipeptydu zbudowanego z alaniny i seryny. Zaznacz wiązanie peptydowe.
.......................................................................................................................................................
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 12. (3 pkt) Podaj wzór sumaryczny seryny. Oblicz jej masę molową oraz procentową zawartość tlenu (w procentach masowych) w tym związku.
Wzór sumaryczny: ....................................................................................................................... Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Spośród podanych niżej cech wybierz i podkreśl cztery, charakteryzujące chlor w warunkach normalnych:
gaz, ciecz, ciało stałe, ma gęstość mniejszą od gęstości powietrza, ma gęstość większą od gęstości powietrza, jest bezbarwny, jest barwny, ma charakterystyczny zapach, jest bez zapachu.
Zadanie 14. (1 pkt) Poniżej przedstawiono atomy i jony różnych pierwiastków pogrupowane w zbiory (A - D). Zaznacz zbiór, którego wszystkie elementy mają jednakową konfigurację elektronową. A. B. C. D.
Ca2+, K+, Cl. Na+, Cl–, Ar. Ca2+, S2–, K. Mg2+, Na+, Ne.
Zadanie 15. (3 pkt) Korzystając z tablicy elektroujemności pierwiastków, uzupełnij poniższą tabelę.
różnica elektroujemności
rodzaj wiązania
CsBr NH3 N2
Zadanie 16. (2 pkt) Na podstawie analizy położenia sodu, potasu i magnezu w układzie okresowym a) podaj, który z wymienionych metali jest najbardziej aktywny.
...................................................................................................................................................... b) napisz równanie reakcji metalu wybranego w punkcie a) z wodą.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
7
Zadanie 17. (3 pkt) W wyniku prażenia 50 kg wapienia, którego głównym składnikiem jest CaCO3, otrzymano między innymi 25 kg czystego wapna palonego. Napisz odpowiednie równanie reakcji i oblicz procent zanieczyszczeń w wapieniu.
Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Informacja do zadania 18. i 19. Na poniższym wykresie przedstawiono krzywe rozpuszczalności wybranych substancji.
Zadanie 18. (2 pkt) W 120 g wody w temperaturze 80°C rozpuszczono 60 g chlorku amonu. Z powyższego wykresu odczytaj i zapisz, jaka jest rozpuszczalność chlorku amonu w tej temperaturze oraz podaj, czy powstał roztwór nasycony czy nienasycony.
Rozpuszczalność: ......................................................................................................................... Roztwór: .......................................................................................................................................
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 19. (2 pkt) Korzystając z zamieszczonego wyżej wykresu rozpuszczalności, uzupełnij poniższe zdanie, wpisując w miejsce kropek „większa” lub „mniejsza” oraz podając nazwę odpowiedniej substancji.
W temperaturze 40oC rozpuszczalność chlorku amonu jest .............................................. niż rozpuszczalność chlorku sodu i ............................................ niż azotanu(V) potasu. W tej temperaturze rozpuszczalność .................................................... jest największa.
Zadanie 20. (3 pkt) Dokończ poniższe równania reakcji (lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi). +
Br2 → ...............................................
a)
KI
b)
KBr + Cl2 → ...............................................
Uszereguj pierwiastki z grupy fluorowców, których symbole występują w powyższych równaniach reakcji, według wzrastającej aktywności.
....................................................................................................................................................... najmniejsza aktywność największa aktywność
Zadanie 21. (2 pkt) Określ odczyn roztworów dla podanych niżej wartości pH. a)
pH = 4
odczyn .......................................................................
b)
pH = 9
odczyn .......................................................................
Zadanie 22. (3 pkt) Reakcja miedzi z kwasem azotowym(V) może przebiegać zgodnie ze schematem: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O a) Określ stopnie utlenienia miedzi i azotu przed i po reakcji.
stopień utlenienia
przed reakcją
po reakcji
miedzi azotu b) Dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......... Cu + ......... HNO3 → ........ Cu(NO3)2 + ........ NO2 + ........ H2O
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
9
Zadanie 23. (3 pkt) Wykonano doświadczenie, podczas którego do roztworów zawierających wodorotlenki metali dodano roztwory różnych kwasów.
Określ odczyn każdego z otrzymanych roztworów, jeżeli ilości użytych reagentów były takie, jak podano na powyższym rysunku. Odpowiedź uzasadnij słownie.
I .................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... II ................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... III .................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (3 pkt) Jądro radioaktywnego pierwiastka X uległo ciągowi przemian promieniotwórczych zgodnie z poniższym schematem i przekształciło się w jądro 235 92 U . −
α β 235 X → X1 → 92 U
Zidentyfikuj jądra atomów X i X1, które uległy opisanym przemianom promieniotwórczym (zastosuj zapis ZA E ). Określ skład jądra atomowego 235U.
X: .............................................................. Skład jądra atomowego
235 92
X1: .......................................................................
U : ....................................................................................................
......................................................................................................................................................
10
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
BRUDNOPIS
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-R1A1P-061
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 11 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ II STYCZEŃ ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 25. (2 pkt) Zgodnie z normami Unii Europejskiej dopuszczalna zawartość jonów azotanowych(V) w wodzie pitnej wynosi 44 mg/dm3 wody. Po zbadaniu próbki wody pobranej z rzeki okazało się, że w objętości 30 cm3 tej wody znajduje się 0,004 g jonów azotanowych(V). Określ, czy woda pobrana z rzeki nadaje się do picia. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami. Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 26. (4 pkt) Jedna z metod oczyszczania spalin polega na reakcji tlenków azotu z amoniakiem przy udziale katalizatora. Wiedząc, że substratami tej reakcji są tlenek azotu(II), tlenek azotu(IV) i amoniak, a produktami azot i woda, napisz równanie reakcji i uzgodnij je w oparciu o bilans elektronowy. Wskaż substancje, które pełnią w tym procesie rolę utleniacza i reduktora. Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Utleniacz: ..................................................................................................................................... Reduktor: ......................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
3
Zadanie 27. (3 pkt) Oblicz stężenie molowe 15% roztworu wodorotlenku potasu, jeżeli gęstość roztworu wynosi 1,14 g/cm3. Obliczenia: .................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 28. (2 pkt)
Podaj wartość pH i pOH roztworu NaOH o stężeniu 0,001 mol/dm3 w temperaturze 25oC, jeśli stopień dysocjacji α = 100%. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 29. (4 pkt)
Zmieszano 3 g wodoru z 15 dm3 chloru odmierzonego w warunkach normalnych i zainicjowano reakcję. Napisz równanie zachodzącej reakcji. Oblicz, ile moli cząsteczek produktu powstanie w tej reakcji przy założeniu 100% wydajności i określ, którego z substratów użyto w nadmiarze. Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Obliczenia: ................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... W nadmiarze użyto ....................................................................................................................
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 30. (3pkt)
Podaj skrócony zapis konfiguracji elektronowej atomu żelaza (Fe) oraz jonów Fe2+ i Fe3+. Na podstawie konfiguracji elektronowej wskaż, który z jonów żelaza, Fe2+ czy Fe3+, jest trwalszy. Odpowiedź uzasadnij. Fe ................................................................................................................................................ Fe2+ ............................................................................................................................................. Fe3+ ............................................................................................................................................. Uzasadnienie: .............................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................
Informacja do zadania 31. i 32. Dwa przedmioty wykonane ze stali pokryto powłokami ochronnymi, jeden powłoką cynkową, a drugi niklową. Po pewnym czasie na obu przedmiotach powstały rysy uszkadzające powłoki. Utworzyły się lokalne mikroogniwa metaliczne i nastąpiła korozja.
Zadanie 31. (3 pkt) Zapisz schematy obu mikroogniw opisanych w powyższej informacji. (Załóż powstawanie półogniw metalicznych typu M│Mn+). Dla jednego z ogniw oblicz wartość SEM w warunkach standardowych. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... SEM ogniwa: ..............................................................................................................................
Zadanie 32. (2 pkt) Wskaż, która z powłok, cynkowa czy niklowa, skuteczniej chroni żelazo przed korozją elektrochemiczną w sytuacji opisanej w informacji wprowadzającej. Uzasadnij swój wybór w oparciu o wartości potencjałów standardowych. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
5
Zadanie 33. (4 pkt) Oceń, jak wpływa na ilość tlenku siarki(VI) powstającego w wyniku reakcji: 2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2SO3(g)
∆H 0 < 0
a) podwyższenie temperatury
.................................................................................
b) obniżenie ciśnienia
.................................................................................
c) zmniejszenie objętości układu
.................................................................................
d) zastosowanie katalizatora
.................................................................................
Zadanie 34. (1 pkt) Dane jest równanie reakcji:
A2(g) + 3B2(g) ⇆ 2AB3(g)
Podaj wyrażenie na stężeniową stałą równowagi dla tego procesu. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................
Zadanie 35. (3 pkt) Dla reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem A2(g) + B2(g) ⇆ 2AB(g) oblicz stężenia równowagowe [A2] i [B2] oraz wartość stężeniowej stałej równowagi, jeśli stężenia początkowe wynosiły: CA2 = 1 mol/dm3 i CB2 = 0,5 mol/dm3, a po ustaleniu stanu równowagi stężenie równowagowe [AB] = 0,8 mol/dm3. Obliczenia: .................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 36. (2 pkt) Aby przygotować działkę do uprawy pewnego gatunku roślin, ziemię nawożono saletrą amonową, czyli azotanem(V) amonu. Podaj, jaki będzie wpływ nawożenia saletrą na odczyn tej gleby. Odpowiedź uzasadnij, podając nazwę zachodzącego procesu chemicznego. Wpływ na odczyn: ....................................................................................................................... Nazwa procesu: ............................................................................................................................
Zadanie 37. (1 pkt) Zapisz w formie jonowej (zapis skrócony) równanie reakcji, jakiej ulega azotan(V) amonu w roztworze wodnym. Równanie: ....................................................................................................................................
Zadanie 38. (3 pkt) Przeprowadzono trzy reakcje manganianu(VII) potasu z siarczanem(IV) sodu odpowiednio w środowisku kwaśnym, zasadowym i obojętnym. Uzupełnij poniższe równania, podając wzór związku manganu, który powstał w tej reakcji. Podaj obserwacje, jakie towarzyszyły każdej z reakcji. a) 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2
+ 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
obserwacje: ................................................................................................................................... b) 2KMnO4 + Na2SO3 + 2 KOH → 2
+ Na2SO4 + H2O
obserwacje: ................................................................................................................................... c) 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O → 2
+ 3 Na2SO4 + 2KOH
obserwacje: ...................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
7
Zadanie 39. (4 pkt) Przeprowadzono doświadczenie wymienionych substancji:
według
poniższego
schematu,
stosując
roztwory
Zaobserwowano, że bezpośrednio po wykonaniu doświadczenia powstał biały osad, który po chwili zaczął przyjmować brunatne zabarwienie. Zapisz wnioski wynikające z podanych obserwacji. ...................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zapisz
odpowiednie
równania
reakcji
w
formie
cząsteczkowej.
...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) Reakcje addycji cząsteczek niesymetrycznych HX (np. HCl, H2O) do niesymetrycznych alkenów przebiegają według schematu:
R1 H
C=C
R2
+ HX
R3
R1 R2 H C C R3 produkt główny H X R1 R2 H C C R3 X H
produkt uboczny
(R1, R2, R3 – grupy węglowodorowe) Korzystając z powyższej informacji, zidentyfikuj produkty reakcji 1 – 3 i wpisz w miejsce kropek odpowiednie wzory półstrukturalne (grupowe). HCl → ............................................................... produkt główny 1. CH3-CH2-CH=CH2 +
+
H 2O / H 2. CH3 C=CH CH3 + → .......................................................... produkt główny CH3 +
H 2O / H 3. CH3-CH=CH2 + → ................................................................ produkt uboczny
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 41. (2 pkt) Jedną z metod ustalenia struktury alkenu jest proces ozonolizy. Proces ten przebiega w kilku etapach i w uproszczeniu można go zilustrować schematem: R1 R3 R1 R3
C C
ozonoliza
C O
+
C
O
R2 R4 R4 R2 (R1, R2, R3, R4 – grupy węglowodorowe lub atomy wodoru). Analizując produkty ozonolizy można ustalić położenie wiązania podwójnego w cząsteczce alkenu. Korzystając z powyższej informacji i znając produkty ozonolizy, ustal strukturę alkenów, wpisując w wolne pola ich wzory półstrukturalne. produkty ozonolizy
H C
CH3 C
O H
O H
wzór alkenu
i CH3 CH2 C O H
i
CH3 CH2 C
O H
Zadanie 42. (4 pkt) Związki X, Y, Z, Q to jednofunkcyjne pochodne alkanów, zawierające po cztery atomy węgla w cząsteczce. Korzystając z poniższych informacji, zidentyfikuj związki X, Y, Z, Q, podając ich wzory półstrukturalne (grupowe).
1. Związek X jest produktem łagodnego utleniania związku o wzorze
CH3 CH2 CH CH3 OH
Związek X: ............................................................................................................................. 2. Związek Y jest alkoholem monohydroksylowym, który nie ulega działaniu łagodnych utleniaczy. Związek Y: ............................................................................................................................ 3. Alkohol Z utleniany w łagodnych warunkach daje związek Q, który pod działaniem amoniakalnego roztworu tlenku srebra przekształca się w kwas o wzorze CH3 CH COOH CH3
Związek Z: .............................................................................................................................. Związek Q: ..............................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
9
Informacja do zadania 43. i 44. Poniższy wzór przedstawia cząsteczkę kwasu p-aminosalicylowego, leku o działaniu przeciwgruźliczym, nazywanego w skrócie PAS. COOH
1
OH 4 NH2
2
3
Zadanie 43. (3 pkt) Podaj nazwy pochodnych węglowodorów, do których należałyby związki organiczne zawierające grupy funkcyjne (fragmenty cząsteczki PAS) oznaczone w powyższym wzorze numerami 2 i 4, 3 i 4 oraz 1 i 2.
fragmenty cząsteczki PAS:
nazwa grupy pochodnych
2i4 3i4 1i2
Zadanie 44. (4 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując nazwę jednej grupy funkcyjnej, występującej w cząsteczce PAS, która może brać udział w reakcjach z podanymi niżej odczynnikami.
odczynnik HCl CH3COOH w obecności H2SO4 KOH CH3OH w obecności H2SO4
nazwa grupy funkcyjnej występującej w cząsteczce PAS
10
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 45. (3 pkt) Na pewien peptyd zbudowany z aminokwasów o podanych niżej wzorach podziałano stężonym kwasem azotowym(V) i zaobserwowano pojawienie się żółtego zabarwienia. Podaj nazwę aminokwasu oraz zapisz wzór fragmentu jego cząsteczki, który bezpośrednio bierze udział w opisanej reakcji. Podaj nazwę tej reakcji.
1
CH3 CH COOH NH2 alanina
2
HO
CH2 CH COOH NH2 tyrozyna
3
HO CH2 CH COOH NH2 seryna
Nazwa aminokwasu: ....................................................................................................................
Wzór fragmentu cząsteczki: ......................................................................................................... Nazwa reakcji: ..............................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS
11
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-P1_1P-091
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
STYCZEŃ ROK 2009
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1 – 26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (1 pkt)
Z podanego zbioru atomów i jonów (Ar, Na+, Cl−) wybierz te, które mają w stanie podstawowym konfigurację elektronową 1s22s22p63s23p6 (K2L8M8). Zaznacz prawidłową odpowiedź. A. Tylko Ar
B. Tylko Cl−
C. Ar i Cl−
D. Ar, Na+ i Cl−
Zadanie 2. (1 pkt) Liczba atomowa (Z) pewnego pierwiastka wynosi 53. W jednym z jego izotopów suma liczby protonów, elektronów i neutronów zawartych w atomie jest równa 180. Podaj liczbę masową (A) tego izotopu.
Liczba masowa (A): .....................................................................................................................
Zadanie 3. (3 pkt) Właściwości fizykochemiczne substancji zależą od ich budowy. Substancje można podzielić między innymi na trzy grupy: o budowie jonowej, o budowie kowalencyjnej, metale. Poniżej przedstawiono opis właściwości fizykochemicznych tych grup substancji. A. Substancje w różnych stanach skupienia, nieprzewodzące prądu elektrycznego nawet po stopieniu. B. W większości ciała stałe, przewodzące prąd elektryczny, ciągliwe i kowalne, posiadające połysk. C. Substancje stałe, mające wysokie temperatury topnienia, w stanie stałym nieprzewodzące prądu. Roztwory wodne tych substancji przewodzą prąd elektryczny. Na podstawie analizy powyższego tekstu uzupełnij poniższą tabelę, wpisując literę A, B lub C odpowiadającą opisowi właściwości odpowiednich grup substancji. Ze zbioru: Ag, Br2, CH4, NaCl, NaOH, Zn, wybierz i wpisz do tabeli symbole i wzory wszystkich substancji należących do danej grupy.
Grupa substancji o budowie kowalencyjnej o budowie jonowej metale
Opis właściwości substancji
Przykłady substancji
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 4. (1 pkt) Dane jest równanie reakcji chemicznej. a CaCO3 ⎯temperatur ⎯ ⎯ ⎯⎯→ CaO + CO2 ↑
Przedstaw interpretację tego równania, uzupełniając poniższe zdanie. Podczas
rozkładu
jednego
mola
CaCO3
powstaje
...................................... g CaO
oraz ...................................... dm3 CO2 (w warunkach normalnych).
Zadanie 5. (3 pkt) a) Określ charakter chemiczny tlenków, których wzory podano poniżej. Wzór tlenku
Charakter chemiczny
Cl2O7 MgO Na2O P4O10 SO3 b) Napisz wzory wszystkich podanych wyżej tlenków uporządkowanych na podstawie ich charakteru chemicznego od najbardziej zasadowego do najbardziej kwasowego.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 6. (1 pkt) Spośród tlenków o wzorach: CaO, SO2 i CO, wybierz i wpisz do tabeli wzory tych, których zachowanie wobec wody, kwasu i zasady opisano poniżej. Wzór tlenku
H2O reakcja zachodzi
Reakcja z HCl reakcja zachodzi
NaOH reakcja nie zachodzi
reakcja zachodzi
reakcja nie zachodzi
reakcja zachodzi
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Zadanie 7. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenku fosforu(V) z wodą i z zasadą sodową. Równanie reakcji z wodą: ...................................................................................................................................................... Równanie reakcji z zasadą sodową: ......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując typ każdej z podanych reakcji. Wybierz określenia ze zbioru: analiza, synteza, wymiana pojedyncza, wymiana podwójna. Równanie reakcji
Typ reakcji
2CH3OH + 2Na → 2CH3ONa + H2 kat . CO + 2H2 ⎯⎯→ CH3OH
T NH4HCO3 ⎯ ⎯→ NH3 + H2O + CO2
Zadanie 9. (2 pkt) W trzech probówkach znajdują się wodne roztwory: octanu miedzi(II), octanu glinu i octanu srebra. a) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, wybierz i podaj wzór jednego odczynnika, którego użycie pozwoli strącić osady w każdej z probówek. Wzór odczynnika: ........................................................................................................................ b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji wytrącania osadu roztworem wybranego odczynnika w probówce z roztworem octanu miedzi(II). .......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Spośród podanych niżej równań reakcji (I - IV) wybierz i napisz numery tych, które przedstawiają procesy utleniania i redukcji. I. H3PO4 + 3KOH → K3PO4 + 3H2O II. 4KClO3 → 3KClO4 + KCl III. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl IV. K2S + H2SO4 → K2SO4 + H2S Reakcje utleniania i redukcji przedstawiają równania: ................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 11. (4 pkt) Przeprowadzono doświadczenia mające na celu zbadanie właściwości chemicznych wodnego roztworu węglanu sodu. roztwór wodorotlenku wapnia
roztwór kwasu octowego
I
II roztwór węglanu sodu
Uzupełnij opisy doświadczeń (I i II), podając przewidywane obserwacje. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas doświadczenia I oraz doświadczenia II. Obserwacje Doświadczenie I: ......................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Doświadczenie II: ........................................................................................................................ ...................................................................................................................................................... Równania reakcji Doświadczenie I: ......................................................................................................................... Doświadczenie II: .......................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Dobierz współczynniki w poniższym schemacie reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. HNO3 + Ag2S → AgNO3 + NO + S + H2O Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ......... HNO3 + ......... Ag2S → ......... AgNO3 + ......... NO + ......... S + ......... H2O
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 13. (2 pkt) Wodorowęglan amonu ulega rozkładowi termicznemu, tworząc wyłącznie produkty gazowe. ogrzewanie NH4HCO3(s) ⎯⎯⎯⎯ → NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)
Oblicz łączną objętość (w przeliczeniu na warunki normalne) gazowych produktów reakcji całkowitego rozkładu 1,58 g wodorowęglanu amonu. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 14. (2 pkt) Zbadano odczyn wodnych roztworów: etanolu, kwasu octowego i metyloaminy przy użyciu wskaźnikowych papierków uniwersalnych. Uzupełnij tabelę, wpisując obok wyników doświadczeń nazwy zidentyfikowanych roztworów substancji. Barwa papierka uniwersalnego czerwona żółta niebiesko-zielona
Roztwór substancji
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Informacja do zadania 15. i 16. W tabeli zestawiono wartości temperatury wrzenia trzech izomerów pentanu (pod ciśnieniem 1013 hPa). Nazwa węglowodoru Temperatura wrzenia, oC n-pentan 36,1 2-metylobutan 27,8 2,2-dimetylopropan 9,4 Tablice chemiczne, Wyd. Adamantan, 1997, str. 193
Zadanie 15. (2 pkt) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) 2-metylobutanu i 2,2-dimetylopropanu. 2-metylobutan
2,2-dimetylopropan
Zadanie 16. (1 pkt) Na podstawie danych z tabeli podanej w informacji wstępnej, określ zależność pomiędzy budową izomerów pentanu a ich temperaturą wrzenia. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (3 pkt) Poniżej przedstawiono schemat pewnej przemiany. + CH OH / H SO
3 2 4( stęż .) + Ag 2O / NH 3 + CuO / temp . ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → związek C etanol ⎯⎯⎯⎯→ związek A ⎯⎯⎯⎯⎯ → związek B ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych oznaczonych literami A, B i C. Związek A: .................................................................................................................................. Związek B: .................................................................................................................................. Związek C: ..................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Informacja do zadań 18. – 20. Przeprowadzono ciąg reakcji, których przebieg ilustruje poniższy schemat. 1 2 3 propan ⎯ ⎯→ 1-chloropropan ⎯ ⎯→ propen ⎯ ⎯→ 2-bromopropan
Zadanie 18. (1 pkt) Zaznacz odpowiedź, w której poprawnie określono typy reakcji oznaczonych na schemacie cyframi 1, 2 i 3. 1.
2.
3.
A.
addycja
eliminacja
substytucja
B.
substytucja
addycja
eliminacja
C.
substytucja
eliminacja
addycja
D.
addycja
substytucja
eliminacja
Zadanie 19. (1 pkt) Wpisz do tabeli wzory reagentów, których należało użyć jako substratów w celu przeprowadzenia przemian oznaczonych na schemacie numerami 1 i 3. Brakujące reagenty wybierz ze zbioru: Cl2, Br2, HBr, HCl, KOH. Reakcja
1.
3.
Wzór substancji
Zadanie 20. (1 pkt) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równanie reakcji 2. z powyższego schematu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzór pewnego związku organicznego. Podaj nazwy grup oznaczonych numerami I, II, III i IV.
IV CH3
III H2N
C
I
I: ...........................................................................................
OH
II: ..........................................................................................
O
III: ........................................................................................
II
OH
IV: ........................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Zadanie 22. (4 pkt) Zaprojektuj sposób przygotowania 200 g wodnego roztworu octanu sodu o stężeniu 15% masowych. W tym celu: a) podaj, jakie ilości bezwodnego octanu sodu i wody należy użyć do przygotowania roztworu. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... b) zakreśl litery oznaczające potrzebny sprzęt.
A.
B.
C.
D.
c) wymień kolejne czynności, które należy wykonać aby sporządzić roztwór. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzór tripeptydu zbudowanego z reszt trzech aminokwasów: cysteiny (Cys), glicyny (Gly) i kwasu glutaminowego (Glu).
SH O H2N
CH
C
CH2
N H
CH2
O
CH
C
N
CH2
COOH
H
CH2 COOH Zaznacz, przez otoczenie kółkiem w podanym wzorze, wiązania peptydowe. Zaznacz i podpisz, stosując odpowiedni skrót, resztę glicyny.
10
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 24. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na wykrycie wiązań peptydowych w rozpuszczalnych w wodzie peptydach. W tym celu: a) wybierz potrzebne odczynniki ze zbioru: amoniakalny roztwór Ag2O, świeżo strącony Cu(OH)2, HNO3(stęż), zakwaszony roztwór KMnO4.
....................................................................................................................................................... b) napisz obserwacje, które potwierdzą obecność tych wiązań.
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Reakcję kwasu benzoesowego z zasadą sodową ilustruje równanie:
COOH + NaOH
COONa + H2O
Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu NaOH o stężeniu 2 mol/dm3 należy użyć w celu całkowitego zobojętnienia 0,4 mola kwasu benzoesowego.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 26. (2 pkt) Imbir stosowany jest w medycynie naturalnej. Za ostry zapach imbiru i jego właściwości lecznicze odpowiedzialne są różne związki, między innymi zingeron o wzorze:
O CH2 CH2 C
CH3
O CH3 OH Na podstawie analizy wzoru zingeronu oceń poprawność poniższych zdań. Wpisz w odpowiednim wierszu tabeli literę P, jeśli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeśli uznasz zdanie za fałszywe. 1.
Zingeron może ulegać reakcji nitrowania.
2.
Zingeron daje pozytywny wynik próby Trommera.
3.
Zingeron może reagować z wodorotlenkiem sodu.
4.
Zingeron jest pochodną alkoholi aromatycznych.
12
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-R1_1P-091
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
STYCZEŃ ROK 2009
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 15 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Liczba masowa (A) pewnego izotopu pierwiastka E jest równa 234. Neutrony stanowią 60,68% liczby nukleonów. Oblicz wartość liczby atomowej (Z) tego pierwiastka. Obliczenie:
Odpowiedź:
Zadanie 2. (1 pkt) Sztuczne przemiany jądrowe można podzielić miedzy innymi na - reakcje jądrowe przebiegające według schematu: cząstka + jądro → nowe jądro + nowa cząstka - rozszczepienia jądrowe przebiegające według schematu: neutron + duże jądro → średnie jądro + średnie jądro + kilka neutronów - fuzje jądrowe przebiegające według schematu: jądro lekkie + jądro lekkie → nowe jądro + cząstka Na podstawie powyższego tekstu obok podanych równań przemian jądrowych wpisz nazwy tych przemian. 2 1
H + 31 H→ 42 He+ 01 n
1 0
141 92 1 n + 235 92 U → 56 Ba + 36 Kr + 3 0 n ...........................................................................................
1 0
198 1 n + 198 80 Hg → 79 Au + 1 p
...........................................................................................
...........................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt)
Źródłem neutronów może być reakcja jąder berylu z cząstkami α, którą opisuje równanie: 9 4
Be +
4 2
He →
A Z
X
+
1 0
n
Podaj liczbę masową (A) i symbol powstającego w tej reakcji nuklidu X. Liczba masowa (A): ............................................. Symbol: ........................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Przykładem reakcji katalizowanej jest synteza chlorku nitrozylu. Równanie reakcji bez katalizatora:
2NO + Cl2 ⇄ 2NOCl
Równania reakcji z udziałem katalizatora:
2NO + Br2 ⇄ 2NOBr 2NOBr + Cl2 ⇄ 2NOCl + Br2
Na podstawie podanych wyżej równań uzupełnij poniższe zdania. Katalizatorem reakcji syntezy chlorku nitrozylu jest ................................................................... Produktem przejściowym jest związek o wzorze ........................................................................
Zadanie 5. (2 pkt) W cząsteczkach związków organicznych orbitalom atomowym atomów węgla można przypisać różne typy hybrydyzacji. Uzupełnij poniższą tabelę. Schemat zhybrydyzowanych orbitali atomowych
Typ hybrydyzacji
Wzór półstrukturalny węglowodoru, w którego cząsteczkach wszystkim atomom węgla można przypisać ten typ hybrydyzacji
A.
B.
Zadanie 6. (1 pkt) Przygotowano mieszaninę wody z lodem i wody z etanolem. Wstaw znak X w odpowiednie pola tabeli, tak aby najpełniej scharakteryzować otrzymane mieszaniny. Układ Mieszanina
Woda z lodem Woda z etanolem
Jednoskładnikowy Dwuskładnikowy Jednofazowy Dwufazowy
4
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 7. (3 pkt) Jedną z podstawowych właściwości fizycznych, którymi różnią się substancje o wiązaniach jonowych, kowalencyjnych spolaryzowanych i kowalencyjnych (niespolaryzowanych) jest ich temperatura topnienia. Uzupełnij tabelę, przyporządkowując podanym substancjom odpowiedni rodzaj wiązania i prawdopodobną temperaturę topnienia. Wybierz spośród: rodzaj wiązania: kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe, temperatura topnienia (pod ciśnieniem 1013 hPa): –259,3 oC, –114,2 oC , 776,0 oC Nazwa substancji Chlorek potasu
Rodzaj wiązania
Temperatura topnienia, oC
Chlorowodór Wodór
Zadanie 8. (1 pkt) Na wykresie przedstawiono zmiany energii podczas przebiegu reakcji zachodzącej zgodnie ze schematem: A + B → C + D
Dokonaj analizy wykresu. Wybierz i podkreśl wszystkie określenia charakteryzujące tę reakcję. Reakcja: egzoenergetyczna, endoenergetyczna, o efekcie energetycznym E1, o efekcie energetycznym E2, o energii aktywacji E1, o energii aktywacji E2.
Zadanie 9. (2 pkt) Napisz równania reakcji zachodzących po wprowadzeniu H2S do wody. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Informacja do zadania 10. i 11. Poniżej przedstawiono opisy wybranych metod otrzymywania trzech tlenków. I
SO2
II Cr2O3 III NO
– powstaje oprócz siarczanu(VI) miedzi(II) i wody podczas reakcji stężonego kwasu siarkowego(VI) z miedzią w podwyższonej temperaturze. – powstaje oprócz azotu i wody podczas rozkładu dichromianu(VI) amonu. – powstaje oprócz wody w wyniku reakcji amoniaku z tlenem w obecności katalizatora platynowego.
Tlenki te różnią się charakterem chemicznym, co można wykazać, badając ich zachowanie wobec wody, kwasów i zasad.
Zadanie 10. (3 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji otrzymywania tlenków (I – III) opisanymi metodami. I: .................................................................................................................................................. II: ................................................................................................................................................. III: ................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) a) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory tlenków wymienionych w informacji do zadania, których zachowanie wobec wody, kwasu i zasady przedstawiono poniżej. Wzór tlenku
H2O reakcja nie zachodzi reakcja nie zachodzi reakcja zachodzi
Reakcja z HCl reakcja nie zachodzi reakcja zachodzi reakcja nie zachodzi
NaOH reakcja nie zachodzi reakcja zachodzi reakcja zachodzi
b) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenku reagującego z kwasem solnym i z zasadą sodową, wiedząc, że głównym produktem reakcji tego tlenku ze stężonym wodnym roztworem NaOH jest związek kompleksowy (hydroksokompleks), w którym liczba koordynacyjna jonu centralnego wynosi 6. Równanie reakcji z HCl(aq): ......................................................................................................... ......................................................................................................... Równanie reakcji z NaOH(aq): ...................................................................................................... .......................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 12. (3 pkt)
Zaprojektuj sposób przygotowania 200 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol/dm3. W tym celu: a) oblicz, jaką masę substancji należy użyć do przygotowania roztworu. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... b) wybierz i zaznacz litery opisujące odpowiedni sprzęt laboratoryjny.
A.
B.
C.
D.
E.
c) wymień kolejne czynności, które należy wykonać aby sporządzić roztwór. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt) Zgodnie z koncepcją Brönsteda, kwas to substancja, której cząsteczki zdolne są do oddawania protonów, zasada jest to substancja, której cząsteczki mogą przyłączać protony. Według Brönsteda rolę kwasu może spełniać cząsteczka obojętna, jon ujemny lub dodatni. Również zasady mogą być cząsteczkami obojętnymi, jonami ujemnymi lub dodatnimi. Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa, 1987.
Z podanego zbioru cząsteczek i jonów wybierz i wpisz do tabeli wzory tych, które w roztworach wodnych mogą pełnić rolę tylko kwasów, tylko zasad oraz kwasów lub zasad Brönsteda. H3O+, HCOO–, HS–, [Al(OH) (H2O)5]2+, CH3NH2, CH3COOH W roztworze wodnym może pełnić rolę tylko kwasu tylko zasady kwasu lub zasady Brönsteda Brönsteda Brönsteda Cząsteczka obojętna
–––
Kation Anion
––– –––
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 14. (3 pkt) W tabeli zestawiono wartości stopnia dysocjacji pewnego jednoprotonowego kwasu w roztworach o różnym stężeniu, w temperaturze 25 oC. c, mol/dm3
0,1
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
α, %
7,5
5,3
3,8
3,1
2,7
2,6
a) Na podstawie danych z tabeli wykonaj wykres zależności stopnia dysocjacji tego kwasu od stężenia molowego jego roztworu wodnego.
b) Odczytaj z wykresu wartość stopnia dysocjacji badanego kwasu w jego roztworze wodnym o stężeniu 0,5 mola/dm3. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 15. (3 pkt) W pewnym ogniwie galwanicznym zachodzi reakcja zilustrowana sumarycznym równaniem: Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag a) Uzupełnij poniższy rysunek ilustrujący działanie tego ogniwa. W tym celu wpisz przy znakach (–) i (+) słowo „anoda” lub „katoda” w zależności od tego, które z półogniw pełni tę rolę. Wpisz w odpowiednie miejsca symbole metali i wzory jonów stanowiących elementy składowe obu półogniw. .................................... (–) .....................
................
(+) .................................. ........................
................
b) Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. SEM: ............................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Oblicz, ile minut należy prowadzić proces elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) srebra prądem o natężeniu 2A, aby pokryć przedmiot metalowy warstwą srebra o masie 5,4 g. Rozwiązując zadanie, załóż, że wydajność prądowa procesu srebrzenia wynosi 100%, oraz przyjmij, że stała Faradaya F = 96 500 C/mol, a masa molowa srebra MAg = 108 g/mol. Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (2 pkt) Oblicz standardową entalpię tworzenia etenu z węgla i wodoru: 2C(s) + 2H2(g) → C2H4(g) znając efekty energetyczne reakcji: C(s) + O2(g) → CO2(g) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c) C2H4(g) + 3O2(g) → 2H2O(c) + 2CO2(g)
ΔH 10 = −393,5 kJ ΔH 02 = −571,8 kJ ΔH 30 = −1411,2 kJ
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 18. (2 pkt) Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) oraz podaj nazwy systematyczne dwóch węglowodorów o wzorze sumarycznym C5H10, wiedząc, że węglowodór I nie odbarwia wody bromowej, a węglowodór II odbarwia ją. Wzór półstrukturalny
Węglowodór I
Węglowodór II
Nazwa systematyczna
10
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 19. (2 pkt) Reakcja utleniania alkinów manganianem(VII) potasu w środowisku kwasowym znalazła zastosowanie do określania budowy tych węglowodorów. Procesy te przebiegają zgodnie z podanymi niżej schematami: +
KMnO4 , H R1-C≡C-R2 ⎯⎯ ⎯⎯ ⎯→ R1COOH + R2COOH KMnO4 , H + R-C≡C-H ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ RCOOH + CO2 KMnO4 , H + H-C≡C-H ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ 2CO2
Na podstawie powyższej informacji napisz wzory półstrukturalne (grupowe) alkinów, które poddano reakcji z zakwaszonym roztworem manganianu(VII) potasu, jeżeli otrzymano a) kwas etanowy (octowy) i tlenek węgla(IV).
....................................................................................................................................................... b) kwas etanowy (octowy) i kwas n–butanowy (masłowy).
.......................................................................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) Odwracalną reakcję estryfikacji kwasu etanowego z etanolem ilustruje równanie: CH3COOH + CH3CH2OH⇄ CH3COOCH2CH3 + H2O W naczyniu o objętości 1 dm3 zmieszano 1,25 mola kwasu etanowego, 2,00 mole alkoholu etylowego oraz niewielką ilość stężonego H2SO4 i ogrzewano do ustalenia stanu równowagi. Oblicz, z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku, liczbę moli estru w mieszaninie poreakcyjnej, jeżeli stężeniowa stała równowagi (Kc) tej reakcji w opisanych warunkach wynosi 1,00.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 21. (2 pkt) Utlenienie etanolu dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym ilustruje schemat: CH3CH2OH + Cr2O72– + H+ → CH3COOH + Cr3+ + H2O Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w tym schemacie , stosując metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ....... CH3CH2OH + ...... Cr2O72– + ...... H+ → ...... CH3COOH + ...... Cr3+ + ....... H2O
Zadanie 22. (4 pkt) W celu identyfikacji wodnych roztworów kwasu etanowego (octowego) i heksadekanianu (palmitynianu) potasu zbadano ich odczyn przy użyciu wskaźnikowych papierków uniwersalnych. a) Uzupełnij poniższą tabelę, podając zabarwienie papierka uniwersalnego i określając odczyn każdego roztworu. Zabarwienie papierka uniwersalnego
Odczyn roztworu
kwas octowy palmitynian potasu
b) Napisz w formie jonowej równania reakcji, które decydują o odczynie roztworów badanych substancji.
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
12
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 23. (2 pkt) Przeprowadzono identyfikację roztworów: glukozy, sacharozy, laktozy i skrobi, wykonując szereg doświadczeń. Na podstawie przedstawionych niżej wyników doświadczeń, ustal i wpisz do tabeli nazwy zidentyfikowanych związków. Doświadczenie
Wynik doświadczenia
Próba Trommera
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
Efekt Tyndala
występuje
nie występuje
nie występuje
nie występuje
Próba Tollensa
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
zachodzi
nie zachodzi
zachodzi
zachodzi
Hydroliza Nazwa związku
Zadanie 24. (3 pkt) a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w odpowiednie miejsca „H” i „OH” tak, aby utworzyć wzór D-glukozy w projekcji Fischera.
CHO
CH2OH
b) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające udowodnić, że cząsteczki glukozy zawierają grupy hydroksylowe przy sąsiednich atomach węgla. Wybierz odczynnik spośród: zawiesina Cu(OH)2, Br2(aq), FeCl3(aq), AgNO3(aq). Napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność grup hydroksylowych przy sąsiednich atomach węgla.
Odczynnik: ................................................................................................................................... Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Informacja do zadań 25. – 27. Dane są aminokwasy o następujących wzorach półstrukturalnych:
X CH2 COOH
Y CH2 CH2 CH2 COOH
NH2
Z CH3 CH COOH NH2
NH2
W CH3 CH2 CH CH COOH CH3 NH2
U HOOC CH2 CH COOH NH2
Zadanie 25. (1 pkt) Spośród przedstawionych wyżej aminokwasów wybierz ten, który nie może być aminokwasem białkowym. Napisz literę, którą oznaczono wzór tego aminokwasu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (1 pkt) Korzystając z podanych wyżej wzorów aminokwasów, napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu o sekwencji Z-X-U.
Zadanie 27. (1 pkt) Uzupełnij poniższe schematy, tworząc wzory dwóch diastereoizomerów (w projekcji Fischera) aminokwasu oznaczonego literą W.
COOH
COOH
CH2CH3
CH2CH3
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 28. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego). Wartości stopni utlenienia wpisz w odpowiednie pola.
H3C
CH
COOH
OH Zadanie 29. (1 pkt) Kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) wykazuje właściwości typowe dla kwasów karboksylowych oraz alkoholi. Grupa hydroksylowa pod wpływem utleniaczy przekształca się w grupę karbonylową. Na podstawie powyższych informacji uzupełnij schemat reakcji utleniania kwasu mlekowego, wpisując wzór półstrukturalny (grupowy) powstającego produktu organicznego. [O] CH3 CH COOH
OH
...............................................................................
Zadanie 30. (2 pkt) Imbir stosowany jest w medycynie naturalnej np. do leczenia przeziębień. Za ostry zapach imbiru i jego właściwości lecznicze odpowiedzialne są różne związki, między innymi zingeron o wzorze:
O CH2 CH2 C
CH3
O CH3 OH Na podstawie analizy wzoru zingeronu oceń poprawność poniższych zdań. Wpisz w odpowiednim wierszu tabeli literę P, jeśli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeśli uznasz zdanie za fałszywe. 1.
W cząsteczce zingeronu występuje grupa karbonylowa.
2.
Zingeron może ulegać reakcji nitrowania.
3.
Zingeron daje pozytywny wynik próby Tollensa.
4.
Zingeron może reagować z wodorotlenkiem sodu.
5.
W cząsteczce zingeronu znajduje się grupa estrowa.
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
15
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
1
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
MCH–R1
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC ROK 2013
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 18 stron (zadania 1–30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz przy każdym zadaniu w miejscu na to przeznaczonym. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu / pióra tylko z czarnym tuszem / atramentem. Za rozwiązanie 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. wszystkich zadań 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki można otrzymać oraz kalkulatora. łącznie Życzymy powodzenia! 60 punktów. Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy KOD
PESEL ZDAJĄCEGO
Dokument pobrany przez:
ZDAJĄCEGO
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 1. (2 pkt)
2
1.1
W tabeli przedstawiono zapisy ogólne konfiguracji elektronów walencyjnych atomów pierwiastków znajdujących się w wybranych grupach układu okresowego. Uzupełnij tabelę. Podaj nazwę grupy oraz symbol bloku energetycznego (konfiguracyjnego), do których należą pierwiastki o podanej ogólnej konfiguracji elektronów walencyjnych. Zapisz wzór ogólny tlenku, w którym dowolny pierwiastek X (należący do danej grupy) osiąga maksymalny stopień utlenienia. Zapis ogólny konfiguracji elektronów walencyjnych
Nazwa grupy
Symbol bloku energetycznego
Wzór ogólny tlenku
ns1 (n – 1)d3 ns2 ns2 np2
Informacja do zadań 2 i 3 W związku chemicznym typu AB2 oba łączące się ze sobą pierwiastki osiągają konfigurację elektronową: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 Pierwiastek A w związkach chemicznych występuje zawsze na II stopniu utlenienia. Pierwiastek B może tworzyć cząsteczkę homoatomową B2, w której występuje sześć niewiążących (wolnych) par elektronowych.
Zadanie 2. (1 pkt)
2.1
Podaj wzór sumaryczny związku AB2 oraz określ rodzaj występującego w nim wiązania. Wzór: ..................................
Zadanie 3. (2 pkt)
3.1
Rodzaj wiązania: ....................................................................
3.2
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki B2. Odwołując się do rodzaju występującego w tej cząsteczce wiązania, określ, czy substancja ta lepiej rozpuszcza się w rozpuszczalniku polarnym czy niepolarnym.
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
3
4.1
Zadanie 4. (1 pkt)
Rozszczepienie jądrowe 235U przebiega zgodnie z uproszczonym zapisem:
U (n, 2n) 140La, AZE
235
Zapisz równanie procesu rozszczepienia jądra 235U. Oznaczenia literowe (AZE) zastąp odpowiednimi liczbami oraz symbolem chemicznym pierwiastka. .........................................................................................................................................................................
5.1
Zadanie 5. (1 pkt)
Poniższy wykres przedstawia zmiany masy izotopów promieniotwórczych A, B, C w czasie. m [g] 1g 0,9
izotop A
0,8
izotop B
0,7
izotop C
0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
czas [lata]
Korzystając z wykresu, oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeśli jest fałszywe. Zdanie 1. Spośród powyższych izotopów największą trwałość wykazuje izotop A. 2. Czas połowicznego rozpadu dla izotopu C wynosi dwa lata. 3. Po pięciu latach najwięcej rozpadnie się izotopu B.
Dokument pobrany przez:
P/F
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 6. (2 pkt)
6.1
4
6.2
Poniżej przedstawiono schematyczne rysunki ilustrujące sposób, w jaki dochodzi do utworzenia wiązań w cząsteczce tlenku węgla(IV).
I.
2p
tA
2p
tB
OA
C
OB
II.
x
tA, tB – orbitale zhybrydyzowane
z
OA
C
OB
x
2p
2p
2p
y
Źródło: A. Bielański, Podstawy chemi nieorgnicznej, PWN, Warszawa 2010.
Wybierz i podkreśl wszystkie informacje, które odnoszą się do budowy cząsteczki CO2. Wykorzystaj powyższe rysunki. a) Przedstawione na rysunku I nakładanie się orbitali atomowych 2px / 2py / 2pz atomów tlenu z orbitalami zhybrydyzowanymi atomu węgla prowadzi do powstania wiązań typu σ / π. Na rysunku II przedstawiono sposób tworzenia wiązań typu σ / π, które powstają w wyniku czołowego / bocznego nakładania się orbitali atomowych 2px / 2py / 2pz atomów tlenu z orbitalami atomowymi / zhybrydyzowanymi atomu węgla.
b) Atom węgla w cząsteczce tlenku węgla(IV) wykazuje hybrydyzację sp / sp2 / sp3. Cząsteczka CO2 ma budowę liniową / kątową / płaską / przestrzenną.
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013 7.1
Zadanie 7. (2 pkt)
5
7.2
Dla przebiegającej w fazie gazowej reakcji syntezy amoniaku: N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
ΔH° = –92 kJ
w zamkniętym reaktorze w odpowiednich warunkach ciśnienia i temperatury ustalił się stan równowagi, dla którego wartość stałej równowagi wynosiła 1. a) Ustal, jak zwiększenie temperatury układu wpłynie na wartość stałej równowagi tej reakcji (wzrośnie, zmaleje czy nie ulegnie zmianie). Odpowiedź uzasadnij. Po podniesieniu temperatury układu wartość K ............................................................................................. Uzasadnienie: .................................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... b) Określ, jak zwiększenie ciśnienia w układzie wpłynie na wydajność procesu syntezy amoniaku (wzrośnie, zmaleje czy nie ulegnie zmianie). Po zwiększeniu ciśnienia w układzie wydajność procesu .............................................................................. 8.1
Zadanie 8. (1 pkt)
Na poniższym wykresie przedstawiono zależność rozpuszczalności uwodnionego siarczanu(VI) miedzi(II) – CuSO4·5H2O od temperatury. Przygotowano 50 g wody o temperaturze T. Do wody wsypano 30 g CuSO4·5H2O i całość dokładnie wymieszano. 140 130
rozpuszczalność [g/100 g H2 O]
120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
0
10
20
30
40
temperatura
50
[oC]
60
70
80
Na podstawie: W. Mizerski, Małe tablice chemiczne, Wydawnictwo Adamantan, Warszawa 2005.
Na podstawie podanego wykresu napisz, w jakim zakresie temperatur otrzymany roztwór będzie roztworem nienasyconym. ......................................................................................................................................................................... Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 9. (2 pkt)
6
9.1
Zmieszano ze sobą dwa roztwory kwasu solnego: Roztwór 1: 1 dm3 10-procentowego roztworu o gęstości 1,048 g/cm3 Roztwór 2: 2 dm3 roztworu o nieznanym stężeniu. Po zmieszaniu roztworów 1 i 2 pobrano próbkę o objętości 20 cm3. Okazało się, że na jej zobojętnienie zużyto 40 cm3 roztworu zasady sodowej o stężeniu 1 mol/dm3. Oblicz stężenie molowe roztworu nr 2. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt)
10.1
Spośród podanych wzorów substancji wybierz te, które spełniają zapisane w tabeli warunki. SiO2, CO, NO2, ZnO, Mn2O7, Al(OH)3, Mg(OH)2, K3PO4, (NH4)2SO4, CH3OH, C6H5OH Warunki 1. Po wprowadzeniu do wody obniża wartość pH.
2. Reaguje z mocnym kwasem oraz mocną zasadą.
Dokument pobrany przez:
Wzory związków
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
7
Informacja do zadań 11 i 12 Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było zbadanie wpływu kwasów: azotowego(V) i chlorowodorowego o różnym stężeniu na stop miedzi z glinem. Przebieg doświadczenia ilustruje poniższy schemat: stęż. roztwór HNO3 rozc. roztwór HCl 1. stop
stop
Zadanie 11. (2 pkt)
2.
11.1
Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w probówkach 1 i 2 podczas doświadczenia. W obserwacjach uwzględnij również barwy roztworów, jakie powstały po zakończeniu doświadczenia. Probówka 1: ..................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... Probówka 2: .................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt)
12.1
Zapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji przebiegających w probówkach 1 i 2. Probówka 1: ..................................................................................................................................................... Probówka 2: ....................................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt)
13.1 13.2
Poniżej przedstawiono schemat reakcji, jakiej może ulegać jod: I2 + KOH → KI + KIO3 + H2O a) Zapisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas przemiany. Równanie procesu redukcji:............................................................................................................................. Równanie procesu utleniania: ......................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. ...I2 + ...KOH → ...KI + ...KIO3 + ...H2O
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 14. (3 pkt)
8
14.1 14.2 14.3
Wykonano trzy doświadczenia, których schematy zobrazowano poniższym rysunkiem: 1) NaOH(aq) HCl(aq) BaH2(s) 2) NaOH(aq) (nadmiar)
1. NaHCO3(aq)
2. H2O
3. FeCl3(aq)
a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w probówce nr 1. ......................................................................................................................................................................... b) Po zakończeniu doświadczenia w probówce nr 2 za pomocą bagietki pobrano kroplę roztworu i naniesiono ją na uniwersalny papierek wskaźnikowy. Określ barwę, jaką przyjmie wskaźnik. Podaj równanie procesu (w formie jonowej) odpowiedzialnego za poczynioną obserwację. Barwa wskaźnika: ........................................................................ Uzasadnienie: .................................................................................................................................................. c) Napisz, co zaobserwowano podczas wykonywania doświadczenia w probówce nr 3. Obserwacje: ..................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt)
15.1
Do 1 dm3 roztworu zawierającego 0,0001 mola kationów srebra(I) dodawano kroplami roztwór kwasu solnego o pH = 2. Iloczyn rozpuszczalności chlorku srebra(I) w temperaturze, w której przeprowadzono doświadczenie wynosi 1,6 · 10–10. Zakładając, że objętość roztworu w trakcie reakcji nie ulega zmianie, oblicz objętość kwasu solnego, jaką należy użyć, by z roztworu zaczęły się wytrącać jony Ag+ . Wynik podaj w cm3 z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................................. Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 16. (3 pkt)
9
16.1
W celu zbadania właściwości związków chromu i manganu wykonano doświadczenia, których niepełny opis ilustruje poniższa tabela. Dysponujesz wodnymi roztworami następujących substancji: KOH
H2SO4
NaNO2
NaNO3
K2CrO4
K2Cr2O7
KMnO4
MnSO4
Uzupełnij schematy doświadczeń, wpisując wzory odpowiednich substratów. ...............
...............
...............
...............
...............
...............
Schemat doświadczenia
Obserwacje
1. Zawartość probówki odbarwiła się. Wytrącił się brunatny osad.
Zadanie 17. (2 pkt)
2. Zawartość probówki zmieniła barwę z pomarańczowej na żółtą.
3. Zawartość probówki zmieniła barwę z pomarańczowej na zieloną.
17.1
W naczyniu o objętości 1dm3 reakcja chemiczna opisana równaniem: 2N2O5 → 4NO2 + O2 przebiega według równania kinetycznego: V = k · [N2O5] Analiza powyższego równania pokazuje, że szybkość reakcji chemicznej zależy od stężenia substratu. W kolejnych sekundach przebiegu reakcji szybkość procesu maleje, ponieważ w przestrzeni reakcyjnej ubywa substratu. Wartość stałej szybkości dla powyższej reakcji wynosi 0,25 s–1. Oblicz, ile moli tlenku azotu(V) pozostanie w układzie reakcyjnym po 2 sekundach przebiegu procesu, jeżeli stężenie początkowe N2O5 wynosi 0,5 mol/dm3. Wynik podaj z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................................. Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 18. (3 pkt)
10
18.1 18.2
Przeprowadzono elektrolizę roztworu otrzymanego przez rozpuszczenie 30 g pewnej substancji w 200 g H2O. W trakcie elektrolizy zaszły następujące procesy elektrodowe: K(–): 4H2O + 4e– → 2H2 + 4OH– A(+): 2H2O → O2 + 4H+ + 4e– Po pewnym czasie elektrolizę przerwano i stwierdzono, że stężenie procentowe roztworu wynosi 20%. a) Zakładając, że wydajność procesu elektrolizy wynosiła 100%, oblicz łączną objętość gazów wydzielonych podczas elektrolizy w przeliczeniu na warunki normalne. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................................. b) Wybierz i podkreśl wzór tej substancji, której wodny roztwór poddano opisanemu wyżej procesowi elektrolizy. KCl
KOH
CuSO4
NaNO3
H2SO4
Informacja do zadań 19 i 20 Zmontowano ogniwo stężeniowe, którego schematyczny rysunek przedstawiono poniżej. Ogniwo to zbudowano z dwóch identycznych elektrod, zanurzonych w roztworach tego samego elektrolitu o różnym stężeniu.
Ag
C1Ag +
Dokument pobrany przez:
klucz elektrolityczny
Ag
C2Ag +
C1Ag+
C2Ag+
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 19. (2 pkt)
11
19.1
W zbudowanym ogniwie stężeniowym siła elektromotoryczna powstaje na skutek różnicy potencjałów tworzących go półogniw metalicznych. Różnica potencjałów jest warunkowana różnymi stężeniami elektrolitu, w którym są zanurzone elektrody ogniwa stężeniowego. Oblicz SEM ogniwa stężeniowego w warunkach standardowych, wiedząc, że stężenia elektrolitów wynoszą odpowiednio: C1= 1 mol/dm3, a C2 = 0,1 mol/dm3. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................................
Zadanie 20. (1 pkt)
20.1
Uzupełnij poniższy rysunek. Za pomocą strzałki wskaż kierunek przepływu elektronów. W odpowiednich miejscach wpisz nazwy i znaki elektrod.
Kierunek przepływu elektronów
(....)
Ag
C1Ag +
Dokument pobrany przez:
klucz elektrolityczny
Ag
C2Ag +
(....)
C1Ag+
C2Ag+
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 21. (1 pkt)
12
21.1
Węglowodór o wzorze sumarycznym C6H12 występuje w postaci izomerów. Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) izomeru, który spełnia podany w tabeli warunek. Podaj jego nazwę. Warunek
Wzór
Nazwa
Związek ten nie odbarwia wody bromowej. Jego cząsteczka zawiera wyłącznie I- i III-rzędowe atomy węgla.
Zadanie 22. (2 pkt)
22.1
Metylobenzen (toluen) może ulegać reakcjom substytucji. Produkty reakcji są jednak różne w zależności od warunków, w jakich przeprowadza się doświadczenie. Na przykładzie reakcji metylobenzenu z chlorem przeprowadzonej w obecności światła oraz w obecności chlorku glinu jako katalizatora porównaj przebieg obu procesów. Uzupełnij poniższe zdania, podkreślając odpowiednie sformułowania. 1. Reakcja metylobenzenu z chlorem pod wpływem światła przebiega zgodnie z mechanizmem nukleofilowym / elektrofilowym / wolnorodnikowym. Pod wpływem światła z cząsteczek chloru powstają wolne rodniki / czynniki nuklofilowe / czynniki elektrofilowe, które atakują fragment alifatyczny / aromatyczny metylobenzenu. Wśród organicznych produktów tej reakcji znajdzie się chlorofenylometan / 1-chloro-2-metylobenzen / 1-chloro-3-metylobenzen. 2. Reakcja metylobenzenu z chlorem w obecności chlorku glinu przebiega zgodnie z mechanizmem nukleofilowym / elektrofilowym / wolnorodnikowym. Pod wpływem katalizatora z cząsteczek chloru powstają wolne rodniki / czynniki nuklofilowe / czynniki elektrofilowe, które atakują fragment alifatyczny /aromatyczny metylobenzenu. Wśród głównych organicznych produktów tej reakcji znajdzie się chlorofenylometan / 1-chloro-2-metylobenzen / 1-chloro-3-metylobenzen.
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 23. (2 pkt)
13
23.1 23.2
W celu określenia rzędowości alkoholi wykonuje się tzw. próbę Lucasa. Polega ona na reakcji alkoholi ze stężonym kwasem solnym w obecności chlorku cynku. W wyniku reakcji powstają nierozpuszczalne chlorki alkilowe: R
OH + HCl(stęż.)
ZnCl2
R
Cl + H2O
Warunki reakcji sprzyjają jej zachodzeniu. Przebiega ona najłatwiej dla związków rozgałęzionych, dlatego alkohole III-rzędowe reagują najszybciej, wywołując natychmiastowe zmętnienia roztworu, dla alkoholi II-rzędowych zmętnienie pojawia się po kilku minutach, natomiast alkohole I-rzędowe w temperaturze pokojowej nie reagują z roztworem Lucasa w sposób zauważalny. Źródło: B.R. Neilson, M.R. Thornton, Chemia organiczna cz. 1, PWN, Warszawa 2011.
a) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi), napisz równanie reakcji propan-2-olu ze stężonym kwasem solnym. ......................................................................................................................................................................... b) Napisz, co można zaobserwować podczas próby Lucasa, w której substratem jest propan-2-ol. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 24. (3 pkt)
24.1 24.2
Poniżej podano wartości standardowych entalpii spalania grafitu, wodoru i fenolu. Cgrafit + O2(g) = CO2(g) H2(g) +
1 O2(g) = H2O(c) 2
C6H5OH(s) + 7O2(g) = 6CO2(g) + 3H2O(c)
ΔH1o = –393,50 kJ/mol ΔHo2 = –285,84 kJ/mol ΔHo3 = –3054 kJ/mol
Zapisz równanie reakcji otrzymywania 1 mola fenolu (w postaci stałej) z pierwiastków, a następnie oblicz efekt cieplny tej reakcji. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Równanie reakcji: ............................................................................................................................................ Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................................. Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 25. (3 pkt)
14
25.1 25.2
Odczynniki Grignarda to związki o ogólnym wzorze R–MgX (gdzie R – grupa węglowodorowa, X – atom fluorowca). Odgrywają one ważną rolę w syntezach organicznych. Odczynniki Grignarda ulegają między innymi addycji do grupy karbonylowej ketonów, a następnie poddane hydrolizie kwasowej dają alkohole: O R1
MgX + R
C
OMgX R
R
1
C
R
OH + HX 2
R
R1
R + MgX2
C R1
W podobny sposób odczynniki Grignarda ulegają nieodwracalnej addycji do grupy karbonylowej tlenku węgla(IV). W wyniku hydrolizy kwasowej otrzymanych produktów uzyskuje się kwasy karboksylowe. O R1
MgX + O
C
O
1
R1
C
OMgX
+ HX 2
O R1
C
OH
+ MgX2
Reakcja ta zachodzi z dużą wydajnością i jest laboratoryjną metodą otrzymywania alifatycznych i aromatycznych kwasów karboksykalnych. Źródło: E.L. Craine, I.D. Hart i inni, Chemia organiczna. Krótki kurs, Hard Harold, 2008.
a) Podaj nazwę systematyczną ketonu oraz wzór sumaryczny odczynnika Grignarda (w którym atom fluorowca stanowi atom bromu), jakich należy użyć, aby otrzymać 2-metylopropan-2-ol. Nazwa ketonu: ............................................... Wzór odczynnika Grignarda: ................................................ b) Mając do dyspozycji tlenek węgla(IV) i odpowiedni odczynnik Grignarda (w którym atom fluorowca stanowi atom bromu), napisz w formie cząsteczkowej równania dwóch etapów prowadzących do otrzymania kwasu benzenokarboksylowego (benzoesowego). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Równanie 1 etapu: ...........................................................................................................................................
Równanie 2 etapu: ...........................................................................................................................................
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 26. (5 pkt)
15
26.1 26.2 26.3 26.4
W sześciu probówkach eksperymentator umieścił różne substancje organiczne. Następnie przeprowadził dwa doświadczenia. 1.
2.
propan-2-ol
propano-1,2,3-triol
3.
mocznik
4.
albumina
5.
fruktoza
6.
sacharoza
Doświadczenie 1: Do każdej z probówek dodał wody, po czym wymieszał ich zawartość. a) Podaj numer lub numery probówek, w których eksperymentator nie otrzymał roztworu właściwego. .........................................................................................................................................................................
Doświadczenie 2: Otrzymane w poprzednim doświadczeniu układy eksperymentator podzielił parami: I para: probówki 1 i 2
II para: probówki 3 i 4
III para: probówki 5 i 6
Następnie do każdej pary probówek dodał roztwory siarczanu(VI) miedzi(II) oraz zasady sodowej i całość wymieszał. Zawartość probówek 5 i 6 dodatkowo ogrzał. b) Wskaż, w której probówce z I pary powstał klarowny roztwór o szafirowym zabarwieniu. ......................................................................................................................................................................... c) Napisz, jakie obserwacje poczynił eksperymentator, porównując zawartości probówek z II pary. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... d) Uzupełnij poniższe zdania, które stanowią wnioski, jakie eksperymentator powinien sformułować w odniesieniu do zawartości probówek z III pary. W tym celu w puste miejsca wpisz nazwy odpowiednich związków organicznych i nieorganicznych. Cukrem, który nie wykazywał właściwości redukujących, jest ................................ . W probówce, która zawierała ....................................... , powstał ceglastoczerwony osad .............................. ............................................ , a w probówce, w której była ......................................................... , otrzymano czarny osad ............................. .
Dokument pobrany przez:
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 27. (2 pkt)
16
27.1 27.2
Poniżej podano wartości stałych dysocjacji kwasu etanowego (octowego) i jego pochodnych: kwasu chloroetanowego, kwasu dichloroetanowego, kwasu trichloroetanowego: K CH
3COOH
= 1, 8 ⋅ 10 –5
K CH
2 ClCOOH
= 1, 3 ⋅ 10 –3
K CHCl
2 COOH
= 5, 6 ⋅ 10 –2
K CCl
3COOH
= 1, 7 ⋅ 10 –1
a) Podaj wzór grupowy kwasu, który jest najmocniejszy. Swój wybór uzasadnij. ......................................................................................................................................................................... b) Oceń, jak podstawienie atomów wodoru w cząsteczce kwasu etanowego kolejnymi atomami chloru wpływa na moc wiązania O–H w grupie karboksylowej kwasu. ......................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt)
28.1
Dopa to związek organiczny, który spotyka się przede wszystkim w roślinach i drobnoustrojach. W stanie wolnym występuje w fasoli. Ostatnio dopa znajduje zastosowanie w leczeniu choroby Parkinsona. NH2 HO
CH2
CH
COOH
HO Źródło: E.L. Craine, I.D. Hart i inni, Chemia organiczna. Krótki kurs, Hard Harold, 2008.
Odwołując się do przedstawionego wyżej wzoru dopy, oceń poprawność poniższych zdań. Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeśli jest fałszywe. Zdanie 1. Cząsteczka dopy wykazuje czynność optyczną. 2. Pod względem budowy cząsteczka dopy jest β-aminokwasem. 3. Pod wpływem wodnego roztworu chlorku żelaza(III) przyjmuje granatowofioletowe zabarwienie.
Dokument pobrany przez:
P/F
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Zadanie 29. (1 pkt)
17
29.1
Punkt izoelektryczny seryny wynosi pI = 5,68. Oznacza to, że w roztworze o pH = 5,68 seryna występuje w postaci jonu obojnaczego (soli wewnętrznej): COO +
H 3N
C
–
H
CH2OH Zmiana pH roztworu powyżej wartości pI powoduje przejście wymienionej formy seryny w formę anionową:
COO H 2N
C
–
H
CH2OH Zmiana pH roztworu poniżej wartości pI powoduje z kolei przejście w formę kationową:
COOH +
H3N
C
H
CH2OH Uzupełnij poniższe równanie reakcji (forma jonowa skrócona), w której jon obojnaczy pełni funkcję kwasu Brönsteda, przechodząc w odpowiednią formę seryny. W równaniu uwzględnij środowisko (kwasowe lub zasadowe), w którym ta reakcja przebiega. COO– +
H3N
C
H
+ ....................................
.................................... + ....................................
CH2OH
Zadanie 30. (1 pkt)
30.1
Tłuszcze złożone to związki zróżnicowane pod względem struktury i funkcji. Jedną z grup tych związków są fosfolipidy, występujące między innymi we wszystkich błonach biologicznych. Jedną z grup fosfolipidów stanowią fosfoglicerydy, czyli związki pochodzące od glicerolu, w którym dwie grupy hydroksylowe są zestryfikowane kwasami tłuszczowymi, a jedna – kwasem fosforowym(V) lub jego pochodnymi. Uzupełnij wzór półstrukturalny (grupowy) fosfolipidu, w którym dwie skrajne grupy hydroksylowe glicerolu zostały zestryfikowane kwasem stearynowym, zaś jedna – kwasem fosforowym(V).
Dokument pobrany przez:
H2C
O
...............................
HC
O
...............................
H2C
O
...............................
Zam Kor
Próbny egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2013
Brudnopis
Dokument pobrany przez:
18
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
SIERPIEŃ 2011
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 36). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-114
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w odpowiednie miejsca symbol pierwiastka, pełną konfigurację elektronową atomu w stanie podstawowym, liczbę elektronów walencyjnych oraz symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego). Symbol pierwiastka
Pełna konfiguracja elektronowa
Liczba elektronów walencyjnych
Symbol bloku
Mn 1s22s22p63s23p63d104s24p5
Zadanie 2. (2 pkt) Uzupełnij schematy ilustrujące przebieg reakcji jądrowych.
35 17
244 94
Cl +
Pu
+
⎯⎯ →
16 8
O
⎯⎯ →
35 16
S
1 1
+
+
p
1
50 n
Zadanie 3. (1 pkt) Chlorek sodu jest związkiem jonowym, a etan związkiem kowalencyjnym. Podziel poniższe informacje na charakteryzujące chlorek sodu oraz charakteryzujące etan. Wpisz litery (a–f) w odpowiednie miejsca tabeli. a) Bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie, a dobrze w rozpuszczalnikach niepolarnych. b) Jego temperatura topnienia wynosi –183 ºC, a temperatura wrzenia –89 ºC. c) Jego temperatura topnienia wynosi 801 ºC, a temperatura wrzenia 1413 ºC. d) W stanie stopionym i w roztworze wodnym przewodzi prąd elektryczny. e) Nie ulega dysocjacji jonowej pod wpływem wody. f) Zbudowany jest z jonów dodatnich i ujemnych rozmieszczonych w sposób uporządkowany w sieci przestrzennej.
Chlorek sodu
Etan
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych substancji. SO2
O2
K2O
CuO
Uszereguj wymienione substancje według wzrostu charakteru jonowego występujących w nich wiązań. .......................................................................................................................................................
Zadanie 5. (2 pkt) Na 8,0 gramów stopu miedzi i cynku podziałano nadmiarem rozcieńczonego kwasu solnego. Otrzymano 1,0 dm3 wodoru w przeliczeniu na warunki normalne. Oblicz w procentach masowych zawartość miedzi oraz cynku w stopie. Wyniki podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 6. (1 pkt) Wybierz te informacje, które dotyczą żelaza, i napisz litery, którymi je oznaczono. a) b) c) d) e) f)
Jest składnikiem wielu minerałów, np. magnetytu i hematytu. Reaguje z rozcieńczonym kwasem siarkowym(VI). W wyniku działania czynników atmosferycznych ulega pasywacji. W wilgotnym powietrzu ulega korozji. Jest składnikiem hemoglobiny. Gwałtownie reaguje z wodą, tworząc wodorotlenek.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (2 pkt) Żelazo spalono w chlorze (reakcja I), a powstały związek rozpuszczono w wodzie. Następnie do otrzymanego roztworu dodano roztwór wodorotlenku sodu i stwierdzono wytrącanie się czerwonobrunatnego osadu (reakcja II). Zapisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji I oraz w formie jonowej skróconej równanie reakcji II. Równanie reakcji I (w formie cząsteczkowej): ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji II (w formie jonowej skróconej): .......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenia zilustrowane poniższym rysunkiem. HCl (aq)
I
Na2SO4 (aq)
HCl (aq)
HCl (aq)
II
III
K2S (aq)
NaOH (aq)
HCl (aq)
IV
Na2CO3 (aq)
Podaj numery probówek, w których wydzielił się gaz, i napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w tych probówkach. Nr probówki
Równanie reakcji w formie jonowej skróconej
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 9. (2 pkt) Jednym z nawozów sztucznych jest superfosfat podwójny. Nie należy mieszać go z tlenkiem wapnia, gdyż wchodzący w skład nawozu diwodorofosforan(V) wapnia Ca(H2PO4)2 przekształca się w fosforan(V) wapnia. a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji diwodorofosforanu(V) wapnia z tlenkiem wapnia. ....................................................................................................................................................... Fosforan(V) wapnia, w przeciwieństwie do diwodorofosforanu(V) wapnia, zawiera fosfor w postaci praktycznie nieprzyswajalnej dla roślin. b) Podaj właściwość fosforanu(V) wapnia, która jest tego przyczyną. .......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt)
Oblicz, ile dm3 wody należy dodać do 1 dm3 roztworu kwasu o stężeniu 2 mol·dm–3, aby otrzymać roztwór o stężeniu 0,8 mol·dm–3. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 11. (2 pkt) W czterech probówkach znajdują się wodne roztwory następujących soli: MgCl2
Ca(NO3)2
Ba(NO3)2
ZnSO4
Zaprojektuj doświadczenie, którego celem jest strącenie osadów we wszystkich czterech probówkach za pomocą tego samego odczynnika. a) Podkreśl wzór odczynnika, za pomocą którego wytrącisz osady w każdej z czterech probówek. KOH (aq)
Na2CO3 (aq)
Na2SO4 (aq)
K2S (aq)
b) napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji soli z wybranym odczynnikiem, stosując ogólny symbol jonu metalu Me2+. .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Wykonano doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym rysunku. 15 cm3 HCl (aq) o cm = 0,1 mol·dm–3
I
H2O
15 cm3 NaOH (aq) o cm = 0,1 mol·dm–3
II
III
10 cm3 HCl (aq) o stężeniu molowym cm = 0,1 mol·dm–3
Oceń, czy pH roztworów w probówkach I, II i III wzrosło, zmalało, czy nie uległo zmianie. Numer probówki I II III
pH roztworu
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 13. (1 pkt) Na podstawie poniższych równań reakcji sformułuj wniosek opisujący zależność mocy kwasów karboksylowych od liczby atomów fluorowca w ich cząsteczkach. CHCl2COONa + CCl3COOH → CCl3COONa + CHCl2COOH CH2ClCOONa + CHCl2COOH → CHCl2COONa + CH2ClCOOH ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 14. i 15. W trzech probówkach znajdują się wodne roztwory soli: I. siarczanu(VI) żelaza(II), II. azotanu(V) potasu, III. siarczku sodu.
Zadanie 14. (1 pkt) Podaj odczyny roztworów znajdujących się w probówkach I, II i III. Numer probówki
Odczyn roztworu
I II III
Zadanie 15. (2 pkt) Podaj numery probówek, w których przebiegają reakcje hydrolizy, oraz napisz w formie jonowej skróconej równania ilustrujące te procesy. Nr probówki
Równanie reakcji hydrolizy (w formie jonowej skróconej)
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Informacja do zadania 16. i 17. Miarą mocy elektrolitu są stała dysocjacji i stopień dysocjacji.
Zadanie 16. (2 pkt) W roztworze kwasu etanowego (octowego) w temperaturze 298 K stężenie jonów wodorowych jest równe 1,3·10–3 mol·dm–3, a stopień dysocjacji ma wartość 1,3%. Oblicz wartość stałej dysocjacji kwasu etanowego (octowego) w temperaturze 298 K. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 17. (1 pkt) Oceń, czy rozcieńczenie kwasu etanowego (octowego) spowoduje zmianę jego stopnia dysocjacji oraz wartości stałej dysocjacji. Napisz, czy dana wielkość zmaleje, wzrośnie, czy nie ulegnie zmianie. Stopień dysocjacji ...................................................................................................................... Stała dysocjacji ..........................................................................................................................
Informacja do zadań 18.–20. W celu zbadania właściwości związków chromu przeprowadzono następujące doświadczenia: I Roztwór o barwie żółtej zakwaszono roztworem kwasu siarkowego(VI). II Do otrzymanego roztworu dodano niewielką ilość pyłu cynkowego i zaobserwowano, że roztwór zmienił barwę na zieloną. Zaszła reakcja przedstawiona równaniem: Cr2O 72− + 3Zn + 14H+ → 2Cr3+ + 3Zn2+ + 7H2O III Następnie do powstałego roztworu wkroplono wodny roztwór wodorotlenku sodu, obserwując powstanie szarozielonego osadu. IV Po dodaniu kolejnych porcji roztworu wodorotlenku sodu nastąpiło rozpuszczenie osadu i powstał związek chromu o liczbie koordynacyjnej 6.
Zadanie 18. (1 pkt) Uzupełnij schemat ciągu przemian, wpisując wzory jonów zawierających chrom i wzór związku chemicznego chromu otrzymanego w wyniku reakcji III. I II III IV → Cr2O7 2– ⎯⎯ → Cr3+ ⎯⎯→ .................... ⎯⎯→ .................... .................... ⎯⎯
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 19. (2 pkt) a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji I. ....................................................................................................................................................... b) Napisz, co można zaobserwować podczas reakcji I. Podaj barwę roztworu przed reakcją i po reakcji. Barwa przed reakcją: ........................................ Barwa po reakcji: .............................................
Zadanie 20. (1 pkt) Podaj numer, którym oznaczono na schemacie reakcję utleniania i redukcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdania, wpisując w odpowiednie miejsca wzory tlenków i wodorotlenków wybrane spośród następujących: CrO
Cr2O3
ZnO
Na2O
Al(OH)3
Cr(OH)2
Cr(OH)3
KOH
Wzory: ............................................................. przedstawiają tlenki o charakterze zasadowym. Charakter amfoteryczny wykazują wodorotlenki o wzorach: ......................................................
Zadanie 22. (2 pkt) Uzupełnij poniższy tekst, wpisując wybrane wzory drobin oraz określenia spośród wymienionych poniżej. [Cr(H2O)6]3+ [Cr(H2O)5OH]2+ H3O+ H2O kwas zasada donory akceptory 1.
OH–
W teorii Brönsteda kwasy zdefiniowano jako .................................. protonów, a zasady jako .................................. protonów. Według tej teorii, każdemu kwasowi odpowiada sprzężona z nim zasada. Kwasem sprzężonym z zasadą o wzorze OH– jest ..................................... .
2.
W reakcji zachodzącej zgodnie z równaniem: [Cr(H2O)6]3+ + H2O ⇄ H3O+ + [Cr(H2O)5OH]2+
przyłączająca proton cząsteczka H2O jest ......................................., a jon H3O+ jest ..................................... . Kwasem jest jon o wzorze .................................., natomiast jon o wzorze .................................. jest sprzężoną z tym kwasem zasadą. Na podstawie: J.D. Lee, Zwięzła Chemia Nieorganiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1999
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Informacja do zadania 23. i 24. W tabeli przedstawiono wartości standardowych potencjałów wybranych półogniw redoks.
Równanie reakcji elektrodowej
Eº,V
H2 + 2e ⇄ 2H +
–
0,00
–
0,54
I2 + 2e ⇄ 2I – –
Fe 3+ + 1e ⇄ Fe 2+
0,77
–
1,36
Cl2 + 2e ⇄ 2Cl –
Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001 r
Zadanie 23. (1 pkt) Korzystając z powyższej informacji, odpowiedz, czy w warunkach standardowych, mogą reagować ze sobą jony wymienione w poniższej tabeli. Jeżeli reakcja zachodzi, zapisz jej równanie w formie jonowej. Czy jony reagują ze sobą? (tak, nie)
Para jonów Fe Fe
3+
3+
i I
Równanie reakcji (w formie jonowej)
–
i Cl
–
Zadanie 24. (2 pkt) Poniższy rysunek przedstawia ogniwo galwaniczne złożone z półogniw gazowych.
a) Napisz schemat tego ogniwa. A(–)
..........................................................................
K(+)
b) Podaj SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. SEM = ..........................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 25. (2 pkt)
Poddano elektrolizie 100,0 cm3 roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) o stężeniu 0,2 mol·dm–3. Na katodzie elektrolizera zachodził proces redukcji jonów miedzi: Cu2+ + 2e– → Cu Oblicz czas prowadzenia elektrolizy prądem o natężeniu 1,0 A, jeżeli na katodzie wydzieliła się połowa zawartej w roztworze miedzi. Załóż, że wydajność prądowa procesu wynosiła 100%. Przyjmij, że stała Faradaya F = 96500 C·mol–1. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 26. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory dwóch polimerów addycyjnych.
I
F H
C F
II H
H
CH
CH2
OCOCH3
n
H n
Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) monomeru (substratu), z którego otrzymano polimer I, oraz wzór półstrukturalny (grupowy) monomeru (substratu), z którego otrzymano polimer II. Wzór monomeru, z którego otrzymano polimer I: ..................................................................... Wzór monomeru, z którego otrzymano polimer II: ....................................................................
Zadanie 27. (1 pkt) Podaj nazwę systematyczną związku o poniższym wzorze, uwzględniając rodzaj izomerii geometrycznej. H
CHO C
CH3
C H
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 28. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli rozróżnić wodny roztwór etanolu od wodnego roztworu benzenolu (fenolu). a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę odczynnika wybranego spośród: − wodny roztwór azotanu(V) srebra z dodatkiem wodnego roztworu amoniaku − alkoholowy roztwór fenoloftaleiny − wodny roztwór chlorku żelaza(III). Schemat dośw iadczenia:
wodny roztw ór etanolu
wodny roztw ór benzenolu II
I O dczynnik: .................................................. .....................................................................
b) Napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność etanolu w probówce I i benzenolu w probówce II po wprowadzeniu tych substancji do wybranego odczynnika (wypełnij poniższą tabelę).
Barwa zawartości probówki przed zmieszaniem reagentów
po zmieszaniu reagentów
Probówka I Probówka II
Zadanie 29. (4 pkt) Benzen i heks-2-en reagują z bromem, ale bromowanie benzenu wymaga zastosowania innych warunków niż bromowanie heks-2-enu. a) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równania reakcji tych węglowodorów z bromem. Jeśli zajście reakcji wymaga zastosowania specjalnych warunków, napisz je w równaniu reakcji nad strzałką.
Równanie reakcji heks-2-enu z bromem: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji benzenu z bromem: .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
b) Określ typ każdej z tych reakcji, posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej. Napisz, według jakiego mechanizmu (elektrofilowego, nukleofilowego czy rodnikowego) zachodzi proces bromowania heks-2-enu oraz proces bromowania benzenu.
Typ reakcji
Mechanizm reakcji
Bromowanie heks-2-enu Bromowanie benzenu
Informacja do zadania 30. i 31. Kwas metanowy (mrówkowy) może pełnić w reakcjach chemicznych funkcję reduktora.
Zadanie 30. (4 pkt) Proces utleniania kwasu metanowego (mrówkowego) manganianem(VII) potasu przebiega zgodnie ze schematem: HCOOH + MnO −4 + H+ → CO2↑ + Mn2+ + H2O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania dokonujących się w czasie tej reakcji.
Równanie procesu redukcji: ...................................................................................................................................................... Równanie procesu utleniania: ...................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
.......... HCOOH + .......... MnO −4 + .......... H+ → .......... CO2↑ + .......... Mn2+ + .......... H2O c) Opisz dwie zmiany, które można zaobserwować podczas tej reakcji.
1.: .................................................................................................................................................. 2.: ..................................................................................................................................................
Zadanie 31. (1 pkt) Kwas metanowy (mrówkowy) daje pozytywny wynik próby Trommera i próby Tollensa. Napisz, jaki element budowy cząsteczki kwasu metanowego (mrówkowego) jest tego przyczyną. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 32. (2 pkt) Kwas mrówkowy ogrzany ze stężonym kwasem siarkowym(VI), który jest często stosowany do odwadniania substancji organicznych, uległ rozkładowi (reakcja I). W wyniku tej reakcji wydzielił się bezbarwny gaz. Gaz ten spalono (reakcja II), a produkt spalania wprowadzono do wody wapiennej, która uległa zmętnieniu (reakcja III). Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji I i III.
I .................................................................................................................................................... III ..................................................................................................................................................
Informacja do zadania 33. i 34. Alkanole mogą ulegać eliminacji wody (dehydratacji). Jednym ze sposobów przeprowadzenia tego procesu jest ogrzewanie mieszaniny alkoholu i stężonego kwasu siarkowego(VI).
Zadanie 33. (1 pkt) Jedynie alkohole trzeciorzędowe ulegają łatwo dehydratacji podczas ogrzewania z kwasem siarkowym(VI). Alkohole drugorzędowe można zmusić do takiej reakcji, ale proces przebiega w warunkach drastycznych. Alkohole pierwszorzędowe są jeszcze mniej reaktywne niż alkohole drugorzędowe. Na podstawie: J. McMurry, Chemia Organiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003
Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) alkanolu, który zawiera w cząsteczce cztery atomy węgla i najłatwiej ulega dehydratacji, oraz wzór półstrukturalny (grupowy) jednego z jego izomerów, które najtrudniej ulegają temu procesowi.
Wzór alkoholu, który najłatwiej ulega dehydratacji
Wzór alkoholu, który najtrudniej ulega dehydratacji
Zadanie 34. (2 pkt) W wyniku dehydratacji alkoholi w środowisku stężonego kwasu siarkowego(VI), w zależności od temperatury mogą powstawać alkeny lub symetryczne etery. Dehydratacja etanolu przebiega według schematu: 180 °C
CH3 CH2 OH
H2 SO4 140 °C
H2C
CH2 (alken)
CH3 CH2 O CH2 CH3 (eter)
a) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równanie reakcji otrzymywania propenu z odpowiedniego drugorzędowego alkoholu.
....................................................................................................................................................... b) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) eteru, który może powstać w wyniku dehydratacji propan-1-olu.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 35. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory trzech związków, których cząsteczki mają dwa asymetryczne atomy węgla. CH2 OH CHO COOH H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
H
C
OH
CH2 OH
CH2 OH
I
COOH
II
III
a) Podaj numer, którym oznaczono wzór związku wykazującego czynność optyczną. Odpowiedź uzasadnij.
Numer związku wykazującego czynność optyczną: .................................................................... Uzasadnienie: ............................................................................................................................... Związek II jest cukrem o nazwie D-erytroza. b) Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać wzór diastereoizomeru tego cukru, który należy do szeregu konfiguracyjnego L.
CHO H
C
OH
H
C
OH
CH2 OH
Zadanie 36. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory trzech wybranych aminokwasów białkowych. O CH3
CH
C
NH2
alanina (Ala)
OH
O
O CH2 NH2
C OH
glicyna (Gly)
CH3
CH
CH
C
CH3 NH2
walina (Val)
Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu o sekwencji Val-Ala-Gly.
OH
16
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-R1_1P-114
Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
WYPE£NIA EGZAMINATOR Suma punktów 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
KOD EGZAMINATORA
KOD ZDAJ¥CEGO
Czytelny podpis egzaminatora
1
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
PRÓBNY EGZAMIN
MARZEC ROK 2013
MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 32). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDA JĄCEGO
CKU TODMiDN
KOD ZDAJĄCEGO
UMK Wydział Chemii
2
Zadanie 1. (2 pkt) Atom, którego jądro zawiera określoną liczbę protonów i neutronów, nazywamy nuklidem. Opisujemy go za pomocą tak zwanych liczb jądrowych: liczby atomowej Z i liczby masowej A. Podziel podane w tabeli nuklidy (oznaczone kolejnymi liczbami rzymskimi) na grupy, które: I
II
III
IV
V
VI
a) zawierają taką samą liczbę neutronów
……………………….
b) zawierają taką samą liczbę nukleonów
……………………….
c) są izotopami
……………………….
Zadanie 2. (2 pkt) Ind jest mieszaniną dwóch izotopów. Izotop zawierający w jądrze o dwa neutrony mniej od drugiego stanowi 4,3% mieszaniny. Podaj liczby masowe obu izotopów.
Odpowiedź: ………………………………………………………………………………………
Zadanie 3. (2 pkt) Izotopy są trwałe, jeżeli stosunek liczby neutronów do protonów w ich jądrach wynosi 1 lub nieznacznie przekracza tę wartość. Kiedy liczba protonów przekracza 83, nadmiar neutronów już nie wystarcza do zapewnienia trwałości jąder. Wtedy pierwiastki te są samorzutnymi emiterami cząstek alfa lub beta, przekształcając się w kolejne izotopy tworzące ciągi zwane szeregami promieniotwórczymi. Samorzutna dwuetapowa przemiana promieniotwórczego izotopu w izotop może przebiegać dwiema drogami. Zapisz odpowiednie schematy obu przemian jądrowych. Schemat 1
Schemat 2
CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
3
Zadanie 4. (2 pkt) Określ, które z niżej podanych stwierdzeń jest prawdziwe a które fałszywe. Jeśli jest prawdziwe, zaznacz literę P, jeśli fałszywe F. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
Atomy pierwiastków należących do tej samej grupy układu okresowego mają różną liczbę powłok elektronowych. Atomy pierwiastków należących do tej samej grupy układu okresowego mają taką samą wartość ładunku jądra. Atomy pierwiastków należących do tej samej grupy układu okresowego mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych. Atomy pierwiastków należących do tego samego okresu mają taką samą liczbę powłok elektronowych. Liczba powłok w atomie danego pierwiastka jest równa numerowi okresu, do którego należy ten pierwiastek. Tylko pierwiastki należące do siedemnastej grupy układu okresowego mają 7 elektronów walencyjnych.
P
F
P
F
P
F
P
F
P
F
P
F
Zadanie 5. (1 pkt) Narysuj wzór elektronowy kwasu pirofosforowego(V).
Zadanie 6. (1 pkt) Zaznacz strzałką kierunek polaryzacji wiązania kowalencyjnego w cząsteczkach HCl, CH4, (AlH3)2.
H …… Cl
C …… H
Al …... H
Zadanie 7. (3 pkt) Podaj nazwy systematyczne podanych niżej związków chemicznych.
a) SiO2
……………………………………………………
b) Ca3N2
……………………………………………………
c) H2Se
……………………………………………………
d) Fe3O4
……………………………………………………
e) KH
…………….……………………………….…..…
f) OF2
CKU TODMiDN
……………………………………………………
UMK Wydział Chemii
4
Zadanie 8. (1 pkt) Oblicz czas połowicznego rozpadu promieniotwórczego izotopu wiedząc, że w ciągu 60 minut szesnastokrotnie maleje jego zawartość w próbce.
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………
►Informacja do zadań 9. i 10. Wodorowęglan sodu to biała, krystaliczna substancja, dobrze rozpuszczalna w wodzie. Podczas jej ogrzewania wydziela się tlenek węgla(IV), dlatego substancja ta jest składnikiem proszków do pieczenia ciasta i składnikiem napojów gazowanych.
Zadanie 9. (1 pkt) Napisz równanie reakcji, jakiej ulega wodorowęglan sodu podczas pieczenia ciasta.
Równanie reakcji:
………………………………………………………………………
Zadanie 10. (2 pkt) a) Jaki odczyn ma wodny roztwór omawianej substancji. Uzasadnij, pisząc odpowiednie skrócone jonowe równanie reakcji.
Odczyn roztworu
……………………………………………
Równanie reakcji:
………………………………………………………………………
b) Jaką rolę, według teorii Brőnsteda, pełni woda w powyższym procesie ?
Rola wody: ………………………………………………………………………...………… CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
5
►Informacja do zadań 11. i 12. Jon potasu jest najważniejszym kationem wewnątrzkomórkowym, biorącym udział w wielu procesach fizjologicznych, warunkuje prawidłową kurczliwość mięśni, odgrywa ważną rolę w przewodnictwie nerwowym. Obniżone stężenie jonów potasu w surowicy krwi określa się jako hipoglikemię. Na rynku farmaceutycznym dostępne są preparaty umożliwiające suplementację tego składnika mineralnego.
Zadanie 11. (1pkt) Oblicz zawartość procentową potasu w tabletce o masie 900 mg, w której znajduje się 750 mg chlorku potasu (substancje pomocnicze nie zawierają chlorku potasu). Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………
Zadanie 12. (3 pkt) Dysponując dowolnymi odczynnikami nieorganicznymi, uniwersalnym wskaźnikowym, zaproponuj metodę odróżnienia roztworu KCl od roztworu K2CO3.
papierkiem
W tym celu podaj: a) Schemat doświadczenia z zaznaczeniem użytych odczynników:
CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
6 b) Obserwacje, jakich dokonano podczas wykonywania tego doświadczenia, pozwalające na odróżnienie omawianych roztworów.
Obserwacje:
………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………………….. c) Równanie reakcji, umożliwiającej identyfikację substancji, w pełnym zapisie jonowym.
Równanie reakcji:
..………………………………………………………………
Zadanie 13. (2 pkt) Złoto nie reaguje z kwasami. Poddaje się jednak działaniu wody królewskiej, która jest mieszaniną kwasu chlorowodorowego i kwasu azotowego(V) sporządzoną w stosunku molowym 3:1. Oblicz, w jakim stosunku masowym i objętościowym należy zmieszać 36,5 procentowy roztwór HCl o gęstości 1,18 g/cm3 z 63 procentowym roztworem HNO3 o gęstości 1,39 g/cm3, aby otrzymać wodę królewską. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź…………………………………………………………………………………… CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
7 ►Informacja do zadań 14. i 15. Wodorotlenki pierwiastków bloku d nie rozpuszczają się w wodzie. Niektóre z nich roztwarzają się w roztworach kwasów oraz zasad tworząc kompleks o liczbie koordynacyjnej 4. Można je otrzymać między innymi w reakcji soli danego metalu z mocnym wodorotlenkiem. Przykładem takiego wodorotlenku jest wodorotlenek chromu(III). W celu otrzymania wodorotlenku chromu(III), do roztworu zawierającego 15,85 g chlorku chromu(III) dodano roztwór zawierający 14 g wodorotlenku sodu.
Zadanie 14. (1 pkt) Napisz cząsteczkowe równania reakcji, jakie zaszły podczas doświadczenia:
………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………………
Zadanie 15. (2 pkt) Oblicz masę osadu, otrzymanego w opisanym procesie. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: ………………………………………………………………………………….
CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
8
Zadanie 16. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane następującym schematem:
a) Zapisz trzy obserwacje, jakie poczyniono w trakcie tego doświadczenia: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………… b) Wyjaśnij obserwacje, pisząc odpowiednie równania reakcji: ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………… ►Informacja do zadań 17. i 18. Zmieszano ze sobą dwa wodne roztwory soli manganu, jeden o barwie fioletowej i drugi bezbarwny. W wyniku wymieszania obu roztworów wytrącił się brunatny osad, a roztwór uzyskał odczyn kwasowy.
Zadanie 17. (3 pkt) Napisz w zapisie jonowym skróconym równanie zachodzącej reakcji. Współczynniki stechiometryczne dobierz metodą bilansu elektronowego, używając do tego celu zapisu jonowo elektronowego.
a) Bilans elektronowy:
…………….……………………………………………….... ……………………………………………………………….
b) Równanie reakcji: CKU TODMiDN
………………………………………………………………. UMK Wydział Chemii
9
Zadanie 18. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie. Reakcja zachodząca pomiędzy solami manganu jest reakcją typu …………………………….. .
Zadanie 19. (3 pkt) Zbudowano ogniwo galwaniczne typu Daniella, wykorzystując do tego celu żelazo i nieznany metal. SEM tak zbudowanego ogniwa wynosiło 1,25V. a) Napisz schemat tego ogniwa:
……………………………………………………… b) Oblicz, o ile zmieni się masa anody, jeżeli w zewnętrznym obwodzie ogniwa przepłynął ładunek 19300C. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
Odpowiedź: ………………………………………………………………………………….
Zadanie 20. (2 pkt) W trakcie elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) żelaza(II) przez elektrolizer przepuszczano stały prąd elektryczny dopóty, dopóki z roztworu nie wydzieliło się całe żelazo. a) Napisz równanie reakcji zachodzącej podczas elektrolizy na anodzie.
………………………………………………………………………… b) Napisz równanie reakcji, jaka zaszłaby na katodzie elektrolizera, gdyby dalej przepuszczano prąd elektryczny przez elektrolizer.
………………………………………………………………………… CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
10
►Informacja do zadań 21. i 22. Stała równowagi egzotermicznej reakcji
CO2(g) + H2(g) ⇄ CO(g) + H2O(g) wynosi 1.
Zadanie 21. (1 pkt) Określ, jak zmieni się równowaga tej reakcji, jeżeli:
podwyższymy temperaturę układu reakcyjnego ………………………………………....
zwiększymy ilość tlenku węgla(IV)
…………………………………………
zmniejszymy objętość układu reakcyjnego
………………………………………....
Zadanie 22. (2 pkt) Oblicz, przy jakich stężeniach ustali się równowaga reakcji, jeżeli wyjściowe stężenie tlenku węgla (IV) wynosiło 0,2 mol · dm-3, a wodoru 0,8 mol · dm-3. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
Odpowiedź: ………………………………………………………………………………….
Zadanie 23. (2 pkt) Pewną ilość butanu poddano całkowitemu spalaniu, uzyskując 17,6 g tlenku węgla(IV). Oblicz, jaką objętość butanu (w cm3) odmierzoną w 200C pod ciśnieniem 1000 hPa poddano spalaniu. Wynik podaj z dokładnością do 1 cm3. Wartość stałej gazowej R = 83,145.dm3.hPa/mol.K.
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………. CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
11
Zadanie 24. (2 pkt) Reakcja borowodorowania – utleniania jest jedną z metod otrzymywania alkoholi ze związków nienasyconych. Jest to przemiana, która zachodzi wbrew regule Markownikowa zgodnie ze schematem:
[O] C
C + BH3
C
C
C
C
H
BH2
H
OH
Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) oraz nazwę systematyczną głównego produktu borowodorowania – utleniania 3-metyloheks-2-enu. WZÓR PÓŁSTRUKTURALNY PRODUKTU
NAZWA
Zadanie 25. (2 pkt) Dla przedstawionego niżej eksperymentu, podaj stosowną obserwację oraz jonowe skrócone równanie reakcji. Stosuj wzory półstrukturalne substancji organicznych.
a) Obserwacja: ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………….…….
b) Skrócone jonowe równanie reakcji:
.................................................................................................................................................. CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
12
Zadanie 26. (2 pkt) Stosując wzory grupowe (półstrukturalne) zapisz równanie reakcji 3-hydroksyheksanianu n - propylu z wodorotlenkiem potasu. Określ typ tej reakcji. a) Równanie reakcji: .........................................................................................................
b) Typ reakcji: ..................................................................................
Zadanie 27. (2 pkt) Poniżej podano wzór pewnego cukru. Po analizie wzoru wybierz właściwe odpowiedzi. Jeśli stwierdzenie jest prawdziwe, zaznacz literę P, jeśli fałszywe F.
1.
Jest to dwucukier.
P
F
2.
Jest to cukier nieredukujący.
P
F
3.
W wyniku hydrolizy kwasowej jednego mola cząsteczek tego cukru powstają dwa mole cząsteczek D-glukozy.
P
F
4.
W przedstawionej cząsteczce występuje wiązanie O-β-1,6-glikozydowe.
P
F
Zadanie 28. (2 pkt) W podanym niżej schemacie wpisz jeden z wybranych z listy odczynników tak, aby w wyniku przeprowadzonego eksperymentu powstał czarny osad, oraz zapisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej. a) Odczynniki do wyboru: glukoza, sacharoza, fruktoza, laktoza, galaktoza, celobioza.
b) Równanie reakcji: …....................................................................................................... CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
13
Zadanie 29. (2 pkt) W ekosystemach, gdzie występuje niedobór tlenu cząsteczkowego – takich jak bagna, mokradła, żwacz zwierząt, obszar trawienny człowieka, czy też osady rzek i jezior – następuje beztlenowy rozkład biomasy, którego produktem jest m.in. metan. Proces ten ilustruje szereg przedstawionych poniżej reakcji: C6H12O6 + 2H2O → 2CH3COOH + 2CO2 + 4H2 CH3COOH → CH4 + CO2 4H2 + CO2 → CH4 + 2H2O Napisz sumaryczne równanie reakcji tego procesu oraz oblicz jego entalpię. Entalpie tworzenia poszczególnych reagentów wynoszą: ∆HC6H12O6 = - 1268 kJ/mol
∆HH2O = - 286 kJ/mol
∆HCH3COOH = - 487 kJ/mol
∆HCO2 = - 394 kJ/mol
∆HCH4 = - 75 kJ/mol a) Równanie reakcji: ………………………………………………………………………. b) Obliczenia:
Odpowiedź:…………………………………………………………………………………..
Zadanie 30. (3 pkt) Jedno ze znanych tworzyw syntetycznych posiada następujący wzór powtarzającego się fragmentu struktury (meru):
[-NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO-]n Podaj nazwy systematyczne surowców do produkcji tego tworzywa oraz ogólną nazwę procesu, w którym ono powstaje. a) Nazwy systematyczne substratów: 1. ....................................................…………... 2. .....................................................………….. b) Ogólna nazwa procesu: .........................................………………....... CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
14
Zadanie 31. (2 pkt) Do tzw. aminokwasów białkowych należą między innymi: alanina (kwas L-2-aminopropanowy (Ala)) oraz walina czyli kwas L-2-amino-3-metylobutanowy (Val). Korzystając ze wzorów Fischera podaj wzory strukturalne dwóch dipeptydów:
Ala -Val
Val -Ala
Zadanie 32. (1 pkt) Diastereoizomery są to izomery przestrzenne, które nie są enancjomerami. 2,3–dichloropentan, może występować w postaci kilku izomerów przestrzennych. Jeden z nich można zapisać za pomocą wzoru projekcyjnego Fischera w następujący sposób: CH3 Cl
C
H
H
C
Cl
C2H5 Uzupełnij powyższy schemat, wpisując po jego prawej stronie wzór diastereoizomeru.
CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
15
BRUDNOPIS
CKU TODMiDN
UMK Wydział Chemii
16
BRUDNOPIS
Opracowanie zadań: mgr Witold Anusiak dr Aleksander Kazubski mgr Mariola Madyda dr Aleksandra Pietkiewicz-Graczyk
CKU TODMiDN
CKU TODMiDN Pracownia Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UMK IX LO w Toruniu CKU TODMiD
UMK Wydział Chemii
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
LUTY ROK 2010
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 35). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDA JĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2pkt) Podaj zapisy podpoziomów energetycznych, w których elektrony opisywane są za pomocą podanych liczb kwantowych, lub zaznacz, że taki podpoziom energetyczny nie istnieje. a) n = 2, l = 1: ...................................................................................................................... b) n = 4, l = 2: ...................................................................................................................... c) n = 3, l = 3: ......................................................................................................................
Zadanie 2. (3pkt) Aktywność promieniotwórcza 60g pewnego radionuklidu po 52 dniach zmniejszyła się 16 – krotnie. Oblicz masę próbki, która w tym czasie uległa rozpadowi oraz okres półtrwania. Obliczenia:
Odpowiedź: Masa próbki, która uległa rozpadowi wynosi:………….….a okres półtrwania: ……….…….
Zadanie 3. (2 pkt) Z podanego poniżej zbioru substancji chemicznych wybierz i wpisz do tabeli wzory tych substancji, które można zaliczyć do odpowiednich grup. Skorzystaj z tablicy elektroujemności pierwiastków.
BaCl2, N2, Rb2O, CS2, H2O, Br2, CO2 Substancje chemiczne, w których występuje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane
Substancje chemiczne, w których występuje wiązanie jonowe
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
►Informacja do zadań 4. i 5. Przeprowadzono równocześnie dwa doświadczenia przedstawione na schematach: NaOH (aq)
A.
NH4Cl (aq)
HCl (aq)
B.
Na2S(aq)
Zadanie 4. (2pkt) a) Zapisz obserwacje dokonane podczas doświadczenia A. ………………………………………......………………………………..................................... ....................……………………………………………………………………...........................
b) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej zachodzącej w probówce B. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 5. (1pkt) Korzystając z teorii Brönsteda, określ rolę kationu amonowego w reakcji zachodzącej w probówce A i rolę anionu siarczkowego występującego w probówce B. rola jonu amonowego: .............………………....., rola jonu siarczkowego: ...........………………….
Zadanie 6. (2pkt) Zmieszano roztwory zawierające jednakowe ilości moli azotanu(V) srebra i chlorku magnezu. Uzupełnij tekst, który opisuje to doświadczenie. a) Po reakcji w układzie znajdowały się jony: ..................................................................................................................................................... b) Odczyn roztworu był: .....................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
►Informacja do zadań 7. i 8. Na poniższym wykresie przedstawiono krzywe rozpuszczalności wybranych substancji.
Zadanie 7. (1pkt) Napisz, jaka musi być temperatura wody, aby możliwe było rozpuszczenie 42,5 g KI w 25 g wody. ......................................................................
Zadanie 8. (2pkt) Wykonaj odpowiednie obliczenia i na podstawie wykresu ustal temperaturę, w której nasycony roztwór KNO3 ma stężenie procentowe równe 53,27%. Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
►Informacja do zadań 9. i 10. Marmur jest skałą wapienną, która chętnie wykorzystywana jest w budownictwie, szczególnie do zdobienia wnętrz. Jednak należy pamiętać o tym, że marmur jest wrażliwy na działanie kwasów i pod ich wpływem ulega zniszczeniu. W celu zbadania zawartości wapienia w marmurze, na 12,5g marmuru podziałano nadmiarem kwasu solnego. Gaz, który powstał w trakcie reakcji został całkowicie pochłonięty w płuczce wypełnionej wodorotlenkiem sodu. Masa płuczki wzrosła o 4,4g.
Zadanie 9. (1pkt) Zapisz równanie reakcji, której uległ marmur. Równanie reakcji:……………………………………………………………………………….
Zadanie 10. (2pkt) Oblicz, ile procent czystego węglanu wapnia zawierał marmur. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 11. (2pkt) Korzystając z danych zawartych w karcie wybranych tablic chemicznych, oblicz stężenie jonów wodorowych w roztworze kwasu azotowego(III) o stężeniu 0,1 mol/dm3.
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
►Informacja do zadań 12., 13. i 14. Do sześciu probówek wlano po kilka cm3 wody destylowanej oraz dodano odpowiednich substancji według poniższego schematu: Na2S(s)
KNO3(s)
I.
II.
P4O10(s)
III.
NaOH(s)
IV.
NH4Cl(s)
CaO(s)
V.
VI.
Zadanie 12 (1pkt) Podaj numery probówek w których pH powstałych roztworów jest: Większe od 7 ………………………………………. Mniejsze od 7 ………………………………………
Zadanie 13.(1pkt) Podaj nazwy procesów jonowych zachodzących w probówkach I. i II. Probówka I:…………………………………………. Probówka II: ………………………………………….
Zadanie 14. (1pkt) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce V.
………………………………………………………………………………………………….
►Informacja do zadań 15.,16. i 17. Pierwiastki bloku energetycznego s są metalami i wykazują typowy charakter zasadowy, oprócz jednego, który jest pierwiastkiem amfoterycznym.
Zadanie 15. (1pkt) Podaj nazwę tego pierwiastka: ………………………….
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 16. (2pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w którym wykażesz jego amfoteryczny charakter. Narysuj schemat doświadczenia, wpisując wzory lub nazwy użytych substancji.
Wymień obserwacje, które umożliwiają wykazanie charakteru amfoterycznego tego pierwiastka ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 17. (2pkt) Zapisz w pełnej formie jonowej równania zachodzących reakcji wiedząc, że badany pierwiastek w jednej z reakcji tworzy jon kompleksowy, w którym wykazuje liczbę koordynacyjną 4. ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 18. (2pkt) W poniższej tabeli podano wartości entalpii tworzenia tlenku żelaza(III) i tlenku glinu w temperaturze 298 K i pod ciśnieniem 1013 hPa. Nazwa tlenku tlenek żelaza(III) tlenek glinu
Entalpia tworzenia, kJ/mol -822,1 -1675,7
Tlenek żelaza (III) ulega reakcji redukcji glinem według równania:
Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Na podstawie wartości podanych w informacji wstępnej do zadania, oblicz entalpię reakcji redukcji 1 mola tlenku żelaza(III) metalicznym glinem. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 19. (1pkt) Wskaż, która z reakcji przedstawionych następującymi równaniami chemicznymi opisuje reakcję utleniania- redukcji: I.
CaO + H2O Ca(OH)2
V.
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O
II.
2HgO 2Hg + O2
VI.
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
III. CuO + H2 Cu + H2O
VII.
KOH + HNO3 KNO3 + H2O
IV. CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
VIII. 2KI + Br2 2KBr + I2
a. I. II. III. IV.
b. I. IV. V. VII.
c. II. III. VI. VIII.
d. V. VI. VII. VIII.
Zadanie 20. (1pkt) Mangan na VII stopniu utlenienia tworzy manganiany(VII), które mają silne właściwości utleniające. Manganiany(VII) reagując z odpowiednimi substancjami, w zależności od środowiska, redukują się do związków manganu(II), manganu(IV) lub manganu(VI) o różnym zabarwieniu. Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w puste miejsca środowisko reakcji, jeżeli po doświadczeniu dokonano następujących obserwacji. Numer probówki
Obserwacje
I.
Wytrąca się brunatny osad.
II.
Roztwór przyjmuje zieloną barwę.
III.
Roztwór ulega odbarwieniu.
Środowisko reakcji
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 21. (3pkt) Chlor można otrzymać w wyniku reakcji kwasu solnego z kwasem chlorowym(V). Produktem tej reakcji, oprócz chloru jest woda. Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji i dobierz w nim współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Zapisz wzory substancji, które pełnią w tej reakcji rolę utleniacza i reduktora. Bilans elektronowy: ............................................................................................ ............................................................................................ Zbilansowane równanie reakcji: ...................................................................................................................................................... Wzór utleniacza: .............................................................................. Wzór reduktora: ...............................................................................
Zadanie 22. (3pkt) Wykorzystując dane z szeregu elektrochemicznego metali napisz schemat dowolnego ogniwa galwanicznego, w którym elektroda cynkowa pełni rolę katody. Zapisz równanie reakcji zachodzącej w półogniwie cynkowym oraz oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. a. Schemat ogniwa: ............................................................................................................. b. Równanie reakcji: ............................................................................................................ c. Obliczenia:
Zadanie 23. (2pkt) Zapisz równania reakcji zachodzących podczas elektrolizy wodnego roztworu K3PO4 na elektrodach platynowych. Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: ...................................................................................................................................................... Równanie reakcji przebiegającej na anodzie: ......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 24. (2pkt) Przeprowadzono elektrolizę wodnych roztworów czterech elektrolitów z użyciem elektrod platynowych. Informacje dotyczące produktów wydzielających się na elektrodach oraz odczynu roztworów w elektrolizerze (po dokładnym wymieszaniu zawartości elektrolizera) przedstawiono w poniższej tabeli. Numer elektrolitu Produkt wydzielający się na anodzie Produkt wydzielający się na katodzie Odczyn roztworu w elektrolizerze
I.
II.
III.
IV.
tlen
tlen
brom
tlen
wodór
wodór
wodór
wodór
pozostał obojętny
pozostał kwasowy
stał się zasadowy
pozostał zasadowy
Spośród związków o podanych niżej wzorach:
HNO3
KBr
Na2SO4
ZnSO4
HBr
NaOH
wybierz te elektrolity, których wodne roztwory poddano elektrolizie. Wpisz wzory odpowiednich związków do poniższej tabeli. Numer elektrolitu
I.
II.
III.
IV.
Wzór elektrolitu
Zadanie 25. (3pkt) Dla reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem A2(g) + B2(g) ⇆ 2AB(g) oblicz stężenia równowagowe [A2] i [B2] oraz wartość stężeniowej stałej równowagi, jeśli stężenia początkowe wynosiły: CA2 = 1 mol/dm3 i CB2 = 0,5 mol/dm3, a po ustaleniu stanu równowagi stężenie równowagowe [AB] = 0,8 mol/dm3. Obliczenia:
Odpowiedź: .....................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 26. (1pkt) Określ liczbę wiązań typu σ i typu π między atomami węgla w cząsteczce związku o następującym wzorze:
H2C = C ― CH = CH2 | C2H5 Liczba wiązań typu σ: ................................ Liczba wiązań typu π: ......................................
Zadanie 27. (2pkt) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typ reakcji chemicznych podanych w kolumnie A, wpisując odpowiednią nazwę typu reakcji do kolumny B.
A
B
C3H5(OCOC17H33)3 + 3H2−p. T→ C3H5(OCOC17H35)3 C6H6 + HNO3 − H2SO4 stęż→ C6H5NO2 + H2O CH3 − CH2 − OH −Al2O3→ CH2 = CH2 + H2O H2N – CH2 – COOH + H2N – CH2 – COOH → → H2N – CH2 – NH – CO – CH2 – COOH + H2O nCH2 = CH2 − p. T→ [−CH2 − CH2−]n
Zadanie 28. (2pkt) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego z izomerów pochodnej węglowodoru o wzorze sumarycznym C5H10O2 oraz podaj jego nazwę systematyczną. Wzór półstrukturalny:
Nazwa systematyczna:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
►Informacja do zadań 29. – 32. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne lub wzory uproszczone różnych węglowodorów i ich pochodnych.
CH3 – CH – COOH │ NH2 I.
CH3 – CH – CH3 │ OH II.
CH3 – CH2 – CH2 – OH IV.
CH3 – C – CH3 ║ O III.
CH3 – CH2 – CHO V.
Zadanie 29. (1pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce V.
Zadanie 30. (1pkt) Spośród wymienionych w informacji wstępnej do zadania związków wybierz te, które przedstawiają izomery. Związki: .....................................................................................................................................
Zadanie 31. (1pkt) Zapisz numer oznaczający wzór związku, który może występować w postaci enancjomerów. Związek: ....................................................................................................................................
Zadanie 32. (1pkt) Napisz równanie reakcji otrzymywania ketonu, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych. Wybierz odpowiedni substrat, spośród związków podanych w informacji wstępnej do zadania.
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 33. (2pkt) Przeprowadzono identyfikację roztworów: sacharozy, maltozy, fruktozy i skrobi, wykonując szereg doświadczeń. Na podstawie przedstawionych niżej wyników doświadczeń, ustal i wpisz do tabeli nazwy zidentyfikowanych związków.
Doświadczenie Hydroliza
Wynik doświadczenia zachodzi
zachodzi
nie zachodzi
zachodzi
Próba Trommera
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
Efekt Tyndala
występuje
nie występuje
nie występuje
nie występuje
Nazwa związku Zadanie 34. (2pkt) Pewien ester o wzorze sumarycznym C4H8O2 poddano hydrolizie. Jeden z produktów hydrolizy daje pozytywny wynik próby Tollensa, a drugi poddany utlenieniu daje jako produkt propanal. Używając wzorów półstrukturalnych (grupowych) napisz równanie reakcji hydrolizy tego estru i podaj jego nazwę.
Nazwa estru: .......................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 35. (2pkt) W celu zbadania wpływu różnych substancji na białko przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku: Cu(NO3)2(aq)
I.
H2SO4(aq)
(NH4)2CO3(aq) KBr(aq)
III.
II.
IV.
C2H5OH(aq)
V.
wodny roztwór kazeiny W probówkach zachodziły różne procesy: wysalania lub denaturacji. a) Wskaż, w których probówkach nastąpiło wysalanie. Wysalanie nastąpiło w probówkach:
..................................................
b) Wyjaśnij, na czym polega proces denaturacji białka. Denaturacja:................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
15
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
BRUDNOPIS
Opracowanie zadań: mgr Witold Anusiak mgr Mariola Madyda
CKU TODMiDN IX LO w Toruniu
Recenzent: dr Aleksander Kazubski
Pracownia Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UMK
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC ROK 2011
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 33). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDA JĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
►Informacja do zadań 1. i 2. Okres połowicznego rozpadu izotopu siarki – 35 jest równy 88 dni. W trakcie jego rozpadu są emitowane cząstki β.
Zadanie 1. (2pkt) Oblicz, ile atomów siarki – 35 pozostanie po 440 dniach z próbki o początkowej masie 8 gramów.
Zadanie 2. (1pkt) Napisz równanie rozpadu izotopu siarki – 35. Równanie rozpadu: …………………………………………………………………………
Zadanie 3. (2pkt) Pewien pierwiastek X należy do bloku energetycznego p układu okresowego i ma następującą konfigurację elektronową:
X: 1s22s22px22py22pz23s23px23py13pz1 Pierwiastek ten tworzy gazowy tlenek o wzorze XO2, którego cząsteczka posiada w swej budowie wiązanie kowalencyjne spolaryzowane i koordynacyjne. a) Podaj liczbę elektronów zawartą w jonie prostym X2- tworzonym przez ten pierwiastek. b) Podaj, ile wiązań σ i ile wiązań π posiada cząsteczka XO2. a) liczba elektronów zawarta w jonie X2- ………………………………………………. b) liczba wiązań σ……………….. liczba wiązań π ……………….
Zadanie 4. (2pkt) Podane wartości liczb kwantowych charakteryzują elektrony walencyjne atomu pewnego pierwiastka:
CKU TODMiDN
n
3
3
3
3
3
4
l
2
2
2
2
2
0
m
-2
-1
0
1
2
0
ms
½
½
½
½
½
½
2
UMK Wydział Chemii
a) Ustal przynależność pierwiastka do bloku energetycznego i określ jego położenie w układzie okresowym. blok
grupa
okres
b) Podaj zapis skrócony konfiguracji elektronowej tego pierwiastka. …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 5. (2pkt) Olbrzymią grupę reakcji chemicznych stanowią reakcje redoks. Uzupełnij tabelkę, klasyfikując wymienione poniżej indywidua chemiczne jako te, które mogą pełnić wyłącznie rolę reduktora (R), wyłącznie rolę utleniacza (U) i takie, które mogą pełnić obie te role (U i R): -
Cu2+, Al, SO32-, NO3 , H2O2, S2-, H2 R
U
UiR
Zadanie 6. (2pkt) Spalono całkowicie 20 gram metanu. Powstające CO2 oraz parę wodną zebrano w pojemniku o objętości 100 dm3. (R=83,1hPa·dm3/mol·K) ◦ Oblicz ciśnienie panujące w tym pojemniku, jeśli ogrzano go do temperatury 110 C. Wynik podaj z dokładnością do 2 miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
►Informacja do zadań 7. i 8. Przeprowadzono doświadczenie mające zbadać zależność rozpuszczalności węglanu litu i chlorku sodu od temperatury. Wyniki zebrano w tabeli: ◦
Temperatura [ C] 0 20 40 60 80
CKU TODMiDN
Rozpuszczalność [g/100gH2O] Li2CO3 NaCl 1,53 35,6 1,35 35,9 1,17 36,4 1,00 37,1 0,85 38,0 3
UMK Wydział Chemii
Zadanie 7. (1pkt) Oblicz, z dokładnością do 1 miejsca po przecinku, stężenie procentowe nasyconego ◦ roztworu chlorku sodu w temperaturze 60 C. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 8. (1pkt) Jaki roztwór węglanu litu (nasycony, nienasycony, przesycony) otrzymamy po ochłodzeniu nasyconego w temperaturze 60◦C roztworu tej substancji do temperatury 40◦C? …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 9. (3pkt) Jon ortofosforanowy(V) można wytrącić z roztworu w postaci osadu np. MgNH4PO4. Związek ten powstaje w reakcji dowolnego rozpuszczalnego ortofosforanu(V) z chlorkiem magnezu i chlorkiem amonu. a) Napisz cząsteczkowe równanie reakcji opisanej w informacji. ……………………………………………………………………………………………… b) Oblicz wyjściowe stężenie molowe jonów ortofosforanowych(V), jeżeli masa osadu wytrąconego z 50 cm3 badanego roztworu wynosi 0,0685g, przy założeniu całkowitego strącenia oznaczanych jonów.
CKU TODMiDN
4
UMK Wydział Chemii
► Informacja do zadań 11. i 12. W sześciu probówkach umieszczono następujące sole: probówka I: NaCl
probówka IV: Al(NO3)3
probówka II: MnSO4
probówka V: K2CO3
probówka III: (NH4)2S
probówka VI: (CH3COO)2Ba
Następnie dodano do nich wodę.
Zadanie 10. (1pkt) Podaj wzory soli (spośród podanych w informacji), które w roztworze wodnym wykazują odczyn kwasowy. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 11 (3pkt) Zapisz jonowe skrócone równania reakcji zachodzących w probówkach III, V i VI. Probówka III ………………………………………………………………………. Probówka V ……………………………………………………………………….. Probówka VI ………………………………………………………….……………
Zadanie 12.(2pkt) Uczeń otrzymał do identyfikacji dwie probówki zawierające rozcieńczone roztwory kwasu azotowego(V) i kwasu siarkowego(VI). Zaproponuj doświadczenie, które pozwoli zidentyfikować zawartość obu probówek, wybierając potrzebne reagenty z podanej niżej listy. Lista reagentów: H2O, roztwór oranżu metylowego, roztwór fenoloftaleiny, Cu, Mg, Fe, NaOH(aq), Pt. W tym celu: a) Wykonaj rysunek ilustrujący przeprowadzane doświadczenie. b) Zapisz, jakich obserwacji dokonujemy prowadząc to doświadczenie. a) Rysunek projektowanego doświadczenia:
b) Obserwacje: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………..…… ……………………………………………………………………………………………….….
CKU TODMiDN
5
UMK Wydział Chemii
►Informacja do zadań 13., 14. i 15. Przeprowadzono 2 doświadczenia przedstawione na rysunkach A. i B.:
Zadanie 13. (2pkt) Podaj obserwacje, jakich dokonano podczas wykonywania tych doświadczeń oraz sformułuj na ich podstawie wnioski dotyczące właściwości jonów chromianowych(VI) i dichromianowych(VI). Doświadczenie
Obserwacja
Wniosek
A.
B.
Zadanie 14. (1pkt) Zapisz skrócone jonowe równanie reakcji przebiegającej w probówce A.
…………………………………………………………………………………………………
Zadanie 15. (1pkt) Wpisz do równania reakcji brakujące produkty reakcji.
K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 → …………… + 4…………. + 4H2O Zadanie 16. (2pkt) Jedną ze znanych Ci teorii kwasów i zasad jest protonowa teoria Brönsteda. a) W podanym poniżej zestawie jonów podkreśl te, które spełniają funkcję wyłącznie kwasów. HSO4‾
CKU TODMiDN
H3 O+
NH4+
H2PO4‾
6
HCO3‾
Cu2+
UMK Wydział Chemii
b) Zapisz równanie reakcji dla jednego z podkreślonych w punkcie a) jonu z anionem fluorkowym. ………………………………………………………………………………………………….
Zadanie 17. (1pkt) Reakcja syntezy amoniaku z pierwiastków jest reakcją, której zmiana entalpii pod stałym ciśnieniem jest ujemna. Zaznacz, które działania przesuną równowagę reakcji na korzyść powstawania amoniaku? a) b) c) d)
Zwiększenie ciśnienia i podniesienie temperatury. Zmniejszenie ciśnienia i chłodzenie układu. Wzrost ciśnienia, usuwanie produktu i chłodzenie układu. Dodatek substratów, wzrost ciśnienia i ogrzewanie układu.
Zadanie 18. (2pkt) 3
-2
Szybkość reakcji A + B → 2C opisuje równanie kinetyczne v = k[A] [B] . Stężenie reagenta A zwiększono 3 razy. Jak należy zmienić stężenie reagenta B (ile razy zmniejszyć lub zwiększyć), aby szybkość reakcji wzrosła 3 razy. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 19. (2pkt) Oblicz entalpię tworzenia glukozy opisanej równaniem: 6C(s) + 6H2(g) + 3O2(g) → C6H12O6(s) znając entalpie następujących reakcji: C(s) + O2(g) → CO2(g)
ΔH1 = -393,51 kJ/mol CO2
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c)
ΔH2 = -285,83 kJ/mol H2O
C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(c)
ΔH3 = -2802,74 kJ/mol C6H12O6
CKU TODMiDN
7
UMK Wydział Chemii
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 20. (3 pkt) Zmieszano 20 cm3 roztworu azotanu(V) srebra(I) o stężeniu 1·10 –5 mol/dm3 i 30 cm3 roztworu KCl o stężeniu 5·10 –5 mol/dm3. Wykonaj odpowiednie obliczenia i oceń, czy po zmieszaniu obu roztworów nastąpiło wytrącenie osadu chlorku srebra(I). (KSOAgCl = 1,6·10 –10) Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 21. (2pkt) Na powierzchni przedmiotów stalowych (będących stopem żelaza i węgla) wystawionych na działanie wody i powietrza po pewnym czasie pojawia się rdza. Jest ona produktem reakcji, które zachodzą w mikroogniwie korozyjnym. Napisz równania reakcji, jakie zachodzą w trakcie tego procesu na półogniwach mikroogniwa korozyjnego. .............................................................................................................
.............................................................................................................
CKU TODMiDN
8
UMK Wydział Chemii
Zadanie 22. (1pkt) Badając zmiany odczynu wodnych roztworów różnych substancji w czasie trwania elektrolizy stwierdzono, że może on pozostawać obojętny, zasadowy lub kwaśny albo zmieniać się z obojętnego na zasadowy lub kwaśny. Możliwa jest również zmiana odczynu z kwasowego na obojętny. Podaj przykład substancji, dla której odczyn jej wodnego roztworu w trakcie elektrolizy zmienia się z kwasowego na obojętny.
…………………………………………….
►Informacja do zadań 23. i 24.
Przez elektrolizer zawierający 200cm3 roztworu azotanu(V) srebra(I) o stężeniu 0,2 mol/dm3 przepuszczono prąd elektryczny o natężeniu 0,5A, co doprowadziło do całkowitego wydzielenia srebra, które było jedynym produktem wydzielającym się na katodzie.
Zadanie 23. (2pkt) Oblicz, jak długo był prowadzony proces elektrolizy, skoro doprowadziło to do całkowitego wydzielenia srebra na elektrodzie. Załóż, że 1F = 96500 C/mol. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 24. (1pkt) Zapisz równanie reakcji zachodzącej podczas elektrolizy roztworu azotanu(V) srebra(I) na anodzie elektrolizera. ...............................................................................................................………………………....
Zadanie 25. (1pkt) Narysuj wzór półstrukturalny oraz podaj nazwę węglowodoru, który poddany reakcji chlorowania daje tylko dwie monochloropochodne.
CKU TODMiDN
9
UMK Wydział Chemii
Zadanie 26. (2pkt) Reakcja nitrowania związków aromatycznych przeprowadzana jest przy użyciu mieszaniny nitrującej w skład której wchodzą stężone kwasy azotowy(V) i siarkowy(VI). Napisz równania reakcji nitrowania toluenu i nitrobenzenu. Równanie reakcji nitrowania toluenu:
Równanie reakcji nitrowania nitrobenzenu:
Zadanie 27. (3pkt) Gliceryna, zwana również glicerolem, występuje w przyrodzie w postaci związanej, przede wszystkim w tłuszczach zwierzęcych i roślinnych. Do niedawna otrzymywano ją głównie w wyniku zmydlania tłuszczów. Obecnie coraz większe ilości tego ważnego związku otrzymywane są z propylenu (propenu). Napisz równania reakcji otrzymywania gliceryny z propylenu opisane poniższym schematem. Wiedząc, że pierwszy etap reakcji jest reakcją podstawiania. Stosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Propylen —Cl2→ A —NaOH→ B —H2O2→ Gliceryna 500˚C
kat.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Zadanie 28. (2pkt) Utlenianie etanolu manganianem(VII) potasu w środowisku kwaśnym na gorąco ilustruje równanie: –
C2H5OH + MnO4 + H+ → CH3COOH + Mn2+ + H2O Dobierz współczynniki stechiometryczne w tym równaniu, stosując metodę bilansu elektronowego. a) Bilans elektronowy: ...................................................................... ...................................................................... b)
...... C2H5OH + ..... MnO4– + ...... H+ → ..... CH3COOH + ..... Mn2+ + ...... H2O CKU TODMiDN
10
UMK Wydział Chemii
Zadanie 29. (2pkt) Analiza ilościowa pewnego związku X wykazała, że zawiera on: 64,86% wagowych węgla, 13,52% wagowych wodoru oraz tlen. Ustal wzór empiryczny związku X, który jest również jego wzorem rzeczywistym. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 30. (2pkt) Kwas winowy (kwas 2,3-dihydroksybutanodiowy) tworzy kilka izomerów. Stosując wzory projekcyjne Fischera, wpisz do właściwej kolumny po jednej parze izomerów, które są w stosunku do siebie enancjomerami i diastereoizomerami. Enancjomery
Diastereoizomery
Zadanie 31. (2pkt) Cukry złożone zbudowane są m.in. z cząsteczek cukrów prostych A., B., C. i D.
CKU TODMiDN
11
UMK Wydział Chemii
Wskaż z jakich cząsteczek cukrów prostych w wyniku kondensacji lub polikondensacji powstają cząsteczki:
celulozy ……………………………
sacharozy ………………………….
skrobi ……………………………... Zadanie 32. (2pkt) Przeprowadzono kilka doświadczeń z wykorzystaniem alkalicznej zawiesiny wodorotlenku miedzi(II), których celem było zidentyfikowanie czterech nieznanych substancji znajdujących się w wodnych roztworach. Na podstawie przedstawionych niżej wyników doświadczeń, ustal i wpisz do tabeli po jednej nazwie związku, który mógł znajdować się w badanym roztworze.
Doświadczenie
Wynik doświadczenia
Reakcja na zimno
Roztwór barwy szafirowy
Reakcja na gorąco
Osad barwy czarnej
Roztwór barwy Roztwór barwy fioletowej szafirowy
Roztwór barwy niebieskiej
Roztwór barwy Osad barwy Roztwór barwy fioletowej pomarańczowej niebieskiej
Nazwa związku Zadanie 33. (2pkt) W celu zbadania wpływu różnych substancji na zol białka przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku. Ca(NO3)2(aq)
I.
HCl(aq)
II.
C6H12O6(aq)
III.
C2H6O(aq)
HCHO(aq)
IV.
V.
zol białka W probówkach zachodziły różne procesy: wysalania lub denaturacji.
CKU TODMiDN
12
UMK Wydział Chemii
a) Wskaż, w których probówkach nastąpiła denaturacja. Denaturacja nastąpiła w probówkach:
..................................................
b) Wyjaśnij, na czym polega proces wysalania białka. Wysalanie to:................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... BRUDNOPIS
CKU TODMiDN
13
UMK Wydział Chemii
Opracowanie zadań: mgr Witold Anusiak mgr Mariola Madyda Recenzent: dr Aleksander Kazubski
CKU TODMiDN
CKU TODMiDN IX LO w Toruniu Pracownia Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UMK
14
UMK Wydział Chemii
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
LUTY ROK 2012
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 33). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDA JĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Zadanie 1. (3pkt) Gazowy chlor jest mieszaniną dwóch izotopów o składzie: 75,53%
35
Cl i 24,47% 37Cl.
Oblicz gęstość chloru w warunkach standardowych. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 2. (1pkt) Podaj po jednym przykładzie cząsteczki, w której atom centralny ulega hybrydyzacji sp, sp2 lub sp3. Typ hybrydyzacji
sp2
sp
sp3
Wzór cząsteczki
Zadanie 3. (1pkt) Określ rodzaj wiązań chemicznych występujących w cząsteczce NH4Cl. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 4. (1pkt) Zaznacz w podanych poniżej szeregach kwasów kierunek wzrostu ich mocy. HF
HCl
HClO4 HClO
CKU TODMiDN
HBr HI
HBrO4 HIO4
HClO2
HClO3
2
HClO4
UMK Wydział Chemii
Zadanie 5. (2pkt) Badając właściwości stężonego kwasu siarkowego(VI) podziałano nim na stały chlorek amonu, sacharozę, miedź, glin oraz węgiel. Zapisz równania zachodzących reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. … NH4Cl(s) + … H2SO4(stęż) → .................................................... … C12H22O11 + ... H2SO4(stęż) → .................................................... ... Cu + ... H2SO4(stęż) → .................................................... … Al + … H2SO4(stęż) → .................................................... … C + … H2SO4(stęż) → ....................................................
Zadanie 6. (3pkt) Na podanym poniżej schemacie przedstawiono przemiany, jakim ulega żelazo i jego związki.
Fe ― 1. → FeCl3 ― 2. → Fe(OH)3 │ ↑ 3.
↓ FeCl2
5. 4.
│
Fe(OH)2
Podaj cząsteczkowe równania reakcji 1. i 5. oraz reakcji 4. w zapisie jonowym skróconym. 1. ……………………………………………………………….
4. ……………………………………………………………….
5. ……………………………………………………………….
Zadanie 7. (2pkt) Za pomocą odpowiednich równań reakcji przedstaw proces dysocjacji elektrolitycznej wodorofosforanu(V) sodu oraz podaj, jakie jony są obecne w roztworze tego związku. a) Równania reakcji:
b) Jony obecne w roztworze: ………………………………………………………………. CKU TODMiDN
3
UMK Wydział Chemii
Zadanie 8. (2pkt) Jedną z teorii kwasowo – zasadowych jest teoria Brönsteda – Lowry’ego, według której każdemu kwasowi odpowiada sprzężona z nim zasada. a) Dla kwasów: fluorowodorowego, chlorowego(III), ortoborowego podaj wzory sprzężonych z nimi zasad. …………………………………………………………… ……………………………………………………………. ……………………………………………………………. b) Uszereguj te zasady według wzrastającej mocy. .....................................................................................................................................
Zadanie 9. (2pkt) Do stężonego roztworu chlorku glinu wrzucono kawałek metalicznego magnezu i zaobserwowano wydzielenie gazu. Podaj nazwę wydzielającego się gazu oraz jonowy zapis równań reakcji, które uzasadniają przebieg doświadczenia. a) Nazwa gazu: ……………………… b) Równania reakcji:
►Informacja do zadań 10. – 12. Produkcja kwasu azotowego(V) na skalę przemysłową przebiega w kilku etapach: Etap I: katalityczne utlenienie amoniaku Etap II: samorzutne utlenienie tlenku azotu(II) powstałego w I etapie do tlenku azotu(IV) Etap III: ochładzanie NO2, podczas którego część tego tlenku przechodzi w dimer (N2O4) 2NO2 ⇄ N2O4 Etap IV: absorpcja NO2 i N2O4 w wodzie 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO 3N2O4 + 2H2O → 4HNO3 + 2NO CKU TODMiDN
4
UMK Wydział Chemii
Zadanie 10. (1pkt) Napisz równanie reakcji zachodzącej w I etapie. …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 11. (1pkt) Określ, co należy zrobić, aby zwiększyć wydajność procesu przebiegającego w etapie III. Podkreśl właściwy wybór. obniżyć temperaturę/zwiększyć temperaturę układu zwiększyć ciśnienie/obniżyć ciśnienie panujące w układzie zwiększyć objętość/ zmniejszyć objętość układu
Zadanie 12. (1pkt) Określ charakter chemiczny tlenków azotu, które są reagentami etapu IV. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 13. (2pkt) Miedź otrzymuje się głównie z rud siarczkowych, prażąc je przy dostępie powietrza. Jest to proces dwuetapowy: Etap I:
2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2
Etap II:
2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2
Oblicz, ile ton rudy o zawartości 80% siarczku miedzi(I) należy użyć, aby otrzymać z niej 2 tony miedzi. Załóż, że cały proces przebiega ze 100% wydajnością. Obliczenia:
Odpowiedź: CKU TODMiDN
5
UMK Wydział Chemii
Zadanie 14. (3pkt) Chrom jest metalem aktywnym chemicznie, który reaguje z kwasami, tworząc barwne sole. W celu zbadania właściwości chromu przeprowadzono doświadczenia, które ilustrują poniższe rysunki:
Olej parafinowy
Podczas doświadczeń dokonano następujących obserwacji: Probówka I: chrom roztwarza się, roztwór przyjmuje barwę zieloną, wydziela się gaz. Probówka II: chrom roztwarza się, roztwór przyjmuje barwę niebieską, wydziela się gaz. a) Zapisz wzór jonu, którego obecność spowodowała, że roztwór przyjął barwę niebieską. ………… Zapisz równanie reakcji przebiegającej w probówce I. korzystając z zapisu jonowego. Współczynniki dobierz metodą bilansu elektronowego. b) Równanie reakcji: …………………………………………………… c) Bilans elektronowy:
Zadanie 15. (2pkt) Podany poniżej wykres przedstawia zależność masy jodowodoru otrzymanego w reakcji bezpośredniej syntezy z pierwiastków, od masy użytego jodu.
CKU TODMiDN
6
UMK Wydział Chemii
Oblicz procentową wydajność omawianej reakcji. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (3pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na wykazanie, że siarczan(VI) baru jest trudniej rozpuszczalny niż siarczan(VI) wapnia. KSOBaSO4 = 1,1 · 10 – 10; KSOCaSO4 = 3,1 · 10 – 5 W tym celu: a) Podaj schematyczny rysunek bądź słowny opis doświadczenia: Schemat (opis) doświadczenia:
b) Zapisz przewidywane obserwacje i wynikający z nich wniosek: Obserwacje: ……………………………………………………..……………….….… …………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………... Wniosek: ……………………………………………………………………………….. c) Zapisz jonowe skrócone równanie zachodzącej reakcji: ………………………………………………………………………
CKU TODMiDN
7
UMK Wydział Chemii
Zadanie 17. (2pkt) W temperaturze 293K stężenie nasyconego roztworu azotanu(V) potasu wynosi 24,24%. Określ rozpuszczalność azotanu(V) potasu w temperaturze 293K.
Zadanie 18. (2pkt) Poniższe wykresy przedstawiają zmiany wartości energii układu w czasie trwania reakcji.
a) J Jakim symbolem oznaczona jest energia aktywacji reakcji egzoenergetycznej? ……………………………………… b) Jakim symbolem oznaczono czas, w którym reagenty osiągają minimum energii potrzebnej do rozpoczęcia reakcji endoenergetycznej? ........................................................... c) Jakim symbolem jest oznaczona energia przekazywana z układu do otoczenia? ……………………………………..
Zadanie 19. (2pkt) W układzie zamkniętym o objętości 2 dm3 przeprowadzono reakcję opisaną równaniem:
2A + B ⇄ A2B Stwierdzono, że po ustaleniu się stanu równowagi, ilości równowagowe substancji wynoszą odpowiednio: A – 4 mole CKU TODMiDN
B – 10 moli 8
A2B – 4mole UMK Wydział Chemii
Ustal stężenia substratów A i B użytych do reakcji. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 20. (2pkt) Zbudowano ogniwo typu Volty wykorzystując blaszkę miedzianą i glinową oraz roztwór kwasu solnego. Podaj schemat tego ogniwa. Napisz równania reakcji, jakie zachodzą w poszczególnych półogniwach w trakcie pracy tego ogniwa. a) schemat ogniwa:
………………………………………………..
b) równania reakcji:
………………………………………………...
………………………………………………...
Zadanie 21. (2pkt) W trakcie elektrolizy wodnych roztworów można otrzymać różne produkty w zależności od rodzaju użytych elektrod. Napisz równania reakcji elektrodowych, jakie będą zachodzić podczas elektrolizy wodnego roztworu chlorku sodu w zależności od rodzaju użytych elektrod. Elektroda
Rodzaj elektrody
Reakcja elektrodowa
grafitowa Katoda rtęciowa platynowa Anoda grafitowa CKU TODMiDN
9
UMK Wydział Chemii
Zadanie 22. (2pkt) Uzupełnij poniższą tabelkę, wpisując stopnie utlenienia atomów węgla w podanych związkach. Wzór związku
CaC2
H2C2O4
CH3NH2
HCHO
HCN
Stopień utlenienia
Zadanie 23. (2pkt) Określ, które z podanych niżej stwierdzeń, dotyczących wiązań między atomami węgla, są prawdziwe, a które fałszywe. Wpisz do tabeli odpowiednio litery F lub P dla oznaczenia fałszu lub prawdy dla odpowiednich stwierdzeń.
P/F I.
Wiązanie C − C jest krótsze od wiązania C = C.
II.
Wiązanie C ≡ C jest dłuższe niż wiązanie C = C.
III. Wiązania σ i π różnią się między sobą kształtem chmury elektronowej. IV. Wiążące pary elektronowe σ i π mają taką samą energię.
Zadanie 24. (1pkt) W wyniku bromowania propanu w obecności światła powstają różne bromopochodne, a wśród nich związki o wzorze C3H6Br2. Podaj wzór półstrukturalny izomeru zawierającego asymetryczny atom węgla.
CKU TODMiDN
10
UMK Wydział Chemii
Zadanie 25. (1pkt) Polistyren otrzymuje się w wyniku polimeryzacji styrenu czyli benzenoetenu. Przedstaw schemat procesu otrzymywania polistyrenu, stosując wzory strukturalne reagentów.
Zadanie 26. (3pkt) Fenole stanowią grupę związków niebezpiecznych dla zdrowia człowieka. W ściekach komunalnych zawartość fenoli jest na ogół niewielka, natomiast duże ich ilości występują w ściekach przemysłowych fabryk tworzyw sztucznych i zakładów farmaceutycznych. Fenole można oznaczać między innymi stosując metodę bromianometryczną. Oznaczenie jest dwuetapowe. Najpierw przeprowadza się reakcję bromowania fenolu określoną ilością bromu: C6H5OH + 3Br2 → C6H2Br3OH + 3HBr Następnie oznacza się nadmiar bromu na podstawie reakcji opisanej równaniem: Br2 + 2S2O32- → 2Br - + S4O62Z różnicy między ilością bromu dodanego, a powstałego po bromowaniu fenolu wynika, jaka jest zawartość fenolu w badanej próbce. Oblicz stężenie molowe fenolu w próbce ścieków na podstawie następujących informacji: do próbki ścieków o objętości 100 cm3 dodano 0,24 g bromu, a jego nadmiar odmiareczkowano, używając 10 cm3 roztworu Na2S2O3 o stężeniu 0,1 mol/dm3. Obliczenia:
Odpowiedź: CKU TODMiDN
11
UMK Wydział Chemii
Zadanie 27. (2pkt) Kwas salicylowy, czyli kwas 2-hydroksybenzenokarboksylowy, w postaci roztworu alkoholowo-wodnego znany jest w handlu jako spirytus salicylowy. Spirytus salicylowy jest łagodnym środkiem odkażającym, stosowanym do dezynfekcji naskórka po otarciach oraz przy zmianach trądzikowych i łojotoku. Zaprojektuj wykrycie dwóch grup funkcyjnych występujących w kwasie salicylowym poprzez uzupełnienie niżej podanych schematów. W schematach uzupełnij nazwę wykrywanej grupy oraz odczynniki i obserwacje. Potrzebne odczynniki dobierz z podanej niżej listy. Lista odczynników do wyboru: rozcieńczony roztwór wodorotlenku sodu z dodatkiem fenoloftaleiny; rozcieńczony roztwór kwasu solnego; rozcieńczony roztwór kwasu solnego z dodatkiem oranżu metylowego; rozcieńczony roztwór chlorku żelaza(III); odczynnik Tollensa; kleik skrobiowy. a) GRUPA FUNKCYJNA I: ………………………………………………(nazwa) Obserwacja:……………………………….… ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ………………………………………………..
b) GRUPA FUNKCYJNA II: ………………………………………………(nazwa) Obserwacja:……………………………….… ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ………………………………………………..
CKU TODMiDN
12
UMK Wydział Chemii
Zadanie 28. (1pkt) Zaprojektuj otrzymywanie kwasu n-propanokarboksylowego uzupełniając niżej podany schemat. Odpowiedni substrat i odczynnik (odczynniki) wybierz z podanych niżej list. pentan-1-ol; n-pentanal; ester metylowy kwasu propanowego; propan-1-ol; propan-2-ol; propanal; 2-metylopropan-1-ol; keton
Lista substratów (do wyboru):
metylowo-n-propylowy; kwas propanowy; aceton; butan-1-ol, butan-2-ol.
Lista odczynników (do wyboru):
Al2O3;
[Ag(NH3)2]OH;
Br2(aq);
HCl(aq);
Cu2O;
Cu(OH)2/OH-;
NaOH(aq); K2Cr2O7(aq)/ H+; odczynnik Trommera.
................................... ...................................
kwas n-propanokarboksylowy ODCZYNNIK
SUBSTRAT
►Informacja do zadań 29. – 32. Badając właściwości chemiczne aminokwasów przeprowadzono reakcję alaniny (kwasu 2aminopropanowego) z wodnymi roztworami wodorotlenku sodu i kwasu solnego, etanolem oraz reakcję kondensacji.
Zadanie 29. (2pkt) Zapisz skrócone równanie jonowe reakcji alaniny z wodorotlenkiem sodu i podaj nazwę produktu.
a) równanie reakcji: ……………………………………………………….…………
b) nazwa produktu:
…………………………………………………………………
Zadanie 30. (1pkt) Napisz skrócone równanie jonowe reakcji alaniny z kwasem solnym.
………………………………………………………….. CKU TODMiDN
13
UMK Wydział Chemii
Zadanie 31. (1pkt) Narysuj wzór półstrukturalny produktu reakcji alaniny z etanolem.
Zadanie 32. (2pkt) We wzorze strukturalnym produktu kondensacji dwóch cząsteczek alaniny zaznacz i nazwij wszystkie grupy funkcyjne i wiązania.
Zadanie 33. (2pkt) Poniżej przedstawiono wzory produktów pewnych reakcji chemicznych, którym uległa glukoza. a)
CKU TODMiDN
b)
CH2OH │ H–C–OH │ HO–C–H │ H–C–OH │ H–C–OH │ CH2OH 14
COOH │ H–C–OH │ HO–C–H │ H–C–OH │ H–C–OH │ CH2OH UMK Wydział Chemii
Zapisz schematy reakcji, w wyniku których powstają wyżej wymienione związki. W każdym schemacie uwzględnij konkretne warunki proponowanych reakcji. a)
b)
BRUDNOPIS
CKU TODMiDN
15
UMK Wydział Chemii
Opracowanie zadań: mgr Witold Anusiak mgr Mariola Madyda
dr Aleksander Kazubski CKU TODMiDN
CKU TODMiDN IX LO w Toruniu
Pracownia Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UMK 16
UMK Wydział Chemii
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
MCH–R1
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
KWIECIEŃ ROK 2011
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 15 stron (zadania 1–27). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu / pióra tylko z czarnym tuszem / atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Za rozwiązanie 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzami- wszystkich zadań można otrzymać natora. łącznie Życzymy powodzenia!
60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy KOD
PESEL ZDAJĄCEGO
ZDAJĄCEGO
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
2
Informacja do zadań 1. i 2. Pewien pierwiastek w reakcji z tlenem tworzy tlenki o wzorach XO i XO2 . Tylko jeden z tych tlenków ma charakter kwasowy. Liczba atomowa pierwiastka X jest o 2 większa od liczby atomowej pierwiastka znajdującego się w drugiej grupie i drugim okresie układu okresowego.
Zadanie 1. (2 pkt)
1.1
1.2
Na podstawie układu okresowego uzupełnij schemat. Podaj symbol pierwiastka X, jego liczbę atomową i liczbę masową. Napisz skróconą konfigurację elektronową tego pierwiastka.
Konfiguracja elektronowa: .............................................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt)
2.1
Określ, który z tlenków – XO czy XO2 – ma charakter kwasowy. Wybór uzasadnij, pisząc w formie cząsteczkowej równanie reakcji tego tlenku z zasadą sodową. Równanie reakcji: .........................................................................................................................................................................
Zadanie 3. (3 pkt)
3.1
Tabela przedstawia fragment układu okresowego pierwiastków, w którym zaznaczono pierwiastki X, Y i Z. grupa okres
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
Z
4 5
13
Y X
Na podstawie analizy położenia pierwiastków X, Y, Z w układzie okresowym uzupełnij podaną tabelę: Pierwiastek Liczba elektronów walencyjnych Liczba powłok elektronowych Wzór sumaryczny tlenku, w którym pierwiastek osiąga najwyższy stopień utlenienia
X
Y
Z
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 4. (3 pkt)
3
4.1
Spośród wymienionych niżej substancji wybierz te, które spełniają podany w tabeli warunek, i wpisz je w odpowiednie rubryki: azot(g), amoniak(g), miedź(s), grafit(s), bromek sodu(s) Warunek Mają wiązania kowalencyjne (atomowe) Mają wiązania kowalencyjne spolaryzowane (atomowe spolaryzowane) Mają budowę jonową Mogą przewodzić prąd elektryczny w stanie stałym Dobrze rozpuszczają się w wodzie
Zadanie 5. (3 pkt)
5.1
5.2
Nazwy substancji
5.3
W celu zbadania charakteru chemicznego tlenku cynku przeprowadzono doświadczenie zilustrowane rysunkami I i II. HCl(aq) I st. NaOH(aq) II
ZnO(s)
ZnO(s)
a) Uzupełnij opis doświadczenia I i II. W miejsce kropek wpisz wzory produktów zawierających cynk, wiedząc, że jeden z nich jest związkiem koordynacyjnym, w którym cynk ma liczbę koordynacyjną 4. b) Analizując przebieg doświadczenia, wpisz do tabeli, jak zachowuje się tlenek cynku w każdym doświadczeniu: jak tlenek kwasowy czy jak tlenek zasadowy. Doświadczenie I
Tlenek cynku zachowuje się jak ………………………
Doświadczenie II
Tlenek cynku zachowuje się jak ………………………
c) Napisz w skróconej formie jonowej równanie reakcji zachodzącej w doświadczeniu I. .........................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 6. (2 pkt)
6.1
4
6.2
Zaprojektuj doświadczenie, które umożliwi otrzymanie wodorotlenku żelaza(III) – Fe(OH)3 ze świeżo wytrąconego wodorotlenku żelaza(II) o wzorze Fe(OH)2. W tym celu: a) Wybierz potrzebny odczynnik spośród wodnych roztworów: kwasu siarkowego(VI), zasady sodowej, wody utlenionej. ......................................................................................................................................................................... b) Zapisz przewidywane zmiany, które można zaobserwować podczas doświadczenia. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................
Zadanie 7. (3 pkt)
7.1
7.2
Tlenki niektórych metali podczas ogrzewania rozkładają się na pierwiastki. Ogrzano 2 g pomarańczowego tlenku pewnego metalu występującego na drugim stopniu utlenienia. W wyniku reakcji chemicznej otrzymano 1,853 g gęstej, srebrzystoszarej cieczy w postaci małych kropelek oraz gaz, w którego obecności rozżarzone drewienko zapłonęło jasnym płomieniem. a) Zidentyfikuj ten metal i zapisz w formie cząsteczkowej równanie opisanej reakcji chemicznej. ......................................................................................................................................................................... b) Oblicz, jaką objętość w warunkach normalnych zajmuje powstały w wyniku reakcji gaz. Wynik podaj z dokładnością do trzeciego miejsca po przecinku.
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 8. (2 pkt)
5
8.1
Synteza jodowodoru z pierwiastków przebiega zgodnie z zapisem: H2(g) + I2(g) ⇆ 2HI(g) ΔH0 < 0 Oceń poniższe zdania. Przy każdym zdaniu wpisz literę P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub F, jeśli zdanie jest fałszywe. Zdania
P/F
Zmniejszenie ciśnienia obniża wydajność reakcji. Obniżenie temperatury nie wpływa na wydajność reakcji. Zwiększenie stężenia jodowodoru obniża wydajność reakcji. Użycie katalizatora zwiększa wydajność reakcji.
Informacja do zadań 9. i 10. Do doświadczenia użyto wodnych roztworów następujących substancji: Na2CO3, BaCl2, NH4Cl, MgSO4, NaOH, HCl. Roztwory zmieszano parami, tak jak pokazano na rysunkach. I
B
II
A
X
III
Y
Z
W
Obserwacje zapisano w tabeli: Probówka
Obserwacje
I
Wydziela się bezbarwny, bezwonny gaz.
II
Wytrąca się biały, krystaliczny osad.
III
Wydziela się bezbarwny gaz o charakterystycznym zapachu.
Zadanie 9. (3 pkt)
9.1
Przeanalizuj informację wstępną i podaj wzory substancji zmieszanych w probówkach I–III. Probówka I:
A …………….
B …………….
Probówka II:
X …………….
Y …………….
Probówka III:
Z …………….
W …………….
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 10. (3 pkt)
6
10.1
Zapisz w skróconej formie jonowej równania reakcji chemicznych, jakie zaszły w probówkach I–III. Probówka I: .................................................................................................................................................... Probówka II: . ................................................................................................................................................. Probówka III: .................................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt)
11.1 11.2
Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym schematem. I
X
H 2O
II
Y
H2O
III
Z
H2O
W doświadczeniu użyto próbek metali Mg, Na i Ca o takiej samej liczbie moli. Do probówek wlano jednakową objętość wody. Zaobserwowano roztwarzanie się metali. Czas roztwarzania wynosił: w probówce I – 7 s w probówce II – 125 s w probówce III – 7 godz. a) Zidentyfikuj metale X, Y, Z. X: ……………………………… Y: ………………………………… Z: ……………………………… b) Na podstawie budowy atomów tych metali i ich położenia w układzie okresowym uzasadnij przyczynę różnej szybkości reakcji tych metali z wodą. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 12. (2 pkt)
7
12.1 12.2
Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem.
palący się fosfor woda + oranż metylowy a) Zapisz przewidywane zmiany, które można zaobserwować podczas doświadczenia. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... b) Na podstawie graficznego opisu doświadczenia uzupełnij ciąg przemian, jakim uległ fosfor. Wpisz w odpowiednie pola wzory substratów i produktów reakcji.
P4
Zadanie 13. (2 pkt)
13.1
Dany jest wodny roztwór, w którym są jony: S2– i NH4+. Zaklasyfikuj podane jony do kwasów lub zasad według teorii Brönsteda. Uzasadnij swoją decyzję, pisząc odpowiednie równania reakcji tych jonów z wodą. Jon S2– NH4+
Teoria Brönsteda (kwas, zasada)
Równanie reakcji
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 14. (2 pkt)
8
14.1
W tabeli podano rozpuszczalność siarczanu(VI ) miedzi(II) w różnych temperaturach. Temperatura, ºC
0
10
30
40
Rozpuszczalność CuSO4, w g na 100 g wody
17
18
23
28
Określ, w jakiej temperaturze roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) o stężeniu procentowym wynoszącym 18,7% będzie roztworem nasyconym. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.
Zadanie 15. (2 pkt)
15.1 15.2
Zbudowano ogniwo ołowiowo-kadmowe, które można przedstawić za pomocą schematu: Cd│Cd2+║Pb2+│Pb a) Zapisz sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w tym ogniwie. ......................................................................................................................................................................... b) Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych.
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 16. (2 pkt)
9
16.1 16.2
Aniony dichromianowe(VI) reagują z etanolem w środowisku kwasowym według następującego schematu: Cr2O72– + CH3CH2OH + H+ → Cr3+ + CH3CHO + H2O Dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu tej reakcji za pomocą bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ….Cr2O72– + …CH3CH2OH + …H+ → …Cr3+ + …CH3CHO + …H2O
Zadanie 17. (2 pkt)
17.1
Oblicz stopień dysocjacji słabego monokarboksylowego kwasu organicznego, wiedząc, że pH tego roztworu wynosi 3, a stała dysocjacji kwasu wynosi 1,7 ∙ 10–5.
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
10
18.1
Zadanie 18. (2 pkt)
Oblicz entalpię reakcji zachodzącej w fazie gazowej: CH2 ═ CHCH3(g)
CH2 H2C
CH2(g)
mając następujące dane: 3C(s) + 3H2(g) 3C(s) + 3H2(g)
CH2 ═ CHCH3(g) CH2 H 2C
CH2(g)
0
ΔH1 = 20 kJ/mol 0
ΔH2 = 53,3 kJ/mol
Informacja do zadań 19–21. Związek organiczny, którego wzór przedstawiono poniżej, występuje w postaci izomerów geometrycznych. CH3 ─ CH ═ CH ─ CHO
Zadanie 19. (1 pkt)
19.1
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) tych izomerów. Izomer cis
Izomer trans
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 20. (1 pkt)
11
20.1
Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) produktu organicznego powstałego w reakcji związku, podanego w informacji do zadania, z roztworami CuSO4 i NaOH w podwyższonej temperaturze (próba Trommera).
Zadanie 21. (3 pkt)
21.1 21.2 21.3
Na związek organiczny o wzorze podanym w informacji działano bromem rozpuszczonym w CCl4 . a) Napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej, używając wzorów półstrukturalnych (grupowych). ......................................................................................................................................................................... b) Zapisz, jakie są oczekiwane obserwacje tej reakcji. ......................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... c) Stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej, określ typ tej reakcji. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 22. (1 pkt)
22.1
Acetylenki to pochodne etynu (acetylenu). Są to związki o charakterze soli, w których w miejsce atomów wodoru są podstawione atomy metali, np. sodu. Acetylenki w reakcji z wodą tworzą acetylen. Napisz równanie reakcji acetylenku sodu z wodą. .........................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 23. (4 pkt)
12
23.1 23.2
Poniżej podano schemat przemian, jakim ulega benzen. Cl2, kat. 1
3
Cl
NaOH(aq)
OH
2
CH3Cl, kat. CH3
a) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących zgodnie z podanym schematem przemian.
1. . ...................................................................................................................................................................
2. ....................................................................................................................................................................
3. . ...................................................................................................................................................................
b) Podaj nazwy produktów reakcji 1., 2. i 3. z powyższego schematu. 1. . ................................................................................................................................................................... 2. .................................................................................................................................................................... 3. . ...................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Zadanie 24. (3 pkt)
13
24.1
Przeprowadzono doświadczenia pokazane na rysunkach: I
HNO3 (stęż.)
albumina jaja kurzego
II
CuSO4 + NaOH
III
wodny roztwór glukozy
CuSO4 + NaOH
gliceryna
Zapisz, jakie są przewidywane obserwacje. Uwzględnij zmiany zabarwienia substratów i produktów reakcji.
I ......................................................................................................................................................................
II . ...................................................................................................................................................................
III ...................................................................................................................................................................
Zadanie 25. (3 pkt)
25.1 25.2
Kawałek mydła zawierającego palmitynian sodu o wzorze C15 H31COONa wrzucono do probówek zawierających substancje podane na rysunku. Zawartość probówek wstrząśnięto. I
mydło
woda + fenoloftaleina
II
mydło
woda wapienna
III
mydło
roztwór bromu w CCl 4
a) Podaj przewidywane zmiany zachodzące w probówkach I i III. Uwzględnij zmiany zabarwienia wskaźnika, substratów i produktów reakcji. I ......................................................................................................................................................................
III ................................................................................................................................................................... b) Zapisz w skróconej formie jonowej równanie reakcji przebiegającej w probówce II. .........................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
14
Informacja do zadań 26. i 27. Nitrometan, alanina, metyloamina, azotan(V) metylu to związki organiczne zawierające azot. Poniżej podano wzory tych związków: CH3NO2
Zadanie 26. (1 pkt)
CH3CH(NH2)COOH
CH3NH2
CH3ONO2
26.1
Każdy z podanych związków zakwalifikuj do odpowiedniej grupy związków organicznych, biorąc pod uwagę występujące w nich grupy funkcyjne. Związek organiczny
Nazwa grupy związków organicznych
nitrometan alanina metyloamina azotan(V) metylu
Zadanie 27. (2 pkt)
27.1
Z podanych w informacji związków wybierz związek o właściwościach amfoterycznych. Wybór uzasadnij, pisząc w formie cząsteczkowej równania reakcji tego związku z kwasem solnym i zasadą sodową.
.........................................................................................................................................................................
.........................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
Brudnopis
15
3
2
1
Zadanie
Zam Kor
Poziom rozszerzony
C
Wzór sumaryczny tlenku, w którym pierwiastek osiąga najwyższy stopień utlenienia
– za poprawne uzupełnienie kolumny tabeli: Pierwiastek Liczba elektronów walencyjnych Liczba powłok elektronowych SrO
X 2 5 CrO3
Y 6 4
– za napisanie równania reakcji: CO2 + 2NaOH → Na2CO3 + H2O lub CO2 + NaOH → NaHCO3
– za napisanie skróconej konfiguracji elektronowej: [He] 2s22p2 lub [He] 2s2p2
6
– za prawidłowe uzupełnienie schematu: 12
Odpowiedzi
Al2O3
Z 3 3
Uwagi
MODEL ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
3x1
1
2.1
3.1
1
1
1.2
1.1
za czynność
Punktacja
3
1
za zadanie 2
1
7
6
5
4
Zam Kor
1 1
5.3 6.1
c) ZnO + 2OH– + H2O → [Zn(OH)4]2–
lub inne prawidłowe określenie barw osadów
1
5.2
1 1
7.2
b) – za metodę – za obliczenia i wynik z jednostką: 0,103 dm3 np.: mtlenu = 2 g – 1,853 g = 0,147 g 32 g — 22,4 dm3 0,147 g — x x = 0,103 dm3 lub 217 g HgO — 22,4 dm3 O2 2 g HgO — x dm3 O2 x = 0,103 dm3
lub każda inna poprawna metoda
1
7.1
a) za napisanie równania reakcji: 2HgO → 2Hg + O2 lub HgO → Hg + ½O2
b) za podanie obserwacji: Zielonkawy osad Fe(OH)2 zmienia barwę na brunatną.
1
6.2
a) za wybór odczynnika: woda utleniona (H2O2)
1
5 wierszy – 3 pkt 3–4 wiersze – 2 pkt 2 wiersze – 1 pkt 0–1 wiersz – 0 pkt
5.1
bromek sodu miedź, grafit amoniak, bromek sodu
Nazwy substancji azot, grafit amoniak
4.1
a) za uzupełnienie opisu doświadczenia: I. Na2[Zn(OH)4] II. ZnCl2 b) za poprawne uzupełnienie zdań: Doświadczenie I – Tlenek cynku zachowuje się jak tlenek kwasowy. Doświadczenie II – Tlenek cynku zachowuje się jak tlenek zasadowy.
– za poprawne uzupełnienie wierszy tabeli: Warunek Mają wiązania kowalencyjne (atomowe) Mają wiązania kowalencyjne spolaryzowane (atomowe spolaryzowane) Mają budowę jonową Mogą przewodzić prąd elektryczny w stanie stałym Dobrze rozpuszczają się w wodzie
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
3
2
3
3
2
13
12
11
10
9
8
Zam Kor
P/F F F P F
NH4+
kwas
NH4+ + H2O ⇄ NH3 + H3O+
– za określenie charakteru jonu i napisanie równania reakcji: Jon Teoria Brönstada (kwas, zasada) Równanie reakcji zasada S2– S2– + H2O ⇄ HS– + OH–
– za podanie wzorów substancji zmieszanych w każdej z probówek: Probówka I A – Na2CO3 B – HCl lub odwrotnie Probówka II X – BaCl2 Y – MgSO4 lub odwrotnie Probówka III Z – NH4Cl W – NaOH lub odwrotnie – za napisanie jonowych równań reakcji: I. CO32– + 2H+ → CO2(↑) + H2O II. Ba2+ + SO42– → BaSO4(↓) III. NH4+ + OH– → NH3(↑) + H2O a) za identyfikację metali: X – Na (sód) Y – Ca (wapń) Z – Mg (magnez) b) za podanie uzasadnienia: np. (różna szybkość reakcji z wodą) wynika z różnych wielkości promieni atomowych lub różnej siły oddziaływań elektronów walencyjnych z jądrem atomowym lub różnej łatwości oddawania elektronów. a) za podanie obserwacji: Roztwór z oranżem metylowym zabarwił się na czerwono lub oranż metylowy zmienił zabarwienie z pomarańczowego na czerwone. b) za uzupełnienie ciągu przemian: O2 H 2O P4 P4O10 H3PO4
– za ocenę podanych zdań: Zdania Zmniejszenie ciśnienia obniża wydajność reakcji. Obniżenie temperatury nie wpływa na wydajność reakcji. Zwiększenie stężenia jodowodoru obniża wydajność reakcji. Użycie katalizatora zwiększa wydajność reakcji.
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
13.1
2x1
1
1
12.1 lub każda inna poprawna odpowiedź odpowiedź P2O5 nie będzie punktowana
12.2
1
1
3x1
11.2
11.1
10.1
3x1
4 poprawne odpowiedzi – 2 pkt 2–3 odpowiedzi – 1 pkt 0–1 odpowiedź – 0 pkt
lub każde inne poprawne uzasadnienie
należy uznać zapis równań reakcji bez (↑) lub (↓)
9.1
8.1
2
2
2
3
3
2
3
18
17
16
15
14
Zam Kor
K =1, 7 ⋅10−2 10−3
α =1, 7%
+ H + c0 = czyli K = α ⋅ H α
– za metodę – za obliczenia i wynik z jednostką: 33,3 kJ np.: ΔHx = ΔH02 – ΔH01 = 53,5 – 20 = 33,3 kJ
α=
K = α ⋅ c0
2
+ −3 np.: pH = 3 ⇒ H =10
– za metodę – za obliczenia i wynik z jednostką: α = 1,7·10–2 lub α = 1,7%
– za dobranie współczynników stechiometrycznych: Cr2O72– + 3CH3CH2OH + 8H+ → 2Cr 3+ + 3CH3CHO + 7H2O
– za bilans elektronowy: Cr2O72– + 14H+ + 6e– → 2Cr 3+ + 7H2O | (x 1) CH3CH2OH → CH3CHO + 2H+ + 2e– | (x 3)
b) za obliczenie SEM i podanie wyniku z jednostką: 0,26 V SEM = (Ek – Ea) = –0,14 + 0,40 = 0,26 V
– za metodę – za obliczenia i wynik z jednostką: T = 30ºC np.: 18,7 g — 100 g roztworu ⇒ 81,3 g wody 18,7 g — 81,3 g wody x — 100 g x = 23 g ⇒ T = 30ºC a) za napisanie sumarycznego równania reakcji: Cd0 + Pb2+ → Cd2+ + Pb0
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
VI
III
I
lub każda inna poprawna metoda
lub inna poprawna forma zapisu
C → C + 2e x 3
−I
Cr + 3e → Cr x 2
należy uznać również zapis:
18.1
17.1
1 1
1 1
1
1
16.1
16.2
1
1
1 1
15.2
15.1
14.1
2
2
2
2
2
4
22
21
20
19
Zam Kor
1 1 1 1
21.1 21.2 21.3 22.1
a) za napisanie równania reakcji: CH3 ─CH ═ CH─ CHO + Br2 → CH3 ─ CHBr─CHBr─CHO
c) za określenie typu reakcji: addycja lub przyłączanie
– za napisanie równania reakcji: NaC ≡CNa + 2H2O → 2NaOH + HC≡CH lub C2Na2 + 2H2O → 2NaOH + C2H2
b) za podanie obserwacji: Roztwór bromu odbarwia się lub zanika (pomarańczowe, brunatne) zabarwienie.
1
1
20.1
19.1
– za podanie wzoru produktu: CH3 ─ CH═ CH ─ COOH
– za napisanie wzorów izomerów geometrycznych: Izomer cis Izomer trans H 3C CHO H3C H C ═C C═ C H H H CHO
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
1
3
1
1
5
25
24
23
Zam Kor
kat.
kat.
+ NaOH(aq)
+ CH3Cl
Cl
+ Cl2
Cl
CH3
OH
+ HCl
+ HCl
+ NaCl
b) za napisanie równania reakcji: 2C15H31COO– + Ca2+ → (C15H31COO)2Ca (↓)
b) za podanie nazw: 1. chlorobenzen 2. hydroksybenzen (fenol, benzenol) 3. metylobenzen – za podanie obserwacji: I. Białko ścina się, powstaje żółty osad. II. Zanika niebieski galaretowaty osad, tworzy się ceglasty osad. III. Zanika niebieski galaretowaty osad, powstaje klarowny szafirowy roztwór. a) za podanie obserwacji: I. Mydło rozpuszcza się, roztwór zabarwia się na malinowo, powstaje piana. III. Nie zachodzą żadne zmiany, roztwór nie zmienia barwy.
3
2
1
a) za napisanie równań reakcji:
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
należy uznać zapis równania reakcji bez (↓)
25.2
1
2x1
3x1
24.1
25.1
1
3x1
23.2
23.1
3
3
4
6
27
26
Zam Kor
Nazwa grupy związków organicznych nitrozwiązki aminokwasy aminy estry
NH2
+
NH 3 Cl
–
NH2
NH 2� HCl
lub CH3CHCOOH + HCl → CH3CHCOOH
NH2
CH3CHCOOH + HCl → CH3CHCOOH
NH2
CH3CHCOOH + NaOH → CH3CHCOONa + H2O
– za napisanie równań reakcji:
– za uzupełnienie tabeli: Związek organiczny nitrometan alanina metyloamina azotan(V) metylu
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2011
lub każdy inny poprawny zapis
należy uznać odpowiedź: związki nitrowe, związki aminowe 27.1
26.1
2x1
1
2
1
7
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
1
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
MCH–R1
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC 2012
POZIOM rozszerzony Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1–32). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu / pióra tylko z czarnym tuszem / atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. Za rozwiązanie 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki wszystkich zadań oraz kalkulatora. można otrzymać łącznie Życzymy powodzenia! 60 punktów Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy KOD
PESEL ZDAJĄCEGO
ZDAJĄCEGO
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 1. (2 pkt)
2
1.1
Konfigurację elektronów walencyjnych w atomie azotu przedstawia zapis: 2s22p3. Wpisz w tabelę wszystkie poprawne wartości liczb kwantowych opisujących stan elektronów walencyjnych w atomie azotu. n
Wartości liczb kwantowych l
m
2s2 2p3
Zadanie 2. (1 pkt)
2.1
Pewien pierwiastek X, leżący w czwartym okresie układu okresowego pierwiastków, należy do bloku d, a maksymalny stopień utlenienia, który przyjmuje w związkach chemicznych, wynosi VI. Atomy tego pierwiastka mają sześć elektronów niesparowanych. Pierwiastek X roztwarza się w kwasie solnym, tworząc roztwór o barwie zielonoszarej. Napisz wzór i pełną podpowłokową konfigurację jonu pierwiastka X, który tworzy się w reakcji tego pierwiastka z kwasem solnym. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt)
3.1
3.2
W warunkach standardowych disiarczek węgla jest cieczą, którą wykorzystuje się jako rozpuszczalnik substancji o niepolarnej budowie cząsteczek. Cząsteczki CS2 mają budowę liniową, a ich moment dipolowy wynosi µ = 0 Cm. a) Narysuj wzór elektronowy kreskowy cząsteczki disiarczku węgla, uwzględniając jej kształt. Wzór cząsteczki disiarczku węgla:
b) Podkreśl wzory substancji, które rozpuszczają się w disiarczku węgla. HCl,
CCl4,
NaOH,
NaNO3,
NaHCO3,
CO2,
CH3COOH,
P4
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zam Kor
Zadanie 4. (3 pkt)
3
4.1
Poniżej podano wzory kilku związków chemicznych. Ba(OH)2,
HNO3,
NH4Cl,
HF,
Ca(NO3)2,
SO2
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz wzory związków o budowie jonowej, wzory jonów, z których są zbudowane, i nazwy anionów. Wzór związku o budowie jonowej
Zadanie 5. (2 pkt)
Wzory jonów (kationów i anionów)
Nazwa anionu
5.1 A
A Reakcje jądrowe można przedstawić schematem: Z X (a, b) Z 22Y , gdzie: ZA X – symbol nuklidu ulegającego wymuszonej przemianie jądrowej, a – symbol cząstki wywołującej przemianę, b – symbol cząstki emitowanej podczas przemiany, 1
1
1
1
A2 Z2
Y – symbol powstałego nuklidu.
Zapisz równania reakcji jądrowych, którym ulegają nuklidy rtęci, przebiegających według podanych niżej schematów: a)
200 80
Hg (p, α)
A2 Z2
Y
A2 Z2
Y
Równanie reakcji jądrowej: .................................................................................................................... b)
198 80
Hg (n, p)
Równanie reakcji jądrowej: ....................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt)
6.1
Położenie pierwiastków w układzie okresowym jest ściśle związane z budową ich atomów. Od budowy atomów zależą właściwości pierwiastków i związków chemicznych, które te pierwiastki tworzą. Na podstawie położenia pierwiastków w układzie okresowym uzupełnij poniższe zdania. Skreśl błędne stwierdzenia, zostawiając jedno poprawne. I. W okresie wraz ze wzrostem numeru grupy: a) liczba powłok elektronowych rośnie / jest stała / maleje; b) liczba elektronów walencyjnych pierwiastków grup bloku p rośnie / jest stała / maleje; c) charakter metaliczny pierwiastków rośnie / nie zmienia się / maleje, a charakter niemetaliczny pierwiastków rośnie / nie zmienia się / maleje. II. W grupach bloku p wraz ze wzrostem numeru okresu: a) aktywność chemiczna fluorowców rośnie / nie zmienia się / maleje; b) promienie atomów rosną / są stałe / maleją; c) moc kwasów beztlenowych rośnie / nie zmienia się / maleje.
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 7. (1 pkt)
4
7.1
W przemyśle amoniak otrzymuje się w reakcji syntezy z pierwiastków zachodzącej według podanego równania: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) ΔH° = – 92,4 kJ W reaktorze zamkniętym, w odpowiednich warunkach, dla powyższej reakcji ustalił się stan równowagi. Układ będący w stanie równowagi podgrzano. Wskaż poprawny wniosek dotyczący zmian szybkości i wydajności reakcji syntezy amoniaku oraz zmian szybkości reakcji rozkładu amoniaku po ogrzaniu układu będącego w stanie równowagi. Podniesienie temperatury układu o 30 K spowoduje: A B C D
pewien wzrost szybkości reakcji tworzenia amoniaku, ale też pewien wzrost szybkości reakcji rozkładu amoniaku, przy czym ogólna wydajność procesu syntezy będzie większa. wzrost wydajności reakcji syntezy amoniaku, ponieważ szybkość reakcji tworzenia amoniaku zwiększy się, a szybkość reakcji rozkładu amoniaku zmniejszy się. pewien wzrost szybkości reakcji rozpadu amoniaku, a zmniejszenie szybkości reakcji syntezy amoniaku, i dlatego wydajność reakcji syntezy amoniaku zmniejszy się. zmniejszenie wydajności reakcji syntezy amoniaku, chociaż szybkość reakcji syntezy amoniaku wzrośnie i szybkość reakcji rozkładu amoniaku wzrośnie.
Zadanie 8. (2 pkt)
8.1
Równanie kinetyczne reakcji wyznacza się doświadczalnie. Jedną z metod są pomiary szybkości reakcji przy stałym stężeniu jednego z substratów, a zmianie stężenia drugiego z substratów. Na podstawie danych w tabeli ustal równanie kinetyczne reakcji przebiegającej według sumarycznego równania: 2A(g) + B(g) → C(g) Przedstaw odpowiedni tok rozumowania lub obliczenia (w równaniu kinetycznym uwzględnij stałą szybkości reakcji k). [A] [mol·dm-3] 0,2 0,4 0,2 Rozwiązanie:
Odpowiedź:
[B] [mol·dm-3] 0,2 0,2 0,4
V [mol·dm-3·s-1] x 8·x 2·x
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
5
Informacja do zadań 9. i 10. Sporządzono wodne roztwory etanianu amonu (octanu amonu) i wodorosiarczku amonu o tym samym stężeniu równym 0,1 mol/dm3. Za pomocą uniwersalnych papierków wskaźnikowych zbadano odczyny sporządzonych roztworów. Na podstawie barwy papierków stwierdzono, że roztwór etanianu amonu ma odczyn obojętny, a roztwór wodorosiarczku amonu ma odczyn zasadowy.
Zadanie 9. (1 pkt)
9.1
Napisz wzory kwasów, od których pochodzą sole: etanian amonu i wodorosiarczek amonu, a następnie podkreśl wzór tego kwasu, który ma większą stałą dysocjacji. .........................................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt)
10.1
Napisz wzory wszystkich cząsteczek i jonów występujących w roztworze etanianu amonu. ..........................................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt)
11.1 11.2
Rozpuszczalność [g/100 g H2O]
Na wykresie obok przedstawiono krzywą rozpuszczalności azotanu(V) potasu.
180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 273 283 293 303 313 323 333 343 353
Temperatura [K]
a) Odczytaj z wykresu rozpuszczalność azotanu(V) potasu w temperaturze 40°C i 70°C. Rozpuszczalność azotanu(V) potasu w temperaturze 40°C wynosi: ...................................................... Rozpuszczalność azotanu(V) potasu w temperaturze 70°C wynosi: ...................................................... b) Oblicz, ile gramów azotanu(V) potasu wykrystalizuje się ze 150 g nasyconego w temperaturze 70°C roztworu, jeżeli ochłodzi się ten roztwór do temperatury 40°C. Rozwiązanie:
Odpowiedź:
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
6
Informacja do zadań 12. i 13. Mangan jest metalem bloku d i tworzy kilka tlenków, w których występuje na różnych stopniach utlenienia. Najważniejsze z nich to tlenek manganu(II), tlenek manganu(IV) i tlenek manganu(VII).Tlenki te różnią się właściwościami. Poniżej podano opisy, które dotyczą wymienionych tlenków. A. Tlenek ten w warunkach standardowych jest ciemną, oleistą cieczą. W reakcji z wodą tworzy fioletowy roztwór. Papierek uniwersalny w kontakcie z tym roztworem barwi się na czerwono. B. Tlenek ten nie reaguje z wodą, ale roztwarza się w kwasach. Sole manganu, zawierające kationy manganu na tym samym stopniu utlenienia, mają barwę bladoróżową, a w rozcieńczonych roztworach praktycznie są bezbarwne. C. Jest to ciało stałe o barwie od brunatnej do czarnej. Występuje w przyrodzie jako minerał o nazwie piroluzyt. Roztwarza się w kwasach, przy czym atomy manganu zmieniają wtedy swój stopień utlenienia. W odpowiednich warunkach reaguje z wodorotlenkami litowców, tworząc sole z anionami o wzorze MnO44 .Otrzymanie tych soli jest jednak bardzo trudne.
Zadanie 12. (1 pkt)
12.1
Przypisz podane w podpunktach A, B, C właściwości odpowiedniemu tlenkowi manganu. Odpowiedź umieść w tabeli, wpisując wzór wybranego tlenku. Opis
Wzór zidentyfikowanego tlenku
A B C
Zadanie 13. (1 pkt)
13.1
Uzupełnij poniższe zdania dotyczące zmian właściwości tlenków manganu w zależności od stopnia utlenienia manganu. W tym celu wpisz w pozostawioną lukę jeden wybrany wyraz. W podanym szeregu: tlenek manganu(II), tlenek manganu(IV), tlenek manganu(VII) a) rosną właściwości ....................................... (redukujące/utleniające) tych tlenków; b) rośnie charakter .......................................... (zasadowy/kwasowy) tych tlenków.
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 14. (2 pkt)
7
14.1 14.2
W czterech nieoznakowanych probówkach znajdują się wodne roztwory: azotanu(V) sodu, chlorku sodu, chromianu(VI) potasu, manganianu(VII) potasu. a) Na podstawie barwy wodnych roztworów wyżej wymienionych substancji jednoznacznie można zidentyfikować dwie spośród nich. Zapisz wzory tych substancji i podaj barwy ich roztworów. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. b) Zaprojektuj sposób identyfikacji pozostałych dwóch substancji. W tym celu wykorzystaj metodę strącania trudno rozpuszczalnej soli srebra(I). Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując wzory identyfikowanych substancji i wzór odczynnika. Napisz obserwacje wynikające z przeprowadzonego doświadczenia, które potwierdzą identyfikację. .........................................................
.........................................................
....................................................
....................................................
I
II
Obserwacje: .................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt)
15.1
Glin reaguje z mocnymi kwasami (np. kwasem solnym) i mocnymi zasadami (np. zasadą sodową), w wyniku czego w obu reakcjach powstaje ten sam gaz. W reakcji glinu z zasadą tworzy się również związek koordynacyjny, w którym liczba koordynacyjna jonu centralnego wynosi 4. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji glinu z kwasem i zasadą: Równanie reakcji z kwasem: .......................................................................................................................... Równanie reakcji z zasadą: .............................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 16. (2 pkt)
8
16.1
Na podstawie przedstawionych poniżej równań reakcji elektrodowych oraz wartości potencjałów standardowych oceń, czy są możliwe następujące procesy. A. Redukcja jonów Fe3+ przez jony Cr3+. B. Utlenienie jonów Fe2+ przez jony MnO4 . Odpowiedź uzasadnij, pisząc odpowiednie równanie sumaryczne, lub wyjaśnij, dlaczego reakcja nie zachodzi. I. Fe3+ + e− Fe 2+
E0 = 0,77 V
II. MnO−4 +8H+ + 5e− Mn 2+ + 4H 2 O
E0 = 1,52 V
III. Cr 3+ + e− Cr 2+
E0 = –0,41 V
Ocena tak / nie
Równanie reakcji lub uzasadnienie, dlaczego reakcja nie zachodzi
A B
Zadanie 17. (3 pkt)
17.1 17.2
Na podstawie danych zawartych w tabeli rozpuszczalności zaprojektuj doświadczenie otrzymywania wodorotlenków: miedzi(II) i żelaza(III). W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia wzorami substancji chemicznych wybranymi z przedstawionej poniżej listy. FeCl3(aq), FePO4,
CuSO4(aq),
Cu3(PO4)2,
KOH(aq),
H2O
Schemat doświadczenia: ...............................................
...............................................
Cu(OH)2
...............................................
I
Fe(OH)3
...............................................
II
b) Zapisz cząsteczkowe równania reakcji otrzymywania wskazanych wodorotlenków. Równania reakcji: I. ..................................................................................................................................................................... II. .....................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 18. (3 pkt)
9
18.1
Przeprowadzono elektrolizę wodnych roztworów: chlorku sodu, chlorowodoru i wodorotlenku sodu. W wyniku doświadczenia na elektrodach ujemnych we wszystkich elektrolizerach otrzymano ten sam produkt. W elektrolizerach 1. i 2. na elektrodzie dodatniej stwierdzono wydzielanie się tego samego gazu. Po zakończeniu elektrolizy odczyn roztworu w elektrolizerze 1. był obojętny, a w elektrolizerach 2. i 3. zasadowy. Na podstawie opisu przebiegu procesów elektrolizy wpisz w tabelę wzory gazów otrzymanych na elektrodach oraz wzory substancji poddanych elektrolizie. Elektrolizer 1
Elektrolizer 2
Elektrolizer 3
Produkt procesu katodowego Produkt procesu anodowego Wzór substancji poddanej elektrolizie
Zadanie 19. (1 pkt)
19.1
Zmieszano roztwór węglanu sodu z wodnym roztworem siarczanu(VI) miedzi(II) w stosunku molowym 1:1. W wyniku reakcji otrzymano zielony osad węglanu hydroksomiedzi(II) o wzorze [Cu(OH)]2CO3. Napisz cząsteczkowe równanie opisanej reakcji, wiedząc, że wśród substratów należy uwzględnić wodę. Równanie reakcji: ...........................................................................................................................................
Zadanie 20. (4 pkt)
20.1 20.2 20.3
Do wykrywania jonów azotanowych(V) stosuje się tzw. metodę obrączkową. Jej przebieg przedstawia poniższy opis.
Do nasyconego roztworu siarczanu(VI) żelaza(II) dodaje się roztwór azotanu(V) potasu. Następnie po ściance probówki powoli wlewa się stężony kwas siarkowy(VI), tak aby obie ciecze nie mieszały się. W trakcie doświadczenia następuje redukcja jonów azotanowych(V) do tlenku azotu(II), a jony żelaza(II) ulegają utlenieniu. Proces ten przedstawia schemat:
Fe 2+ + NO3− + H + → NO + Fe3+ + H 2 O Powstały tlenek azotu(II) reaguje z nadmiarem kationów żelaza(II) obecnych w roztworze, tworząc na granicy obu faz jon [Fe(H2O)5(NO)]2+ o brunatnym zabarwieniu.
a) Napisz w formie jonowej równania połówkowe procesu utleniania i procesu redukcji oraz dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym niżej schemacie. Równanie procesu utleniania: ................................................................................................................. Równanie procesu redukcji: ....................................................................................................................
....... Fe 2+ +....... NO−3 +....... H+ → ....... NO +....... Fe3+ +....... H 2 O b) Napisz w formie jonowej równanie reakcji powstawania jonu o wzorze [Fe(H2O)5(NO)]2+ Równanie reakcji: ....................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zam Kor
Zadanie 21. (1 pkt)
10
21.1
Związki organiczne mogą występować w postaci izomerów, np. geometrycznych czy optycznych. Poniżej podano wzory kwasów: fumarowego i maleinowego oraz wzory fenyloalaniny należącej do szeregu D i L. COOH H
C
C
HOOC
H
COOH H
HOOC
kwas fumarowy
C
C
H
H
H2N
NH2
CH2
COOH
kwas maleinowy
I
C
COOH H
CH2
fenyloalanina
II
C
fenyloalanina
III
IV
Korzystając z informacji oraz powyższych wzorów, wykonaj polecenia, a odpowiedzi wpisz do tabeli. Numer izomeru 1
Kwas fumarowy i maleinowy tworzą izomery geometryczne.
Izomerem geometrycznym cis jest związek oznaczony numerem: .............................................
2
Wzory III i IV przedstawiają izomery optyczne fenyloalaniny.
Izomerem należącym do szeregu L jest związek oznaczony numerem: ...............................
Zadanie 22. (2 pkt)
22.1
Ilość energii wydzielonej podczas tworzenia się wiązania lub koniecznej do jego rozerwania nazywana jest energią dysocjacji wiązania. Dla alkanów jest to energia, która musi być dostarczona w celu przekształcenia jednego mola węglowodoru w odpowiedni rodnik i atom wodoru (R – H → R• + H•). Istnieje również związek pomiędzy tendencją do tworzenia się rodników a ich trwałością – im łatwiej tworzy się rodnik, tym jest on trwalszy. W tabeli przedstawiono wartości energii dysocjacji wiązań przy wskazanym atomie wodoru. Energia dysocjacji wiązania [kJ/mol]
Wiązanie
H 3C
435
H
CH2
H3C
H
410
CH
H
CH3
410
H3C CH2 H H3C CH2
Wiązanie
Energia dysocjacji wiązania [kJ/mol]
398
CH3 H 3C
C
H
381
CH3 Źródło: Robert Thornton Morrison, Robert Neilson Boyd, Chemia organiczna, PWN, Warszawa 1990.
Na podstawie danych zawartych w tabeli sformułuj dwa wnioski: Wniosek I. dotyczący zależności między łatwością tworzenia się wolnych rodników a rzędowością atomów węgla. Wniosek II. określający zależność między trwałością wolnych rodników a rzędowością atomów węgla. Wniosek I. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... Wniosek II. ...................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
11
23.1 23.2 23.3
Zadanie 23. (3 pkt)
Dieny są węglowodorami zawierającymi dwa podwójne wiązania węgiel–węgiel. Dzielą się na trzy klasy w zależności od rozmieszczenia w cząsteczce wiązań podwójnych. Izolowany układ wiązań podwójnych: CH
CH
CH2
CH
CH
Sprzężony układ wiązań podwójnych: CH
CH
CH
CH
Skumulowany układ wiązań podwójnych: CH
C
CH
Układ wiązań podwójnych oddzielonych od siebie więcej niż jednym wiązaniem pojedynczym. Układ wiązań podwójnych występujących na przemian z pojedynczymi. Układ wiązań podwójnych występujących przy tym samym atomie węgla.
Wiązania podwójne w układzie izolowanym ulegają reakcji addycji niezależnie od siebie, tak jakby znajdowały się w różnych cząsteczkach. W reakcji addycji do dienów o sprzężonym układzie wiązań reagent może przyłączyć się nie tylko do pary sąsiadujących ze sobą atomów węgla (addycja 1,2), lecz także do atomów węgla znajdujących się na obu końcach sprzężonego układu wiązań (addycja 1,4). Dieny o takim układzie wiązań ulegają również polimeryzacji, w której zachodzi addycja typu 1,4. Na podstawie powyższych informacji wykonaj polecenia: a) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, zapisz równanie reakcji addycji dwóch moli bromu do jednego mola związku o wzorze: CH2
CH
CH2
CH
CH2 .................................................................................................................
b) Zapisz wzór półstrukturalny (grupowy) produktu reakcji jednego mola chlorowodoru do podanego związku, wiedząc, że reakcja zachodzi zgodnie z addycją 1,4: CH2
CH
CH
CH2
Wzór produktu: ........................................................................................................................................
c) Produktem reakcji polimeryzacji pewnego związku jest cis-poliizopren (kauczuk naturalny), którego fragment przedstawiono poniżej. Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) wyjściowego monomeru.
CH3 CH2
C
CH
CH2
n
Wzór monomeru: ..................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 24. (2 pkt)
12
24.1 24.2
Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg w formie jonowej skróconej przedstawia równanie reakcji: 3CH 3 − CH 2 − OH + 2Cr2O72- +16H + → 3CH 3 − COOH + 4Cr 3+ +11H 2 O
a) Uzupełnij poniższy schemat doświadczenia, wpisując wzory odczynników wybranych spośród przedstawionych poniżej. Cr2(SO4)3(aq), K2Cr2O7(aq), K2CrO4(aq), H2SO4, KOH(aq) etanol
............................................. + ............................................. b) Podaj obserwacje towarzyszące doświadczeniu, uwzględniając barwę roztworu przed i po reakcji. Obserwacje: ............................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt)
25.1
Glukoza w roztworze wodnym ulega reakcjom: A. ze świeżo strąconym Cu(OH)2, tworząc roztwór barwy szafirowej; B. z amoniakalnym roztworem Ag2O po łagodnym ogrzaniu, tworząc srebrzysty osad na ściankach naczynia. Na podstawie powyższych informacji wpisz w tabelę nazwy grup funkcyjnych, które powodują opisane efekty reakcji, oraz liczbę tych grup w cząsteczce glukozy. Reakcja
Nazwa grupy funkcyjnej
Liczba grup funkcyjnych
A B
Zadanie 26. (2 pkt)
26.1
Zapisz równania reakcji opisanych poniższym schematem przemian, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych: fenolan sodu
CO2, H2O
I
fenol
HNO3 (stęż.)
II
2,4,6–trinitrofenol (kwas pikrynowy)
Równanie reakcji I: .........................................................................................................................................
Równanie reakcji II: ........................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 27. (2 pkt)
13
27.1 27.2
Estry ulegają reakcji hydrolizy kwasowej i zasadowej. W reakcji hydrolizy kwasowej otrzymuje się kwas i alkohol, zaś w reakcji hydrolizy zasadowej – alkohol i sól kwasu. a) Podaj nazwy produktów reakcji hydrolizy zasadowej (zachodzącej pod wpływem wodorotlenku potasu) związku o wzorze: COOCH3 COOCH3 Nazwy produktów: ................................................................. i .....................................................................
b) Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) produktów reakcji hydrolizy kwasowej związku o wzorze:
COOH O
C
CH3
O
Wzory półstrukturalne produktów:
Zadanie 28. (1 pkt)
i
28.1
Na podstawie informacji zawartych w tabeli określ typ hybrydyzacji atomów węgla w podanych cząsteczkach.
Budowa cząsteczki Typ hybrydyzacji atomów węgla
C2H6
C2H2
C6H6
przestrzenna
liniowa
płaska
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 29. (1 pkt)
14
29.1
W roztworze wodnym znajdują się substancje: I
II
III
etanal
oktadekanian sodu
etanol
IV
fenol
V
kwas etanowy
VI
metanoamina
Uzupełnij tabelę, wpisując numery probówek, których roztwory powodują, że uniwersalny papierek wskaźnikowy przyjmuje określoną barwę. Barwa uniwersalnego papierka wskaźnikowego
Numery probówek
żółta zielononiebieska pomarańczowoczerwona
Informacja do zadań 30. i 31. Roztwór kwasu etanowego (octowego) o stężeniu 10% jest wykorzystywany jako środek konserwujący produkty spożywcze. Zwykle do marynowania stosuje się roztwór tego kwasu o stężeniu 3%.
Zadanie 30. (2 pkt)
30.1
Oblicz gęstość roztworu kwasu etanowego o stężeniu 3%, jeśli wiadomo, że 1 dm3 roztworu tego kwasu zawiera 0,5015 mola kwasu. Wynik podaj z dokładnością do części tysięcznych. Rozwiązanie:
Odpowiedź:
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Zadanie 31. (2 pkt)
15
31.1
Oblicz pH roztworu kwasu etanowego, wiedząc, że w 1 dm3 roztworu znajduje się 6,02 ∙ 1017 kationów wodoru. Rozwiązanie:
Odpowiedź:
Zadanie 32. (1 pkt)
32.1
Spalanie paliw kopalnych prowadzi do otrzymywania gazowych produktów, które przechodzą do powietrza, a następnie, rozpuszczając się w wodzie, powodują zmianę jej odczynu. Zapisz wzór jednego tlenku powstającego, obok tlenku węgla(IV), w procesie spalania paliw oraz określ, jak ten gaz wpływa na odczyn gleby. Wzór tlenku: ................................................................................................................................................... Wpływ na odczyn gleby: ................................................................................................................................
Zam Kor
Egzamin maturalny z chemii. Poziom rozszerzony Copyright by ZamKor P. Sagnowski i Wspólnicy spółka jawna, Kraków 2012
Brudnopis
16
2
ARKUSZE EGZAMINACYJNE
Informacja do zadañ 6. i 7. Badano próbkê wody przemys³owej zawieraj¹cej jony Mg2+, Pb2+ oraz Al3+.
Zadanie 6.
1 p.
Korzystaj¹c z tabeli rozpuszczalnoœci, dobierz jedn¹ sól, której roztwór dodany do badanej próbki pozwoli usun¹æ jony Pb2+ i Al3+ przy jednoczesnym pozostawieniu jonów Mg2+. Napisz wzór wybranej soli. Wzór soli: ...........................................................................................................................................
Zadanie 7.
2 p.
Napisz w formie jonowej równania reakcji obrazuj¹ce usuwanie jonów Pb
2+
i Al
3+
z roztworu badanej próbki wody
przemys³owej za pomoc¹ odczynnika wybranego w zadaniu nr 6. ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Informacja do zadañ 8. i 9. W naczyniu o pojemnoœci 1 dm3 przeprowadzono reakcjê chlorowodoru z tlenem wed³ug równania: 4 HCl(g) + O2(g) ¬ ® 2 H2O(g) + 2 Cl2(g)
DH < 0
Zadanie 8.
3 p.
Wiedz¹c, ¿e zmieszano 8 moli chlorowodoru ze stechiometryczn¹ iloœci¹ tlenu, a po dojœciu do stanu równowagi uk³ad zawiera³ 3 mole chloru, oblicz iloœci moli pozosta³ych substancji w stanie równowagi oraz sta³¹ równowagi powy¿szej reakcji. Obliczenia:
OdpowiedŸ: .........................................................................................................................................
Zadanie 9.
1 p.
Napisz, jak wzrost ciœnienia oraz wzrost temperatury wp³ywaj¹ na stan równowagi powy¿szej reakcji. Wzrost ciœnienia .................................................................................................................................. Wzrost temperatury .............................................................................................................................
CHEMIA. Poziom rozszerzony
Zadanie 10.
3 2 p.
3
3
Zmieszano 10 cm roztworu azotanu(V) srebra o stê¿eniu 0,02 mol/dm z roztworem chlorku sodu o takiej samej objêtoœci i stê¿eniu. Oblicz iloczyn stê¿eñ kationów srebra i anionów chlorkowych w roztworze otrzymanym po zmieszaniu roztworów wyjœciowych oraz na tej podstawie napisz, czy wytr¹ci³ siê osad chlorku srebra (iloczyn rozpuszczalnoœci chlorku srebra w temperaturze 25°C wynosi 1,56 · 10–10). Obliczenia:
OdpowiedŸ: .........................................................................................................................................
Zadanie 11.
2 p.
Roztwór azotanu(V) wapnia poddano elektrolizie. Napisz równania reakcji elektrodowych wiedz¹c, ¿e zastosowano elektrody platynowe. Reakcja katodowa: .............................................................................................................................. Reakcja anodowa: ...............................................................................................................................
Zadanie 12.
1 p.
Okreœl, jak zmienia siê pH roztworu w pobli¿u katody i w pobli¿u anody podczas trwania elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) wapnia z wykorzystaniem elektrod platynowych. Wybierz poprawn¹ odpowiedŸ spoœród nastêpuj¹cych: pozostaje bez zmian, roœnie, maleje. pH roztworu w pobli¿u katody ............................................................................................................... pH roztworu w pobli¿u anody ................................................................................................................
Zadanie 13.
3 p.
Przez elektrolizer zawieraj¹cy 190 cm3 roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) o stê¿eniu 1 mol/dm3 przepuszczono pr¹d o natê¿eniu 5 A. Oblicz, ile godzin musi trwaæ elektroliza, aby ca³a miedŸ wydzieli³a siê z roztworu (sta³a Faradaya F = 96500 C/mol). Obliczenia:
OdpowiedŸ: .........................................................................................................................................
4
ARKUSZE EGZAMINACYJNE
Informacja do zadañ 14. i 15. Wykonano doœwiadczenia przedstawione na poni¿szym rysunku, wykorzystuj¹c roztwory wodne substancji. Zwi¹zki chemiczne dodawane do probówek zosta³y u¿yte w nadmiarze.
Zadanie 14.
3 p.
Zapisz przewidywane obserwacje. Probówka I:......................................................................................................................................... Probówka II: ....................................................................................................................................... Probówka III: .....................................................................................................................................
Zadanie 15.
2 p.
Napisz w formie jonowej równania reakcji zachodz¹cych w probówkach II i III. Probówka II: ....................................................................................................................................... Probówka III: .....................................................................................................................................
Zadanie 16.
1 p.
Uzupe³nij poni¿sz¹ tabelkê, wpisuj¹c stopieñ utlenienia wyró¿nionych atomów w podanych substancjach. Cr2O72–
CH3CH2OH
CH3CHO
Stopieñ utlenienia
Zadanie 17.
2 p.
Stosuj¹c metodê bilansu elektronowego, dobierz wspó³czynniki stechiometryczne w poni¿szym równaniu. .... Cr2O72– + .... CH3CH2OH + .... H+ ® .... Cr3+ + .... CH3CHO + .... H2O Bilans elektronowy: ............................................................................................................................. .........................................................................................................................................................
Zadanie 18.
3 p.
Poni¿sza tabela dotyczy iloœci substancji odmierzonych w warunkach normalnych. Uzupe³nij j¹, przyjmuj¹c, ¿e gêstoœæ glinu wynosi 2,7 g/cm3, a wody 1 g/cm3. Masa próbki Al
Objêtoœæ
1 mol 1,7 g
Liczba atomów 6,02·1022
2,7 g
H2O NH3
Liczba moli
18 cm3 2,4·1023
CHEMIA. Poziom rozszerzony
Zadanie 19.
5 1 p.
Przeprowadzono ca³kowite uwodornienie styrenu w temperaturze 100°C oraz pod ciœnieniem 10 MPa z wykorzystaniem katalizatora niklowego.
— 2 —CH—CH
Wzór styrenu:
Napisz wzór pó³strukturalny (grupowy) produktu ca³kowitego uwodornienia styrenu. .........................................................................................................................................................
Zadanie 20.
2 p.
Kondensacj¹ aldolow¹ nazywamy reakcjê zwi¹zków karbonylowych przebiegaj¹c¹ wed³ug ogólnego schematu:
R1—C—C—C
— —
—
— — O
R4
R5
—
+ R3—C—C
R1 R2
OH R3 OH–
— —
—
— —
— — — C
R5
— —
H
O
R2 R4
O
gdzie R1 , R2 , R3, R4, R5 to grupy wêglowodorowe lub atomy wodoru. Dla aldehydów schemat przyjmuje postaæ:
R3
R3
H
— —
—
— — O
R1—CH—C—C
—
R1 H
R2
— —
+ R2—C—C
OH OH–
—
H
—
— — — C
— —
H
O
O
Korzystaj¹c ze schematu, napisz wzór produktu reakcji kondensacji aldolowej dwóch cz¹steczek propanonu oraz dwóch cz¹steczek etanalu. Produkt kondensacji aldolowej propanonu: .............................................................................................. ......................................................................................................................................................... Produkt kondensacji aldolowej etanalu: .................................................................................................. .........................................................................................................................................................
Zadanie 21.
3 p.
Uzupe³nij poni¿sz¹ tabelê, wpisuj¹c odczyn wodnego roztworu podanych zwi¹zków chemicznych.
Metanol
Etanolan sodu
Kwas fosforowy(V)
Octan amonu
Chlorek miedzi(II)
Odczyn wodnego roztworu
Zadanie 22.
3 p.
Uzasadnij odpowiedŸ dotycz¹c¹ odczynu roztworów kwasu fosforowego(V), octanu amonu (etanianu amonu) oraz chlorku miedzi(II), wpisuj¹c odpowiednie równania reakcji w formie jonowej. Równania reakcji Kwas fosforowy(V) Octan amonu (etanian amonu) Chlorek miedzi(II)
6
ARKUSZE EGZAMINACYJNE
Zadanie 23.
2 p.
Zaproponuj doœwiadczenie, które pozwoli zidentyfikowaæ zawartoœæ dwóch nieopisanych probówek zawieraj¹cych roztwory: w jednej etanolu, a w drugiej gliceryny (propano-1,2,3-triol). W tym celu wykonaj polecenia a) i b). a) Wybierz odpowiedni odczynnik spoœród podanych poni¿ej.
ö ö ö ö
woda bromowa, œwie¿o sporz¹dzony wodorotlenek miedzi(II), roztwór chlorku ¿elaza(III), kwas solny.
Wybrany odczynnik ……………………………………………………………………………. b) Zapisz spodziewane obserwacje dla ka¿dej z probówek. W probówce z etanolem ....................................................................................................................... W probówce z gliceryn¹ ........................................................................................................................ Informacja do zadañ 24. i 25. Poni¿ej przedstawiono schemat reakcji organicznych:
CaC2
1
etyn
2
etanal
Cu(OH)2, T
3
X
4
CH3COOCH2CH3
Zadanie 24.
3 p.
Stosuj¹c wzory pó³strukturalne (grupowe) zwi¹zków organicznych, napisz równania trzech kolejnych reakcji przebiegaj¹cych wed³ug powy¿szego schematu. Równanie 1.: ...................................................................................................................................... Równanie 2.: ...................................................................................................................................... Równanie 3.: ......................................................................................................................................
Zadanie 25.
2 p.
Napisz wzory pó³strukturalne (grupowe) dwóch zwi¹zków bêd¹cych homologami zwi¹zku CH3COOCH2CH3, przy czym jednego zawieraj¹cego 2 atomy wêgla (homolog I), a drugiego – trzy atomy wêgla (homolog II) oraz podaj ich nazwy systematyczne.
Homolog I
Homolog II
Wzór Nazwa systematyczna
Zadanie 26.
1 p.
Do dwóch probówek zawieraj¹cych zasadê sodow¹ z fenoloftalein¹ w jednej oraz kwas solny z oran¿em metylowym w drugiej dodano w nadmiarze metioninê. W obu probówkach nast¹pi³a zmiana zabarwienia wskaŸnika. Na podstawie powy¿szego doœwiadczenia okreœl charakter chemiczny metioniny. Metionina ma charakter chemiczny ........................................................................................................
CHEMIA. Poziom rozszerzony
7
Informacja do zadañ 27. i 28.
—
Aminokwasy w roztworach wodnych wystêpuj¹ w formie jonu obojnaczego. Metionina jest aminokwasem egzogennym o wzorze: CH3—S—CH2—CH2—CH—COOH.
NH2
Zadanie 27.
1 p.
Napisz wzór jonu obojnaczego metioniny. .........................................................................................................................................................
Zadanie 28.
2 p.
Stosuj¹c wzory pó³strukturalne (grupowe), napisz w formie cz¹steczkowej równania reakcji metioniny z wodorotlenkiem sodu oraz z kwasem solnym. ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Informacja do zadañ 29. i 30. Poni¿ej przedstawiono wzór pewnego tripeptydu.
O
—
—
—
—
— —
NH2
CH
— —
—
CH NH C
—
CH NH COOH
—
HSCH2 C
CH3
— —
— — —
O
CH—CH3
CH3
Zadanie 29.
1 p.
W powy¿szym wzorze tripeptydu zaznacz gwiazdk¹ ka¿dy asymetryczny atom wêgla.
Zadanie 30.
2 p.
Stosuj¹c wzory pó³strukturalne, napisz wzory trzech aminokwasów, które powstan¹ w wyniku ca³kowitej hydrolizy tego tripeptydu.
Zadanie 31.
1 p.
Poni¿ej przedstawiono fragment ³añcucha pewnego polimeru. CH3
—
CH3
—
CH3
—
CH3
—
—
CH3
—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH—CH2—
Napisz wzór pó³strukturalny (grupowy) zwi¹zku chemicznego bêd¹cego monomerem stosowanym do produkcji powy¿szego polimeru oraz podaj nazwê tego monomeru. Wzór pó³strukturalny (grupowy) monomeru: ........................................................................................... Nazwa monomeru: ...............................................................................................................................
KONIEC ARKUSZA EGZAMINACYJNEGO
Chemia Poziom rozszerzony 1. Chrom w zwiàzkach chemicznych mo˝e wykazywaç wartoÊciowoÊç II, III, VI. Podany schemat zawiera wzory wybranych zwiàzków chromu(III): CrCl3
4
pkt
4
pkt
1 2 $ Cr(OH)3 $ Na[Cr(OH)4]
$
3
Cr2(SO4)3 a) Napisz równania reakcji uj´tych w tym schemacie. b) O jakim charakterze chemicznym wodorotlenku chromu(III) Êwiadczà rekcje 2 i 3? 2. Pewien stop zawiera glin, miedê i magnez. Na trzy próbki tego stopu podzia∏ano kolejno: st´˝onym HNO3, roztworem NaOH i kwasem solnym. Przebieg doÊwiadczenia opisano w tabeli. Nr próby I.
CzynnoÊci Na pierwszà próbk´ podzia∏ano st´˝onym kwasem azotowym(V).
Obserwacje Stop roztwarza si´, wydziela si´ brunatny gaz, a roztwór przyjmuje barw´ niebieskà.
st´˝ony HNO3
stop
II.
Na drugà próbk´ podzia∏ano roztworem zasady sodowej.
Cz´Êç stopu roztwarza si´ i wydziela si´ bezbarwny gaz.
roztwór NaOH
stop
III.
Do trzeciej próbki stopu dodano rozcieƒczony kwas solny.
Cz´Êç stopu roztwarza si´ i wydziela si´ bezbarwny gaz.
rozcieƒczony HCl
stop
a) Podaj, które metale stopu uleg∏y reakcjom w kolejnych próbach. b) Napisz po jednym równaniu reakcji tych metali z udzia∏em st´˝onego kwasu azotowego(V), zasady sodowej i kwasu solnego. C h e m i a . Po z i o m r o z s z e r z o n y
ZADANIA TESTOWE. PRÓBNA MATURA Z OPERONEM I „GAZETÑ WYBORCZÑ” ■
3. Zaplanuj doÊwiadczenie pozwalajàce otrzymaç wodorotlenek miedzi(II), jeÊli masz do dyspozycji miedê, st´˝ony kwas azotowy(V), wod´ i sód. Podaj kolejne czynnoÊci, które trzeba wykonaç, i napisz równania reakcji chemicznych, ilustrujàce zaplanowane doÊwiadczenie.
4
pkt
4. Napisz równanie reakcji syntezy metalu z niemetalem. O pierwiastkach tych wiesz, ˝e: a) masa 10 atomów metalu wynosi 3,83 · 10–22 g; b) masa atomu niemetalu jest 5,52 razy wi´ksza od masy atomu metalu.
3
pkt
5. Mieszanina zawiera amoniak i tlenek azotu(I) w stosunku obj´toÊciowym 3 : 1. Oblicz sk∏ad mieszaniny w procentach masowych.
2
pkt
6. Oblicz, jakà obj´toÊç zajmie w temperaturze 273 K i pod ciÊnieniem 1200 hPa amoniak, który wydzieli si´ w reakcji rozk∏adu 1,4 mola chlorku amonu.
2
pkt
7. W wyniku reakcji pewnego metalu ze st´˝onym kwasem siarkowym(VI) wydzieli∏o si´ 0,112 dm3 (w warunkach normalnych) bezbarwnego gazu o duszàcym zapachu oraz powsta∏o 1,56 g soli, w której metal jest jednowartoÊciowy. Na podstawie obliczeƒ, ustal wzór i nazw´ otrzymanej soli.
4
pkt
8. Uczeƒ doda∏ pewnà iloÊç sta∏ego NaOH do 100 g 5% roztworu zasady sodowej i otrzyma∏ roztwór o st´˝eniu 20%. Nast´pnie odparowa∏ z roztworu 12 cm3 wody. Oblicz mas´ i st´˝enie procentowe roztworu, który pozosta∏ w kolbie.
3
pkt
9. Do trzech zlewek zawierajàcych 94,4 g wody dodano kolejno: 5,6 g tlenku potasu, 5,6 g wodorku potasu i 5,6 g wodorotlenku potasu. Otrzymano roztwory o takim samym sk∏adzie jakoÊciowym i ró˝nych st´˝eniach. Podaj, jakà substancj´ zawiera∏y wszystkie roztwory, i oblicz ich st´˝enia procentowe.
4
pkt
10. Uzupe∏nij podane równania przemian promieniotwórczych, wpisujàc symbole powstajàcych pierwiastków, ich liczby atomowe i liczby masowe:
3
pkt
11. Wska˝, których z wymienionych informacji o pierwiastku i budowie jego atomu nie mo˝na odczytaç z konfiguracji elektronowej pierwiastka: 1) liczby masowej; 2) liczby atomowej; 3) liczby elektronów walencyjnych; 4) ∏adunku jàdra atomowego; 5) po∏o˝enia w uk∏adzie okresowym (numer okresu, grupy, bloku energetycznego); 6) liczby neutronów w jàdrze atomowym. Podaj mo˝liwe informacje dla pierwiastka o konfiguracji elektronowej: 1s2 2s22p6 3s23p4.
3
pkt
12. Na podanych wzorach zaznacz wiàzania d i r oraz wiàzania jonowe.
5
pkt
CzynnoÊci
Równania reakcji
1.
1.
2.
2.
3.
3.
27 ___ + Al + a $ ___ + 10n ; b) 212 a) 13 83Bi $
N|
b) H
O
N
– 2+
d) Ca
S
O
–
H
O C O
O
e)
H
+
N$H
–
O O
N
$
H
H
c)
$
a) |N
___ + 4He e; c) 227 90Th $ 2
0 –1
H
O
C h e m i a . Po z i o m r o z s z e r z o n y
ZADANIA TESTOWE. PRÓBNA MATURA Z OPERONEM I „GAZETÑ WYBORCZÑ” ■
13. Reakcja mieszaniny chlorowcopochodnych z sodem nazywa si´ reakcjà Würtza. Mo˝na jà przedstawiç nast´pujàcym schematem:
2
pkt
2
pkt
7
pkt
2
pkt
17. Wska˝ zdania prawdziwe: 1) W czàsteczce chiralnej muszà si´ znajdowaç co najmniej dwa asymetryczne atomy w´gla. 2) Czàsteczka, która ma p∏aszczyzn´ symetrii, jest achiralna. 3) Racemat to równomolowa mieszanina enancjomerów, która nie skr´ca p∏aszczyzny Êwiat∏a spolaryzowanego. 4) Wszystkie zwiàzki o konfiguracji wzgl´dnej D sà prawoskr´tne. 5) Enancjomery majà takie same temperatury topnienia. 6) Âwiat∏o spolaryzowane to wiàzka fal drgajàcych w ró˝nych p∏aszczyznach.
2
pkt
18. Majàc dany wzór sumaryczny C3H6O2, napisz: a) wzory pó∏strukturalne dwóch zwiàzków zawierajàcych grup´ estrowà; b) wzór pó∏strukturalny zwiàzku zawierajàcego grup´ karboksylowà; c) wzór pó∏strukturalny hydroksyaldehydu, którego czàsteczka jest achiralna; d) wzory Fischera dwóch enancjomerów hydroksyaldehydu, którego czàsteczka zawiera asymetryczny atom w´gla.
4
pkt
R1—R1 R1X + R2 X + 2 Na
$ R1—R2 + 2 NaX R2—R2
Napisz wzory sumaryczne produktów, które powstanà w wyniku reakcji mieszaniny C2H5Br i CH3Cl z sodem. 14. Stosowana w syntezie organicznej reakcja Friedela i Craftsa polega mi´dzy innymi na wprowadzeniu do pierÊcienia aromatycznego grupy alkilowej lub arylowej wed∏ug schematu: AlCl3
Ar + R—Cl $ Ar—R + HCl;
AlCl3
Ar + Ar—Cl $ Ar—Ar + HCl
Zapisz dwa równania reakcji ilustrujàce t´ syntez´, w których substratami niech b´dà nast´pujàce substancje: benzen, 1-chloropropan i chlorobenzen. 15. Dokoƒcz równania reakcji lub zaznacz, ˝e reakcja nie zachodzi, a nast´pnie uszereguj kwasy wyst´pujàce w równaniach zgodnie z malejàcà mocà. a) 2 HCOOH + Na2CO3 b) H2SO4 + Na2CO3 c) HCOOH + CH3COONa
$ ___ $ ___ $ ___
d) HCOOH + Na2SO4 e) 2 CH3COOH + CaCO3 f) CH3COOH + (HCOO)2Mg
$ ___ $ ___ $ ___
16. Poliakrylany to tworzywa stosowane jako kleje, lakiery, Êrodki impregnujàce. Przyk∏adem takiego tworzywa jest polimer o wzorze:
—
COOCH3
—CH2—CH—
n
a) Podaj wzór monomeru. b) Napisz równanie reakcji polimeryzacji.
C h e m i a . Po z i o m r o z s z e r z o n y
ZADANIA TESTOWE. PRÓBNA MATURA Z OPERONEM I „GAZETÑ WYBORCZÑ” ■
dm3 mol $ s w temperaturze 25°C. Oblicz szybkoÊç reakcji hydrolizy w temperaturze 25°C w roztworze, w któmol mol rym st´˝enie molowe estru wynosi 1,5 , a st´˝enie zasady jest równe 2 . Oblicz szybkoÊç 3 dm dm3 mol tej reakcji, gdy st´˝enie zasady osiàgn´∏o wartoÊç 1,5 . dm3 Równanie kinetyczne ma postaç V = k · Cestru · Czasady. 19. Sta∏a szybkoÊci reakcji hydrolizy octanu etylu w roztworze zasady sodowej wynosi 0,085
2
pkt
20. Entalpia ∆H ° tworzenia tlenku azotu(II) w temperaturze 298 K wynosi 180,7 kJ/mol. Oblicz entalpi´ reakcji: a) N2(g) + O2(g) $ 2 NO(g) b) NO2(g) $ 0,5 N2(g) + 0,5 O2(g)
4
pkt
21. Podczas reakcji 5,4 g glinu z siarkà zosta∏o przekazane z uk∏adu do otoczenia 50,9 kJ energii na sposób ciep∏a. Napisz równanie termochemiczne reakcji.
3
pkt
– 22. Uzgodnij równanie reakcji MnO24 + H2O $ MnO4 + MnO2 + OH , stosujàc zasad´ bilansu elektronowego i okreÊl typ tej reakcji.
2
pkt
23. W roztworach soli: magnezu, srebra, ˝elaza(II) i cynku zanurzono blaszki cynkowà i ˝elaznà. a) Zaznacz w tabeli (znakiem +), w którym przypadku zajdzie reakcja.
6
pkt
2
pkt
25. Stopieƒ dysocjacji jednowodorotlenowej zasady w 0,01-molowym roztworze wynosi 1%. Oblicz [H+], [OH–], pH, pOH tego roztworu oraz sta∏à dysocjacji zasady.
5
pkt
26. W czterech probówkach umieszczono po 2 cm3 0,1-molowych roztworów: BaCl2, Zn(NO3)2, K2SO4, NH4Cl. Do ka˝dej probówki dodano porcjami 4 cm3 0,3-molowego roztworu zasady sodowej. a) Zapisz, co zaobserwowano w ka˝dej probówce. b) Podaj wzory tych soli (spoÊród wymienionych w zadaniu), których roztwory mo˝na zidentyfikowaç, stosujàc tylko zasad´ sodowà. Napisz jonowe równania zachodzàcych reakcji.
7
pkt
Kationy metali w roztworach soli Metal Mg2+
Ag+
Fe2+
Zn Fe
Zn2+ ——
——
b) Napisz równania jonowe zachodzàcych reakcji. c) Zaproponuj czàsteczkowe równania tych reakcji. 24. Schematy przedstawiajà cztery ogniwa. W nawiasach podano st´˝enia molowe jonów. Uszereguj te ogniwa zgodnie z rosnàcà si∏à elektromotorycznà. 1) 2) 3) 4)
Zn|Zn2+(1)||Cu2+(1)|Zn; Zn|Zn2+(1)||Ag2+(1)|Ag; Zn|Zn2+(1)||Cu2+(0,5)|Cu; Zn|Zn2+(1)||Ag+(1,5)|Ag
C h e m i a . Po z i o m r o z s z e r z o n y
ZADANIA TESTOWE. PRÓBNA MATURA Z OPERONEM I „GAZETÑ WYBORCZÑ” ■
27. Iloczyn rozpuszczalnoÊci siarczanu(VI) wapnia wynosi KSOCaSO4 = 6,4 · 10–5. Oblicz st´˝enie kationów wapnia w nasyconym roztworze tej soli.
2
pkt
28. Na podstawie po∏o˝enia selenu (Z = 34) w uk∏adzie okresowym wybierz spoÊród podanych informacji te, które sà prawdziwe: a) Tworzy wodorek o wzorze H2Se. b) Tworzy tlenek amfoteryczny. c) Jest pierwiastkiem kwasotwórczym. d) W jego atomie wyst´pujà 2 elektrony niesparowane. e) W stanie wolnym ma w∏aÊciwoÊci utleniajàce. f) Jest niemetalem aktywniejszym od siarki.
2
pkt
29. W wyniku bromowania propanu w obecnoÊci Êwiat∏a powstajà ró˝ne bromopochodne, a wÊród nich zwiàzki o wzorze sumarycznym C3H6Br2. Podaj wzór pó∏strukturalny i nazw´ izomeru o sk∏adzie C3H6Br2, zawierajàcego w czàsteczce asymetryczny atom w´gla.
2
pkt
30. Sta∏e dysocjacji trzech kwasów wynoszà: K = 1,6 . 10–3
3
pkt
4
pkt
5
pkt
3
pkt
CH3ClCOOH
KC H COOH = 6,6 . 10–5 K = 1,8 . 10–5 6
5
CH3COOH
Ustal, który z tych kwasów znajduje si´ w roztworze, je˝eli st´˝enie kationów wodoru w tym roztworze wynosi 0,008 mol/dm3, a st´˝enie czàsteczek niezdysocjowanych jest równe 0,04 mol/dm3. Oblicz stopieƒ dysocjacji kwasu w tym roztworze. 31. Poni˝szy schemat zawiera wzory wybranych zwiàzków cyny(II): 1
2
SnCl2 $ Sn(OH)2 $ Na[Sn(OH)3] $
3
SnSO4 a) Napisz równania reakcji opisanych tym schematem. b) O jakim charakterze chemicznym wodorotlenku cyny(II) Êwiadczà rekcje 2 i 3? 32. Narysuj wzory elektronowe (kropkowe lub kreskowe) czàsteczek: CS2, H2O, SO2. SpoÊród podanych wzorów sumarycznych czàsteczek wypisz wzór czàsteczki: a) niepolarnej b) w której wyst´puje wiàzanie koordynacyjne
CH2OH
+
H3N—C—H —
H3N—C—H
—
CH2OH
+
—
—
H2N—C—H
—
—
33. Punkt izoelektryczny seryny wynosi 5,68. W roztworach o ró˝nym pH seryna wyst´puje w trzech postaciach: 1) 2) 3) COOH– COO– COO–
CH2OH
Dobierz odpowiednià postaç seryny do podanych wartoÊci pH roztworów (wpisz obok wartoÊci pH odpowiedni numer). pH 2 pH 5,68 pH 9 C h e m i a . Po z i o m r o z s z e r z o n y
ZADANIA TESTOWE. PRÓBNA MATURA Z OPERONEM I „GAZETÑ WYBORCZÑ” ■
34. Kolejne wiersze tabeli przedstawiajà konfiguracj´ elektronowà ró˝nych jonów i ich ∏adunek. Do kolumny trzeciej wpisz po jednym wzorze przyk∏adowego jonu. Z tabeli wypisz jony, które majà konfiguracj´ elektronowà helowca stosowanego do wype∏niania lamp jarzeniowych.
4
pkt
35. Pierwszà reakcjà jàdrowà przeprowadzonà przez naukowców by∏a reakcja izotopu 14N z czàstkà a powsta∏à podczas rozpadu izotopu 210Pb. W wyniku tej reakcji atom azotu przekszta∏ci∏ si´ w atom tlenu 17O. Napisz równanie reakcji rozpadu nuklidu 210Pb i opisanej reakcji jàdrowej z udzia∏em 14N.
2
pkt
36. Na 2 g stopu miedzi, cynku i magnezu podzia∏ano kwasem solnym i otrzymano 672 cm3 wodoru w przeliczeniu na warunki normalne. Stop zawiera∏ 32,5% cynku. Oblicz zawartoÊç procentowà miedzi w stopie.
6
pkt
37. Cztery probówki oznaczono cyframi od 1 do 4. W ka˝dej z probówek znajdowa∏ si´ roztwór w´glanu sodu. Do probówek dodano: kwas solny, fenoloftalein´, roztwór chlorku wapnia, roztwór zasady potasowej. Zaobserwowano: w 1 – wytràcenie si´ osadu; w 2 – wydzielenie si´ gazu; w 3 – zabarwienie si´ roztworu; w 4 – nie zaobserwowano ˝adnych zmian. Na podstawie opisanych obserwacji przyporzàdkuj numerom probówek dodane substancje. Napisz równania reakcji (w formie czàsteczkowej i jonowej) zachodzàce w probówkach 1, 2 i 3.
7
pkt
38. Do trzech kolb miarowych o pojemnoÊci 250 cm3, 500 cm3 i 1000 cm3 wprowadzono odpowiednio 6 g NaOH, 15,9 g Na2CO3 i 32,8 g Na3PO4, nast´pnie rozpuszczono w ma∏ych iloÊciach wody i uzupe∏niono wodà do kreski. Oblicz st´˝enie molowe ka˝dego roztworu i st´˝enie molowe jonów sodu w ka˝dym z nich.
4
pkt
39. Do ka˝dej pary produktów wymienionych w tabeli podaj po dwa przyk∏ady zwiàzków, których roztwory wodne nale˝y poddaç elektrolizie w celu otrzymania tych produktów. Zwiàzki dobierz tak, aby wyst´powa∏y wÊród nich kwasy, zasady i sole.
3
pkt
Konfiguracja
¸adunek
1s2
–1
1s2
+1
1s2 2s22p6
–3
1s2 2s22p6
–1
1s2 2s22p6
+1
1s2 2s22p6
+3
1s2 2s22p6 3s23p6 3d5
+2
1s2 2s22p6 3s23p63d5
+3
Lp.
Produkty
1.
katoda: Cu, anoda: O2
2.
katoda: H2, anoda: O2
3.
katoda: H2, anoda: Cl2
Wzór jonu
Wzory zwiàzków
C h e m i a . Po z i o m r o z s z e r z o n y
ZADANIA TESTOWE. PRÓBNA MATURA Z OPERONEM I „GAZETÑ WYBORCZÑ” ■
40. Na podstawie podanych informacji zaklasyfikuj poni˝sze reakcje jako: egzoenergetyczne lub endoenergetyczne. a) 2 CO(g) + O2(g) E 2 CO2(g) DH < 0 b) Stan równowagi reakcji N2(g) + O2(g) E 2 NO(g) ze wzrostem temperatury przesuwa si´ w kierunku tworzenia NO. c) WartoÊç sta∏ej równowagi reakcji CO(g) + 3 H2(g) E CH4(g) + H2O(g) w temperaturze 800 K wynosi 32,5, a w temperaturze 1000 K ma wartoÊç 0,039.
2
pkt
41. Podczas dzia∏ania na stop miedzi i cynku nadmiarem kwasu solnego wydzieli∏o si´ 1,12 dm3 wodoru (w warunkach normalnych). Oblicz mas´ stopu, je˝eli wiadomo, ˝e zawiera∏ 10% cynku.
3
pkt
42. Zaznacz zwiàzek, który mo˝e wyst´powaç w postaci izomerów cis-trans, i podaj wzory tych izomerów: a) 1,1-dichloropropen; b) 2,3-dimetylobut-2-en; c) 2,3-dibromobut-2-en; d) but-1-yn.
3
pkt
43. W wyniku hydrolizy estru powsta∏ kwas alkanowy, którego masa molowa wynosi 88 g/mol, i alkohol o masie molowej równej 62 g/mol, zawierajàcy 51,61% tlenu. W reakcji otrzymanego alkoholu z wodorotlenkiem miedzi(II) powstaje granatowy roztwór. Dokonaj obliczeƒ i podaj wzór pó∏strukturalny estru.
4
pkt
44. Oblicz st´˝enie molowe roztworu kwasu benzoesowego o pH = 3. Sta∏a dysocjacji tego kwasu K = 6 · 10–5. Podaj st´˝enie molowe jonów H+ i OH– w tym roztworze.
4
pkt
45. Rozpuszczono 0,005 mola kwasu azotowego(III) w wodzie, uzyskujàc 0,5 dm3 roztworu, którego stopieƒ dysocjacji wynosi 10%. Oblicz pH tego roztworu.
3
pkt
46. Zmieszano 100 cm3 roztworu Ca(NO3)2 o st´˝eniu 1 · 10–3 mol/dm3 z 50 cm3 roztworu Na2SO4 o st´˝eniu 2 · 10–3 mol/dm3. Dokonaj odpowiednich obliczeƒ i ustal, czy wytràci si´ osad CaSO4. Iloczyn rozpuszczalnoÊci tej soli IR = 6,3 · 10–5.
4
pkt
47. Napisz sumaryczne równanie reakcji zachodzàcej podczas elektrolizy wodnego roztworu HCl. Podaj, jak si´ zmienia pH tego roztworu podczas elektrolizy. Odpowiedê uzasadnij.
3
pkt
48. Wymieƒ cztery rodzaje dzia∏aƒ, które spowodujà przesuni´cie równowagi egzotermicznej reakcji: N2(g) + 3 H2(g) E 2 NH3(g) w kierunku tworzenia produktu.
2
pkt
49. Pewien w´glowodór zawiera 85,72% C. Wyznacz mas´ czàsteczkowà i wzór sumaryczny tego zwiàzku, wiedzàc, ˝e jego g´stoÊç jest 21 razy wi´ksza od g´stoÊci wodoru.
3
pkt
50. Czàsteczka jednego z izomerów chlorobutanu jest chiralna. Podaj jej wzór pó∏strukturalny. W wyniku chlorowania tej czàsteczki mo˝e powstaç kilka dichloropochodnych, ale tylko jedna z nich wykazuje czynnoÊç optycznà. Narysuj jej wzór pó∏strukturalny.
2
pkt
C h e m i a . Po z i o m r o z s z e r z o n y
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
(Wpisuje zdaj¹cy przed rozpoczêciem pracy)
Miejsce na naklejkê z kodem
KOD ZDAJ¥CEGO MCH-W2A1P-021
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdaj¹cego 1. Proszê sprawdziæ, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron. Ewentualny brak nale¿y zg³osiæ przewodnicz¹cemu zespo³u nadzoruj¹cego egzamin. 2. Proszê uwa¿nie czytaæ wszystkie polecenia i informacje do zadañ. 3. Rozwi¹zania i odpowiedzi nale¿y zapisaæ czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka¿dym zadaniu. 4. W rozwi¹zaniach zadañ rachunkowych trzeba przedstawiæ tok rozumowania prowadz¹cy do ostatecznego wyniku oraz pamiêtaæ o jednostkach. 5. W trakcie obliczeñ mo¿na korzystaæ z kalkulatora. 6. Proszê pisaæ tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisaæ o³ówkiem. 7. Nie wolno u¿ywaæ korektora. 8. B³êdne zapisy trzeba wyranie przekreliæ. 9. Brudnopis nie bêdzie oceniany. 10. Obok ka¿dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, któr¹ mo¿na uzyskaæ za jego poprawne rozwi¹zanie. 11. Do ostatniej kartki arkusza do³¹czona jest karta odpowiedzi, któr¹ wype³nia egzaminator. ¯yczymy powodzenia !
(Wpisuje zdaj¹cy przed rozpoczêciem pracy)
PESEL ZDAJ¥CEGO
ARKUSZ II MAJ ROK 2002
Za rozwi¹zanie wszystkich zadañ mo¿na otrzymaæ ³¹cznie 60 punktów
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 22. (1 pkt)
Ustal, w którym jonie metal Me ma najwy¿szy stopieñ utlenienia:
A. MeO −4
( aq )
2− 7 ( aq )
B. Me2O C. MeO 24−
( aq )
D. MeO
2− 2 ( aq )
Zadanie 23. (1 pkt) Które z podanych jonów: NO 3− , SO 24 − , S 2 − , Cl − , Fe 2 + , Cu+ mog¹ w reakcjach redoks pe³niæ rolê: utleniacza, reduktora oraz utleniacza i reduktora? utleniacza
A. B. C. D.
reduktora
utleniacza i reduktora
S 2 − , NO 3−
Cu + , SO 24 −
Fe 2 + , Cl− ,
SO 24 − , S 2 −
NO3− , Fe 2 +
Cl− , Cu+
NO 3− , SO 24 −
Cl − , S 2 −
Fe 2 + , Cu+
NO 3− , SO 24 −
Fe 2 + , Cu+
Cl− , S 2 −
Zadanie 24. (1 pkt)
Wybierz wzory cz¹steczek zwi¹zków, które s¹ homologami benzenu: CH3
I A. B. C. D.
II I i II, II i III, IV i V, II i V.
CH3
C2H5
CH=CH2
CH3
III
IV
CH3
V
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
3
Zadanie 25. (1 pkt)
Wska¿ g³ówne produkty (X,Y, Z) reakcji przebiegaj¹cych wed³ug schematu: +NaOH
CH2 – COOH
+HBr
NH2
+C2H5OH
X A.
B.
C. D.
X Y Z
Y
Z
CH2 – COOH
CH2 – COOH
CH2 – COOC2H5
NHNa
NH3Br
NH2
CH2 – COONa
CH2 – COOBr
CH2 – COOC2H5
NH2
NH2
NH2
CH2 – COONa
CH2 – COOH
CH2 – COOCH2CH3
NH2
NH3Br
NH2
CH2 – COONa
CH2 – COOH
CH2 – COOCH3
NH2
NH2Br
NH2
Zadanie 26. (1 pkt) Freony (mieszane fluorochlorowêglowodory) rozpuszczalniki i gazy none w aerozolach, gdy¿:
A. B. C. D.
nie
powinny
s¹ toksyczne dla cz³owieka, przedostaj¹c siê do atmosfery, niszcz¹ warstwê ozonow¹, s¹ ³atwopalne, przyczyniaj¹ siê do powstawania kwanych deszczów.
byæ
stosowane
jako
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Informacja do zadañ 27. 28. i 29.
Wodór jest gazem, który tworzy po³¹czenia z ró¿nymi pierwiastkami. Przyk³adami takich zwi¹zków s¹ metan i amoniak (CH4 i NH3).
Zadanie 27. (2 pkt)
Okrel charakter wi¹zañ w cz¹steczkach wodoru i amoniaku. .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt)
Wyjanij, dlaczego amoniak dobrze rozpuszcza siê w wodzie, a metan jest w niej praktycznie nierozpuszczalny? .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
Zadanie 29. (3 pkt)
W warunkach normalnych 1 objêtoæ wody rozpuszcza 702 objêtoci gazowego amoniaku. Oblicz, jaka w tych warunkach jest rozpuszczalnoæ amoniaku w wodzie? (gêstoæ amoniaku d = 0,76g · dm-3, gêstoæ wody d = 1,0 kg · dm-3).
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
5
Zadanie 30. (2 pkt)
Okrel liczbê atomow¹ pierwiastka, powstaj¹cego w wyniku rozpadów promieniotwórczych izotopu radu 223 88 Ra, w czasie których emitowane s¹ 4 cz¹stki á i 2 cz¹stki â i podaj symbol tego pierwiastka. .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................
Zadanie 31. (5 pkt)
Oblicz sk³ad procentowy mieszaniny dwóch izotopów galu, wiedz¹c, ¿e masa atomowa galu wynosi 69,72 u, a j¹dra atomowe tych izotopów zawieraj¹ 38 neutronów i 40 neutronów.
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Informacja do zadania 32.
W czterech zamkniêtych probówkach znajduj¹ siê gazy:
tlen
amoniak
tlenek siarki(IV)
tlenek azotu(IV)
Zadanie 32. (4 pkt)
W celu wykrycia tych gazów zbadano ich zapach i barwê oraz wykorzystano tl¹ce siê ³uczywko i zwil¿ony papierek uniwersalny. Zapisz po jednym spostrze¿eniu potwierdzaj¹cym obecnoæ danego gazu w probówce i pozwalaj¹cym odró¿niæ go od pozosta³ych. Tlen ............................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... Amoniak ....................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Tlenek siarki(IV) .......................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Tlenek azotu(IV) .......................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Informacja do zadañ 33. i 34.
Glin jest jednym z najczêciej wystêpuj¹cych w przyrodzie pierwiastków chemicznych. Zajmuje trzecie miejsce wród pierwiastków wchodz¹cych w sk³ad skorupy ziemskiej. Do wa¿nych zwi¹zków glinu nale¿y wodorotlenek glinu.
Zadanie 33. (6 pkt)
Zaprojektuj dowiadczenie, za pomoc¹ którego zbadasz charakter amfoteryczny wodorotlenku glinu. W tym celu przedstaw: a) rysunek schematyczny, b) przewidywane spostrze¿enia, c) równania rekcji w formie jonowej.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
7
a)
b) ................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... c) ................................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (4 pkt)
W krajach Unii Europejskiej norma zawartoci glinu w wodzie pitnej wynosi 0,3g w 1m 3 . Zbadano, ¿e stê¿enie procentowe glinu w badanej próbce wody wynosi 0,00001%. Dokonuj¹c obliczeñ stwierd, czy badana woda nadaje siê do picia. Przyjmij, ¿e gêstoæ wody pitnej wynosi 1g . cm -3 .
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Informacja do zadañ 35. i 36.
Apteczka w pracowni chemicznej powinna byæ wyposa¿ona miêdzy innymi w 5% roztwór wodorowêglanu sodu (NaHCO3). Stosuje siê go w przypadku oparzeñ kwasami, np. kwasem octowym.
Zadanie 35. (1 pkt)
Napisz równanie reakcji przebiegaj¹cej miêdzy wodorowêglanem sodu i kwasem octowym (etanowym). ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 36. (1 pkt)
Jaka w³aciwoæ kwasu octowego decyduje o przebiegu tej reakcji chemicznej? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 37.
Jednym ze sposobów chemicznego oczyszczania cieków z jonów metali jest str¹canie trudno rozpuszczalnych soli tych metali, a nastêpnie sedymentacja powsta³ych osadów.
Zadanie 37. (2 pkt) W pobranej próbce cieku wystêpuj¹ kationy metali: Pb 2 + , Ba 2 + , Zn 2 + . Korzystaj¹c z tabeli rozpuszczalnoci: a) zaproponuj substancjê, której mo¿na u¿yæ w celu usuniêcia tych jonów, ................................................................................................................................................ b) napisz równanie reakcji wytr¹cania osadu w formie jonowej, oznaczaj¹c jon metalu symbolem Me 2 + . .............................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
9
Zadanie 38. (4 pkt)
P³ytkê miedzian¹ o masie 8g zanurzono w roztworze azotanu(V) srebra. Po pewnym czasie p³ytkê oczyszczono z osadu srebra, osuszono i zwa¿ono. Masa p³ytki wynios³a 6,5g. Zapisz równanie zachodz¹cej reakcji i oblicz masê wydzielonego srebra.
Zadanie 39. (2 pkt)
Wykorzystuj¹c podane w tabeli (szereg elektrochemiczny metali) wartoci potencja³ów standardowych elektrod, zaprojektuj ogniwa, w których mied spe³niaæ bêdzie rolê: a) katody, b) anody. Przedstaw schematy tych ogniw. a) ..................................................................................................................................... b) .....................................................................................................................................
10
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Informacja do zadania 40. Substratem do otrzymywania PCV (polichlorku winylu) jest substancja, która powstaje w wyniku reakcji dwóch gazów. Jeden tworzy siê podczas reakcji karbidu (CaC2) z wod¹, drugi w wyniku reakcji chlorku sodu ze stê¿onym kwasem siarkowym(VI).
Zadanie 40. (4 pkt)
Napisz równania reakcji, które ilustruj¹ ci¹g przemian prowadz¹cych do otrzymania tego polimeru. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 41. (1 pkt)
Znajduj¹cy siê w stanie równowagi uk³ad: A+B
C+D
jest ogrzewany. W wyniku tego równowaga reakcji przesuwa siê w lewo. Czy reakcja A + B
C + D jest procesem egzotermicznym czy endotermicznym?
....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
11
Zadanie 42. (4 pkt)
Po³¹cz w pary wyra¿enia z kolumny I, przedstawiaj¹ce zanieczyszczenia rodowiska, z wyra¿eniami z kolumny II, które s¹ ich skutkami.
1. 2. 3. 4.
I Tlenek wêgla(IV). Wysypiska odpadów komunalnych i przemys³owych. Tlenek siarki(IV), tlenki azotu, tlenek wêgla(IV). Freony.
A. B. C.
D.
II Dziura ozonowa. Efekt cieplarniany. Zanieczyszczenia chemiczne i biologiczne atmosfery, wód powierzchniowych i g³êbinowych oraz gleby. Kwane deszcze.
Odpowied:
I 1 2 3 4
II
Informacja do zadania 43.
Przez trzy p³uczki przepuszczono gazy: eten, chlorek winylu i metan. gazy
NaOH(aq) HNO3(aq) KMnO4(aq)
Zadanie 43. (1 pkt)
Który z gazów nie przereagowa³ z substancjami zawartymi w p³uczkach? ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
12
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 44. (2 pkt)
Narysuj wzory grupowe (pó³strukturalne) zwi¹zków chemicznych zawieraj¹cych w swym sk³adzie trzy atomy wêgla. aldehyd
keton
Zadanie 45. (6 pkt)
Zaproponuj dowiadczenie pozwalaj¹ce odró¿niæ propanal od propanonu, przedstawiaj¹c: a) rysunek schematyczny, b) przewidywane spostrze¿enia, c) równanie reakcji chemicznej. a)
b) ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. c) ............................................................................................................................................... ............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS1
1
Nie podlega ocenie
13
14
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS - ci¹g dalszy
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
Miejsce na naklejkę z kodem
KOD ZDAJĄCEGO MCH-W2D1P-021
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II Czas pracy 120 minut
ARKUSZ II STYCZEŃ ROK 2003
Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora. 8. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 9. Brudnopis nie będzie oceniany. 10. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 11. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia egzaminator. Życzymy powodzenia !
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
2
Informacje do zadań 22., 23., 24., 25. Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Zadanie 22. (3 pkt) Napisz równania reakcji spalania jednego, dowolnego składnika benzyny przy różnym dopływie powietrza. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (1 pkt) Który z produktów spalania benzyny przereaguje z wodą wapienną? Odpowiedź uzasadnij odpowiednim równaniem reakcji chemicznej. .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Który z produktów spalania benzyny ma właściwości trujące i dlaczego? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
3
Zadanie 25. (1 pkt) Jaką rolę w opisywanym doświadczeniu pełnią amoniakalny roztwór azotanu(V) srebra i roztwór manganianu(VII) potasu? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (5 pkt) Oblicz rzeczywisty wzór węglowodoru, który w warunkach normalnych jest gazem o gęstości 2,59 g/dm3 i zawiera 82,8% węgla. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 27. (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego wodą nie wolno gasić palącej się benzyny. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
4
Zadanie 28. (2 pkt) Zmieszano roztwory zawierające jednakowe ilości moli siarczanu(VI) potasu i azotanu(V) ołowiu(II). Uzupełnij tekst, który opisuje to doświadczenie. a) Po reakcji w układzie znajdowały się jony: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Odczyn roztworu był: .......................................................................................................................................................
Zadanie 29. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, aby wykazać, że cynk jest bardziej aktywny od wodoru, a srebro mniej aktywne od wodoru. a)
Narysuj schemat doświadczenia lub podaj słowny opis.
....................................................................................................................................................... b) Zapisz obserwacje. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
5
Zadanie 30. (4 pkt) Związek o wzorze sumarycznym C3H6O ma dwa izomery. Jeden z nich łatwo się utlenia, natomiast obydwa ulegają redukcji. a)
Napisz równania redukcji tych związków za pomocą wodoru.
I ………………………………………………………………………………………………. II ………………………………………………………………………………………………. b) Podaj nazwy systematyczne powstałych produktów reakcji redukcji: I ………………………………………………………………………………………………. II ……………………………………………………………………………………………….
Zadanie 31. (4 pkt) Przeprowadzono hydrolizę tristearynianu gliceryny w środowisku zasadowym. a) Napisz równanie hydrolizy tego tłuszczu.
b) Zaproponuj doświadczenie, jakie wykonasz, aby wykryć jeden, wybrany przez Ciebie produkt hydrolizy. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c) Jaki będzie wynik Twojego doświadczenia ? …………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………..
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
6
Zadanie 32. (3 pkt) Podczas produkcji miedzi metodą hutniczą emitowane są do atmosfery gazy spalinowe, w skład których wchodzą najczęściej CO2 i SO2. a) Zaproponuj odpowiedni tlenek, który zastosowany w filtrze pochłonie CO2 i SO2. Podaj wzór tego tlenku. …………………………………………………………………………………………………... b) Napisz równanie reakcji zachodzących podczas procesu pochłaniania tlenków: -
węgla(IV) ………………………………………………………………………………….
-
siarki(IV) ………………………………………………………………………………….
Zadanie 33. (6 pkt) Podczas reakcji mieszaniny sproszkowanej miedzi i żelaza ze stężonym kwasem azotowym(V) wydzieliło się 4,48 dm3 gazu, a podczas reakcji tej mieszaniny z kwasem solnym otrzymano 2,24 dm3 gazu (objętości mierzono w warunkach normalnych). a) Podaj, które reakcje nie zachodzą. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... b) Podaj równania zachodzących reakcji w interpretacji jonowej. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c) Oblicz masę miedzi i masę żelaza w mieszaninie. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 34. (1 pkt) Amoniak wg teorii dysocjacji Bröensteda jest zasadą, bo przyjmuje proton zgodnie z reakcją: NH3 + H2O → NH4+ + OH¯ Wyjaśnij, dlaczego amoniak może przyjąć proton? ………………………………………………………………………………………………..
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
7
Zadanie 35. (1 pkt) Wiązanie wodorowe występujące między cząsteczkami alkoholi jest odpowiedzialne za: A. ich niską temperaturę topnienia, B. ich wysoką temperaturę wrzenia, C. ich słabą rozpuszczalność w wodzie, D. ich dużą aktywność chemiczną.
Zadanie 36. (3 pkt) Skomentuj zdania dotyczące związków 1, 2 i 3 wyrazami tak lub nie.
a) Związki te są izomerami ……………... b) Tylko związek oznaczony numerem 1 odbarwia wodę bromową …………….. c) Każdy z nich można spalić całkowicie, a w wyniku spalania 1 mola każdego z nich otrzymamy taką samą liczbę gramów wody ……………..
Zadanie 37. (3 pkt) Pewien związek organiczny: - nie daje próby Tollensa, - ulega hydrolizie, - powstały w wyniku hydrolizy produkt daje pozytywny wynik próby Tollensa, - przed i po hydrolizie związek ten ma słodki smak. a) Napisz wzór sumaryczny tego związku. …………………………………………………………………………………………………... b) Napisz wzory taflowe (w projekcji Hawortha) produktów hydrolizy tego związku.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
8
Zadanie 38. (5 pkt) Badany pierwiastek jest mieszaniną dwóch izotopów. Jądro lżejszego izotopu składa się ze 154 cząstek elementarnych, w tym z 90 neutronów, i jego zawartość w mieszaninie wynosi 51,35% wszystkich atomów. Natomiast jądro drugiego izotopu zbudowane jest ze 156 cząstek elementarnych. a)
Oblicz masę atomową badanego pierwiastka.
b) Podaj liczbę atomową oraz liczby masowe obu izotopów. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c)
Jaki to pierwiastek?
…………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 39. (1 pkt) Wodorotlenek żelaza (III) można otrzymać w reakcji: A. B. C. D.
żelaza z zasadą sodową, chlorku żelaza (II) z zasadą sodową, chlorku żelaza (III) z zasadą sodową, wodorotlenku żelaza (II) z zasadą sodową.
Zadanie 40. (4 pkt) W wyniku elektrolizy wodnego roztworu substancji X na katodzie i anodzie wydzieliły się gazy w stosunku objętościowym 1 : 1, pH przed elektrolizą wynosiło 7, a po elektrolizie pH > 7. a)
Substancją X może być:
…………………………………………………………………………………………………...
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
9
b) Jaki ładunek przepłynął przez elektrolizer, jeżeli wydzieliło się łącznie 448 cm3 gazów odmierzonych w warunkach normalnych ? (F = 96500 C) …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c) Wyjaśnij zmianę pH po elektrolizie. …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 41. (3 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
W wyniku doświadczenia w probówce wytrącił się kremowy osad. a)
Podaj, w formie skróconej, jonowe równanie reakcji, która zaszła.
…………………………………………………………………………………………………... b) Oblicz % wydajność tej reakcji, jeżeli roztwór zawierał 42,5g azotanu(V)srebra a wytrącony osad ważył 38g. Obliczenia: …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
10
Zadanie 42. (2 pkt)
Oblicz rozpuszczalność substancji w temperaturze 200C, jeżeli stężenie procentowe nasyconego roztworu w tej temperaturze wynosi 20%. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 43. (1 pkt) Z podanych niżej opisów właściwości wybierz ten, który najlepiej uzasadnia różnice gęstości wody i tlenu w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. A. Masy cząsteczkowe obu substancji są różne. B. W cząsteczkach wody występują wiązania kowalencyjne spolaryzowane, a w cząsteczkach tlenu wiązania kowalencyjne. C. Cząsteczki tlenu nie wykazują momentu dipolowego, a między cząsteczkami wody możliwe jest utworzenie wiązań wodorowych. D. Za gęstości obu substancji odpowiedzialne są podwójne wiązania tlen–tlen w cząsteczkach tlenu i spolaryzowane wiązania wodór–tlen w cząsteczkach wody.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS
11
12
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-R1A1P-052
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II POZIOM ROZSZERZONY
ARKUSZ II
Czas pracy 120 minut
MAJ ROK 2005
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 13 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora. 6. Błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 7. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 8. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 9. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 10. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy
tylko OKE Kraków, OKE Wrocław
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
►Informacja do zadań 31. i 32. Polon
210 84
Po ulega przemianie α . Okres połowicznego rozpadu tego izotopu wynosi 138 dni.
Zadanie 31. (1 pkt) Napisz równanie tej przemiany. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 32. (1 pkt) W pojemniku umieszczono 1 gram polonu która pozostanie po upływie 414 dni.
210 84
Po. Oszacuj masę tego izotopu,
Zadanie 33. (2 pkt) Szybkość reakcji , kat . → 2SO3 2SO2 + O2 T wyraża się równaniem kinetycznym V = k[SO2]2[O2] Oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeżeli do przeprowadzenia procesu, przy niezmienionej ilości reagentów, zastosuje się naczynie o trzykrotnie mniejszej objętości. Obliczenia:
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
3
Zadanie 34. (1 pkt) Właściwości fizyczne i chemiczne substancji można określić na podstawie budowy ich cząsteczek. Masa cząsteczkowa etanolu wynosi 46 u, a propanu 44 u, jednak etanol wrze w temperaturze 78°C, a propan w temperaturze -42°C. Podaj jedną przyczynę tak dużej różnicy temperatur wrzenia tych substancji. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 35. (2 pkt)
W zbiorniku o pojemności 30 dm3 znajduje się 34 g gazu pod ciśnieniem 1520 hPa w temperaturze 275K. Oblicz masę molową tego gazu. Stała gazowa R = 83,14 hPa·dm3·K-1·mol-1. Obliczenia:
Zadanie 36. (4 pkt) Dane są jony: CO 32− i NH +4 Zaklasyfikuj je do kwasów lub zasad według teorii Brönsteda. Uzasadnij swoją decyzję, pisząc odpowiednie równania reakcji. CO 32− ........................................................................... NH +4 ............................................................................ Równania reakcji: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 37. (2 pkt)
Oblicz entalpię tworzenia ( ∆ HX) tlenku węgla(II) 1 C(grafit) + O2 → CO(g) 2 na podstawie entalpii następujących reakcji: C(grafit) + O2 → CO2(g) 1 CO(g) + O2 → CO2(g) 2 Obliczenia:
∆ H1 = -393,5 kJ·mol-1 ∆ H2 = -283,0 kJ·mol-1
Zadanie 38. (3 pkt) Oceń, jak wpływa na ilość amoniaku powstającego w wyniku reakcji syntezy N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3
∆H = - 92,4 kJ
a) obniżenie ciśnienia, b) podwyższenie temperatury, c) wprowadzenie dodatkowej ilości azotu. a) ........................................................................................................................................ b) ........................................................................................................................................ c) ........................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
5
Zadanie 39. (5 pkt) Masz do dyspozycji: blaszkę cynkową, blaszkę miedzianą, roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), roztwór siarczanu(VI) cynku. Zaproponuj W tym celu: a) b) c) d)
doświadczenie, w którym porównasz aktywność miedzi i cynku. przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia, opisz przewidywane obserwacje, napisz, w formie jonowej, równanie(-a) zachodzącej(-ych) reakcji, sformułuj wniosek wynikający z tego doświadczenia.
Schemat doświadczenia:
Obserwacje: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie(-a) reakcji: .................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Wniosek: ..................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 40. (5 pkt) Na VI stopniu utlenienia chrom tworzy sole: chromiany(VI) i dichromiany(VI). Przeprowadzono doświadczenie, które zilustrowano za pomocą następujących jonowych równań reakcji: 2CrO 24− + 2H+ ⇄ Cr2O 72− + H2O Cr2O 72− + 2OH − ⇄ 2CrO 24− + H2O
Opisz, w jaki sposób wykonano ten eksperyment. W tym celu: a) określ potrzebne odczynniki, b) opisz doświadczenie słownie lub za pomocą schematycznego rysunku, c) napisz przewidywane spostrzeżenia, d) sformułuj wniosek dotyczący trwałości chromianów(VI) oraz wniosek dotyczący trwałości dichromianów(VI) w zależności od środowiska (odczynu roztworu). Odczynniki: ..................................................................................................................................
Opis doświadczenia / schemat doświadczenia:
Spostrzeżenia: ............................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Wnioski: ...................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
7
Zadanie 41. (4 pkt) W celu zbadania wpływu różnych substancji na białko przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku: Pb(NO3)2(aq)
(NH4)2SO4(aq)
I
II
H2SO4(stężony)
III
CH3OH(aq)
KCl(aq)
IV
V
wodny roztwór białka jaja kurzego
Podaj, w których probówkach zachodzą następujące procesy: wysalanie, w probówkach: ......................................................................................................... denaturacja, w probówkach: .................................................................................................... Wyjaśnij, na czym polegają te procesy. Wysalanie: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Denaturacja: ............................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 42. (2 pkt) W związkach organicznych węgiel występuje na różnych stopniach utlenienia. Określ stopnie utlenienia węgla (podkreślone atomy) w cząsteczkach, których wzory podano w tabeli. Wzór grupowy związku Stopień utlenienia węgla
CH4
CH3OH
HCHO
CH3CHO
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 43. (3 pkt) Pomiędzy osadem a roztworem trudno rozpuszczalnej soli AnBm ustala się równowaga opisana równaniem: AnBm(s) ⇄ nA (maq+) + mB (naq− ) Iloczyn stężeń jonów w stanie równowagi w nasyconym roztworze tej soli, który można przedstawić jako zależność: Ir = [A (maq+) ]n · [B (naq− ) ]m jest nazywany iloczynem rozpuszczalności. Jeśli iloczyn ze stężeń jonów [Am+]n · [Bn-]m obecnych w roztworze jest większy od iloczynu rozpuszczalności, wówczas z roztworu wytrąca się osad. Przeprowadź odpowiednie obliczenia i odpowiedz, czy po zmieszaniu równych objętości roztworu CaCl2 o stężeniu 0,05 mol·dm-3 i roztworu Na2SO4 o stężeniu 0,05 mol·dm-3 wytrąci się osad CaSO4 (iloczyn rozpuszczalności CaSO4 Ir = 4,93·10-5). Obliczenia:
Zadanie 44. (4 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem: NaOH(aq)
FeCl2(aq)
Opisz przewidywane obserwacje (dokonane zaraz po dolaniu roztworu wodorotlenku i po pewnym czasie) oraz napisz równania zachodzących reakcji chemicznych. Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Równania reakcji: ....................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
9
Zadanie 45. (4 pkt) W dwóch probówkach znajdują się wodne roztwory soli: I. octanu sodu II. chlorku amonu. Określ, jakie odczyny mają te roztwory. Uzasadnij swoją odpowiedź podając, jakie cząsteczki i jony znajdują się w roztworach po hydrolizie. Odczyn roztworu I ................................................................................... Odczyn roztworu II ................................................................................... Uzasadnienie (cząsteczki i jony znajdujące się w roztworach po hydrolizie): Roztwór I ...................................................................................................................................... Roztwór II ....................................................................................................................................
Zadanie 46. (2 pkt) Podczas elektrolizy wodnego roztworu pewnego elektrolitu na anodzie zachodziła reakcja przedstawiona równaniem: 2H2O → O2 + 4H+ + 4eSumaryczne równanie tego procesu elektrolizy można przedstawić następująco: 2H2O → 2H2 + O2 Napisz jedno równanie reakcji, która mogła przebiegać na katodzie. Podaj przykład substancji (wzór sumaryczny), której wodny roztwór mógł pełnić podczas tego procesu rolę elektrolitu. Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: ....................................................................................................................................................... Wzór substancji: .....................................................................................
Zadanie 47. (3 pkt) Reakcję chemiczną zachodzącą w pewnym ogniwie opisuje równanie: + 2+ 2+ 4+ 2Fe 3( aq ) + Sn ( aq ) → 2Fe ( aq ) + Sn ( aq ) Przedstaw schemat tego ogniwa i napisz równania reakcji przebiegających w jego półogniwach. Schemat ogniwa: ......................................................................................................................... Równania reakcji: ........................................................................................................................ .......................................................................................................................................................
10
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 48. (3 pkt) Glutation o wzorze: H H | | H2N – C – CH2 – CH2 – CO – NH – C –CO – NH – CH2 – COOH | | COOH CH2 – SH jest tripeptydem występującym w żywych komórkach. Napisz wzory aminokwasów, które powstaną w wyniku całkowitej hydrolizy tego związku. Wzory:
Zadanie 49. (3 pkt) Dokonaj analizy schematycznych rysunków przedstawiających trzy doświadczenia i uzupełnij brakujące informacje, podając wzór substancji X oraz formułując w tabeli obserwacje. Na
I etanol
glicerol
papierek uniwersalny
III
II
X
wodny roztwór fenolu
Wzór substancji X: ....................................................................................................................... Probówka
Obserwacje
I II III
osad rozpuszcza się i powstaje roztwór o barwie szafirowej
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
11
Zadanie 50. (2pkt) But-2-en można otrzymać w wyniku reakcji dysproporcjonowania propenu na odpowiednich katalizatorach. Reakcja polega na tym, że z alkenu o n atomach węgla powstają dwa nowe alkeny: jeden o (n+1) atomach węgla i drugi, o (n-1) atomach węgla. Podaj nazwę drugiego alkenu, który powstał w wyniku tej reakcji i napisz jej równanie, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi). Nazwa drugiego produktu: .......................................................................................................... Równanie reakcji: .......................................................................................................................................................
►Informacja do zadań 51. i 52. Tworzywa sztuczne znajdują szerokie zastosowanie praktyczne. Do ważnych polimerów zaliczamy polietylen (polieten) i polichlorek winylu (polichloroeten).
Zadanie 51. (2 pkt) W poniższej tabeli przedstawiono najważniejsze właściwości polietylenu (PE) i polichlorku winylu (PCV). Uzupełnij tabelę wpisując w puste miejsca po dwa przykłady zastosowań tych polimerów, które wynikają z ich właściwości. Nazwa polimeru
polietylen
Właściwości odporność na działanie większości rozpuszczalników organicznych oraz stężonych zasad i kwasów, mała wytrzymałość cieplna
odporność na działanie kwasów, tłuszczów, czynników polichlorek winylu atmosferycznych, dobra wytrzymałość mechaniczna
Zastosowania
12
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 52. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w którym wykażesz, że produkt termicznego rozkładu polietylenu ma charakter nienasycony. W tym celu: a) przedstaw słowny opis doświadczenia, b) opisz obserwacje, jakich można dokonać podczas badania nienasyconego charakteru produktu tego rozkładu. Opis doświadczenia: .................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS1
1
Nie podlega ocenie
13
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
MAJ 2013
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 31). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 120 minut
Liczba punktów do uzyskania: 50
MCH-P1_1P-132
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (1 pkt) Przeanalizuj położenie bromu w układzie okresowym pierwiastków i oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe. Zdanie 1. 2. 3.
P/F
Atom bromu ma 7 elektronów walencyjnych, które w stanie podstawowym znajdują się w czwartej powłoce. Najwyższy stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych, wynosi VII. Brom jest niemetalem aktywniejszym od chloru.
Informacja do zadania 2. i 3. Wapń występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny trwałych izotopów. Liczba elektronów w atomie jednego z tych izotopów wapnia jest równa liczbie neutronów znajdujących się w jego jądrze (izotop I). Atom drugiego z trwałych izotopów wapnia zawiera w jądrze neutrony w liczbie równej liczbie atomowej chromu (izotop II). Spośród sztucznie 45 otrzymanych promieniotwórczych izotopów wapnia najtrwalszy jest izotop 20 Ca, ulegający przemianie .
Zadanie 2. (1 pkt) Wpisz do tabeli liczbę masową izotopu I oraz liczbę masową izotopu II.
Liczba masowa izotopu I
izotopu II
Zadanie 3. (1 pkt) Uzupełnij schemat przemiany , której ulega nietrwały izotop wapnia 45 20 Ca, wpisując w odpowiednie pola symbol oraz liczbę atomową i liczbę masową powstającego izotopu.
45 20
Ca
+
0 1
e
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 4. (2 pkt) Reakcja redukcji tlenku ołowiu(IV) wodorem przebiega według równania: PbO2 + 2H2 → Pb + 2H2O Oblicz liczbę cząsteczek wody, która powstanie podczas opisanej przemiany (zakładając 100% wydajności procesu), jeżeli wiadomo, że do reakcji użyto 119,5 g tlenku ołowiu(IV). Obliczenia:
Odpowiedź:
Informacja do zadań 5.–7. Substancje, których wzory podano poniżej, w warunkach normalnych są gazami. CH4,
CO2,
O2,
H2
Zadanie 5. (1 pkt) Podkreśl zestaw, w którym podane są wzory dwóch gazów palnych. A. CH4, CO2
B. O2, H2
C. CH4, H2
D. CO2, O2
Zadanie 6. (2 pkt) Korzystając z informacji wprowadzającej, wybierz i napisz a) wzory tych gazów, których gęstość jest większa od gęstości powietrza (d powietrza = 1,29 g dm 3 ). ....................................................................................................................................................... b) wzór gazu, który jest najlepiej rozpuszczalny w wodzie. .......................................................................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Tlenek wapnia jest substancją higroskopijną. Łatwo łączy się z wodą, dzięki czemu może być stosowany do osuszania gazów. Spośród gazów, których wzory podano w informacji wprowadzającej, wybierz i napisz wzór tego, którego nie powinno osuszać się przy użyciu tlenku wapnia. Uzasadnij swój wybór. Wzór: ............................................................................................................................................ Uzasadnienie: ............................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
1. 1
2. 1
3. 1
4. 2
5. 1
6. 2
7. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Informacja do zadania 8. i 9. Wapno gaszone, składnik zaprawy wapiennej, powstaje w reakcji wapna palonego CaO z wodą. Zaprawa wapienna twardnieje dzięki reakcji wapna gaszonego z tlenkiem węgla(IV) zawartym w powietrzu.
Zadanie 8. (2 pkt) Korzystając z powyższej informacji, napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji a) otrzymywania wapna gaszonego. ....................................................................................................................................................... b) twardnienia zaprawy wapiennej. .......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i podkreśl właściwe określenie spośród podanych w nawiasie. Reakcja otrzymywania wapna gaszonego jest przemianą egzotermiczną, co oznacza, że podczas tej przemiany energia w postaci ciepła jest ( pochłaniana / wydzielana ).
Informacja do zadań 10.–12. Przeprowadzono doświadczenie, którego celem było otrzymanie dwóch gazów. Przygotowano dwie probówki I i II. Jednym z substratów reakcji, która zaszła w probówce I, był węglan sodu, natomiast jednym z substratów reakcji, która zaszła w probówce II, była woda. Gaz otrzymany w probówce I jest związkiem nieorganicznym, który powoduje mętnienie wody wapiennej. Natomiast gaz otrzymany w probówce II jest związkiem organicznym, który powoduje odbarwienie wody bromowej.
Zadanie 10. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie opisane w powyższej informacji. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując w każde puste pole wzór substancji wybranej z podanej listy: Ba(OH)2 (aq)
HCl (aq)
Na (s)
CaC2 (s)
H2O I
II
Na2CO3 (aq) b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej w probówce II, wiedząc, że w przemianie tej bierze udział dwa razy więcej moli wody niż drugiego substratu. .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 11. (1 pkt) Po zakończeniu reakcji i zebraniu wydzielonego gazu, do mieszaniny poreakcyjnej z probówki II dodano kilka kropli fenoloftaleiny. Napisz, jaką barwę przyjmie wskaźnik oraz określ odczyn powstałego roztworu. Barwa wskaźnika: ........................................................................................................................ Odczyn powstałego roztworu: .....................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Gaz powstający w probówce II łatwo reaguje z bromem. Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie tej reakcji. Załóż, że jej produktem jest związek nasycony.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Mosiądze to dwuskładnikowe stopy miedzi i cynku. Do grupy mosiądzów należy tombak, który barwą przypomina złoto i dlatego stosowany jest jako jego imitacja. Próbkę tombaku o masie 10 g wrzucono do kwasu solnego użytego w nadmiarze. Przebiegła wtedy reakcja chemiczna, którą ilustruje poniższe równanie. Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Objętość wydzielonego wodoru wyniosła 690 cm3 w przeliczeniu na warunki normalne. Oblicz zawartość procentową cynku (w procentach masowych) w próbce tombaku. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej. Obliczenia:
Odpowiedź: Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
8. 2
9. 1
10a) 10b) 2 1
11. 1
12. 1
13. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 14. (2 pkt) W poniższej tabeli przedstawiono dane dotyczące zależności rozpuszczalności glukozy w wodzie od temperatury. Rozpuszczalność, g/100 g H2O
Nazwa substancji glukoza
o
0 C
20 oC
40 oC
60 oC
80 oC
49
91
161
277
441
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Korzystając z informacji, wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań. 1. Po dodaniu 90 gramów glukozy do 100 gramów wody o temperaturze 18 oC i ogrzaniu całości do temperatury 25 oC otrzymano roztwór ( nasycony / nienasycony ). 2. Stężenie procentowe (w procentach masowych) nasyconego wodnego roztworu glukozy jest równe 47,6% w temperaturze około ( 20 oC / 40 oC / 60 oC ).
Informacja do zadania 15. i 16. Stężony kwas azotowy(V) reaguje z niektórymi niemetalami. Jego reakcja z fosforem przebiega zgodnie z poniższym schematem: P + HNO3 (stężony) ogrzewanie H3PO4 + NO2↑ + H2O
Zadanie 15. (3 pkt) a) Uzupełnij schemat, wpisując stopnie utlenienia fosforu i azotu.
P + HNO3 (stężony) ogrzewanie H3PO4
+ NO2↑
+
H2O
b) W odpowiednie pola wpisz liczbę elektronów pobranych (poprzedzoną znakiem „+”) oraz liczbę elektronów oddanych (poprzedzoną znakiem „−”).
H 3PO 4 NO 2 + H2O P + HNO3 (stężony) ogrzewanie
c) Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym schemacie reakcji. …... P + …... HNO3 (stężony) ogrzewanie …... H3PO4 + …... NO2↑ + …... H2O
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 16. (1 pkt) Korzystając z informacji wprowadzającej, oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe. Zdanie
P/F
1.
W opisanej przemianie fosfor jest reduktorem, a kwas azotowy(V) utleniaczem.
2.
W opisanej przemianie stopień utlenienia fosforu obniża się.
3.
W opisanej przemianie fosfor ulega procesowi utleniania, oddając elektrony.
Zadanie 17. (1 pkt) W celu przeprowadzenia doświadczenia przygotowano wodne roztwory substancji o wzorach: HNO3, H2SO4, KOH, NaOH. Stężenia molowe wszystkich roztworów były jednakowe i wynosiły 0,1 mol dm 3 . Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym rysunku, na którym zaznaczono ilości użytych roztworów.
10 cm3 HNO3 (aq)
10 cm3 H2SO4 (aq) II
I
10 cm3 NaOH (aq)
10 cm3 KOH (aq)
Po wykonaniu doświadczenia w rozworach otrzymanych w probówkach I i II zanurzono żółty uniwersalny papierek wskaźnikowy. Określ barwę uniwersalnego papierka wskaźnikowego w tych roztworach.
Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: .................................................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
14. 2
15a) 15b) 15c) 1 1 1
16. 1
17. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Zadanie 18. (4 pkt) Pewien roztwór zawiera kationy: Al 3+ , Pb 2+ i Mg 2+ oraz aniony NO 3 . Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zaprojektuj dwuetapowe doświadczenie umożliwiające usunięcie z badanej próbki jonów Al 3+ i Pb 2+ oraz pozostawienie jonów Mg 2+ . a) Wybierz z podanego poniżej zestawu wodnych roztworów substancji
(NH4)3PO4
Na2CrO4
KI
dwa odczynniki potrzebne do przeprowadzenia doświadczenia i uzupełnij poniższe schematy, wpisując w odpowiednie miejsca wzory użytych odczynników. W pierwszym etapie doświadczenia należy usunąć wybranym odczynnikiem tylko jony Pb 2+ . W drugim etapie doświadczenia należy usunąć jony Al 3+ .
Etap I – usunięcie jonów Pb 2+
Badana próbka roztworu
Etap II – usunięcie jonów Al 3+
Próbka roztworu po usunięciu jonów Pb2+
b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które zaszły podczas każdego z etapów doświadczenia.
Etap I: ........................................................................................................................................... Etap II: ..........................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) W szeregu homologicznym n-alkanów (alkanów o nierozgałęzionych łańcuchach) temperatura wrzenia kolejnych związków wzrasta ze wzrostem długości łańcucha węglowego. Temperatura wrzenia alkanów o tej samej liczbie atomów węgla w cząsteczce zależy od stopnia rozgałęzienia łańcucha węglowego – te bardziej rozgałęzione mają niższe temperatury wrzenia niż ich izomery mniej rozgałęzione (a w szczególności – nierozgałęzione). Dane są nazwy czterech związków chemicznych: n-heksan, n-pentan, 2-metylobutan, 2,2-dimetylopropan. Korzystając z powyższej informacji, wybierz z podanej listy i napisz nazwę związku, który ma najniższą temperaturę wrzenia.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Informacja do zadań 20.–22. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) różnych związków chemicznych.
II
I
CH3 CH
CH3
CH3−CH2−CH2−CHO
CH3 IV
III CH2=CH−CH2−CH3
V
CH3 HC C
C
CH3
VI
CH2=CH−CH2−CH2−CH3
CH3−CO−CH2−CH3
CH3
Zadanie 20. (1 pkt) Podkreśl właściwe zakończenie zdania.
Związek oznaczony numerem I A. jest substancją bardzo reaktywną. B. tworzy dwie monochloropochodne. C. należy do związków nienasyconych. D. powoduje odbarwienie wodnego roztworu KMnO4.
Zadanie 21. (1 pkt) Podaj nazwę systematyczną związku chemicznego oznaczonego numerem IV.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt) Uzupełnij poniższe zdania, wpisując numery związków I-VI.
1. Homologami są związki oznaczone numerami .............. i ............... . 2. Izomerami są związki oznaczone numerami .............. i ............... . 3. Butan powstaje w wyniku reakcji uwodornienia związku oznaczonego numerem .............. . 4. Utlenienie butan-2-olu prowadzi do otrzymania związku oznaczonego numerem .............. . 5. Powstanie ceglastej substancji stałej można zaobserwować po ogrzaniu mieszaniny wodorotlenku miedzi(II) ze związkiem oznaczonym numerem .............. .
Nr zadania 18a) 18b) Wypełnia Maks. liczba pkt 2 2 egzaminator Uzyskana liczba pkt
19. 1
20. 1
21. 1
22. 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
10
Informacja do zadań 23.–25. Poniższy schemat ilustruje ciąg przemian chemicznych. Ni p,T , kat. św. KOH, alkohol, T B Cl, C D polietylen A H, 2
1
2
2
3
4
W przemianie oznaczonej numerem 1 stosunek molowy gazowych reagentów A i H2 wynosi n A : n H2 1 : 2. Produktem tej reakcji jest związek nasycony B. W przemianie oznaczonej numerem 2 powstaje monochloropochodna, z której w kolejnej przemianie powstaje związek nienasycony D. Ostatni etap (przemiana oznaczona numerem 4) prowadzi do otrzymania związku wielkocząsteczkowego.
Zadanie 23. (1 pkt) Podaj nazwę szeregu homologicznego, do którego należy związek A, oraz nazwę szeregu homologicznego, do którego należy związek B.
Związek A należy do szeregu homologicznego ........................................................................... Związek B należy do szeregu homologicznego ...........................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 3 oraz równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 4.
Równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 3:
....................................................................................................................................................... Równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 4:
.......................................................................................................................................................
Zadanie 25. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
Polietylen jest ( reaktywnym / niereaktywnym ) związkiem organicznym używanym do produkcji artykułów codziennego użytku. Jest tworzywem ( palnym / niepalnym ), które charakteryzuje się podatnością na barwienie i formowanie.
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 26. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli odróżnić alkohol monohydroksylowy o wzorze CH3─CH2─OH od alkoholu polihydroksylowego o wzorze CH2(OH)─CH2(OH). a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę użytego odczynnika wybranego z podanej listy: świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi(II) wodny roztwór chlorku żelaza(III) kawałeczek sodu.
Schemat doświadczenia: etanol
etano-1,2-diol
Odczynnik:
II
I
........................................................................ ........................................................................ ........................................................................
b) Napisz, jakie obserwacje potwierdzą, że do probówki I wprowadzono etanol, a do probówki II etano-1,2-diol.
Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 27. (1 pkt) Poniżej przedstawiono schemat przemiany, której ulega związek organiczny X. X + 4O2 → 3CO2 + 3H2O Korzystając z informacji, wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
Przemiana opisana schematem jest reakcją spalania ( całkowitego / niecałkowitego ). Związek X ma wzór sumaryczny ( C3H8 / C3H6 / C3H6O2 / C3H6O ).
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
23. 1
24. 2
25. 1
26a) 26b) 1 1
27. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
12
Zadanie 28. (3 pkt) Dane są wzory trzech kwasów karboksylowych: C17H33COOH, C17H35COOH, C15H31COOH oraz zestawione w poniższej tabeli wartości ich temperatury topnienia. Porównaj budowę kwasów o podanych powyżej wzorach i uzupełnij tabelę.
Wzór kwasu Charakter kwasu (nasycony, nienasycony) Temperatura topnienia, oC
70
63
16
Stan skupienia w temperaturze 25 oC Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Zadanie 29. (2 pkt) W wyniku reakcji etanolu z nasyconym kwasem monokarboksylowym, prowadzonej w obecności kwasu siarkowego(VI), tworzy się ester, w którego cząsteczce stosunek liczby atomów węgla do liczby atomów tlenu wynosi 2 : 1. a) Ustal liczbę atomów węgla w cząsteczce opisanego estru.
....................................................................................................................................................... b) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie opisanej przemiany. W równaniu zaznacz warunki, w jakich zachodzi ta reakcja.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Poniższy schemat ilustruje ciąg przemian chemicznych.
benzen
HNO 3 , H 2 SO 4
X
NH2
redukcja
Korzystając z informacji, oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe.
1. 2. 3.
Zdanie Związek X to substancja organiczna, która powstaje w wyniku reakcji nitrowania benzenu. Związek organiczny otrzymany w wyniku redukcji związku X to amina aromatyczna o wzorze sumarycznym C6H7N. Związek organiczny otrzymany w wyniku redukcji związku X nie reaguje z kwasem solnym, co potwierdza jego kwasowy charakter.
P/F
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
13
Zadanie 31. (2 pkt)
Przygotowano 0,5 dm3 wodnego roztworu glukozy (C6H12O6) o stężeniu 0,25 mol · dm–3. Masa molowa glukozy wynosi 180 g · mol 1 . Wymień kolejne czynności, które należy wykonać, aby otrzymać 0,5 dm3 wodnego roztworu glukozy o stężeniu 0,25 mol · dm-3. Uzupełnij poniższe zdania, wpisując w odpowiedniej formie poprawne odpowiedzi wybrane z poniższego zestawu.
woda,
glukoza,
22,5 g,
250 cm3,
roztwór glukozy,
45 g,
90 g,
500 cm3,
1000 cm3
1. W celu przygotowania 0,5 dm3 wodnego roztworu glukozy o stężeniu 0,25 mol·dm–3 należy odważyć ..................................... glukozy. 2. Odważoną próbkę glukozy należy przenieść do kolby miarowej o pojemności ................................ i dodać niewielką ilość wody w celu rozpuszczenia substancji. Następnie zawartość naczynia należy dopełnić ........................................ do kreski znajdującej się na szyjce kolby miarowej.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
28. 3
29a) 29b) 1 1
30. 1
31. 2
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
MAJ 2013
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1 – 31). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-132
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (3 pkt) Z konfiguracji elektronowej atomu w stanie podstawowym pierwiastka X wynika, że w tym atomie: elektrony rozmieszczone są na trzech powłokach elektronowych w powłoce walencyjnej liczba elektronów sparowanych jest równa liczbie elektronów niesparowanych. a) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując symbol chemiczny pierwiastka X, dane dotyczące jego położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego), do którego należy pierwiastek X. Symbol pierwiastka
Numer okresu
Numer grupy
Symbol bloku
b) Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu pierwiastka X opisujący rozmieszczenie w podpowłokach elektronów walencyjnych.
....................................................................................................................................................... c) Dla jednego ze sparowanych elektronów walencyjnych podaj wartości dwóch charakteryzujących go liczb kwantowych: głównej i pobocznej. Obie wartości wpisz do tabeli. Liczby kwantowe
Główna liczba kwantowa [n]
Poboczna liczba kwantowa [l]
Wartości liczb kwantowych
Zadanie 2. (1 pkt) Na podstawie budowy atomów pierwiastków należących do 16. i 17. grupy i trzeciego okresu układu okresowego uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno z określeń podanych w nawiasie, tak aby powstały zdania prawdziwe. Jądro atomu fluorowca ma ładunek ( mniejszy / większy ) niż jądro atomu tlenowca. Atom fluorowca ma ( mniejszy / większy ) promień atomowy niż atom tlenowca. Tlenowiec jest ( bardziej / mniej ) aktywny chemicznie od fluorowca.
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 3. (1 pkt) Na cześć wybitnego polskiego astronoma Mikołaja Kopernika pierwiastek o liczbie atomowej 112 otrzymał nazwę copernicium i symbol Cn. Reakcja prowadząca do otrzymania tego pierwiastka zachodzi pomiędzy jądrami 208 Pb i 70 Zn. Towarzyszy jej emisja pewnej cząstki wchodzącej w skład atomu. Napisz równanie opisanej reakcji jądrowej. Uzupełnij wszystkie pola w podanym schemacie.
+
+
Zadanie 4. (3 pkt) Jednym z promieniotwórczych izotopów strontu jest
90
Sr. Jego okres półtrwania wynosi
około 28 lat. Izotop ten jest bardzo niebezpieczny dla człowieka, ponieważ ze względu na swoje właściwości chemiczne łatwo wbudowuje się w tkankę kostną w miejsce nieradioaktywnego izotopu innego pierwiastka. a) Oblicz, po jakim czasie z próbki
90
Sr o masie 51,2 mg pozostanie 0,4 mg tego izotopu.
Obliczenia:
Odpowiedź: b) Podaj symbol chemiczny pierwiastka, w miejsce którego wbudowuje się stront. .......................................................................................................................................................
Zadanie 5. (1 pkt)
W teorii orbitali molekularnych powstawanie wiązań chemicznych typu σ lub wyjaśnia się, stosując do opisu tych wiązań orbitale cząsteczkowe odpowiedniego typu (σ lub ), które można utworzyć w wyniku właściwego nakładania odpowiednich orbitali atomowych atomów tworzących cząsteczkę. Dane są cząsteczki: Cl2, H2, HF Ustal, nakładanie jakich orbitali atomowych (s czy p) obu atomów należy koniecznie uwzględnić, aby wyjaśnić tworzenie wiązań typu w tych cząsteczkach. W tym celu przyporządkuj każdej literze a, b, c jeden ze wzorów: Cl2, H2, HF. a) orbital s jednego atomu – orbital s drugiego atomu b) orbital s jednego atomu – orbital p drugiego atomu c) orbital p jednego atomu – orbital p drugiego atomu a) .............................. Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
b) .............................. 1a) 1
1b) 1
1c) 1
2. 1
c) .............................. 3. 1
4a) 2
4b) 1
5. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 6. (2 pkt) Dane są wzory: HCl, LiOH, Ra(OH)2, C6H5OH, H3O+, NO 2 , S2−, Spośród wymienionych powyżej wzorów wybierz i wpisz do tabeli
OH
a) wzory wszystkich kwasów i wzory wszystkich zasad w teorii Arrheniusa. Kwasy
Zasady
b) wzory wszystkich drobin, które w roztworach wodnych mogą pełnić rolę kwasów, i wzory wszystkich drobin, które w roztworach wodnych mogą pełnić rolę zasad w teorii Brönsteda. Kwasy
Zasady
Zadanie 7. (2 pkt) W poniższej tabeli podano schematyczne zapisy równań i informacje o przebiegu dwóch reakcji chemicznych.
Reakcja 1.
Reakcja 2.
Schematyczny zapis równania reakcji
Informacja dotycząca przebiegu reakcji
2AB (g) ⇄ A2 (g) + B2 (g)
Podwyższenie temperatury układu znajdującego się w stanie równowagi powoduje spadek wydajności reakcji otrzymywania substancji A2.
Podczas otrzymywania produktu XY3 ciepło X2 (g) + 3Y2 (g) ⇄ 2XY3 (g) jest przekazywane z układu do otoczenia.
a) Na podstawie powyższego opisu określ typ reakcji 1. i typ reakcji 2. ze względu na ich efekt cieplny. Reakcja 1. ..................................................................................................................................... Reakcja 2. ..................................................................................................................................... Załóżmy, że oba rozważane układy osiągnęły w pewnej temperaturze stan równowagi. b) Wskaż numer reakcji, której wydajność nie zmieni się po zmianie ciśnienia panującego w układzie. .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (3 pkt) Rozkład nadtlenku wodoru w obecności pewnego katalizatora przebiega według równania kinetycznego v k cH2O2 Do próbki z roztworem nadtlenku wodoru o stężeniu 20,0 mol dm 3 dodano katalizator i stwierdzono, że po upływie 5 minut stężenie nadtlenku wodoru zmalało do 14,5 mol dm 3 , po upływie 10 minut wynosiło 10,6 mol dm 3 , a po upływie 15 minut było równe 7,8 mol dm 3 . Stała szybkości reakcji w warunkach prowadzenia procesu wynosi k = 0,063 min 1 . a) Korzystając z informacji, uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres zależności stężenia nadtlenku wodoru od czasu.
czas, min
0
5
10
15
stężenie, mol dm 3 25
Stężenie, mol·dm-3
20
15
10
5
0 0
5
10
15
Czas, min
b) Na podstawie odpowiednich obliczeń i wykresu ustal, po jakim czasie szybkość reakcji będzie równa 0,819 mol·dm 3 ·min 1 .
Obliczenia:
Szybkość reakcji będzie równa 0,819 mol·dm 3 ·min 1 po czasie .............................................. Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
6a) 1
6b) 1
7a) 1
7b) 1
8a) 1
8b) 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 9. (4 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji: MnO 4 + H 2O 2 + H Mn 2 + O2 + H2O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji redukcji i równanie reakcji utleniania zachodzących podczas tej przemiany.
Równanie reakcji redukcji: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji utleniania: ....................................................................................................................................................... b) Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. .......... MnO 4 + .......... H 2O 2 + .......... H .......... Mn 2 + ..........O2 + ..........H2O c) Napisz, jaką funkcję (utleniacza czy reduktora) pełni w tej reakcji nadtlenek wodoru.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt)
W reaktorze o objętości 1 dm3 przebiega w stałej temperaturze T reakcja opisana schematem A (g) + B (g) ⇄ 2C (g) + D (g) Po zmieszaniu substratów A i B w stosunku molowym 1 : 1 zainicjowano reakcję. W mieszaninie równowagowej stężenie substancji D było równe 2 mol dm 3 , a stosunek stężeń molowych reagentów B i C wynosił [B]:[C] = 1 : 2,3. Oblicz stałą równowagi tej reakcji w temperaturze T. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Informacja do zadań 11.–13. W 1 dm3 pewnego wodnego roztworu znajdowało się 1,0 1010 mola jonów Cl , 1,0 1010 mola jonów I oraz jony Na+. Do roztworu wprowadzono kroplę roztworu AgNO3 zawierającą 1,0 105 mola tej soli. Iloczyny rozpuszczalności AgCl i AgI w temperaturze T, w której przeprowadzono doświadczenie, wynoszą: K SO = [Ag ]·[Cl ] = 1,8 10 10 i
K SO = [Ag ]·[I ] = 8,5 1017
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.
Zadanie 11. (1 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła jako pierwsza podczas opisanego doświadczenia.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Oceń, czy w temperaturze T może istnieć roztwór, w którym iloczyn stężeń molowych kationów srebra i anionów chlorkowych wynosiłby 2 105 . Uzasadnij swoje stanowisko.
....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Do wodnego roztworu zawierającego aniony chlorkowe ( Cl ) i cząsteczki amoniaku (NH3) wprowadzono roztwór zawierający kationy srebra (Ag+). Nie zaobserwowano jednak wytrącenia osadu, który świadczyłby o powstaniu chlorku srebra (AgCl). Wynika to z faktu, że dla jonów Ag+ reakcją uprzywilejowaną w stosunku do reakcji tworzenia AgCl jest reakcja tworzenia jonu kompleksowego o liczbie koordynacyjnej 2, w którym rolę ligandów pełnią cząsteczki amoniaku. Napisz w formie jonowej równanie reakcji prowadzącej do powstania opisanego jonu kompleksowego. .......................................................................................................................................................
Zadanie 14. (1 pkt) Do 100 g wodnego roztworu NaOH o stężeniu 10% masowych dodano 100 g kwasu solnego o stężeniu 10% masowych. Spośród podanych poniżej zależności wybierz i podkreśl tę, która jest prawdziwa dla otrzymanego roztworu. pH > 7
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
pH = 7
9a) 2
9b) 1
pH < 7
9c) 1
10. 2
11. 1
12. 1
13. 1
14. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 15. (2 pkt) Przygotowano 200 gramów wodnego roztworu maltozy o stężeniu 25,65% masowych. Po częściowej hydrolizie maltozy zachodzącej zgodnie z równaniem: . C12H22O11 + H2O kat 2C6H12O6
sumaryczna liczba moli cukrów redukujących (glukozy i maltozy) w roztworze wynosiła 0,28 mola. Oblicz stężenie glukozy, wyrażone w procentach masowych, w roztworze powstałym po częściowej hydrolizie maltozy. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. W obliczeniach przyjmij przybliżone wartości mas molowych: M C12 H 22 O 11 = 342 g · mol 1 , M C 6 H 12 O 6 = 180 g · mol 1 . Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (2 pkt) W poniższej tabeli przedstawiono równania reakcji elektrodowych oraz odpowiadające im wartości potencjałów standardowych dwóch półogniw redoks tworzących tzw. akumulator kwasowo-ołowiowy. Równanie reakcji elektrodowej
Potencjał standardowy
PbSO4 + 2e- ⇄ Pb + SO 24
E° = ‒ 0,36 V
PbO2 + 4H + SO 24 + 2e- ⇄ PbSO4 + 2H2O
E° = + 1,69 V
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Korzystając z podanych informacji, napisz sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym akumulatorze kwasowo-ołowiowym, oraz oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) tego ogniwa w warunkach standardowych. Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... SEM: ............................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (4 pkt) W wyniku reakcji litowców z wodorem, prowadzonej w podwyższonej temperaturze, powstają wodorki o wzorze ogólnym MeH. Związki te są w temperaturze pokojowej ciałami stałymi, a po stopieniu przewodzą prąd elektryczny. Po wprowadzeniu ich do wody wydziela się wodór, a roztwór po dodaniu fenoloftaleiny przyjmuje malinowe zabarwienie. a) Uwzględniając podany opis właściwości fizycznych wodorku litu i wiedząc, że jego temperatura topnienia wynosi 692 oC, określ rodzaj wiązania występującego w tym związku oraz podaj stopień utlenienia, jaki przyjmuje wodór w tym związku. Rodzaj wiązania:
....................................................................................................................................................... Stopień utlenienia wodoru: ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania wodorku litu oraz równanie reakcji wodorku litu z wodą. Równanie reakcji otrzymywania wodorku litu:
....................................................................................................................................................... Równanie reakcji wodorku litu z wodą:
....................................................................................................................................................... c) Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących w czasie elektrolizy stopionego wodorku litu, wiedząc, że na anodzie wydziela się wodór.
Równanie reakcji katodowej: .......................................................................................................
Równanie reakcji anodowej: ........................................................................................................
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
15. 2
16. 2
17a) 1
17b) 2
17c) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 18. (2 pkt) Energia dysocjacji wiązania C–H w alkanach (wyrażona w kJ·mol 1 ) to energia, jaką trzeba dostarczyć, aby przekształcić 1 mol alkanu w 1 mol atomów wodoru i 1 mol odpowiedniego rodnika organicznego. Przykłady takich procesów oraz odpowiadające im energie dysocjacji zestawiono w poniższej tabeli. Energia dysocjacji wiązania, kJ·mol 1
Przebieg procesu H
H H C H
→ H C
H
H·
+
435
H
H
H
H3C CH2 C H
→
H3C CH2 C
H
CH3 CH3
CH3
CH3
410
H → H3C C CH3
H3C C H
H·
H
H H3C C H
+
→ H3C C CH3
+
H·
398
+
H·
381
Na podstawie: R. Morrison, R. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1985.
Można zauważyć, że łatwość odrywania atomu wodoru od cząsteczki alkanu zależy od rzędowości atomu węgla, z którym jest on połączony. a) Korzystając z informacji, podkreśl przybliżoną wartość energii dysocjacji wiązania C–H w etanie.
435 kJ·mol 1
410 kJ·mol 1
398 kJ·mol 1
381 kJ·mol 1
b) Spośród rodników, których wzory podano w informacji, wybierz i napisz wzór tego, który tworzy się najłatwiej.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 19. (3 pkt)
W temperaturze około 80 C i w obecności kwasu siarkowego(VI) cząsteczki 2-metylopropenu ulegają dimeryzacji zachodzącej według schematu:
dimeryzacj a C8H16
2C 4 H 8
W mieszaninie poreakcyjnej stwierdza się obecność dwóch alkenów o podanym wzorze sumarycznym, różniących się położeniem wiązania podwójnego w cząsteczce. W wyniku całkowitego uwodornienia mieszaniny powstaje jeden związek 2,2,4-trimetylopentan. a) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) obu izomerów, powstających w reakcji addycji dwóch cząsteczek 2-metylopropenu.
Izomer I:
Izomer II:
b) Określ, według jakiego mechanizmu, nukleofilowego czy elektrofilowego, przebiega reakcja uwodornienia każdego z opisanych izomerów, w wyniku której powstaje 2,2,4-trimetylopentan.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 20. (3 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat przemian, które w laboratorium chemicznym prowadzą do otrzymania związku Z. HCl depolimeryzacja polietylen X Y Z
Na
2
1
3
a) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) związku organicznego X.
....................................................................................................................................................... b) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2 oraz równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 3.
Równanie reakcji oznaczonej numerem 2: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji oznaczonej numerem 3: ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
18a) 1
18b) 1
19a) 2
19b) 1
20a) 1
20b) 2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 21. (2 pkt) W zależności od warunków przeprowadzania eksperymentu reakcja propenu z chlorem może przebiegać w różny sposób. W temperaturze pokojowej, w obojętnym rozpuszczalniku (np. CCl4) reakcją preferowaną jest addycja. W temperaturze 500–600 C (w fazie gazowej) reakcją uprzywilejowaną jest substytucja, podczas której podstawieniu ulega atom wodoru w grupie alkilowej. Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równania reakcji opisanych w informacji. Zaznacz warunki prowadzenia obu procesów.
Równanie reakcji addycji: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji substytucji: .......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 22. i 23. Podstawnik już wprowadzony do pierścienia aromatycznego wywiera wpływ na miejsce wprowadzenia do pierścienia kolejnego podstawnika. Grupy alkilowe, –Cl, –Br, –NH2, –OH kierują kolejny wprowadzany podstawnik w pozycje orto- i para- w stosunku do własnego położenia. Obecność w pierścieniu aromatycznym grupy –NO2, –COOH czy –CHO powoduje, że kolejny podstawnik jest wprowadzany głównie w pozycję meta-. Poniższy schemat ilustruje ciąg przemian chemicznych, w wyniku których powstają związki organiczne A, B i C. COOH Cl2, FeCl3
1
2
A
CH3
HNO3, H2SO4
3
B+C
Zadanie 22. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe.
Zdanie 1. 2. 3.
W przemianie oznaczonej numerem 1 stopień utlenienia atomu węgla wchodzącego w skład podstawnika rośnie. W przemianie oznaczonej numerem 2 głównym produktem jest kwas p-chlorobenzenokarboksylowy (p-chlorobenzoesowy). Uczestniczący w przemianie oznaczonej numerem 3 jon NO +2 powstaje w reakcji kwasu azotowego(V) z kwasem siarkowym(VI).
P/F
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 23. (2 pkt) a) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych B i C, które są głównymi produktami przemiany oznaczonej na schemacie numerem 3. Wzór związku B:
Wzór związku C:
b) Stosując wzory pólstrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych, napisz równanie reakcji, oznaczonej na schemacie numerem 2, prowadzącej do otrzymania głównego produktu organicznego. .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) W poniższej tabeli podane są wartości stałej dysocjacji wybranych kwasów organicznych w temperaturze 25 °C. Nazwa kwasu
Ka
metanowy (mrówkowy)
1,7 104
etanowy (octowy)
1,7 105
benzenokarboksylowy (benzoesowy)
6,3 105
o-chlorobenzenokarboksylowy (o-chlorobenzoesowy)
1,2 103
Na podstawie: R. Morrison, R. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1985.
Trzy kwasy HX, HY i HZ różnią się mocą. W temperaturze 25 °C stosunek stałych dysocjacji KHZ : KHY jest równy 0,1. Kwas HX reaguje z solą NaY zgodnie ze schematem: HX + NaY NaX + HY
a) Skorzystaj z powyższej informacji i przyporządkuj wzorom HX, HY, HZ nazwy odpowiednich kwasów. HX: ............................................................................................................................................... HY: ............................................................................................................................................... HZ: ...............................................................................................................................................
b) Napisz, jaki wpływ na moc kwasu ma wprowadzenie do pierścienia kwasu benzenokarboksylowego w pozycję orto- kolejnego podstawnika takiego jak –Cl. ....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
21. 2
22. 1
23a) 1
23b) 1
24a) 1
24b) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 25. (1 pkt) Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał budowę obu enancjomerów związku organicznego o wzorze sumarycznym C4H10O.
C
C
Zadanie 26. (3 pkt) Dane są wzory półstrukturalne (grupowe) trzech aminokwasów.
CH2 COOH NH2
CH3 CH
COOH
NH2
H2 N
CH
COOH
CH2
OH
glicyna (Gly)
alanina (Ala)
tyrozyna (Tyr)
a) Aminokwasy, których wzory podano powyżej, należą do aminokwasów białkowych. Narysuj wzór tego fragmentu struktury ich cząsteczek, który wskazuje na tę przynależność.
....................................................................................................................................................... b) Stosując wzór jonu obojnaczego alaniny (kwasu 2-aminopropanowego), napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących po wprowadzeniu tego aminokwasu do: wodnego roztworu wodorotlenku sodu (reakcja 1.) kwasu solnego (reakcja 2.).
Równanie reakcji 1.:
....................................................................................................................................................... Równanie reakcji 2.:
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Informacja do zadania 27. i 28. W trzech naczyniach A, B i C znajdują się oddzielnie: glicyna (Gly), tyrozyna (Tyr) i glicyloalanyloalanina (Gly-Ala-Ala). Po analizie budowy cząsteczek tych związków stwierdzono, że przeprowadzenie reakcji kolejno z dwoma odczynnikami umożliwi ich identyfikację. Jako pierwszy odczynnik wybrano kwas azotowy(V). Na szkiełkach zegarkowych umieszczono próbki identyfikowanych substancji i na każdą naniesiono kroplę stężonego HNO3. Zaobserwowano, że tylko na próbce z naczynia C pojawiło się żółte zabarwienie.
Zadanie 27. (1 pkt) Podaj nazwę substancji znajdującej się w naczyniu C.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (3 pkt) W celu zidentyfikowania substancji znajdujących się w naczyniach A i B przygotowano ich wodne roztwory i przeprowadzono drugie doświadczenie, do którego użyto odczynnika wybranego z podanej poniżej listy: woda chlorowa świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II) wodny roztwór chlorku żelaza(III).
Zaobserwowano powstanie ciemnoniebieskiego roztworu w probówce I oraz roztworu o barwie różowofioletowej w probówce II. a) Uzupełnij schemat drugiego doświadczenia, wpisując nazwę lub wzór użytego odczynnika wybranego z podanej powyżej listy.
Schemat doświadczenia:
roztwór z naczynia A
roztwór z naczynia B
II
I
Odczynnik: ........................................................................ ........................................................................
b) Podaj nazwę substancji znajdującej się w naczyniu A oraz nazwę substancji znajdującej się w naczyniu B.
Naczynie A: .................................................................................................................................. Naczynie B: .................................................................................................................................. c) Podaj nazwę reakcji zachodzącej w probówce II.
....................................................................................................................................................... Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
25. 1
26a) 1
26b) 2
27. 1
28a) 1
28b) 1
28c) 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 29. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, w którym zmieszano wodny roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) z wodnym roztworem wodorotlenku potasu. Zaobserwowano wytrącenie osadu. Następnie do wytrąconego osadu dodano wodny roztwór pewnej substancji X. Po energicznym wstrząśnięciu zawartości probówki zaobserwowano pojawienie się roztworu o barwie szafirowej. Spośród wymienionych związków: etanol, propanal, propanon, fruktoza wybierz ten związek, którego użyto w doświadczeniu jako substancję X, i napisz jego nazwę.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Wzór półstrukturalny (grupowy) ketotriozy można zapisać: CH2 C
CH2
OH
OH
O
Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) izomeru tego związku, który wykazuje zdolność do występowania w postaci izomerów optycznych.
Zadanie 31. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe.
Zdanie
P/F
1.
-D-glukoza i -D-glukoza stanowią parę enancjomerów.
2.
Jeżeli disacharyd jest nieredukujący, to nie wykazuje czynności optycznej.
3.
Glukoza jest końcowym produktem hydrolizy skrobi i celulozy.
Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
29. 1
30. 1
31. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
Układ graficzny © CKE 2013
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
MAJ 2014
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 19 stron (zadania 1–39). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-142
2
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 1. (2 pkt) Na rysunku przedstawiono schemat ukáadu okresowego pierwiastków (bez lantanowców i aktynowców), na którym umieszczono strzaáki A i B odpowiadające kierunkom zmian wybranych wielkoĞci charakteryzujących pierwiastki chemiczne. A
B
PodkreĞl wszystkie wymienione poniĪej wielkoĞci, których wzrost wskazują strzaáki oznaczone literami A i B. 1. Dla pierwiastków 1. grupy strzaáka A wskazuje kierunek wzrostu najwyĪszego stopnia utlenienia
promienia atomowego
promienia jonowego
2. Dla pierwiastków grup 1.–2. i 13.–17. okresu III strzaáka B wskazuje kierunek wzrostu najwyĪszego stopnia utlenienia
promienia atomowego
charakteru metalicznego
Zadanie 2. (1 pkt) Na poniĪszym schemacie ukáadu okresowego pierwiastków (bez lantanowców i aktynowców) zaznaczono poáoĪenie trzech pierwiastków oznaczonych numerami I, II oraz III.
II I III
Wypeánij tabelĊ, wpisując literĊ P, jeĪeli informacja jest prawdziwa, lub literĊ F, jeĪeli jest faászywa. Informacja 1. Pierwiastek I jest aktywnym metalem. Tworzy wodorek, w którym wodór przyjmuje stopieĔ utlenienia równy – I. 2. Atomy pierwiastka II mają silniejszą tendencjĊ do przyáączania elektronu niĪ atomy pierwiastka III. W konsekwencji pierwiastek II jest silniejszym utleniaczem niĪ pierwiastek III. 3. Wodorki pierwiastków II oraz III, rozpuszczając siĊ w wodzie, ulegają dysocjacji jonowej. Staáa dysocjacji wodorku pierwiastka II jest wiĊksza od staáej dysocjacji wodorku pierwiastka III.
P/F
3
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 3. (2 pkt) Na poniższym wykresie przedstawiono zależność pewnej makroskopowej wielkości charakteryzującej pierwiastki chemiczne w funkcji ich liczby atomowej Z. 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00 0
10
20
30
40
50 Z
a) Opisz oś pionową wykresu, podając nazwę tej wielkości oraz jednostkę, w jakiej jest ona wyrażana. Opis osi pionowej: ....................................................................................................................... Pierwsza energia jonizacji E1 to najmniejsza energia potrzebna do oddzielenia pierwszego (o najwyższej energii) elektronu od atomu. Poniższy wykres przedstawia zależność pierwszej energii jonizacji atomów pierwiastków z czterech pierwszych okresów układu okresowego od liczby atomowej Z tych pierwiastków.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
b) Uzupełnij zdanie. Wybierz i podkreśl numer grupy pierwiastków spośród podanych w nawiasie. W danym okresie układu okresowego największą wartość pierwszej energii jonizacji E1 mają pierwiastki (pierwszej / trzeciej / siedemnastej / osiemnastej) grupy. Nr zadania Wypełnia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
1. 2
2. 1
3a) 1
3b) 1
4
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 4. (1 pkt) W poniĪszej tabeli przedstawiono masy atomowe i zawartoĞü procentową trwaáych izotopów galu wystĊpujących w przyrodzie. Masa atomowa izotopu, u
ZawartoĞü procentowa, %
Ga
68,9
60,1
Ga
70,9
39,9
Symbol 69 71
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. UrbaĔczyk, Tablice chemiczne, GdaĔsk 2001.
Oblicz masĊ atomową galu. Wynik zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
OdpowiedĨ:
Zadanie 5. (1 pkt) Radioaktywny izotop galu o liczbie masowej równej 67 jest stosowany w medycynie nuklearnej. Otrzymuje siĊ go w reakcji zachodzącej podczas bombardowania protonami jąder izotopu cynku o liczbie masowej równej 68. Napisz równanie opisanego procesu, uzupeániając poniĪszy schemat.
67 +
Ga
+
2
Zadanie 6. (1 pkt) W stanie podstawowym atom galu ma jeden niesparowany elektron. Uzupeánij zdania. Wybierz i podkreĞl symbol typu podpowáoki oraz wartoĞü gáównej i pobocznej liczby kwantowej spoĞród podanych w nawiasach. Niesparowany elektron atomu galu w stanie podstawowym naleĪy do podpowáoki typu (s / p / d). Gáówna liczba kwantowa n opisująca stan tego elektronu wynosi (2 / 3 / 4), a poboczna liczba kwantowa l jest równa (0 / 1 / 2 / 3).
5
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 7. (2 pkt) Gal jest metalem, który roztwarza siĊ w mocnych kwasach oraz mocnych zasadach. W reakcjach tych tworzy sole, przechodząc na stopieĔ utlenienia III. Drugi produkt tych reakcji jest taki sam jak w reakcjach glinu z mocnymi kwasami i zasadami. PoniĪej przedstawiono schemat reakcji galu z mocnymi kwasami i zasadami. + H3O+ (aq)
[Ga(H2O)6]3+ (aq)
1 Ga (s) –
+ OH (aq)
–
[Ga(OH) 4] (aq)
2
Na podstawie: A. BielaĔski, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji oznaczonych numerami 1 i 2. 1: .................................................................................................................................................. 2: ..................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt)
Po wrzuceniu 0,720 g magnezu do 0,150 dm3 kwasu solnego o stĊĪeniu 0,120 mol · dm–3 zaszáa reakcja opisana równaniem: Mg + 2H3O+ ĺ Mg2+ + H2 + 2H2O Oblicz stĊĪenie molowe kwasu solnego w momencie, gdy przereagowaáo 20% masy magnezu. W obliczeniach przyjmij, Īe objĊtoĞü roztworu siĊ nie zmienia. Wynik podaj z dokáadnoĞcią do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
OdpowiedĨ: Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
4. 1
5. 1
6. 1
7. 2
8. 2
6
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadaĔ 9.–12. Kwas ortoborowy H3BO3 jest bardzo sáabym jednoprotonowym kwasem, który w roztworach wodnych dziaáa nie jako donor protonów, lecz jako akceptor jonów wodorotlenkowych, reagując z wodą zgodnie z równaniem: H3BO3 + 2H2O U H3O+ + [B(OH)4]– Staáa równowagi tej reakcji jest równa 5,8 · 10–10. W obecnoĞci Ğrodków odciągających wodĊ, np. stĊĪonego H2SO4, kwas ortoborowy tworzy z alkoholami estry. Na podstawie: A. BielaĔski, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Zadanie 9. (2 pkt) Narysuj wzór elektronowy cząsteczki kwasu ortoborowego, oznaczając kreskami wiązania oraz wolne pary elektronowe. WyjaĞnij, dlaczego kwas borowy jest akceptorem jonów wodorotlenkowych. Wzór:
WyjaĞnienie: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Nazwij typ wiązania (ze wzglĊdu na sposób jego powstawania), jakie tworzy siĊ miĊdzy atomem boru w cząsteczce kwasu ortoborowego i anionem wodorotlenkowym. ......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (1 pkt) Wedáug teorii Arrheniusa kwasy to związki dysocjujące w roztworze wodnym na kationy wodoru i aniony reszty kwasowej. Brønsted zdefiniowaá kwasy jako donory protonów. Oznacza to, Īe kwasy to cząsteczki i jony oddające proton. Zgodnie z teorią Lewisa kwasem nazywamy atom, cząsteczkĊ lub jon bĊdący akceptorem jednej lub kilku par elektronów. Wybierz teoriĊ kwasów i zasad, zgodnie z którą H3BO3 – na podstawie reakcji z wodą opisanej powyĪej – jest kwasem. Uzupeánij poniĪsze zdanie, podkreĞlając nazwisko autora tej teorii. Na podstawie opisanej reakcji z wodą moĪna stwierdziü, Īe H3BO3 jest kwasem wedáug teorii kwasów i zasad (Arrheniusa / Brønsteda / Lewisa).
7
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 12. (1 pkt) Napisz, posáugując siĊ wzorami póástrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, równanie reakcji kwasu ortoborowego z metanolem, w której stosunek molowy kwasu do alkoholu jest równy 1 : 3.
Zadanie 13. (2 pkt) W tabeli podano wartoĞci standardowej molowej entalpii trzech reakcji. Równanie reakcji
Standardowa molowa entalpia
C2 H 6 (g) + 3 O2 (g) → 2CO 2 (g) + 3H 2O (c)
ǻ sp H oC2 H6 = − 1560, 7 kJ ⋅ mol−1
C2 H 4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 2H 2O (c)
ǻ sp H oC2 H4 = − 1411, 2 kJ ⋅ mol−1
H 2 (g) + 12 O2 (g) → H 2O (c)
ǻ tw H oH2O = − 285,8 kJ ⋅ mol−1
1 2
J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. UrbaĔczyk, Tablice chemiczne, GdaĔsk 2001.
Na podstawie powyĪszych danych oblicz standardową molową entalpiĊ reakcji uwodornienia etenu ¨H ox , która zachodzi zgodnie z równaniem:
C2 H 4 (g) + H 2 (g) → C2 H 6 (g) Wynik podaj z dokáadnoĞcią do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
OdpowiedĨ: Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
9. 2
10. 1
11. 1
12. 1
13. 2
8
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadaĔ 14.–16. Kwas cytrynowy (kwas 2-hydroksypropano-1,2,3-trikarboksylowy) o skáadzie C6H8O7 speánia waĪną funkcjĊ w metabolizmie organizmów jako produkt przejĞciowy cyklu Krebsa, w którym ulega izomeryzacji do kwasu izocytrynowego o nastĊpującym wzorze:
COOH HOOC
CH
CH
COOH CH2
OH
Zadanie 14. (1 pkt) Podaj nazwĊ systematyczną kwasu izocytrynowego.
......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (1 pkt) Napisz wzór póástrukturalny (grupowy) kwasu cytrynowego.
Zadanie 16. (2 pkt) Przeanalizuj budowĊ cząsteczek kwasu cytrynowego i izocytrynowego ze wzglĊdu na moĪliwoĞü wystąpienia enancjomerii (izomerii optycznej). Wpisz w tabeli liczbĊ asymetrycznych atomów wĊgla w cząsteczkach tych kwasów oraz liczbĊ enancjomerów (izomerów optycznych) lub zaznacz ich brak.
Kwas
Liczba asymetrycznych atomów wĊgla
Liczba enancjomerów
cytrynowy izocytrynowy
Zadanie 17. (2 pkt) Do wodnego roztworu kwasu cytrynowego dodano nadmiar wodnego roztworu wodorowĊglanu sodu NaHCO3. Stwierdzono, Īe temperatura mieszaniny poreakcyjnej jest znacznie niĪsza niĪ temperatura roztworów przed ich zmieszaniem. Zaobserwowano takĪe wydzielanie bezbarwnego gazu. a) SpoĞród podanych zaleĪnoĞci wybierz i podkreĞl tĊ, która jest prawdziwa dla entalpii procesu dokonującego siĊ w opisanym doĞwiadczeniu.
¨H < 0
¨H = 0
¨H > 0
9
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która zaszáa w czasie doĞwiadczenia. Przyjmij, Īe kwas cytrynowy przereagowaá z wodorowĊglanem sodu w stosunku molowym 1 : 3. Zastosuj nastĊpujący wzór kwasu cytrynowego: C3H4(OH)(COOH)3.
......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) W temperaturze 20 °C rozpuszczalnoĞü uwodnionego wĊglanu sodu o wzorze Na2CO3·10H2O wynosi 21,5 grama w 100 gramach wody. Oblicz, jaki procent masy roztworu nasyconego w temperaturze 20 °C stanowi masa soli bezwodnej Na2CO3. Wynik podaj z dokáadnoĞcią do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
OdpowiedĨ:
Zadanie 19. (1 pkt) Wytrącanie trudno rozpuszczalnych siarczków metali jest waĪną metodą analityczną. W tych reakcjach jako odczynnik stosowany jest siarkowodór, który uzyskuje siĊ w wyniku hydrolizy amidu kwasu tiooctowego (tioacetamidu) o wzorze S H3C
C NH2
W wyniku hydrolizy tioacetamidu powstają siarkowodór i etanian (octan) amonu. Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakoĞciowa, Warszawa 2001.
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji hydrolizy tioacetamidu, posáugując siĊ wzorami póástrukturalnymi (grupowymi) reagentów organicznych.
Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
14. 1
15. 1
16. 2
17a) 1
17b) 1
18. 2
19. 1
10
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 20. (1 pkt) Napisz równania reakcji etapów dysocjacji kwasu siarkowodorowego, którym odpowiadają wartoĞci staáej dysocjacji podane w tabeli.
Staáa dysocjacji Ka
Równanie reakcji
1 · 10 –18 1 · 10 –7
Zadanie 21. (1 pkt) Siarczki są solami sáabego kwasu siarkowodorowego, dlatego moĪliwoĞü ich wytrącenia zaleĪy nie tylko od iloczynu rozpuszczalnoĞci, lecz takĪe od pH roztworu. W roztworach o niskim pH stĊĪenie jonów siarczkowych jest bardzo maáe, wiĊc stĊĪenie jonów metalu musi byü odpowiednio duĪe, aby zostaá przekroczony iloczyn rozpuszczalnoĞci. Dla roztworu o znanym pH moĪna obliczyü najmniejsze stĊĪenie molowe kationów danego metalu c, jakie musi istnieü w roztworze o tym pH, aby zacząá siĊ wytrącaü osad siarczku tego metalu. Na poniĪszym wykresie przedstawiono zaleĪnoĞü logarytmu z najmniejszego stĊĪenia c kationów Cu2+ i Zn2+ (log c), przy którym nastĊpuje strącanie siarczków miedzi(II) i cynku, od pH roztworu. 0
1
logc 0
2
3
4
5
6
7 pH
-5 -10 -15
Zn2+
-20 -25 -30
Cu2+
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna. Podstawy teoretyczne i analiza jakoĞciowa, Warszawa 2001.
Przygotowano dwa roztwory wodne, których pH byáo równe 1. Roztwór I zawieraá jony Zn2+ o stĊĪeniu c równym 10–5 mol · dm –3, a roztwór II zawieraá jony Cu2+ o stĊĪeniu c równym 10–5 mol · dm –3. Czy w roztworze I wytrąci siĊ osad ZnS, a w roztworze II osad CuS? Wpisz TAK albo NIE w odpowiednie rubryki tabeli.
W roztworze I wytrąci siĊ osad ZnS. W roztworze II wytrąci siĊ osad CuS.
11
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadania 22. i 23. Nadtlenek wodoru H2O2 jest gĊstą, syropowatą cieczą, która miesza siĊ z wodą w kaĪdym stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji wedáug równania:
H 2O 2 + H 2O U HO −2 + H 3O + Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniĪszy rysunek. 97o O H
O
H 94o
97o
Na podstawie: A. BielaĔski, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Zadanie 22. (1 pkt) Korzystając z informacji na temat dysocjacji nadtlenku wodoru w wodzie, wypeánij tabelĊ, wpisując literĊ P, jeĪeli zdanie jest prawdziwe, lub literĊ F, jeĪeli jest faászywe.
Zdanie P/F 1. Nadtlenek wodoru jest kwasem Brønsteda, a sprzĊĪoną z nim zasadą jest jon OH–. 2. Woda jest akceptorem protonów pochodzących od sprzĊĪonego z nią kwasu Brønsteda, którym jest nadtlenek wodoru. 3. Cząsteczka H 2O 2 i jon HO −2 stanowią sprzĊĪoną parĊ kwas – zasada w ujĊciu teorii Brønsteda.
Zadanie 23. (3 pkt) Korzystając z informacji na temat struktury cząsteczki nadtlenku wodoru, uzupeánij poniĪsze zdania. Wybierz i podkreĞl jedno okreĞlenie spoĞród podanych w kaĪdym nawiasie.
1. W cząsteczce nadtlenku wodoru atomy wodoru poáączone są z atomami tlenu wiązaniami kowalencyjnymi (spolaryzowanymi / niespolaryzowanymi), a miĊdzy atomami tlenu wystĊpuje wiązanie kowalencyjne (spolaryzowane / niespolaryzowane). 2. Cząsteczka nadtlenku wodoru jest (polarna / niepolarna). 3. Ksztaát cząsteczki nadtlenku wodoru moĪna wyjaĞniü, jeĞli siĊ zaáoĪy hybrydyzacjĊ typu (sp3 / sp2 / sp) walencyjnych orbitali atomowych tlenu.
Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
20. 1
21. 1
22. 1
23. 3
12
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadaĔ 24.–26. Do probówek zawierających zakwaszone roztwory wodne odpowiednio manganianu(VII) potasu (probówka I) i jodku potasu (probówka II) dodano roztwór wodny nadtlenku wodoru. Zaobserwowano zmiany barwy zawartoĞci obu probówek i inne objawy Ğwiadczące o przebiegu reakcji chemicznych. H2O2 (aq)
I
KMnO4 (aq) + H2SO4 (aq)
II
KI (aq) + H2SO4 (aq)
W tabeli podano wartoĞci standardowych potencjaáów wybranych ukáadów redoks. Równanie reakcji H 2O 2 + 2H + + 2e− U 2H 2O MnO −4 + 8H + + 5e− U Mn 2+ + 4H 2O +
−
Standardowy potencjaá E°, V 1,766 1,507
O 2 + 2H + 2e U H 2O 2
0,695
I2 + 2e− U 2I −
0,536
J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. UrbaĔczyk, Tablice chemiczne, GdaĔsk 2001.
Zadanie 24. (2 pkt) Opisz obserwowane zmiany barw, które Ğwiadczą o przebiegu reakcji w probówkach I i II (uwzglĊdnij barwĊ zawartoĞci obu probówek przed reakcją i po jej zajĞciu).
Probówka I: ...................................................................................................................................................... Probówka II: ......................................................................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Podaj wzór chemiczny utleniacza i reduktora w reakcjach zachodzących w probówkach I i II.
Probówka I II
Wzór utleniacza
Wzór reduktora
13
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 26. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji chemicznych, które przebiegáy w probówkach I i II. Probówka I:
...................................................................................................................................................... Probówka II: ......................................................................................................................................................
Zadanie 27. (2 pkt)
JeĪeli w reakcji redoks biorą udziaá jony H+, to potencjaá ukáadu zaleĪy od stĊĪenia tych jonów, czyli od pH roztworu. Dla takich ukáadów potencjaá odnosi siĊ do roztworów, w których cH + = 1 mol · dm–3, a wiĊc pH = 0. WartoĞci potencjaáów redoks wielu waĪnych biologicznie ukáadów utleniacz – reduktor przedstawiane są dla przyjĊtego przez biochemików stanu, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K. RóĪnica pH roztworu wpáywa na wartoĞü potencjaáu póáogniwa. Potencjaá póáogniwa wodorowego E H /H+ 2
w Ğrodowisku o pH róĪnym od zera moĪna obliczyü (w woltach), korzystając z nastĊpującej zaleĪnoĞci: E H /H+ = E oH / H+ + 0, 06 log c H+ 2
gdzie E
o H2 / H+
2
oznacza potencjaá standardowy póáogniwa wodorowego. Na podstawie: Lubert Stryer, Biochemia, Warszawa 2003 oraz K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
a) Oblicz potencjaá póáogniwa wodorowego w stanie, w którym pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K.
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... PoniĪej przedstawiono równania reakcji i potencjaáy redoks dwóch ukáadów biologicznych dla pH = 7, p = 1013 hPa, T = 298 K. Równanie reakcji 1 O 2 + 2H + + 2e − U H 2O 2 NAD+ + H + + 2e − U NADH
Potencjaá E, V
0,82 –0,32
1 O 2 + H + + NADH 2 zachodzi samorzutnie, czy do jej zajĞcia konieczne jest dostarczenie energii. Uzupeánij poniĪsze zdanie: wybierz i podkreĞl jedno okreĞlenie w kaĪdym nawiasie.
b) OceĔ, czy reakcja zilustrowana równaniem H 2O + NAD+ →
Aby mogáa zajĞü opisana reakcja, (jest / nie jest) konieczne dostarczenie energii, poniewaĪ woda jest reduktorem (silniejszym / sáabszym) niĪ NADH. Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
24. 2
25. 2
26. 2
27a) 1
27b) 1
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 28. (2 pkt) Elektroliza wodnego roztworu chlorku sodu na elektrodach grafitowych przebiega zgodnie z równaniem: prąd elektryczny 2NaCl + 2H 2 O ⎯⎯⎯⎯⎯ → 2NaOH + H 2 + Cl2
Oblicz, ile sekund trwaáa elektroliza, jeĞli otrzymano 10 cm3 wodoru (w przeliczeniu na warunki normalne), a natĊĪenie prądu przepuszczanego przez elektrolizer wynosiáo 1 A. Staáa Faradaya F = 96500 C · mol–1. Wynik zaokrąglij do liczb caákowitych.
Obliczenia:
OdpowiedĨ:
Zadanie 29. (3 pkt) PoniĪej przedstawiono ciąg przemian prowadzących do powstania cykloheksenu.
ClCH2-(CH2)4-CH2Cl
+ Zn, etanol
A
+ Cl2, Ğwiatáo
B
+ KOH, etanol/ogrzewanie
cykloheksen
Uzupeánij tabelĊ, wpisując wzory póástrukturalne (grupowe) lub uproszczone związków organicznych oznaczonych na schemacie literami A i B oraz wzór cykloheksenu.
Związek A
Związek B
Cykloheksen
Zadanie 30. (1 pkt) Benzen wrze pod ciĞnieniem 1000 hPa (1 bar) w temperaturze 352,2 K. Standardowa molowa entalpia parowania benzenu w temperaturze przemiany wynosi 30,8 kJ · mol–1. P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001.
Na podstawie powyĪszej informacji oceĔ, czy skraplanie benzenu w temperaturze 352,2 K jest przemianą egzo- czy endotermiczną.
......................................................................................................................................................
15
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadaĔ 31.–33. Reakcja kwasu etanowego (octowego) z etanolem prowadzona w obecnoĞci mocnego kwasu jest reakcją odwracalną, która przebiega wedáug równania: H+ ZZZ X CH 3COOH + CH 3CH 2OH YZZ Z CH 3COOCH 2 CH 3 + H 2 O StĊĪeniowa staáa równowagi tej reakcji w temperaturze 25 °C wynosi Kc = 4,0. Badając kinetykĊ reakcji kwasu etanowego z etanolem w Ğrodowisku wodnym, stwierdzono, Īe wzglĊdny rząd reakcji dla etanolu i kwasu etanowego wynosi 1, a caákowity rząd reakcji jest równy 2. Rząd reakcji ze wzglĊdu na wybrany substrat to wykáadnik potĊgi, w której stĊĪenie molowe danego substratu wystĊpuje w równaniu kinetycznym tej reakcji. Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Wrocáaw 2000.
Zadanie 31. (1 pkt) Napisz równanie kinetyczne opisanej reakcji estryfikacji.
......................................................................................................................................................
Zadanie 32. (2 pkt) W naczyniu o objĊtoĞci V zmieszano w temperaturze 25 °C 1 mol kwasu etanowego i 1 mol etanolu. Do otrzymanej mieszaniny dodano niewielką iloĞü stĊĪonego kwasu siarkowego(VI). Oblicz, ile moli kwasu etanowego pozostaáo w mieszaninie po ustaleniu siĊ stanu równowagi.
Obliczenia:
OdpowiedĨ:
Zadanie 33. (1 pkt) PodkreĞl wszystkie wymienione poniĪej dziaáania, które spowodują zwiĊkszenie wydajnoĞci opisanej reakcji estryfikacji w temperaturze 25 °C.
dodanie etanolu
dodanie wody
dodanie katalizatora
dodanie obojĊtnej wobec reagentów substancji higroskopijnej Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
28. 2
29. 3
30. 1
31. 1
32. 2
33. 1
16
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 34. (2 pkt) PoniĪej przedstawiono schemat przemian, jakim ulegają pochodne wĊglowodorów. Symbolami R i R1 oznaczono grupy alkilowe. +[O]
+[O]
+ R OH, stĊĪony H SO
1 2 4 RCH 2OH ⎯⎯⎯→ Związek I ⎯⎯⎯→ Związek II ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ →
+ NaOH
Związek III ⎯⎯⎯⎯→ Związek IV Wypeánij tabelĊ, wpisując ogólne wzory pochodnych związku RCH2OH, które na schemacie oznaczono numerami I–IV.
Numer związku
Wzór ogólny związku
I II III IV
Informacja do zadaĔ 35.–38. W poniĪszej tabeli przedstawiono wybrane dane na temat czterech aminokwasów biaákowych. Symbol pI oznacza punkt izoelektryczny, który jest taką wartoĞcią pH roztworu, w którym stĊĪenie jonu obojnaczego osiąga maksymalną wartoĞü, natomiast stĊĪenia formy anionowej i kationowej mają jednakową, najmniejszą wartoĞü. Nazwa aminokwasu Alanina
Skrót Ala
H3C
CH
Wzór COOH
pI 6,00
NH2 Kwas asparaginowy
Asp
HOOC
CH2
CH COOH
2,77
NH2 Lizyna
Lys
H2N
(CH2)4 CH COOH
9,74
NH2 Fenyloalanina
Phe
5,48 CH2
CH
COOH
NH2 J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. UrbaĔczyk, Tablice chemiczne, GdaĔsk 2001.
Zadanie 35. (1 pkt) OkreĞl liczbĊ wszystkich moĪliwych organicznych niecyklicznych produktów kondensacji jednej cząsteczki alaniny z jedną cząsteczką kwasu asparaginowego.
......................................................................................................................................................
17
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 36. (1 pkt) Napisz wzór tej formy fenyloalaniny, której stĊĪenie jest najwiĊksze w roztworze o pH równym 5,48.
Zadanie 37. (2 pkt) Zaplanuj doĞwiadczenie, którego przebieg pozwoli na odróĪnienie alaniny od fenyloalaniny. a) Uzupeánij poniĪszy schemat doĞwiadczenia, wpisując nazwĊ odczynnika, po którego dodaniu do obu probówek i ogrzaniu ich zawartoĞci moĪliwe bĊdzie zaobserwowanie róĪnic w przebiegu doĞwiadczenia z udziaáem alaniny i fenyloalaniny. Odczynnik wybierz spoĞród nastĊpujących: − wodny roztwór chlorku Īelaza(III) − ĞwieĪo strącony wodorotlenek miedzi(II) − wodny roztwór wodorotlenku sodu z fenoloftaleiną − rozcieĔczony kwas solny z oranĪem metylowym − mieszanina stĊĪonych kwasów: azotowego(V) i siarkowego(VI)
Wybrany odczynnik: ......................................................................................................................
I alanina (s)
II fenyloalanina (s)
b) Opisz zmiany moĪliwe do zaobserwowania w czasie doĞwiadczenia, pozwalające na odróĪnienie alaniny od fenyloalaniny.
Probówka I: ................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................ ...................................................................................................................................................... Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
34. 2
35. 1
36. 1
37a) 1
37b) 1
18
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 38. (1 pkt) WskaĪ przyczynĊ róĪnicy wartoĞci punktu izoelektrycznego kwasu asparaginowego i lizyny.
...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 39. (1 pkt) PoniĪej przedstawiono wzory (w projekcji Hawortha) dwóch disacharydów: maltozy i sacharozy. Maltoza
Sacharoza O H
H
O H
H OH
H
HO H
H
OH
HO
OH H
H
OH
H
O
O H
H
H
H OH
CH2OH
CH2OH
CH2OH
H CH2OH
OH
H
OH
O
O HO CH2OH
H OH
H
W oddzielnych probówkach przygotowano wodne roztwory maltozy oraz sacharozy i dodano do nich ĞwieĪo strącony wodorotlenek miedzi(II). NastĊpnie zawartoĞü obu probówek zalkalizowano i ogrzano. W warunkach doĞwiadczenia w probówce zawierającej roztwór maltozy zaobserwowano powstanie ceglastego osadu, natomiast w probówce z roztworem sacharozy wytrąciá siĊ czarny osad. Wypeánij tabelĊ, wpisując literĊ P, jeĪeli zdanie jest prawdziwe, lub literĊ F, jeĪeli jest faászywe.
Zdanie P/F 1. W reakcji z maltozą wodorotlenek miedzi(II) ulegá redukcji do Cu2O, o czym Ğwiadczy powstanie ceglastego osadu. 2. Czarny osad powstający w probówce z roztworem sacharozy to CuO, który jest produktem rozkáadu wodorotlenku miedzi(II). 3. Sacharoza nie wykazaáa wáaĞciwoĞci redukujących, poniewaĪ w jej cząsteczkach wiązanie glikozydowe áączy pierwszy atom wĊgla reszty glukozy z drugim atomem wĊgla reszty fruktozy.
Nr zadania Wypeánia Maks. liczba pkt egzaminator Uzyskana liczba pkt
38. 1
39. 1
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
19
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt: iejsce Miejsce na naklejkę naszkoły naklejkę z kodem
dysleksja
Wynik %: ©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
www.NowaMatura.edu.pl Oficyna Wydawnicza NOWA MATURA oraz I LO w Łańcucie MCH-2_A2R-2012
V OGÓLNOPOLSKA PRÓBNA MATURA Z CHEMII Arkusz II POZIOM ROZSZERZONY
ARKUSZ ROZSZERZONY
Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego: 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak zgłoś
23 MARCA ROK 2012
przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie (tu: oddzielna karta) nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko oraz kod.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE. Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w V Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 23 marca 2012 roku.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD ZDAJĄCEGO
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (2 pkt.) a) Podaj wzór strukturalny lub półstrukturalny węglowodoru, opisanego sumarycznie C 3H6, który w swojej budowie nie ma wiązań π. Wzór węglowodoru: …………………………… b) Zapisz, używając postaci wzoru z odpowiedzi powyżej, reakcję katalitycznej (katalizator niklowy, odpowiednie ciśnienie i temperatura) hydrogenacji tego związku. Miejsce na reakcję:
Zadanie 2 (3 pkt.) Przeanalizuj budowę następujących cząsteczek i jonów: SO2, CBr4, NH4+, H2O, CH3–C≡CH i napisz wzór jednej drobiny, a)
w której znajduje się dwa rodzaje wiązań kowalencyjnych (atomowych): ………………..……………
b) która nie ma momentu dipolowego: ……………………………………………………………………. c)
która między wiązaniami sigma ma kąt wynoszący 1200: ………………………………………………
Zadanie 3 (2 pkt.) W ściśle określonej temperaturze w czterech (1 – 4) zlewkach zawierających po 1000 cm3 wody czystej do analizy każda, rozpuszczono kolejno: 1) 5,85 g NaCl 2) 0,1 mola Zn(NO 3)2 3) 0,05 mola sacharozy 4) 9,2 g etanolu a) b)
Wskaż zlewkę (1 – 4), w której uzyskany roztwór ma najwyższą temperaturę krzepnięcia: ……………. Wskaż zlewkę (1 – 4), w której roztwór spośród podanych nie charakteryzuje się najwyższą temperaturą krzepnięcia ani jednocześnie najwyższą temperaturą wrzenia: …………………… .
W odpowiedzi wystarczy użyć oznaczeń roztworów 1 – 4. Zadanie 4 (2 pkt.) Efekt energetyczny reakcji można wyznaczyć korzystając z wartości energii wiązań. Każdą reakcję można traktować jako endoenergetyczny proces rozrywania wiązań w cząsteczkach substratów oraz egzoenergetyczny proces powstawania wiązań w cząsteczkach produktów. Jeżeli energia wiązania: N−H wynosi 390 kJ · mol –1, O=O wynosi 499 kJ · mol–1, N≡N wynosi 947 kJ · mol–1, H–O wynosi 465 kJ · mol–1, oblicz efekt energetyczny reakcji: 4 NH3(g) + 3 O2(g) → 2 N2(g) + 6 H2O(g) Miejsce na wykonanie obliczeń:
Zadanie 5 (2 pkt.) Poniżej podano wartości stężeniowych stałych równowagi reakcji katalitycznego otrzymywania amoniaku z wodoru i azotu w trzech wybranych temperaturach: 90K, 190K i 290K zmierzone pod ciśnieniem 1000 hPa. Kc (90K) = 7,4 ∙ 106 Kc (190K) = 3,8 ∙ 10–2 Kc (290K) = 6,2 ∙ 10–5 Określ, jak zmieni się – wzrośnie czy zmaleje – wydajność reakcji otrzymywania amoniaku, jeżeli w układzie będącym w stanie równowagi nastąpi: a) wzrost temperatury w warunkach izobarycznych (p = const). ................................................................................................... b) wzrost objętości przestrzeni reakcyjnej w warunkach izotermicznych (T = const). ...................................................................................................
2
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 6 (2 pkt.)
Przeprowadzono cztery reakcje chemiczne: metal + wodny roztwór kwasu i zanotowano pewne obserwacje. Wybierając jeden metal do każdej z reakcji spośród: glin, magnez, miedź, srebro uzupełnij poniższą tabelę. Każdy metal możesz użyć tylko raz. Kwas nieorganiczny HNO3 (stężony)
Wybrany metal
Obserwacje roztwór zabarwił się na niebiesko; wydzielał się brunatny gaz
HCl
brak widocznych objawów reakcji
H2SO4 (rozcieńczony)
wydzielał się bezbarwny i bezwonny gaz
H2SO4 (stężony)
brak widocznych objawów reakcji
Zadanie 7 (1 pkt.) Moc kwasu zwykle jest wyrażana za pomocą wartości pKa co stanowi ujemny logarytm z wartości stałej dysocjacji kwasu Ka. pKa = – log Ka Kwas mocniejszy (większa wartość Ka) ma mniejszą wartość pKa, a kwas słabszy (mniejsza wartość Ka) ma większą wartość pKa. Poniżej podano wartości pKa dla czterech kwasów oznaczonych 1 – 4: nr kwasu 1 2 3 4
nazwa kwasu
wartość pKa
kwas octowy kwas pikrynowy kwas azotowy (V) kwas mrówkowy
4,76 0,38 – 1,30 3,75
Na podstawie: J. McMurry, Chemia Organiczna, Tom 1, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009
Na podstawie powyższych informacji uporządkuj kwasy 1 – 4 według malejącej mocy. ……………………………………………………………………………………….. Zadanie 8 (1 pkt.) O właściwościach kwasowych cząsteczki kwasu tlenowego decyduje jej zdolność do odszczepiania protonów z grup wodorotlenowych. Zdolność ta wiąże się w znacznej mierze z elektroujemnością atomu centralnego. W układzie atomów X–O–H para elektronowa wspólna dla atomu centralnego X oraz dla atomu tlenu jest tym silniej przyciągana przez atom centralny, im większa jest jego elektroujemność oraz im mniejsze są jego rozmiary. Przesunięcie pray elektronowej od atomu tlenu ku atomowi centralnemu powoduje równoczesne przesunięcie ku atomowi tlenu pary elektronowej tworzącej wiązanie O–H. Wiązanie to zostaje osłabione, co ułatwia odszczepienie protonu a więc zwiększenie mocy kwasu. Na podstawie: Bielański A., Podstawy Chemii Nieorganicznej, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2010
Poniżej zestawiono dwie pary kwasów tlenowych. Każda para zawiera dwa kwasy o takiej samej strukturze HmXOn. Wstawiając znak „<” lub „>” wskaż, który z kwasów jest mocniejszy. H3AsO4 ……….
H3PO4
H2SO3
………… H2SeO3
HIO3 ………….. HBrO3
Zadanie 9 (2 pkt.) Alkiny nie reagują bezpośrednio z wodnym roztworem kwasu, ale w obecności siarczanu (VI) rtęci (II), pełniącego funkcję katalizatora, łatwo ulegają hydratacji. Gdy uwodnieniu ulega niesymetryczny, wewnętrzny alkin, powstaje mieszanina obu możliwych ketonów (na poniższym schemacie keton 1 i keton 2): O O H+/HgSO4
R – C ≡ C – R’ + H2O
||
R – C – CH2R’
||
+
RCH2 – C – R’
keton 1
keton 2
Na podstawie: J. McMurry, Chemia Organiczna, Tom 1, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009
Jeżeli założymy, że omawianej reakcji poddano 2–metyloheks–3–yn zapisz:
a)
wzór półstrukturalny (grupowy) ketonu 1: ……………………………………..
b) nazwę systematyczną ketonu 2: …………………………………………………
3
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 10 (3 pkt.) Reakcja Wolffa – Kiżnera odkryta w 1911 roku jest cenną metodą syntetyczną, pozwalającą na przekształcenie ketonów lub aldehydów w alkany. Prowadzi się ją w obecności wodorotlenku potasu i w temperaturze pokojowej: KOH
R–C–R’ + H2N–NH2 || hydrazyna O
R–CH2–R’ + N2↑ + H2O KOH
R–C–H + H2N–NH2 || hydrazyna O
R–CH3 +
N2↑ + H2O
Na podstawie: J. McMurry, Chemia Organiczna, Tom 4, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009
1.
W oparciu o powyższe informacje zapisz za pomocą wzorów półstrukturalnych reakcję hydrazyny z butanonem. Miejsce na reakcję Wolffa – Kiżnera:
2.
Podaj wzór półstrukturalny aldehydu, jaki poddano reakcji Wolffa – Kiżnera jeżeli produktem organicznym reakcji jest etan. ………………………………………
3.
Na podstawie obliczeń ustal, ile moli hydrazyny użyto do reakcji Wolffa – Kiżnera z propanonem, jeśli obok ciekłej wody wydzieliło się 4,48 dm3 gazów. Objętości mierzono w przeliczeniu na warunki normalne. Miejsce na obliczenia:
Liczba moli hydrazyny: …………….. moli.
Zadanie 11 (2 pkt.) Oblicz maksymalną objętość tlenku azotu (V), jaka może być związana przez wodny roztwór zawierający 2,5 mola wodorotlenku baru w temperaturze 250C i pod ciśnieniem 1013 hPa. Załóż, że produktem reakcji jest sól obojętna. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Wartość stałej gazowej R wynosi 83,14 hPa · dm3· K–1 · mol–1. Miejsce na obliczenia:
Zadanie 12 (1 pkt.) Do ilościowego oznaczania alkoholi wielowodorotlenowych ze względu na bardzo dużą wydajność stosuje się reakcję Malaprade’a. Jest to typowa reakcja dla α – glikoli i polega na oksydatywnym rozerwaniu wiązania C – C za pomocą kwasu jodowego (VII). Na podstawie: A. Kirrmann (…), Chemia organiczna, PWN, Warszawa 1982
Z glukozy (zapis w formie rzutowej) pod wpływem kwasu jodowego (VII) HIO 4 następuje oderwanie węgla karbonylowego i tworzy on metanal. Każdy z pozostałych węgli cukru zamienia się w postać kwasu metanowego. Kwas jodowy (VII) redukuje się do kwasu jodowego (V). Na podstawie powyższych informacji za pomocą wzorów półstrukturalnych zapisz reakcję Malaprade’a dla glukozy. Miejsce na reakcję:
4
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 13 (3 pkt.) Poniższa tabela zawiera wzory chemiczne czterech związków chemicznych. Do każdego z poniższych związków dopisz jego nazwę systematyczną. [Fe(OH)2]3PO4
Na3[Cr(OH)6]
(COO)2(NH4)2
[Cr(H2O)6]Br3
Zadanie 14 (3 pkt.) Reakcje kationów chromu (III) z nadtlenkiem wodoru w środowisku zasadowym przebiega zgodnie ze schematem: a)
H2O2 + Cr3+ + OH− → CrO42- + H2O Zapisz w formie jonowo – elektronowej (z uwzględnieniem pobranych lub oddanych elektronów) równania procesów: utleniania i redukcji, jaki zachodzą w powyższej reakcji.
Równanie procesu utleniania: ……………………………………………………………………………. Równanie procesu redukcji: ………………………………………………………………………………. b) Dobierz współczynniki stechiometryczne w tej reakcji. ….. H2O2 + ….. Cr3+ + ….. OH− → ….. CrO42- + ….. H2O Zadanie 15 (3 pkt.) Alkohole i fenole znacznie różnią się od węglowodorów i halogenków alkilowych pod względem nie tylko właściwości chemicznych ale również właściwości fizycznych. Poniższy schemat przedstawia porównanie temperatur wrzenia niektórych prostych alkoholi, alkanów i chloroalkanów.
Źródło: J. McMurry, Chemia Organiczna, Tom 3, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009
1.
2.
3.
Na podstawie powyższego schematu porównaj alkohol, alkan i chloroalkan o podobnej masie i określ, czy podobieństwo masy ma wpływ na wartości temperatur. Swoją odpowiedź krótko uzasadnij. Pamiętaj by w odpowiedzi zawrzeć nazwy systematyczne porównywanych związków. …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Porównaj, korzystając ze schematu, izomeryczne butanole i sformułuj wniosek dotyczący zależności rzędowości alkoholu i jego temperatury wrzenia. ....................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................................................ Określ, jak zmienia się (rośnie czy maleje) temperatura wrzenia alkoholi wraz ze zmniejszaniem się ich masy cząsteczkowej. …………………………….
Zadanie 16 (2 pkt.) Jednymi z najważniejszych w chemii organicznej reakcjami są te, które prowadzą do przedłużenia łańcucha węglowego. Stosuje się w tym celu wiele metod, z których ważne miejsce zajmują te, które wykorzystują tzw. związki magnezoorganiczne R – MgBr. Można je otrzymać w reakcji opisanej schematem: katalizator organiczny
R – Br + Mg
R – MgBr
Takim związkiem magnezoorganicznym można następnie podziałać na inną monobromopochodną: R1 – Br + R – MgBr
→
R1 – R + MgBr2 5
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
a)
www.NowaMatura.edu.pl
Na podstawie powyższych informacji, za pomocą wzorów półstrukturalnych, zapisz reakcję, w której otrzymasz związek magnezoorganiczny o wzorze CH3CH2MgBr. Miejsce na zapisanie reakcji:
b) Używając związku magnezoorganicznego o wzorze CH3CH2MgBr oraz informacji zawartej we wstępie do zadania, dobierz odpowiednią monobromopochodną tak, aby otrzymać 2–metylopentan. Zapisz za pomocą wzorów półstrukturalnych tę reakcję. Miejsce na zapisanie reakcji
Zadanie 17 (1 pkt.) Z punktu widzenia handlowego ważniejsze od homopolimerów – utworzonych z szeregu powtarzających się identycznych jednostek, są kopolimery. Otrzymujemy je, gdy polimeryzację prowadzi się na dwóch lub więcej różnych monomerach. Poniższy przykład pokazuje saran – kopolimer stosowany do produkcji np. opakowań żywności. Powstaje on z dwóch różnych monomerów: chlorku winylu i chlorku winylidenu: Cl | m CH2 = CH chlorek winylu
+ n CH2 = CCl2 chlorek winylidenu
→
Cl Cl | | ––––CH2CH ––––CH2C –––– | m Cl n saran
Na podstawie: J. McMurry, Chemia Organiczna, Tom 5, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009
Korzystając z powyższych informacji, podaj wzór półstrukturalny kopolimeru o nazwie VITON, stosowanego do produkcji uszczelek. Powstaje on w wyniku polimeryzacji heksafluoropropenu oraz fluorku winylidenu. Miejsce na wzór Vitonu:
Zadanie 18 (1 pkt.) Najprostszy sposób wyznaczania pH polega na zastosowaniu wskaźników. Są to substancje organiczne, których barwa zależy od stężenia jonów H3O+ w roztworze. Właściwości niektórych wskaźników przedstawia tabela:
nazwa
zakres pH, w którym następuje zmiana barwy
oranż metylowy błękit bromotymolowy czerwień obojętna fenoloftaleina
3,1 – 4,4 6,0 – 7,6 6,8 – 8,0 8,3 – 10,0
barwa wskaźników w roztworach
kwaśnym czerwona żółta czerwona bezbarwna
zasadowym żółta niebieska bursztynowa czerwona
Z danych w tabeli wnioskujemy, że oranż metylowy w roztworach o pH < 3,1 ma barwę czerwoną, a w roztworach o pH > 4,4 – barwę żółtą; w roztworach o pH pomiędzy 3,1 a 4,4 przybiera barwy pośrednie pomiędzy barwą żółtą a czerwoną. Błękit bromotymolowy w roztworze o pH < 6,0 jest żółty a w roztworach o pH > 7,6 jest niebieski. Na podstawie: Bielański A., Podstawy Chemii Nieorganicznej, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2010
Przygotowano trzy próbki pewnego roztworu i określano jego pH na podstawie zmiany barwy wskaźników. Po dodaniu do pierwszej próbki błękitu bromotymolowego zauważono, że pojawiła się barwa niebieska. Kolejną próbkę tego roztworu potraktowano fenoloftaleiną, która nie zabarwiła się pozostając bezbarwną. Do trzeciej próbki dodano czerwień obojętną, która spowodowała zmianę barwy na bursztynową. Na podstawie powyższych informacji określ przedział, w jakim zawierało się pH badanego roztworu. Przedział pH: …………………………. 6
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 19 (2 pkt.) Molowa rozpuszczalność S wodorotlenku magnezu wynosi 4,6 · 10−4 mol ∙ dm–3. (Warunki pomiaru ściśle określone i stałe). Na podstawie tych informacji oblicz iloczyn rozpuszczalności tego wodorotlenku. Miejsce na obliczenia:
Zadanie 20 (2 pkt.) Rolę, jaką jon H3O+ stanowiący hydratowany proton odgrywa w roztworach wodnych, w ciekłym amoniaku odgrywa jon NH4+, w ciekłym fluorowodorze jon H2F+, w ciekłym cyjanowodorze (HCN) jon H2CN+ zaś w bezwodnym kwasie siarkowym (VI) jon H3SO4+. Na podstawie: Bielański A., Podstawy Chemii Nieorganicznej, Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2010
Analizując powyższą informację podaj wzory jonów, które w roztworach niewodnych spełniają tę samą funkcję, jaką w roztworze wodnym pełnią jony hydroksylowe. Funkcję jonu OH– w ciekłym amoniaku pełni jon …………., w ciekłym fluorowodorze …………., w ciekłym cyjanowodorze jon ……..…….., w bezwodnym kwasie siarkowym (VI) jon …..……….. . Zadanie 21 (3 pkt.) Jedną z podstawowych umiejętności w tworzeniu nazw węglowodorów jest poprawne zapisywanie ich dla cykloalkanów. Zasada jest taka, że jeśli liczba atomów węgla w pierścieniu jest równa liczbie atomów węgla w największym podstawniku lub większa od niej, związek przyjmuje nazwę od cykloalakanu podstawionego grupą alkilową:
metylocyklobutan CH3 Jeśli liczba atomów węgla w największym podstawniku jest większa od liczby atomów węgla w pierścieniu, związek przyjmuje nazwę od alkanu podstawionego grupą cykloalkilową:
1–cyklobutylopentan CH2CH2CH2CH2CH3 Na podstawie: J. McMurry, Chemia Organiczna, Tom 1, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009
Na podstawie powyższych informacji podaj nazwy poniższych związków organicznych: CH3
CH3CH2CHCH2CH3
CH2CH2CH3 ……………………
……………………
……………………
Zadanie 22 (2 pkt.) Etanian sodu w roztworze wodnym jest zdysocjowany całkowicie na jony Na + oraz jony octanowe CH3COO–: CH3COONa → Na+ + CH3COO– Jony octanowe wchodzą w reakcję z cząsteczkami wody: CH3COO– + H2O CH3COOH + OH– Utworzone w nadmiarze jony hydroksylowe zaburzają równowagę dysocjacji wody, jaka ustaliła się w rozpuszczalniku: 2 H2O H3O+ + OH– Warunkiem ustalenia się nowej równowagi jest związanie części jonów OH– przez jony H3O+ pochodzące z dysocjacji wody, tak by wartość iloczynu jonowego wody została niezmieniona. Po ustaleniu się nowej równowagi stężenie jonów OH– jest większe niż stężenie jonów H3O+. Na podstawie: Bielański A., Podstawy Chemii Nieorganicznej,Wyd. Nauk. PWN, Warszawa 2010
7
V Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 23 marca 2012
www.NowaMatura.edu.pl
Spośród poniższych soli wybierz te, które w roztworze wodnym zachowują się dokładnie jak w powyższej informacji etanianu sodu. Swoją odpowiedź podaj używając wyłącznie wzorów chemicznych. fenolan litu
węglan wapnia
azotan (III) potasu
siarczan (VI) sodu
chlorek srebra
Wybrane sole: ………………………………………. Zadanie 23 (1 pkt.) Podstawniki obecne w pierścieniu aromatycznym mają ogromny wpływ na reaktywność pierścienia aromatycznego w reakcji substytucji elektrofilowej. Niektóre podstawniki aktywują pierścień, czyniąc go bardziej reaktywnym niż benzen, a niektóre dezaktywują pierścień, czyniąc go mniej reaktywnym niż niepodstawiony pierścień benzenowy. Na przykład podczas aromatycznego nitrowania pierścienia podstawnik –OH czyni pierścień 1000 razy bardziej reaktywnym niż benzen, podczas gdy podstawnik –NO2 czyni pierścień ok. 10 milionów razy mniej reaktywnym, zaś podstawnik –Cl sprawia, że pierścień jest ok. 30 razy mniej reaktywny niż benzen. Na podstawie: J. McMurry, Chemia Organiczna, Tom 3, Wyd. Naukowe PWN, Warszawa 2009
Na podstawie powyższych informacji ułóż poniższe związki (1 – 4) według rosnącej reaktywności pierścienia aromatycznego na podstawienie elektrofilowej reakcji nitrowania każdego z nich. 1.
Chlorobenzen
2.
Fenol
3.
Nitrobenzen
4.
Benzen
…………………………………. Zadanie 24 (2 pkt.) Aldozy, podobnie jak inne aldehydy, łatwo się utleniają, dając kwasy zwane aldonowymi. Aldozy reagują z kilkoma odczynnikami charakterystycznymi dając utleniony cukier i produkty redukcji jonów metalu. Wszystkie te reakcje służą jako proste testy chemiczne na tzw. cukry redukujące. W poniższej tabeli dopisz, jakich obserwacji oczekuje się podczas prowadzenia wspomnianej próby lub zaznacz, że „próba nie dotyczy cukru redukującego”. nazwa próby
próba Tollensa
użyty odczynnik
+
próba Fehlinga Cu2+ w roztworze winianu sodu
Ag w roztworze NH3
próba Benedicta Cu2+ w roztworze cytryniany sodu.
obserwacja
Zadanie 25 (2 pkt.) Ważną rolę w chemii aminokwasów pełnią te reakcje, w których udział biorą jednocześnie obie grupy funkcyjne aminokwasu. Jedną z takich reakcji jest reakcja katalizowana diastazą, która jest procesem dekarboksylacji z jednoczesną hydrolizą, w wyniku której powstaje alkohol: NH2 | R – CH – COOH + H2O
diastaza
R – CH2 – OH + NH3↑ + CO2↑ Na podstawie: A. Kirrmann (…), Chemia organiczna, PWN, Warszawa 1982
Używając wzorów półstrukturalnych związków organicznych, na podstawie powyższych informacji: a)
zapisz reakcję, której jedynym produktem organicznym będzie heksan–1–ol. Miejsce na reakcję chemiczną:
b) podaj nazwę systematyczną związku organicznego, który poddany omawianej reakcji, obok tlenku węgla (IV) i amoniaku dałby etanol. Nazwa związku: …………………………….
8
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt: iejsce Miejsce na naklejkę naszkoły naklejkę z kodem
dysleksja
Wynik %: ©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
www.NowaMatura.edu.pl Oficyna Wydawnicza NOWA MATURA MCH-1_A1R-2008
I PRÓBNA MATURA Z CHEMII Arkusz I
ARKUSZ PODSTAWOWY
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut 29 LUTEGO ROK 2008
Instrukcja dla zdającego: 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie (tu: oddzielna karta) nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko oraz kod.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE. Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w I Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 29 lutego 2008 roku.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD ZDAJĄCEGO
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (2 pkt.) Jednym z mechanizmów samooczyszczania się atmosfery z tlenku węgla (II) jest reakcja polegająca na utlenieniu tlenku węgla (II) tlenem z powietrza pod wpływem światła. Produktem takiej reakcji jest tlenek węgla (IV). 1) Zapisz równanie tej reakcji: …………………………………………………………… 2) Oblicz, ile m3 tlenu potrzeba na usunięcie 5 ton tlenku węgla (II) z atmosfery przy założeniu, że reakcja zachodzi w warunkach normalnych ze 100% wydajnością? Miejsce na obliczenia:
Odpowiedź: ………………………………………………………………. Zadanie 2 (2 pkt.) Fermentacja masłowa to proces rozkładu glukozy C6H12O6 pod wpływem bakterii masłowych (z rodzaju Clostridium) na kwas masłowy (butanowy). Obok kwasu butanowego wydzielają się także dwa produkty gazowe: tlenek węgla (IV) i wodór. Ponadto jest to reakcja, w której produktem jest 63 kJ energii na mol fermentowanej glukozy. 1) Zapisz równanie reakcji fermentacji masłowej: ………………………………………………………………………………………………….. 2) Określ, czy proces fermentacji masłowej jest procesem egzo czy endoenergetycznym? …………………………………………………….. Zadanie 3 (3 pkt.) 4,5 g pewnego metalu leżącego w grupie 13 układu okresowego rozpuszczono w kwasie solnym i zebrano 5,6 dm3 wodoru (T = 273K, p = 1013 hPa). Analiza wykazała, że metal ten w wyniku opisanej reakcji utworzył w roztworze jony typu Me3+. 1) Zapisz w formie jonowej skróconej opisaną reakcję, przyjmując jako symbol metalu oznaczenie Me. …………………………………………………………………………………………… 2) Prowadząc odpowiednie obliczenia ustal, jaki to metal i podaj jego pełną konfigurację elektronową. Miejsce na obliczenia:
Konfiguracja elektronowa: ……………………………………………………………… 1.1
1.2
2.1
2.2
2
3.1
3.2
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 4 (3 pkt.) Z podanej poniżej listy tlenków a) – d) wybierz i zapisz za pomocą wzorów chemicznych te, które mogą reagować z wodnym roztworem wodorotlenku potasu i zapisz te reakcje w formie cząsteczkowej: a) tlenek azotu (V) b) tlenek węgla (II) c) tlenek fosforu (III) d) tlenek wapnia (wapno palone). 1) Z wodorotlenkiem potasu reagują tlenki: ....................................................................... 2) Miejsce na reakcje chemiczne:
Zadanie 5 (2 pkt.) Siarczan (VI) baru – sól praktycznie nierozpuszczalna w wodzie – stosowana jest między innymi w diagnostyce rentgenowskiej przewodu pokarmowego jako tzw. kontrast. Zaproponuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz siarczan (VI) baru. Dobierz jednak odczynniki tak, aby równanie reakcji w formie jonowej skróconej wynikające z tego doświadczenia miało postać: Ba2+ + SO42- → BaSO4↓ 1) Podaj wzory chemiczne odczynników potrzebne do przeprowadzenia doświadczenia: ………………………………………………… 2) Zapisz reakcję w formie cząsteczkowej: ………………………………………………………………………………………………... Zadanie 6 (2 pkt.) Eksperymentator otrzymał dwie szklanki (przyjmij, że każda miała objętość 250 cm3): pierwszą napełnioną wodą a drugą powietrzem a badanie prowadzono w warunkach normalnych. Oblicz ile moli wody zawierała pierwsza szklanka, a ile moli tlenu druga? 1) Szklanka I
2) Szklanka II
Liczba moli wody: .................. 4.1
4.2
Liczba moli tlenu: ..................
5.1
5.2
3
6.1
6.2
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 7 (4 pkt.) Na poniższym schemacie pokazano jak doświadczalnie można otrzymać wodorotlenek sodu. 1 g Na
1 g NaH
I
1 g Na2O
II
III
100 wody 1) Zapisz w formie cząsteczkowej reakcje zachodzące w probówkach II i III. Reakcja w probówce II: ……………………………………………………………………………………… Reakcja w probówce III: ……………………………………………………………………………………… 2) Oblicz, przyjmując ilości substancji podane na ilustracji doświadczeń, w której z probówek wydzieli się najwięcej gazu? Określ (słownie lub wzorem chemicznym), jaki to gaz? Wydzielającym się gazem jest …………………… Miejsce na obliczenia:
Najwięcej gazu wydzieliło się w probówce …………………………… Zadanie 8 (2 pkt.) Napisz równania dysocjacji jonowej zachodzącej podczas rozpuszczania w wodzie soli: 1) siarczanu (VI) miedzi (II): .................................................................................................................................................. 2) azotanu (V) amonu .................................................................................................................................................. 7.1
7.2
8.1
4
8.2
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 9 (2 pkt.) Jednym z endogennych aminokwasów białkowych jest kwas glutaminowy (kwas 2aminopentanodiowy) o wzorze: O ║ HOOC―CH2―CH2―CH―C―OH │ NH2 Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji kwasu glutaminowego z nadmiarem wodnego roztworu wodorotlenku sodu i roztworem kwasu solnego (chlorowodorowego). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. 1) Równanie reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku sodu:
2) Równanie reakcji z kwasem solnym (chlorowodorowym):
Zadanie 10 (1 pkt.) Spośród podanych wyrażeń 1 – 6 dotyczących tłuszczów wybierz te, które odpowiednio dotyczą tłuszczów roślinnych i zwierzęcych, i zapisz je we właściwej kolumnie w poniższej tabeli. 1) trioleinian gliceryny, 2) masło, 3) tłuszcz ciekły, 4) palmityno – stearyno – maślan gliceryny, 5) tłuszcz stały, 6) olej rzepakowy. Tłuszcze roślinne
Tłuszcze zwierzęce
Zadanie 11 (2 pkt.) Ustal wzory półstrukturalne związków A i B użytych w poniższym schemacie: CuO
B
A
HCHO
HCOOH
Związek A: ………………………………………………. Związek B: ………………………………………………. 9.1
9.2
10
5
11A
11B
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 12 (3 pkt.) Korzystając z tablicy elektroujemności (EU) oblicz różnicę elektroujemności (Δ EU) między pierwiastkami tworzącymi wiązanie w poniższych cząsteczkach a następnie określ, jaki rodzaj wiązań chemicznych występuje w tych związkach. Δ EU
Rodzaj wiązania
chlorek sodu amoniak tlen Zadanie 13 (4 pkt.) Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) i nazwy systematyczne związków ukrytych pod literami A, B w poniższym schemacie. Al2O3, 3000C A
Br2 B
1,2-dibromopropan ……………………………………………..
A: ................................................................... (wzór półstrukturalny)
(nazwa systematyczna)
……………………………………………..
B: ................................................................... (wzór półstrukturalny)
(nazwa systematyczna)
Zadanie 14 (2 pkt.) Reklama telewizyjna mydła podawała, że pH skóry wynosi 5,5. Na ulotce informacyjnej dotyczącej Coca – Coli podano, że napój ten nie powinny pić małe dzieci, gdyż jego pH może sięgać nawet 3,8. Pamiętamy natomiast, że woda ma pH = 7. Określ, na podstawie powyższych informacji, odczyn: skóra – ……………………………………. Coca – Cola – ……………………………… woda – ……………………………………. Zadanie 15 (2 pkt.) Zapisz dwie obserwacje, jakich dokonano podczas wykonywania doświadczenia przedstawionego na rysunku: drut żelazny
stężony wodny roztwór HCl
Obserwacja: .................................................................................................................................. …………………………………………………………………………………………………. 12
13.A
13.B
6
14
15
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 16 (2 pkt.) Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny izoprenu: CH2 = CH – C = CH2 CH3 Podaj nazwę systematyczną izoprenu oraz wzór ogólny szeregu homologicznego, do którego należy izoprenu. 1) nazwa systematyczna: .................................................................................................. 2) wzór ogólny szeregu homologicznego: ........................................................................ Zadanie 17 (4 pkt.) W dwóch probówkach znajdują się wodne roztwory: AgNO3, Zn(NO3)2. Korzystając z tabeli rozpuszczalności zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego rozróżnisz zawartość probówek: a) podaj nazwy wszystkich potrzebnych odczynników do jego przeprowadzenia, b) przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia, c) przedstaw swój tok rozumowania, d) napisz, w formie jonowej skróconej, równanie zachodzącej reakcji chemicznej. 1) Nazwy potrzebnych odczynników: ……………………………………………………. ………………………………………………………………………………………….. 2) Schematyczny rysunek doświadczenia:
3) Tok rozumowania: …………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………. 4) Równanie reakcji: ……………………………………………………………………… Zadanie 18 (3 pkt.) Do 200 g 16% roztworu NaOH wprowadzono 4,48 dm3 siarkowodoru w warunkach normalnych. Obliczyć stężenie procentowe siarczku sodu w otrzymanym roztworze. Obliczenia:
Odpowiedź: ………………………………………………………………… 16.1
16.2
17.1
17.2
7
17.3
17.4
18
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
Zadanie 19 (3 pkt.) Dokończ poniższe reakcje współczynników stechiometrycznych.
chemiczne.
www.NowaMatura.edu.pl
Pamiętaj
o
właściwym
dobraniu
….. CaC2 + ….. H2O → …………………………………………………………………… temp.
….. H2O2
…………………………………………………………………………..
….. Cu(NO3)2 + ….. K2S → ……………………………………………………………… Zadanie 20 (2 pkt.) Poniżej przedstawiono opis właściwości dwóch cukrów wielkocząsteczkowych X i Y. Przeczytaj uważnie poniższe zdania i zapisz nazwy cukrów X i Y. Cukier X jest białą, bezpostaciową substancją bez smaku i zapachu, nierozpuszczalną w zimnej wodzie. W gorącej wodzie tworzy roztwór koloidalny, zwany kleikiem, ulegający żelowaniu po ochłodzeniu. Zjawisko to wykorzystuje się do wyrobu kisieli i budyniów. Cukry X i Y nie są cukrami redukującymi. Ugrupowania hemiacetalowe znajdują się w ich cząsteczkach tylko na jednym końcu łańcucha, co wobec jego długości nie ma wpływu na właściwości cukrów. Cukier Y jest substancją o budowie włóknistej, nierozpuszczalną w wodzie zimnej i gorącej a nawet w rozpuszczalnikach organicznych. Cukier ten nie trawi człowiek, ponieważ nie posiada odpowiednich enzymów w przeciwieństwie do zwierząt przeżuwających. Danikiewicz W., Chemia organiczna, WSiP, Warszawa 1992
Cukier X: …………………………….…..
Cukier Y: ……………….…………………….
19
20
8
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt: iejsce Miejsce na naklejkę naszkoły naklejkę z kodem
dysleksja
Wynik %: ©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
www.NowaMatura.edu.pl Oficyna Wydawnicza NOWA MATURA MCH-1_A1R-2009
II PRÓBNA MATURA Z CHEMII Arkusz I
ARKUSZ PODSTAWOWY
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut 13 MARCA ROK 2009
Instrukcja dla zdającego: 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie (tu: oddzielna karta) nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko oraz kod.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE. Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w II Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 13 marca 2009 roku.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD ZDAJĄCEGO
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (3 pkt.) Poniżej przedstawiono trzy reakcje, w których jednym z produktów jest produkt gazowy. Dokończ każdą z poniższych reakcji a gazowy produkt koniecznie dodatkowo oznacz przypisując znak „↑”. a) 2 Na + 2 H2O → …………………………………………………………………….. b) CaC2 + 2 H2O → …………………………………………………………….………. temperatura
………………………………………………………………….
c) CaCO3
Zadanie 2 (2 pkt.) Poniżej zapisano charakterystykę dwóch cukrów złożonych (polisacharydów) – cukru 1 i cukru 2. Przeczytaj uważnie opis właściwości obu cukrów i po zastanowieniu zapisz nazwy tych cukrów. Cukier 1: Cukier 1 jest najważniejszym polisacharydem zapasowym u roślin, które magazynują go w owocach, nasionach, korzeniach w formie ziaren w liściach, bulwach, rdzeniu łodygi i kłączach. Szczególnie bogate w ten cukier są ziarna zbóż i bulwy ziemniaka. Odkłada się w komórkach roślin w postaci ziaren lub granulek, których wielkość i kształt są charakterystyczne dla poszczególnych gatunków roślin. Ziarna cukru 1 mają średnicę 2-120 µm, zależnie od pochodzenia mają różne właściwości i wygląd. Cukier 2: W warunkach tlenowych rozkładany jest przez wiele gatunków grzybów: cytofagi i sporocytofagi z wytworzeniem wody i dwutlenku węgla. Beztlenowy rozkład cukru 2 przeprowadzają bakterie z rodzaju Clostridium znajdujące się w żwaczu przeżuwaczy z wytworzeniem metanu, natomiast bakterie z rodzaju Cellulomonas hydrolizują ten cukier na krótsze łańcuchy, do β-glukozy włącznie. Ssaki nieposiadające w przewodzie pokarmowym bakterii trawiących ten cukier nie mogą wykorzystywać jej jako źródła energii, a jedynie jako składnik objętościowy pożywienia. Cukier 2 jest bardzo ważnym składnikiem w naszej diecie, gdyż ułatwia właściwe funkcjonowanie przewodu pokarmowego, wspomaga pracę jelit (poprawia ich perystaltykę), ułatwia przesuwanie treści pokarmowej, obniża poziom cholesterolu LDL, zapobiega powstawaniu żylaków (w tym hemoroidów), pomaga w zwalczaniu otyłości. Źródło: Wikipedia
Cukier 1 to …………………………..………..
Cukier 2 to ………………………………………..
Zadanie 3 (2 pkt.) Do 300 cm3 10% roztworu siarczanu (VI) sodu o gęstości 2 g/cm 3 dosypano 10 g soli o wzorze Na2SO4 pozbawionej jakichkolwiek zanieczyszczeń. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu tej soli. Obliczenia:
Odpowiedź:
1.a
1.b
1.c
2.1
2
2.2
3
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 4 (3 pkt.) 2 2 6 2 6 2 10 Pierwiastek X opisuje następująca konfiguracja elektronowa: 1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d . a) Ustal, jaki to pierwiastek a następnie zapisz w formie jonowej skróconej reakcję tego pierwiastka z roztworem kwasu solnego lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. Równanie reakcji: ……………………………………………………………………………………… b) Zakładając, że najtrwalszym stopniem utleniania jest +II i korzystając z układu okresowego pierwiastków oblicz, ile protonów, elektronów i neutronów znajduje się w jonie X2+. Liczba protonów: ……….
Liczba elektronów: …………
Liczba neutronów: ………….
Zadanie 5 (3 pkt.) Uczeń miał przygotować doświadczenie za pomocą którego należało zidentyfikować dwa tłuszcze: olej słonecznikowy i masło. Bardzo szybko odpowiedział, ze jest w stanie dokonać identyfikacji organoleptycznie gdyż tłuszcze zwierzęce są stałe a tłuszcze roślinne ciekłe. Jednak zestawił eksperyment w celu bezdyskusyjnego potwierdzenia, który tłuszcz jest który. a) Jakiego odczynnika użył uczeń do doświadczenia? ……………………………………………………………………. b) Jakich obserwacji przewidywał? ……………………………………………………………………. c) Wyjaśnij, dlaczego uczeń mógł dokonać identyfikacji obu tłuszczów organoleptycznie? …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… Zadanie 6 (2 pkt.) Związek chemiczny o wzorze: O ║ HS―CH2—CH―C―N―CH―COOH │ │ │ NH2 H CH2OH jest dipeptydem. a) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) aminokwasów, które powstają w wyniku hydrolizy tego dipeptydu. Wzory półstrukturalne aminokwasów:
b) Zaznacz na powyższym wzorze wiązanie peptydowe.
4.a
4.b
5.a
5.b
3
5.c
6.a
6.b
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 7 (3 pkt.) W poniższej tabeli w kolumnie pierwszej podano kilka pierwiastków w przypadkowej kolejności a obok, w kolumnie drugiej, właściwość tych pierwiastków, według wzrostu której należy uporządkować zapisując symbolami podane pierwiastki chemiczne. Pierwiastki w kolejności przypadkowej
Właściwość
Mg, Na, Al, P, Si
Promień atomowy
Bi, P, N, As, Sb
Metaliczność
In, Te, Sn, I, Sb
Elektroujemność
Pierwiastki uporządkowane prawidłowo
Zadanie 8 (3 pkt.) Wpisz za pomocą wzorów chemicznych niżej podane związki tak, aby dopasować rodzaj wiązania chemicznego do podanego związku. azot cząsteczkowy, chlorek sodu, tlenek węgla (IV), amoniak, tlenek siarki (VI) Wiązanie jonowe: ………………………………………………………………………………………………….. Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane: ………………………………………………………………………….. Wiązanie kowalencyjne niepolarne: ……………………………………………………………………………….. Zadanie 9 (4 pkt.) Poniżej podano szereg związków organicznych: 1. CH3–CH2–C=O │ CH3 3. CH3–CH2–C–CH3 ║ O
2. CH3–CH2–CH–CH2–C=O │ │ CH3 H CH3 │ 4. CH3–CH2–C–OH │ CH3
a) Ustal, które ze związków 1 – 4 należą do szeregu homologicznego alkoholi, które do aldehydów, a które do ketonów i zapisz swoje wnioski w tabeli: Szereg homologiczny alkoholi
Szereg homologiczny aldehydów
Szereg homologiczny ketonów
b) Podaj nazwę systematyczną związków: 1 i 4. Nazwa związku 1: ………………………………………… Nazwa związku 4: ………………………………………… c) Zapisz, czy związek 1 to izomer związku 3 czy są to te same związki. ……………………………………………………………………………………………
7
8
9.a
4
9.b
9.c
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 10 (2 pkt.) Azotan (V) ołowiu (II) podczas prażenia w temperaturze 580 K rozkłada się na tlenek ołowiu (II), na brunatny tlenek azotu (IV) oraz tlen cząsteczkowy. Zapisz powyższe równanie reakcji w formie cząsteczkowej a następnie oblicz objętość gazowych produktów reakcji (obliczenia wykonaj w oparciu o warunki normalne) powstających z rozkładu 132,4 g azotanu (V) ołowiu. Reakcja: ………………………………………………………………………………………………………….. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………. Zadanie 11 (2 pkt.) Na poniższym schemacie należy w zaznaczone miejsca wpisać słowa: energia substratów lub energia produktów tak aby schemat przedstawiał zależności dla reakcji endoenergetycznych. Podaj jeden przykład reakcji chemicznej odpowiadającej powyższemu schematowi. Schemat: E [kJ] ………………………………..
………………………………..
Reakcja: ………………………………………………………………………………………………………… Zadanie 12 (3 pkt.) Dokończ poniższe reakcje polimeryzacji a) – c). Uzupełnij reakcje wpisując, za pomocą wzorów półstrukturalnych, brakujące związki organiczne. a) n CH2=CH2 → [ …………………….. ]n b) ………………… → [ ~CHCl–CHCl~]n c) n CH2=CHCl → [ …………………… ]n Zaznacz wpisując literę a), b) lub c), które z reakcji prowadzą do otrzymania: 1. polietylenu – ………………………….. 2. polichlorku winylu – ………………….
10.1
10.2
11
12.a-c
5
12.1
12.2
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 13 (2 pkt.) Masz do dyspozycji: 1 g sproszkowanego glinu, 100 cm31−procentowego roztworu kwasu solnego, palnik, 1 g wiórek magnezowych oraz 100 cm3 17−procentowego roztworu kwasu solnego oraz wodę. Z podanego zestawu wybierz tak odczynniki oraz sprzęt laboratoryjny, by reakcja zapisana równaniem: 2 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2↑ przebiegała najburzliwiej, z wydzieleniem jak największej ilości gazu. Uzasadnij swój wybór. 1. Wybrane odczynniki: …………………………………………………………………………………….. 2. Uzasadnienie: ……………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………….. Zadanie 14 (1 pkt.) Zapisz w formie cząsteczkowej reakcje dysocjacji: a) chlorku żelaza (III) b) azotanu (V) glinu Przyjmij, że obie sole całkowicie dysocjują w wodzie. Reakcja dysocjacji soli a): ……………………………………………………………………………………………………………………… Reakcja dysocjacji soli b): ……………………………………………………………………………………………………………………… Zadanie 15 (3 pkt.) Przeprowadzono dwie reakcje eliminacji: w pierwszej pod wpływem tlenku glinu wyeliminowano cząsteczkę wody z propan-1-olu otrzymując obok wspomnianej wody propen. W drugiej reakcji cynk przereagował z 2,3- dichlorobutanem. Obok chlorku cynku produktem organicznym był but-2-en. Zapisz, używając wzorów półstrukturalnych, obie reakcje. Wskaż substancję, która w jednej z podanych reakcji pełni rolę katalizatora. Reakcja 1: ………………………………………………………………………………………………………….. Reakcja 2: ………………………………………………………………………………………………………….. Rolę katalizatora pełni: …………………………………………….. Zadanie 16 (2 pkt.) Reakcję dekarboksylacji można przedstawić schematycznie: temperatura
R−H + CO2↑
R−COOH
a) Opierając się na powyższym schemacie zapisz, używając wzorów półstrukturalnych, reakcję dekarboksylacji kwasu etanowego (octowego) o wzorze CH3−COOH. Reakcja dekarboksylacji: …………………………………………………………………………………. b) Oblicz, ile moli kwasu należało poddać dekarboksylacji, jeżeli otrzymano obok tlenku węgla (IV) 0,16 g metanu? Obliczenia:
Odpowiedź: …………………….
13.1
13.2
14
15.1
15.2
6
15.3
16.a
16.b
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 17 (3 pkt.) Korzystając z tabeli rozpuszczalności zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz siarczek srebra. Podaj wzory chemiczne użytych odczynników, zapisz przewidywane obserwacje oraz zapisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji. 1. Wybrane odczynniki: …………………………………………… 2. Przewidywane obserwacje: ………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………….. 3. Reakcja chemiczna: ………………………………………………………………………………………. Zadanie 18 (1 pkt.) Uczeń nazywał podczas sprawdzianu pewien związek organiczny i podał następującą nazwę: 2-bromo-1,5-dichloro-3,6-dietylo-2,4-dimetyloheptan. Niestety okazało się, że za tak wykonane zadanie otrzymał zero punktów. Podaj prawidłową nazwę tego związku organicznego: …………………………………………………………………………………………………………. Zadanie 19 (2 pkt.) Sporządzono dwa wodne roztwory soli: azotan (V) baru, chlorek amonu. Wybierz tą sól i zapisz jej wzór, która uległa hydrolizie, zapisz jej reakcję z wodą w formie jonowej skróconej i określ odczyn roztworu. 1. Wzór wybranej soli: …………………………… Odczyn: ………………………………………… 2. Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………… Zadanie 20 (2 pkt.) Spośród poniższych wzorów wybierz i wpisz odpowiednio do tabeli te, które przedstawiają kwasy i zasady teorii kwasów i zasad Arrheniusa. NH3, H2CO3, CH3OH, Al(OH)3, CH3COOH, HS−, NaOH, H2O kwasy Arrheniusa zasady Arrheniusa Zadanie 21 (2 pkt.) Mieszanina zawiera 3,01 ∙ 1023 cząsteczek chloru oraz 0,25 mola tlenku węgla (IV) a także 2,24 dm 3 etenu odmierzonego w warunkach normalnych. Oblicz masę takiej mieszaniny z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Masa mieszaniny: …………………………..
17.1
17.2
17.3
18
19.1
19.2
7
20
21.1
21.2
22
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
BRUDNOPIS
8
www.NowaMatura.edu.pl
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt: iejsce Miejsce na naklejkę naszkoły naklejkę z kodem
dysleksja
Wynik %: ©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
www.NowaMatura.edu.pl Oficyna Wydawnicza NOWA MATURA oraz I LO w Łańcucie MCH-1_A1R-2010
III PRÓBNA MATURA Z CHEMII Arkusz I
ARKUSZ PODSTAWOWY
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut 26 MARCA ROK 2010
Instrukcja dla zdającego: 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie (tu: oddzielna karta) nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko oraz kod.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE. Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w III Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 26 marca 2010 roku.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD ZDAJĄCEGO
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (3 pkt.) Tlenek fosforu (V) to nieorganiczny związek chemiczny. Wzór empiryczny tego związku, P2O5, nie odzwierciedla jego prawdziwej budowy – struktury typu adamantanu z czterema atomami fosforu w cząsteczce (P4O10). Tlenek ten otrzymywany jest ze spalania fosforu w powietrzu. W temperaturze pokojowej ma postać białego, drobnokrystalicznego proszku. Pod wpływem wilgoci łatwo ulega zbrylaniu. Jest silnie higroskopijny (łatwo łączy się z wodą) i dlatego jest stosowany w technice laboratoryjnej jako środek suszący. Na podstawie powyższego tekstu: 1) Zapisz reakcję otrzymywania tlenku fosforu (V). …………………………………………………………………………………………... 2) Zaproponuj reakcję, która uzasadni higroskopijność tlenku fosforu (V). ………………………………………………………………………………………… 3) Z reakcji zapisanej w punkcie 2) wynika charakter chemiczny tlenku fosforu (V). Jaki to charakter? Tlenek fosforu (V) ma charakter ………………………………… UWAGA! W reakcjach zapisywanych w punktach 1) i 2) użyj wzoru chemicznego tlenku fosforu (V) w strukturze typu adamantanu. Zadanie 2 (2 pkt.) Magnez to pierwiastek, który jest bardzo ważny dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Aby uzupełnić braki magnezu w organizmie człowiek powinien spożywać, między innymi, wyroby oparte na naturalnym kakao (zawiera 4,2 g magnezu w 1 kg kakao), kaszę gryczaną (2,2 g magnezu/1 kg kaszy) czy orzechy laskowe (1,4 g magnezu w 1 kg orzechów). 1) Magnez to pierwiastek, który spala się intensywnym, białym płomieniem, w czasie której powstaje spora ilość ciepła. Określ i zapisz nazwę tego typu reakcji energetycznej. Użyj słów: endoenergetyczna lub egzoenergetyczna. Typ reakcji energetycznej: ……………………………………………………………….. 2) Prowadząc odpowiednie obliczenia ustal, ile kilogramów orzechów laskowych należałoby zjeść aby wprowadzić do organizmu 140 mg magnezu. Miejsce na obliczenia:
Zadanie 3 (2 pkt.) Nauczyciel zapisał na tablicy konfiguracje elektronowe dwóch pierwiastków, oznaczonych poniżej X i Y: X: 1s2 2s2 2p6 3s1 oraz Y: K2 L8 M1 Następnie zapisał, że pierwiastkiem X jest potas a pierwiastek Y to sód. Na podstawie układu okresowego pierwiastków dokonaj analizy konfiguracji elektronowych pierwiastków X i Y i określ, czy zadanie rozwiązano poprawnie. ………………………………………………………………………………………………….…………………… ………………………………………………………………………………………………………………………. 1.1
1.2
1.3
2.1
2
2.2
3
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 4 (3 pkt.) Jedną z teorii kwasów i zasad jest teoria Arrheniusa. Definiuje ona kwas jako związek chemiczny dysocjujący w roztworze wodnym z odszczepieniem kationów wodoru i anionów reszty kwasowej. Zapisz za pomocą wzorów chemicznych po jednym przykładzie kwasów spełniających podane kryteria oraz podaj reakcje całkowitej dysocjacji elektrolitycznej każdego z nich: 1) Słaby kwas organiczny jednoprotonowy: …………………………………… Reakcja dysocjacji: …………………………………………………………………………….. 2) Mocny kwas tlenowy dwuprotonowy: ……………………………………… Reakcja dysocjacji: …………………………………………………………………………….. 3) Kwas, stanowiący główny składnik soku żołądkowego: ……………………. Reakcja dysocjacji: …………………………………………………………………………….. Zadanie 5 (3 pkt.) Przeprowadzono w warunkach normalnych reakcję biegnącą w fazie gazowej: 3 H2(g) + N2(g) → 2 NH3(g) 1) Na podstawie reakcji zapisz, w jakim stosunku molowym i wagowym reagują ze sobą substraty. Stosunek molowy substratów: …………………………………….. Stosunek wagowy substratów: ……………………………………. 2) Oblicz, jaką objętość amoniaku otrzymano, jeżeli z wodorem przereagowało całkowicie 0,6 mola azotu (warunki normalne). Wydajność reakcji wynosiła 100%. Miejsce na obliczenia:
Odpowiedź: ……………………………….. Zadanie 6 (2 pkt.) Zjawisko korozji polega na niszczeniu (utlenianiu) powierzchni, głównie żelaznych, pod wpływem wody oraz tlenu z powietrza. W przemyśle produkując wyroby żelazne, które mają być narażone na stały kontakt z oboma składnikami korozjogennymi pamięta się o wprowadzeniu odpowiednich zabezpieczeń antykorozyjnych. Podaj dwa rodzaje zabezpieczeń antykorozyjnych, jakie stosuje się, aby zabezpieczyć żelazną powierzchnię karoserii samochodu przed korozją. Zabezpieczenie 1: ………………………………………………………………………………. Zabezpieczenie 2: ……………………………………………………………………………….
4.1
4.2
4.3
5.1
3
5.2
6
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 7 (4 pkt.) Na poniższym schemacie pokazano jak doświadczalnie, które miało ukazać zachowanie wodorotlenków w wodzie. 1 g NaOH(stały)
1 g Cu(OH)2(galaretowaty osad)
I
1 g KOH(stały)
II
III
100 g wody 1) Zapisz reakcję chemiczną obrazującą proces jaki nastąpi po wrzuceniu stałego NaOH do wody (probówka I): ………………………………………………………………………………………… 2) Porównaj zachowanie w wodzie wodorotlenku miedzi (II) (probówka II) i wodorotlenku potasu (probówka III). ………………………………………………………………………………………...…………………… ………………………………………………………………………........................................................... 3) Jeżeli uważasz, że stężenia procentowe roztworów w probówkach I i III są takie same napisz to poniżej i nie dokonuj żadnych obliczeń; jeśli jednak uważasz, że są różne to potwierdź to wykonując prawidłowe obliczenia: …………………………………………………………………………… Miejsce na obliczenia: Probówka I
Probówka II
Zadanie 8 (2 pkt.) Napisz za pomocą wzorów sumarycznych związków chemicznych równania dysocjacji jonowej zachodzącej podczas rozpuszczania w wodzie soli: 1) chlorku amonu: ……................................................................................................................ 2) stearynianu sodu: ..................................................................................................................... Zadanie 9 (2 pkt.) Dokończ w formie cząsteczkowej poniższe reakcje metali z kwasami lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi: 1) ……. Cu + ……. H2SO4(rozcieńczony) → ………………………………………………............................ 2) ……. Zn + ……. H3PO4 → …………………………………………………………………………… 7.1
7.2
7.3
8.1
4
8.1
9.1
9.2
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 10 (2 pkt.) Do trzech (1 – 3) probówek zawierających związki organiczne (patrz na poniższym rysunku) dodano amoniakalnego roztworu tlenku srebra (próba Tollensa). 1)
Ag2O
2)
metanal
Ag2O
3)
kwas etanowy
Ag2O
sacharoza
1) Podaj numery probówek, w których zachodzi reakcja (próba) Tollensa: …………………………….. 2) Jakich obserwacji należy się spodziewać w probówkach wybranych w poprzednim punkcie. …………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………... 3) Zapisz w formie cząsteczkowej jedną reakcję, która zaszła w powyższym doświadczeniu. …………………………………………………………………………………………………………... Zadanie 11 (2 pkt.) Używając określeń: odczyn kwaśny, odczyn obojętny, odczyn zasadowy uzupełnij prawidłowo poniższą tabelę. [H+] > 10-7
10-7 = [H+] = [OH-]
pH = 8
Zadanie 12 (3 pkt.) Mydło toaletowe to sól sodowa kwasu tłuszczowego, np. stearynian sodu C17H35COONa. 1) Określ rodzaj wiązania chemicznego łączącego atom sodu z grupą karboksylową kwasu stearynowego. Wiązanie: …………………………………………………….. 2) Rodzaj wiązania występującego między atomem sodu a pozostałą częścią cząsteczki mydła pozwala na całkowitą dysocjację tej soli. Zapisz tę reakcję. …………………………………………………………………………………………... 3) Używając mydła sodowego w kontakcie z wodą twardą a więc bogatą między innymi w jony Ca 2+ zauważamy tworzenie się na ściankach wanny brudnego, szarego osadu. Jest to tzw. mydło nierozpuszczalne – stearynian wapnia. Zapisz w formie jonowej reakcję między kationami wapnia i anionami stearynowymi. …………………………………………………………………………………………...
10.1
10.2
10.3
11
12.1
5
12.2
12.3
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 13 (3 pkt.) 1) Ustal wzory półstrukturalne związków A i B użytych w poniższym schemacie: [O]
B
A
CH3COOH
CH3 COOCH3 H2SO4
Związek A: ………………………………………………. Związek B: ………………………………………………. 2) Otrzymany na końcu przemian w omawianym schemacie związek jest estrem. Estry pod wpływem roztworów mocnych zasad (np. NaOH czy KOH) ulegają hydrolizie, której produktami są alkohol oraz sól kwasu, z których powstał ten ester. Zapisz reakcję hydrolizy zasadowej estru podanego w powyższym schemacie. Zadanie 14 (3 pkt.) Sód przereagował z pewnym pierwiastkiem X według schematu: 2 Na + X2 → 2 NaX 1) Na podstawie danych z tablicy elektroujemności określono, ze różnica elektroujemności między pierwiastkami tworzącymi wiązanie w cząsteczce NaX wynosi 1,9 Znajdź pierwiastek X i podaj jego symbol chemiczny. ………………………………………………………… 2) Określ rodzaj wiązania w cząsteczce NaX. …………………………………………………………. 3) Z powyższej reakcji wynika, że pierwiastek X tworzy cząsteczki homoatomowe typu X 2, podobnie jak inne pierwiastki tej samej grupy układu okresowego, do której należy pierwiastek X. Określ numer grupy w układzie okresowym, w której leży pierwiastek X. ……………………………………….. Zadanie 15 (2 pkt.) Do 200 cm3 5% roztworu NaOH o gęstości 1,2 g/cm3 dodano 100 cm3 wody (gęstość wody przyjmij 1 g/cm3) i 0,25 mola czystego wodorotlenku sodu. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu wodorotlenku. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………
13.1
13.2
14.1
14.2
6
14.3
15
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 16 (2 pkt.) Uczeń otrzymał na zadanie zaprojektować doświadczenie tak, aby można było go opisać następującą skróconą reakcją jonową: Ca2+ + SO32- → CaCO3↓ Za prawidłowy wybór odczynników miał otrzymać 1 punkt, za podanie spostrzeżeń (obserwacji) również 1 punkt i za napisanie reakcji w pełnej formie jonowej jeszcze jeden punkt. Razem więc za zadanie mógł uzyskać 3 punkty. Ważne również było to, że jeśli źle dobierze odczynniki to nawet prawidłowo zapisane obserwacje czy równanie reakcji nie będzie punktowane. Rozwiązanie: Uczeń wybrał odczynniki: Ca(NO3)2 oraz H2CO3 Następnie zapisał obserwacje: w probówce wytrącił się osad a następnie podał reakcję w formie cząsteczkowej: Ca(NO3)2 + H2CO3 → CaCO3↓ + 2 HNO3 i jonowej:
Ca2+ + 2 NO3– + 2 H+ + CO32- → CaCO3↓ + 2 H+ + 2 NO3–
Oceń, ile punktów otrzyma od egzaminatora uczeń. Odpowiedź swoją uzasadnij. ………………………………………………………………………………………………...…………………… ……………………………………………………………………………...……………………………………… ……………………………………………………………...……………………………………………………… ………………………………………...…………………………………………………………………………… Zadanie 17 (2 pkt.) O dwóch związkach organicznych posiadających ten sam wzór sumaryczny a różną budowę mówi się, że są izomerami. Wśród wielu rodzajów izomerii wyróżnia się izomerię położenia podstawnika. Przykładem takiej izomerii mogą być na przykład: 2 – chlorooktan i 3 – chlorooktan. Napisz za pomocą wzorów półstrukturalnych dwa związki będące izomerami położenia podstawnika, jeżeli ich wzór sumaryczny to C3H5Br
……………………………………………….
………………………………………………….
Izomer 1
Izomer 2
Zadanie 18 (1 pkt.) Jedną z reakcji przedłużania łańcucha węglowego w związkach organicznych jest reakcja opisana następującym schematem: R1 – X + R2 – X + 2 Li → R1 – R2 + 2 LiX W oparciu o powyższy schemat zapisz reakcję otrzymywania propanu. ……………………………………………………………………………………………………………...
16
17.1
17.2
7
18
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 19 (3 pkt.) Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny pewnego związku organicznego: CH3 – C = CH2 C2H5 1) Podaj nazwę systematyczną oraz wzór ogólny szeregu homologicznego, do którego należy ten związek. nazwa systematyczna: .................................................................................................. wzór ogólny szeregu homologicznego: ........................................................................ 2) Podkreśl tą substancję, która należy użyć w celu laboratoryjnej identyfikacji podanego związku: HBr(aq)
K2MnO4(aq)
Br2(aq)
NaOH(etanol)
Zadanie 20 (4 pkt.) Przeprowadzono trzy reakcje organiczne (a – c), w których jednym z reagentów jest brom: a)
C3H8 + 8 Br2 → C3Br8 + 8 HBr
b) HC≡C–CH3 + 2 Br2 → CHBr2–CBr2–CH3 c)
CH3–CHBr–CH2Br + Zn → CH3–CH=CH2 + Br2
1) Wśród reakcji organicznych wyróżnia się reakcje eliminacji, reakcje substytucji (podstawiania) oraz reakcje addycji (przyłączania). Używając oznaczeń reakcji a), b) lub c) określ rodzaj reakcji organicznej każdej z zapisanych reakcji. Reakcja eliminacji: ……..
Reakcja substytucji: ……..
Reakcja addycji: ……...
2) Dokończ reakcję i podaj nazwę systematyczną otrzymanego zawiązku organicznego: CH3–CHBr–CH3 + NaOH(aq) → …………………………………………………………………………… Nazwa związku organicznego: ……………………………………………..
19.1
19.2
20.1
8
20.2
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt: iejsce Miejsce na naklejkę naszkoły naklejkę z kodem
dysleksja
Wynik %: ©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
www.NowaMatura.edu.pl Oficyna Wydawnicza NOWA MATURA MCH-1_A2R-2008
I PRÓBNA MATURA Z CHEMII Arkusz II
ARKUSZ ROZSZERZONY
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut 29 LUTEGO ROK 2008
Instrukcja dla zdającego: 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE. Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w I Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 29 lutego 2008 roku.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD ZDAJĄCEGO
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (2 pkt.) Ślina to wydzielina gruczołów ślinowych, nazywanych śliniankami. W ciągu doby, w zależności od spożywanego pokarmu, ślinianki uchodzące do jamy ustnej produkują średnio 1,5 dm3 roztworu śliny. W organizmie człowieka wyróżniamy trzy pary dużych ślinianek: przyuszne, podjęzykowe, podżuchwowe. Ślinę możemy podzielić na: – ślinę surowiczą zawierającą enzym: amylazę ślinową (ptialinę); – ślinę śluzową (dzięki mucynie). Główne związki organiczne będące składnikami śliny to: mucyna, ptialina, maltaza, lizozym. Dopisz podane nazwy związków organicznych – składników śliny do ich roli w układzie pokarmowym. Organiczny składnik śliny
Rola tego składnika enzym bakteriobójczy ułatwia połykanie pokarmu rozkłada maltozę na glukozę hydrolizuje skrobię na maltozę i dekstryny
Zadanie 2 (3 pkt.) Pewien pierwiastek X należy do bloku energetycznego p układu okresowego i ma następującą konfigurację elektronową: X: 1s22s22px22py22pz23s23px23py13pz1 Pierwiastek ten tworzy gazowy tlenek o wzorze XO2. a) Podaj liczbę elektronów zawartą w jonie prostym X2- tworzonym przez ten pierwiastek. b) Tlenek XO2 można otrzymać rozpuszczając miedź w stężonym kwasie siarkowym (VI). Zapisz tę reakcję w formie jonowej skróconej. c) Tlenek XO2 w swej budowie posiada wiązania kowalencyjne spolaryzowane i koordynacyjne. Podaj ile wiązań σ i ile wiązań π posiada cząsteczka XO2. a) Liczba elektronów zawarta w jonie X2-: ………………………………………………. b) Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………….. c) Liczba wiązań σ
Liczba wiązań π
1
2a
2b
2
2c
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 3 (2 pkt.) Przeprowadzono reakcję chemiczną: H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g) opisaną równaniem kinetycznym: v = k[H2][Cl2] Oblicz, jak zmieniło się stężenie chloru, jeżeli przy dwukrotnie malejącym stężeniu wodoru szybkość reakcji wzrosła 4 razy? Miejsce na obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………….. Zadanie 4 (2 pkt.) Wśród węglowodorów niearomatycznych wyróżnia się dwa szeregi homologiczne o wzorze ogólnym CnH2n – są to alkeny i cykloalkany. W obu tych grupach węglowodorów pojawić się mogą związki o konfiguracji cis i trans. Podaj za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych) po jednym izomerycznym alkenie i cykloalkanie o konfiguracji trans i wzorze ogólnym C5H10. Wzór półstrukturalny (grupowy) alkenu:
Wzór półstrukturalny (grupowy) cykloalkanu:
Zadanie 5 (3 pkt.) Dokończ poniższe reakcje chemiczne. Pamiętaj, by w każdej reakcji właściwie dobrać współczynniki. 1) ….. Al(OH)(NO3)2 + ….. N2O5 → …………………………………………………… 2) ….. Fe + ….. Cl2 → ………………………………………………………………….. 3) ….. NH3 + ….. (NH4)2HPO4 → ……………………………………………………..
3
4
5.1
3
5.2
5.3
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 6 (3 pkt.) Żelatyna to naturalna substancja białkowa pozyskiwana z kości i chrząstek zwierzęcych. Składa się z glicyny, proliny i hydroksyproliny. Rozpuszczona w wodzie tworzy układ koloidalny – zol liofilowy, który łatwo przechodzi w żel. Żelatynę stosuje się także w kulkach paintballowych – kulka jest żelatynową skorupką wypełnioną farbą o różnej barwie, która po rozbiciu o cel pozostawia na nim ślad. a) Zaproponuj doświadczenie, za pomocą którego wykażesz, że żelatyna ma charakter układu koloidalnego. Opisz słownie lub zilustruj odpowiednim rysunkiem swój pomysł. b) Opisz obserwacje, jakie można dokonać podczas tego doświadczenia. c) Podaj przykłady dwóch dowolnych roztworów wodnych o takim samym rozdrobnieniu substancji jak w roztworze żelatyny. a) Miejsce na rysunek (lub słowny opis doświadczenia)
b) Obserwacje: …………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. c) Przykłady roztworów: …………………………………………………………………. ………………………………………………………………………………………….. Zadanie 7 (4 pkt.) W celu otrzymania monobromopochodnej etanu w reaktorze o objętości 1 dm3 zmieszano stechiometryczne ilości bromu i etanu a reakcję prowadzono w obecności światła. a) Zapisz za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych) reakcję chemiczną zachodzącą w ćwiczeniu. b) Zakładając, że wydajność procesu wynosi 80% oblicz stężeniową stałą równowagi. c) Określ rodzaj reakcji organicznej przeprowadzonej w tym zadaniu. a) Równanie reakcji chemicznej: ……………………………………………………………………………………… b) Miejsce na obliczenie stałej równowagi:
c) Rodzaj reakcji organicznej - …………………………………………………………… 6a
6b
6c
7a
4
7b
7c
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 8 (3 pkt.) Zbudowano ogniwo zestawiając dwa półogniwa: metaliczne półogniwo cynkowe o schemacie Zn│Zn2+ i elektrodę wodorową Pt│H2│H+ będących w warunkach standardowych (i przy założeniu, że stężenia jonów [Zn2+] = [H+] = 1 mol/dm3. a) Podaj, korzystając z wartości potencjałów standardowych, schemat tego ogniwa. b) Zapisz równanie reakcji biegnącej w tym ogniwie. c) Oblicz siłę elektromotoryczną w tym ogniwie. a) Schemat ogniwa: ………………………………………………………………………. b) Równanie reakcji w ogniwie: ………………………………………………………….. c) Obliczenie SEM: ……………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………….. Zadanie 9 (2 pkt.) Uczeń otrzymał do identyfikacji dwie probówki zawierające roztwór kwasu azotowego (V), przy czym w jednej z probówek był stężony roztwór kwasu a w drugiej rozcieńczony. Zaproponuj doświadczenie, które pozwoli zidentyfikować zawartość obu probówek. a) Wykonaj rysunek prowadzonego doświadczenia. b) Zapisz, jakie spostrzeżenia dokonujemy prowadząc to doświadczenie. a) Rysunek projektowanego doświadczenia:
b) Spostrzeżenia: ………………………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………… ….……………………………………………………………………………………….. Zadanie 10 (3 pkt.) Przeprowadzono elektrolizę stopionego wodorku sodu. a) Zapisz reakcje zachodzące na anodzie i katodzie podczas tej elektrolizy. b) Jaki ładunek musiał przepłynąć jeśli na elektrodach wydzieliło się 9,2 g sodu i 4,48 dm3 wodoru? Odpowiedź poprzyj odpowiednimi obliczeniami. a) anoda: ………………………………………………………………………………….. katoda: …………………………………………………………………………………. b) Miejsce na obliczenia:
Odpowiedź: ………………………………………………………………………… 8a
8b
8c
9a
5
9b
10a
10b
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 11 (2 pkt.) Jedną ze znanych Ci teorii kwasów i zasad jest protonowa teoria Bronsteda. Z podanego poniżej zestawu jonów wybierz te, które spełniają funkcję wyłącznie kwasów i zapisz ich reakcje z anionem fluorkowym. HSO4‾
H2PO4‾
H3O+
HCO3‾
NH4+
Cu2+
Reakcje: ………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... Zadanie 12 (3 pkt.) Podaj stopień utleniania azotu w cząsteczkach: chlorek amonu
dimetyloamina
o-chloronitrobenzen
Zadanie 13 (1 pkt.) W roztworze znajdują się jony: Na+, Al3+, F‾, SO42- o następujących stężeniach molowych: [Na+] = 1,1 mola/dm3 [Al3+] = 0,2 mola/dm3 [F‾] = 1,1 mola/dm3 [SO42‾] = 0,3 mola/dm3 Ustal, jakie sole (podaj ich wzory chemiczne) i o jakich stężeniach rozpuszczono, aby przygotować ten roztwór? Stężenia i wzory rozpuszczonych soli:
Zadanie 14 (3 pkt.) W czterech probówkach znajdują się wodne roztwory soli: I. azotan (V) amonu II. chlorek magnezu III. wodorowęglan sodu IV. fluorek baru Wybierz i zapisz za pomocą wzorów chemicznych te sole, które w roztworze wodnym ulegają reakcji hydrolizy anionowej i zapisz te reakcje w formie jonowej skróconej. Wybrane sole: ………………………………………………………………………………….. Reakcje: ……………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………... 11
12
13
6
14
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 15 (2 pkt.) Ile gramów cynku w postaci jonów Zn2+ znajduje się w 500 cm3 0,2-molowego roztworu azotanu (V) cynku? Przyjmij, że stopień dysocjacji soli wynosi 100%. Miejsce na obliczenia:
Zadanie 16 (3 pkt.) Polistyren (-[CH2CH(C6H5)]n-) polimer z grupy poliolefin otrzymywany w procesie polimeryzacji styrenu, pochodzącym zwykle z rafinacji ropy naftowej. Styropian otrzymuje się w wyniku gwałtownego ogrzewania parą wodną polistyrenu w formie granulek, wewnątrz których znajduje się niewielka ilość czynnika spieniającego. Jest nim mieszanina n-pentanu i izo-pentanu. Zaprojektuj doświadczenie, w którym udowodnisz, że produkt termicznego rozkładu (depolimeryzacji) tego tworzywa ma charakter nienasycony. a) Przedstaw słowny opis doświadczenia lub schematyczny rysunek. b) Opisz obserwacje, jakich można dokonać podczas badania nienasyconego charakteru produktu tego rozkładu. c) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego ze związków, będącego składnikiem mieszaniny spieniającej. a) Słowny opis doświadczenia: ………………………………………………………….. ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… b) Obserwacje: …………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… c) Wzór:
15
16a
16b
7
16c
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 17 (2 pkt.) Poniżej przedstawiono trzy kwasy organiczne A, B i C oraz trzy stałe dysocjacji: K1, K2, K3. A: CH2Cl-CH2-CH2-COOH B: CH3-CH2-CHCl-COOH C: CH3-CH2-CH2-COOH K1 = 9,1 · 10-3 K2 = 6,4 · 10-4 K3 = 1,5 · 10-2 a) Każdemu kwasowi A – C przyporządkuj odpowiednią wartość stałej dysocjacji. kwas A
kwas B
kwas C
b) Uporządkuj kwasy według malejącego pH. ……………………………………………………………………………… Zadanie 18 (3 pkt.) Student zapisał schematycznie cykl przemian organicznych i opisał je słownie: „Pewien związek organiczny X łatwo reaguje z wodnym roztworem wodorotlenku sodu dając substancję Y, która po łagodnym utlenianiu tlenkiem miedzi (II) lub tlenkiem chromu (VI) daje związek Z. Ten zaś poddany reakcji z amoniakalnym roztworem tlenku srebra daje kwas karboksylowy”. Dodatkowo wiadomo, że kwas ten charakteryzuje się tym, że w wyniku dehydrogenacji daje CO2 a w wyniku dehydratacji CO. a) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) i nazwę systematyczną tego kwasu. b) Zapisz schemat przemian opisany przez studenta, zaznacz związki X, Y, Z oraz warunki, w których te reakcje były prowadzone. a) Wzór półstrukturalny kwasu: ………………………………………………………. Nazwa systematyczna kwasu: ………………………………………………………. b) Schemat przemian:
17a
17b
18a
8
18b
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 19 (3 pkt.) Związek X, będący monobromopochodną pewnego związku aromatycznego, poddano przemianom, które ilustruje schemat: + NaOH(aq) X
+Z O2N–O–CH2–C6H5
Y
a) Podaj nazwy systematyczne lub potoczne związków X i Y. b) Napisz za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych) równanie reakcji, której ulega związek Z. a) Nazwa związku X: ……………………………………………………………………... Nazwa związku Y: ……………………………………………………………………... b) Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………….. Zadanie 20 (4 pkt.) W procesie otrzymywania chlorku krzemu (IV) wykorzystuje się reakcję polegająca na przepuszczeniu gazowego chloru nad mieszaniną węgla w postaci koksu z dodatkiem tlenku krzemu (IV). Produktem ubocznym takiej reakcji jest tlenek węgla o charakterze obojętnym. a) Zapisz tę reakcję bilansując ją metodą elektronową. Równanie reakcji: ………………………………………………………………………… Bilans elektronowy:
b) W poniższej tabeli wpisz wzory chemiczne produktów powyższej reakcji i określ, jakie wiązania występują w cząsteczkach obu produktów reakcji.
wzór produktu: …………….
wzór produktu: ……………..
wiązania chemiczne w produktach:
19a
19b
20a
9
20b
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 21 (2 pkt.) Pewien tripeptyd występujący w komórkach żywych ma wzór:
H H │ │ H2N-C-CH2-CO-NH-C-CO-NH-CH2-COOH │ │ COOH CH2SH Napisz wzory tych produktów hydrolizy powyższego tripeptydu, które są związkami optycznie czynnymi. Wzory:
Zadanie 22 (2 pkt.) Podaj wzory jonów, których stężenie w roztworze kwasu borowego H3BO3 jest największe i najmniejsze. Wzór jonu o najmniejszym stężeniu: ………………………………. Wzór jonu o największym stężeniu: ……………………………….. Zadanie 23 (3 pkt.) Ile cm3 wody (T = 277 K, p = 1013 hPa) należy użyć, aby rozcieńczyć 200 cm3 5-molowego roztworu wodorotlenku sodu o gęstości 1,2 g/cm3 i otrzymać roztwór 8%? Miejsce na rozwiązanie:
21
22
10
23
I Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 29 lutego 2008 r.
BRUDNOPIS
11
www.NowaMatura.edu.pl
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt: iejsce Miejsce na naklejkę naszkoły naklejkę z kodem
dysleksja
Wynik %: ©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
www.NowaMatura.edu.pl Oficyna Wydawnicza NOWA MATURA MCH-1_A2R-2009
II PRÓBNA MATURA Z CHEMII Arkusz II
ARKUSZ ROZSZERZONY
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut 13 MARCA ROK 2009
Instrukcja dla zdającego: 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE. Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w II Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 13 marca 2009 roku.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD ZDAJĄCEGO
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (2 pkt.) Dobierz współczynniki w poniższej reakcji redoks metodą bilansu elektronowego: Cu2S + NO3- + H+ → Cu2+ + S + NO + H2O Wskaż wzór substancji (jonu) pełniących rolę utleniacza i reduktora. 1. Bilans elektronowy:
2. Zbilansowane równanie reakcji: …… Cu2S + …… NO3- + …… H+ → …… Cu2+ + ….... S + …… NO + …… H2O 3. Utleniacz: …………………………
Reduktor: …………………………….
Zadanie 2 (1 pkt.) W przebiegu ostrego zapalenia trzustki dochodzi u człowieka do martwicy enzymatycznej tkanki tłuszczowej (głównie w obrębie krezki) oraz wytrącenia się mydeł wapniowych w postaci charakterystycznych biało-szarych ognisk osadowych. Podczas tego zapalenia prolipaza trzustkowa jest uwalniana pozakomórkowo i jest aktywowana w lipazę poza siecią przewodów trzustkowych. Czynna lipaza rozrywa wiązania estrowe tłuszczów, umożliwiając wytrącenie się mydeł. Rozpuszczalne w płynach ustrojowych mydła potasowe i sodowe ulegają wchłonięciu, nierozpuszczalne mydła wapniowe tworzą charakterystyczne ogniska w jamie brzusznej. Źródło: Wikipedia
Podaj jeden wzór półstrukturalny mydła, o którym mowa w powyższym tekście, będącego sprawcą tego rodzaju martwicy okołotrzustkowej. Wzór grupowy mydła: …………………………………………………………. Zadanie 3 (3 pkt.) Przeanalizuj poniższy tekst dotyczący zmian w budowie i właściwościach pierwiastków grupy azotowców układu okresowego. Po przeczytaniu kolejnych informacji podkreśl wyraźnie, czy zasygnalizowana zmiana jest prawdziwa czy fałszywa. Pierwiastki chemiczne zapisane symbolami w kolejności: N, P, As, Sb, Bi należą do tej samej grupy układu okresowego (prawda/fałsz) i charakteryzują się praktycznie jednakową elektroujemnością (prawda/fałsz). Zostały uszeregowane według malejącej zasadotwórczości (prawda/fałsz) a ich promienie atomowe rosną od bizmutu do azotu (prawda/fałsz). Analizując wzrost metaliczności od azotu do bizmutu należy stwierdzić, że metaliczność zmienia się tak samo jak zasadotwórczość (prawda/fałsz). Zadanie 4 (3 pkt.) W poniższej tabeli dane są wartości standardowych entalpii tworzenia (kJ/mol): kwas 2-metylobutanowy(ciecz) - 879,5
CO2(g) -393,5
H2O(g) - 285,5
Na podstawie powyższych danych oblicz entalpię reakcji spalania kwasu 2-metylobutanowego. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………….
1.1
1.2
1.3
2
2
3
4
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 5 (2 pkt.) Przeprowadzono doświadczenie w celu zbadania zachowania mocznika pod wpływem roztworów kwasu i zasady. Nad każdą probówką umieszczono zwilżony papierek uniwersalny. H2SO4(aq)
NaOH(aq)
I
II
mocznik
mocznik
a) W poniższej tabeli zapisz, jak zmieni się barwa papierka uniwersalnego podczas wykonywania doświadczenia w probówce I i II. Papierek nad probówką I barwi się na kolor ………………………………………….. Papierek nad probówką II barwi się na kolor ….……………………………………… b) Za pomocą wzoru chemicznego zapisz wzór gazu, który wydzielając się łączył się z wodą na papierku uniwersalnym i tym samym wpływał na zmianę barwy wskaźnika. Gaz wydzielający się z probówki I – …………………………. Gaz wydzielający się z probówki II – ………………………… Zadanie 6 (2 pkt.) Ogniwo Daniela: Zn | 1–molowy roztwór ZnSO4 || 1–molowy roztwór CuSO4 | Cu zawiera w swojej budowie pewien składowy element, który można scharakteryzować następująco: jest on potrzebny po to, aby utrudnić dotarcie jonu Cu2+ do cynku metalicznego, gdzie bezpośrednia wymiana elektronu spowodowałaby zakłócenie pracy ogniwa w wyniku reakcji. Ponadto porowate wypełnienie ma ułatwić dyfuzję jonów …………… z jednej części ogniwa do drugiej i wyrównanie ładunków w roztworach. W przeciwnym razie roztwór w części anodowej stałby się dodatnio naładowany (ponieważ gromadziłyby się jony Zn2+), a część katodowa byłaby naładowana ujemnie (w wyniku zużycia Cu2+). Tego rodzaju rozmieszczenie ładunków spowodowałoby zanik prądu. Źródło: Wikipedia
a) O jakim elemencie ogniwa Daniela mówią powyższe zdania: …………………………………………………. b) Podaj wzór chemiczny jonu, który powinien być wpisany w miejscu oznaczonym kropkami: ……….. Zadanie 7 (2 pkt.) Związek X to monobromopochodna pewnego alkanu. Poddano ją przemianom przedstawionym na schemacie: O + NaOH(aq) + kwas α-metylopropanowy ║ X Y CH3−CH−O−C−CH−CH3 środowisko kwaśne | | CH3 CH3 1) Podaj nazwę systematyczną związku X. …………………………………………………………………………………………………………….. 2) Zapisz, używając wzorów półstrukturalnych, równanie reakcji, której ulega związek Y. …………………………………………………………………………………………………………….
5.a
5.b
6.a
6.b
3
7.1
7.2
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 8 (2 pkt.) Pierwiastek chemiczny ma w stanie podstawowym następującą konfigurację elektronową: K2 L8 M13 N1 Podaj wartość głównej i pobocznej liczby kwantowej, za pomocą których opisany jest stan jedynego elektronu walencyjnego, znajdującego się w stanie podstawowym tego atomu, na powłoce czwartej. Główna liczba kwantowa: ………………
Poboczna liczba kwantowa: ……………….
Zadanie 9 (2 pkt.) Spośród poniższych związków: Cl2, NO2, RbBr, HI, KCl wybierz i wpisz za pomocą nazw te, których właściwości prawidłowo podano w tabeli: Nazwy związków chemicznych o podanych właściwościach
Właściwości Kryształy te dobrze się rozpuszczają w rozpuszczalnikach polarnych, tworzą twarde kryształy oraz mają wysokie temperatury topnienia i wrzenia, w stanie stopionym lub roztworze przewodzą prąd elektryczny.
Zadanie 10 (2 pkt.) W półogniwach X i Y zachodzą reakcje opisane równaniami: Półogniwo X: MnO4- + 8 H+ + 5e Mn2+ + 4 H2O Półogniwo Y:
SO42- + H2O + 2e SO32- + 2 OH-
Potencjały półogniw X i Y wynoszą: EY = − 0,93 V
EX = 1,55 V Zbudowano ogniwo z półogniw X i Y.
Na podstawie podanych wartości potencjałów standardowych określ, w którym półogniwie (X czy Y) zachodzi proces redukcji, a w którym utleniania. Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w ogniwie. Pamiętaj, by forma zapisu tej reakcji nie zawierała tych samych jonów lub cząsteczek po obu stronach reakcji. 1. Redukcja zachodzi w półogniwie: …………………………………...……………... Utlenianie zachodzi w półogniwie: …………………………………………………. 2. Równanie reakcji zachodzącej w ogniwie: ……………………………………………………………………………………………….. Zadanie 11 (3 pkt.) Ustal stopień utleniania atomów węgla w poniższych związku organicznym:
□□
□
H−C—CHBr−CH2OH ║ O
8
9
10.1
4
10.2
11
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 12 (2 pkt.) Aminokwasy mogą istnieć w formie anionowej, kationowej lub jonu obojnaczego w zależności od pH środowiska. W formie jonu obojnaczego występują przy pH punktu izoelektrycznego gdy pH = pI. Każdy aminokwas białkowy możemy zapisać w formie obojętnej wzorem: R−CH−COOH | NH2 Walina (Wal) to białkowy aminokwas, którego R- opisuje grupa izopropylowa: -CH(CH3)2 a) Zapisz półstrukturalny wzór waliny w formie jonu obojnaczego.
…………………………………………………………………….. b) Punkt izoelektryczny waliny wynosi 5,96. Zapisz półstrukturalny wzór jonowy tego aminokwasu, jeśli znajdzie się on w środowisku o pH = 9,96.
…………………………………………………………………….. Zadanie 13 (2 pkt.) Ksylitol (C5H12O5, pentano-1,2,3,4,5-pentaol) to pięciowęglowy alkohol polihydroksylowy, słodki w smaku. Stosowany w przemyśle spożywczym do słodzenia jako dodatek do żywności E967, głównie gum do żucia i cukierków ze względu na działanie przeciwpróchnicze. Zalecany również dla diabetyków, ponieważ jest metabolizowany przy niewielkim udziale insuliny. Źródło: Wikipedia
a) Zaprojektuj doświadczenie, które potwierdzi obecność kilku grup wodorotlenowych w cząsteczce ksylitolu. Do przeprowadzenia doświadczenia wybierz odczynniki spośród poniższych a swój wybór zapisz w miejsce kropek na poniższym schemacie: C5H12O5, CuSO4(aq), Br2(aq), KMnO4(aq), NaOH(aq), NaHCO3(aq), Ag2O(amoniak) ……………………………..
……………………………… b) Zapisz spodziewane obserwacje: ………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………. Zadanie 14 (2 pkt.) Produkt korozji żelaza i jego stopów to rdza. Sama rdza nie jest ściśle określoną substancją, lecz mieszaniną różnorakich związków żelaza, tlenu i wodoru. Główny składnik rdzy stanowią składniki zawierające żelazo na stopniu utlenienia +III. Oprócz tego w skład rdzy wchodzi woda, tlenki lub wodorotlenki żelaza (III) o nieco innym składzie, a także trochę węglanów żelaza (III). Źródło: Wikipedia
Spośród poniższych związków podkreśl te, które nie stanowią rdzy. Fe(OH)3,
12.a
FeO,
12.b
FeO(OH),
Fe2O3∙nH2O,
13.a
5
Fe2(CO3)3, Fe3O4,
13.b
FeCl2
14
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 15 (3 pkt.) W pewnej stałej temperaturze w reaktorze o pojemności 1000 cm 3 przeprowadzono reakcję opisaną równaniem: H2(g) + Br2(g) 2 HBr(g) Przy początkowym stężeniu wodoru równym 0,75 mola/dm3 i bromu 0,46 mola/dm3 po dojściu do stanu równowagi powstało 0,90 mola gazowego bromowodoru. Oblicz stężenia równowagowe substratów oraz stężeniową stałą równowagi tej reakcji. Rozwiązanie:
Stężenia równowagowe substratów wynoszą: ……………………………………………………. Stężeniowa stała równowagi wynosi: ……………………………. Zadanie 16 (2 pkt.) Akroleina – propenal – najprostszy możliwy aldehyd nienasycony – wydziela się w wyniku ogrzewania przez dłuższy czas masła w wysokiej temperaturze, np. podczas smażenia na maśle. Z tego powodu nie należy używać masła do smażenia na patelni. Akroleinę produkuje się z gliceryny. W warunkach przemysłowych akroleina jest otrzymywana przez termiczną dehydratację (odwodnienie) gliceryny w temperaturze 280°C. W laboratorium można ją otrzymać w reakcji acetaldehydu (etanalu) z formaldehydem (metanalem). Źródło: Wikipedia
Zapisz obie reakcje otrzymywania akroleiny o których mowa w zadaniu:
Reakcja 1: ………………………………………………………………………………………………………….. Reakcja 2: ………………………………………………………………………………………………………….. Zadanie 17 (4 pkt.) Żelazo może tworzyć tlenki o wzorach: FeO i Fe2O3. Wybierz ten tlenek, którego charakter określa się mianem AMFOTERYCZNY i spośród poniższych odczynników wybierz te dwa, które należy użyć do przeprowadzenia doświadczenia potwierdzającego amfoteryczny charakter wybranego tlenku. Odczynniki: CuCl2(aq), KOH(aq), HCl(aq), H2SiO3(s), Cu(OH)2(s) Zapisz w formie jonowej skróconej dwie reakcje (tlenku z wybranymi odczynnikami), które dowodzą właściwości amfoterycznych wybranego tlenku. 1. Wybrany tlenek: ………………………………… 2. Wybrane odczynniki: …………………………… 3. Reakcja z pierwszym odczynnikiem: ……………………………………………………………………………………………………………………… 4. Reakcja z drugim odczynnikiem: ……………………………………………………………………………………………………………………… 15
16
17.1
17.2
6
17.3
17.4
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 18 (4 pkt.) W poniższej tabeli podano kilka informacji dotyczących stereoizomerii. Zaznacz, wstawiając literę „P”, jeśli uznasz zdanie za prawdziwe lub „F”, jeśli Twoim zdaniem zdanie jest fałszywe. Zdanie dotyczące stereoizomerii
P lub F
1. Równomolowa mieszanina diastereoizomerów to mieszanina racemiczna. 2. Forma mezo dzięki obecności węgli asymetrycznych wykazuje bardzo dobre właściwości optyczne. 3. Glicyna (kwas α-aminoetanowy) wykazuje słabą czynność optyczną. 4. Glukoza (zapisywana w formie wzoru rzutowego Fischera) posiada wśród swoich stereoizomerów formę mezo. Zadanie 19 (2 pkt.) Dane są następujące równanie połówkowe: I.
H2O2 → O2 + 2 H+ + 2e
II.
MnO4− + 8 H+ + 5e → Mn2+ + 4 H2O
Oblicz, ile dm3 tlenu wydzieliło się w pierwszej reakcji połówkowej, jeśli zestawiając tę reakcję z drugą reakcją połówkową redukcji ulegnie 0,002 mola jonów manganianowych (VII). Obliczenia prowadź w przeliczeniu na warunki normalne. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………… Zadanie 20 (4 pkt.) W dwóch probówkach znajdują się wodne roztwory soli: I.
chlorek metyloaminy
II.
azotan (III) litu
W poniższej tabeli zapisz, jaki odczyn wykazują roztwory tych soli a odpowiedź uzasadnij pisząc w formie jonowej skróconej odpowiednie równania reakcji. Probówka
Równanie rekcji
Odczyn roztworu
I II
18
19
7
20
II Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 13 marca 2009 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 21 (4 pkt.) Uczeń przygotował 198 cm3 wody destylowanej o gęstości 1,00 g/cm3 a następnie wrzucił zachowując wszelkie warunki bezpieczeństwa 2 g metalicznego sodu, który w laboratorium przechowuje się w nafcie. a) Uzasadnij w formie pisemnej, prowadząc odpowiednie obliczenia, czy udało się uczniowi uzyskać w tym doświadczeniu 1-procentowy roztwór wodorotlenku sodu. Obliczenia:
Uzasadnienie: …………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… b) Dlaczego metaliczny sód przechowywano w laboratorium w nafcie a nie jak wiórka magnezowe czy opiłki żelaza po prostu na półce w szklanym naczyniu? …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………… c) Wyjaśnij, dlaczego podczas wykonywania doświadczenia uczeń musiał zachować szczególną ostrożność. …………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………. Zadanie 22 (4 pkt.) W poniższej tabeli wpisz w formie półstrukturalnej wzory węglowodorów spełniającego podane kryteria: Wzór grupowy jednego przykładowego węglowodoru spełniającego to kryterium
Właściwości 1. Węglowodór, który zawiera atomy węgla o wszystkich możliwych rzędowościach. 2. Węglowodór niearomatyczny, który podczas chlorowania na świetle daje tylko dwie monochloropochodne. 3. Cykliczny węglowodór nasycony w konfiguracji cis. 4. Nienasycony węglowodór, w którym wszystkie atomy leżą w jednej płaszczyźnie.
Zadanie 23 (3 pkt.) Przeprowadzono doświadczenie polegające na zmieszaniu równomolowych ilości siarczanu (VI) sodu i azotanu (V) baru. a) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie biegnącej reakcji. …………………………………………………………………………………………………………… b) Wypisz jony, które znajdowały się w roztworze po zakończeniu reakcji. ……………………………………………………………………………………………………………. c) Określ odczyn roztworu po reakcji. ………………………………………………………………… 21.a
21.b
21.c
22.1
22.2
22.3
8
22.4
23.a
23.b
23.c
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Liczba pkt: iejsce Miejsce na naklejkę naszkoły naklejkę z kodem
dysleksja
Wynik %: ©Dariusz Witowski
z kodem szkoły
www.NowaMatura.edu.pl Oficyna Wydawnicza NOWA MATURA oraz I LO w Łańcucie MCH-1_A2R-2010
III PRÓBNA MATURA Z CHEMII Arkusz II
ARKUSZ ROZSZERZONY
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut 26 MARCA ROK 2010
Instrukcja dla zdającego: 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi (poniżej) wpisz swoje imię i nazwisko.
Arkusz opracowany przez OFICYNĘ WYDAWNICZĄ NOWA MATURA pod kierunkiem prof. Dariusza Witowskiego. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zezwolenia wydawcy ZABRONIONE. Wydawca zezwala na kserowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w III Ogólnopolskiej Próbnej Maturze z Chemii 26 marca 2010 roku.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy IMIĘ I NAZWISKO ZDAJĄCEGO
1
KOD ZDAJĄCEGO
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 1 (3 pkt.) Przeprowadzono doświadczenie mające na celu sprawdzenie zachowania nadmanganianu potasu KMnO4 w środowisku kwaśnym. W tym celu do probówki z wodnym roztworem KMnO 4 wprowadzono stechiometryczną ilość wodnego roztworu kwasu solnego HCl. 1. Zapisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji. ........................................................................................................................................... ................................. 2. Wskaż substancję, która pełniła w tym doświadczeniu rolę reduktora. Reduktor: ………………………………….. 3. Opisz widoczne zamiany, jakie zaobserwować może eksperymentator podczas wykonywania tego ćwiczenia laboratoryjnego. Obserwacje: ……………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………... Zadanie 2 (2 pkt.) Przeprowadzono reakcję aluminotermiczną, która zachodzi według równania: 8 Al(s) + 3 Mn3O4(s) → 9 Mn(s) + 4 Al2O3(s) Oblicz entalpię tej reakcji wiedząc, że spalanie w tlenie obu metali – glinu i manganu – powoduje przekazanie do otoczenia na sposób ciepła energii o wartościach: 1674,7 kJ/mol powstającego Al2O3 oraz 1387 kJ/mol powstającego Mn3O4. Miejsce na obliczenia:
Odpowiedź: ……………. Zadanie 3 (4 pkt.) Cząsteczki organiczne prostych węglowodorów za względu na rodzaj hybrydyzacji (sp, sp2 lub sp3) atomów węgla mogą mieć budowę przestrzenną (np. metan czy etan) ale również płaską. Wśród tej drugiej wyróżnia się układy ułożone na bazie trójkąta równobocznego, jak też układy liniowe. 1. Podaj używając wzorów półstrukturalnych przykład cząsteczki o budowie: a)
płaskiej trójkątnej: ……………………………………………
b) liniowej: ………………………………………………………. 2. W obu powyższych przykładach atomy węgla różnią się rodzajem hybrydyzacji. W przypadku cząsteczki o budowie trójkątnej atomy węgla posiadają hybrydyzację: …………………………….., zaś w układach liniowych każdy atom węgla opisany jest typem hybrydyzacji: ………………………… . 3. Określ, jaki kąt między wiązaniami sigma występuje w cząsteczkach węglowodorów, w których hybrydyzacja atomów węgla określana jest jako sp2. Odpowiedź podaj w stopniach. Wartość kąta między wiązaniami sigma: …………………. 1.1
1.2
1.3
2
3.1
2
3.2
3.3
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 4 (3 pkt.) W cząsteczce poniższego zawiązku organicznego oprócz wiązań sigma występują również wiązania typu pi. CH3 – CH = CH – C – CH3 ║ O 1) Oblicz liczbę wiązań sigma i pi między atomami węgla w powyższym zwiąku organicznym. Liczba wiązań sigma
Liczba wiązań pi
2) Przeprowadzono reakcję katalicznej hydrogenacji tego związku. Jako katalizatora użyto opiłków niklu a także wprowadzono odpowiednie warunki ciśnienia i temperatury. Na całkowite nasycenie 1 mola tego związku zużyto 2 mole gazowego wodoru. Zapisz tę reakcję używając wzorów półstrukturalnych. Reakcja:
3) Określ rząd powstałego w powyższej reakcji alkoholu: ………………… Zadanie 5 (4 pkt.) Przeprowadzono doświadczenia 1 – 5 w celu zbadania zachowania białka jaja kurzego - albuminy pod wpływem roztworów substancji denaturujących i wysalajacych. próba ksantoproteinowa 1.
CuSO4(aq) 2.
(NH4)2SO4(aq) 3.
KOH(aq)
(HCOO)2Pb
4.
5.
albumina 1. W poniższej tabeli wypisz numery probówek 1 – 5, w których zaszły procesy wysalania i denaturacji: proces DENATURACJI zaszedł w probówkach:
proces WYSALANIA zaszedł w probówkach:
2. Proces denaturacji prowadzi do zniszczenia wszystkich struktur białkowych z wyjątkiem struktury: ……………….. – rzędowej, którą pozostaje prawie nienaruszona. 3. Wymień jeden czynnik denaturujący białka o charakterze niechemicznym: ……………………………………………………………. 4. Zapisz, jakie elementy budowy cząsteczkowej białek zostają usunięte (w sporym procencie „odwracalnie zniszczone”) podczas procesu wysalania. …………………………………………………………….
4.1
4.2
4.3
5.1
3
5.2
5.3
5.4
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 6 (4 pkt.) 5 g pewnego pierwiastka chemicznego o konfiguracji elektronowej: [Ar] 4s 2 przereagowano z 7 – procentowym wodnym roztworem kwasu siarkowego (VI) o gęstości 1,25 g/cm 3. 1. Podaj wartości wszystkich liczb kwantowych dwóch elektronów walencyjnych tego pierwiastka: główna liczba kwantowa
poboczna liczba kwantowa
magnetyczna liczba kwantowa
magnetyczna spinowa liczba kwantowa
pierwszy elektron walencyjny drugi elektron walencyjny 2. Oblicz, jaką objętość kwasu użyto w tym doświadczeniu. Wydajność reakcji przyjmij równą 100%. Miejsce na obliczenia:
Odpowiedź: ……………………. Zadanie 7 (3 pkt.) W wyniku spalenia 0,24 g pewnego związku organicznego otrzymano dwa produkty: 0,352 g tlenku węgla (IV) i 0,144 cm3 wody (temperatura pomiaru wynosiła 40C, ciśnienie 1013 hPa). 1. Ustal skład jakościowy spalanego związku organicznego (z jakich pierwiastków składał się ten związek). Zapisana odpowiedź w tym punkcie MUSI wynikać bezpośrednio z przeprowadzonych obliczeń. 2. Zapisz wzór sumaryczny spalanego związku, jeśli przyjmiemy, że jego masa cząsteczkowa wynosiła 60 g/mol. Miejsce na obliczenia:
Skład jakościowy: ……………………………………………… Wzór sumaryczny związku: ……………………………………. Zadanie 8 (2 pkt.) Podczs reakcji dwóch wodnych roztworów: siarczanu (VI) miedzi (II) i wodorotlenku potasu otrzymano świeży, niebieski, galaretowaty osad wodorotlenku miedzi (II). Związkiem tym następnie podziałano na cztery próbki wodnych roztworów: galaktozy, metanolu, glikolu (etano–1,2–diolu) i etanalu. Obserwacje z doświadczenia zapisano w tabeli: Probówka 1 2 3 4 Cu(HO)2 szafirowy, brak objawów klarowny, brak objawów bez ogrzewania klarowny roztwór reakcji szafirowy roztwór reakcji Cu(OH)2 ceglastoczarny osad czarny osad ----------------------- ceglastoczarny osad po ogrzaniu Wzór półstrukturalny badanego związku Przeanalizuj dokładnie podane obserwacje, jakie udało się dostrzeć w każdej z probówek i za pomocą wzorów półstrukturalnych uzupełnij tabelę. 6.1
6.2
7.1
4
7.2
8
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 9 (3 pkt.) Pierwiastek chemiczny X jest metalem znajdującym się w czwartej grupie układu okresowego i w stanie podstawowym opisać go można następującą konfiguracją elektronową: K2 L8 M10 N2 1) Ustal, jaki to pierwiastek i zapisz jego symbol chemiczny: ………………. 2) Wiadomo, że jony metali bloku energetycznego d tworzą silnie zabarwione roztwory. Wiąże się to z pochłanianiem kwantów światła przez jony zawierające elektrony na niecałkowicie zapełnionych podpowłokach d. Gdy podpowłoka d jest całkowicie zapełniona lub nie ma elektronów na podpowłoce d wówczas jony metali są bezbarwne. Metal X tworzy jony typu: X 2+ oraz X4+. Podaj symbol jonu metalu X, który wykazuje zabarwienie w roztworze: ……………………………………….. 3) Zakładając, że metal X tworzy związek chemiczny z chlorem określ, jaki rodzaj wiązania chemicznego będzie znajdować się pomiędzy atomem metalu X a atomem chloru. Wiązanie: …………………………………………………… Zadanie 10 (2 pkt.) Uczeń otrzymał na zadanie zaprojektować doświadczenie tak, aby można było go opisać następującą skróconą reakcją jonową: Ca2+ + CO32- → CaCO3↓ Za prawidłowy wybór odczynników miał otrzymać 1 punkt, za podanie spostrzeżeń (obserwacji) również 1 punkt i za napisanie reakcji w pełnej formie jonowej jeszcze jeden punkt. Razem więc za zadanie mógł uzyskać 3 punkty. Ważne również było to, że jeśli źle dobierze odczynniki to nawet prawidłowo zapisane obserwacje czy równanie reakcji nie będzie punktowane. Rozwiązanie: Uczeń wybrał odczynniki: Ca(NO3)2 oraz H2CO3 Następnie zapisał obserwacje: w probówce wytrącił się osad a następnie podał reakcję w formie cząsteczkowej: Ca(NO3)2 + H2CO3 → CaCO3↓ + 2 HNO3 i jonowej (podkreślił jony nie biorące udziału w reakcji): Ca2+ + 2 NO3– + 2 H+ + CO32- → CaCO3↓ + 2 H+ + 2 NO3– Oceń, ile punktów otrzyma od egzaminatora uczeń. Odpowiedź swoją uzasadnij. ………………………………………………………………………………………………...…………………… ……………………………………………………………………………...……………………………………… ……………………………………………………………...……………………………………………………… ………………………………………...…………………………………………………………………………… Zadanie 11 (3 pkt.) Podaj nazwy systematyczne związków: A. CH3 – CH = CH – CH – C ≡ C – CH3 │ CH3 – CH – CH3
B. C(CH3)4
C.
CCl4
A: ……………………………………………….. B: ……………………………………………….. C: ………………………………………………..
9.1
9.2
9.3
5
10
11
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 12 (3 pkt.) Przeprowadzono ciąg reakcji organicznych opisanych poniższym schematem: HBr
NH3
A
B (1)
(2)
KOH CH 3 – CH2 – NH3+Brbromek etyloaminy
C (3)
1. Podaj wzory półstrukturalne związków A i B:
Związek A: …………………………………. Związek B: ……………………………………. 2. Zapisz reakcję bromku etyloaminy z roztworem wodorotlenku potasu prowadzącej do otrzymania zawiązku C: …………………………………………………………………………………………………………….. Zadanie 13 (4 pkt.) Wzór sumaryczny pewnego estru ma postać C5H10O2 i można go otrzymać w reakcji pewnego kwasu organicznego jednokarboksylowego z alkoholem monohydroksylowym. O alkoholu wiadomo jedynie, że pod wpływem łagodnego utleniania tlenkiem chromu (VI) przechodzi w propanon a jednocześnie w reakcji tej wydziela się woda i metaliczny chrom. 1. Podaj wzór kwasu, który brał udział w tworzeniu estru C5H10O2. ……………………………………… 2. Zapisz reakcję łagodnego utleniania alkoholu tlenkiem chromu (VI), o którym mowa w zadaniu. ……………………………………………………………………………………………………… 3. Estry łatwo ulegają nieodwracalnej reakcji hydrolizy zasadowej. Zachodzi wówczas reakcja estru w roztworem mocnej zasady, np. KOH. Zapisz reakcję hydrolizy zasadowej estru C 5H10O2. ……………………………………………………………………………………………………… Zadanie 14 (3 pkt.) Chemia organiczna zna wiele reakcji charakterystycznych, pozwalających zidentyfikować konkretne związki organiczne lub ich grupy. Na poniższym schemacie przedstawiono trzy takie reakcje: FeCl3(aq)
Br2(aq), NaHCO3
1.
I2 (NaOH)
2.
C6H5OH
3.
galaktoza
propanon
Zapisz po jednej obserwacji (spostrzeżeniu), jakie dostrzeżemy prowadząc identyfikację: fenolu (probówka 1), aldozy (probówka 2), metyloketonu (probówka 3) w sposób przedstawiony powyżej. Obserwacja w probówce: 1. ………………………………………………………………………………………………………… 2. ………………………………………………………………………………………………………… 3. …………………………………………………………………………………………………………
12.1
12.2
13.1
13.2
13.3
6
14.1
14.2
14.3
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 15 (4 pkt.) Guma to bardzo rozciągliwy materiał, elastomer chemicznie zbudowany z alifatycznych łańcuchów polimerowych, które są w stosunkowo niewielkim stopniu usieciowane w procesie wulkanizacji. W przemyśle, terminem „guma" obejmuje się czasami w uproszczeniu wszystkie rodzaje stałych elastomerów. Gumę stosuje się jako materiał na uszczelki, elastyczne przewody i opony. Prawie każdy gatunek gumy otrzymuje się z kauczuku poprzez wulkanizację. Kauczuk składa się z ułożonych obok siebie bardzo długich łańcuchów poliolefin. Wulkanizacja powoduje tworzenie się stosunkowo niewielkiej liczby mostków chemicznych między tymi łańcuchami, na skutek czego powstaje przestrzenna sieć. Z chemicznego punktu widzenia, głównym składnikiem kauczuku naturalnego jest poliizopren a dokładnie jeden z jego izomerów cis-poli(1,4-izopren) o masie cząsteczkowej 450000 u. Źródło: Wikipedia
1. Na podstawie powyższego tekstu zapisz, do jakiej grupy związków organicznych zalicza się cis–poli(1,4–izopren) ……………………………… 2. Z tekstu wynika, że monomerem naturalnego kauczuku jest izopren (2–metylobuta–1,3–dien). Narysuj fragment łańcucha poli–1,4–izoprenu (kauczuku naturalnego).
3. Oblicz, z ilu monomerów zbudowany jest polimer kauczuku naturalnego, o którym mowa w powyższym tekście. Miejsce na obliczenia:
Odpowiedź: ………………………. Zadanie 16 (2 pkt.) W pewnej temperaturze przeprowadzono reakcję organiczną: kat.
CH3 – CH3 + Cl2 → CH3 – CH2Cl + HCl Reakcję biegnącą w fazie gazowej przeprowadzono w reaktorze o objętości 1 dm3. Do reakcji użyto 8 moli chloru i 4 mole etanu a określona stężeniowa stała równowagi (Kc) wyniosła 1/3. Oblicz stężenia reagentów w stanie równowagi. Rozwiązanie:
Zadanie 17 (3 pkt.) Pewien prosty związek organiczny otrzymuje się wieloma metodami, na przykład poprzez katalityczne utlenianie etanolu, uwodnienie acetylenu w obecności siarczanu (VI) rtęci (II) w środowisku kwaśnym lub w wyniku utleniania etylenu tlenem w obecności wodnego roztworu chlorku palladu(II) i soli miedzi(II). Zapisz, używając wzorów półstrukturalnych, wszystkie wymienione powyższej reakcje otrzymywania tego samego związku organicznego. 1. …………………………………………………………………………………………………………… 2. …………………………………………………………………………………………………………… 3. ……………………………………………………………………………………………………………
15.1
15.2
15.3
16
7
17.1
17.2
17.3
III Ogólnopolska Próbna Matura z Chemii 26 marca 2010 r.
www.NowaMatura.edu.pl
Zadanie 18 (3 pkt.) Przeprowadzono doświadczenia A – C przedstawione na poniższym rysunku: A.
B. chlorek sodu
C. węglan sodu
trioleinian sodu
azotan (V) żelaza H2O H2O 1. Zapisz w formie jonowej skróconej tylko te reakcje spośród A – C, które zachodzą. …………………………………………………………………………………………………………...… …………………………………………………………………………………………………………...… ……………………………………………………………………………………………………………... 2. Określ rodzaj wszystkich powyższej zapisanych przez Ciebie reakcji: ……………………………………………………………… Zadanie 19 (2 pkt.) Przeprowadzono reakcję elektrolizy wodnego roztworu siarczanu (VI) miedzi (masa atomowa miedzi wynosi 64 g/mol) przy użyciu elektrod grafitowych. 1. Zapisz reakcję sumaryczną biegnącą w elektrolizerze podczas procesu elektrolizy CuSO 4(aq). ………………………………………………………………………………………………………… 2.
Oblicz masę wydzielonej na katodzie elektrolizera substancji, jeżeli elektrolizę prowadzono prądem o natężeniu 1 A przez czas 1 godziny. Stała Faraday’a wynosi 96500 C/mol.
Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………… Zadanie 20 (3 pkt.) Izotop pewnego pierwiastka E opisany jest liczbą masową A równą 209. Obliczono, że neutrony stanowią 60,287% całkowitej liczby nukleonów. 1. Oblicz wartość liczby atomowej Z pierwiastka E. Liczba atomowa Z: ……………………………………. 2. Podaj liczbę wszystkich cząstek elementarnych znajdujących się w atomie pierwiastka E. Liczba cząstek elementarnych: …………………………
18.1
18.2
19.1
19.2
8
20.1
20.2
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
OKE GDAŃSK CKE
CHEMIA POZIOM PODSTAWOWY
MARZEC ROK 2008
PRZYKŁADOWY ZESTAW ZADAŃ Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 15 stron (zadania 1 – 31). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
2
►Informacja do zadania 1. i 2. Zbiór atomów o określonym składzie jądra, czyli o takiej samej liczbie atomowej i masowej, nazywamy nuklidem. Dane są nuklidy (I – VI) przedstawione ogólnym zapisem AZ E: 32 16
E I
16 8
E II
30 14
E III
34 16
E IV
31 15
E V
36 16
E VI
Zadanie 1. (1 pkt) Wskaż zbiór (A, B, C lub D) składający się z nuklidów, których jądra atomowe zawierają taką samą liczbę neutronów. A. I, IV i V B. I, II i VI C. I, III i V D. I, V i VI
Zadanie 2. (1 pkt) Spośród nuklidów I – VI wybierz te, które są izotopami. Zapisz ich numery. Izotopami są nuklidy o numerach: ...............................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt) W poniższej tabeli przedstawiono wartości promieni atomowych pierwiastków należących w układzie okresowym do trzeciego okresu i grup: 1. i 2. oraz od 13. do 17. Symbol pierwiastka Al Cl Mg Na
Promień atomu, pm 143 99 160 186
Symbol pierwiastka P S Si
Promień atomu, pm 110 104 118
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk: Tablice Chemiczne, Wydawnictwo Podkowa Bis, Gdańsk 2004
Korzystając z układu okresowego oraz z danych zawartych w tabeli, określ, jak wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastka zmieniają się promienie atomów pierwiastków należących do tego samego okresu. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
3
►Informacja do zadania 4. i 5. Poniżej przedstawiono wzory wybranych substancji.
PCl5, NaCl, Cl2, CaCl2
Zadanie 4. (1 pkt) Korzystając ze skali elektroujemności wg Paulinga, wskaż zbiór (A, B, C lub D), w którym uszeregowano przedstawione powyżej substancje według wzrostu różnicy elektroujemności pomiędzy tworzącymi je pierwiastkami. A. NaCl, CaCl2, PCl5, Cl2 B. Cl2, NaCl, CaCl2, PCl5 C. Cl2, PCl5, CaCl2, NaCl D. Cl2, PCl5, NaCl, CaCl2
Zadanie 5. (1 pkt) Spośród wymienionych w Informacji substancji wybierz te, w których występują wiązania jonowe. Zapisz ich wzory. Wiązania jonowe występują w: ...................................................................................................
Zadanie 6. (3 pkt)
16 g pewnego metalu wypiera z roztworu kwasu solnego 8,96 dm3 wodoru w przeliczeniu na warunki normalne. Reakcja przebiega zgodnie z zapisem jonowym: Me + 2H+ → Me2+ + H2 Oblicz masę atomową tego metalu oraz podaj jego symbol. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................
Symbol metalu: .......................
4
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 7. (2 pkt) Poniżej scharakteryzowano dwa pierwiastki: A i B. Pierwiastek A jest metalem lekkim, srebrzystym, kowalnym. Bardzo dobrze przewodzi ciepło i prąd elektryczny. Jest składnikiem lekkich stopów, np. elektronu, stosowanego do wyrobu części samolotów. Znajduje też zastosowanie do produkcji opakowań i folii. Jego minerał o nazwie korund jest bardzo twardy i ma duże znaczenie techniczne. Barwne odmiany korundu to rubiny i szafiry. Pierwiastek B jest niemetalem. Jest ciałem stałym, kruchym, o żółtej barwie. Znanych jest kilka odmian alotropowych tego pierwiastka. W przyrodzie występuje w stanie wolnym (w Polsce największe złoża tego niemetalu znajdują się w okolicach Tarnobrzega) i w postaci związków chemicznych, np. blendy cynkowej i pirytu. Stosuje się go do otrzymywania ważnego kwasu, barwników, lekarstw, sztucznych ogni oraz do wulkanizacji kauczuku. Podaj nazwy opisanych pierwiastków.
Nazwa pierwiastka A: ................................................................
Nazwa pierwiastka B: ................................................................
Zadanie 8. (1 pkt) Czysty krzem można otrzymać w wyniku redukcji krzemionki (SiO2) glinem. Napisz równanie reakcji redukcji krzemionki za pomocą glinu. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Chlorek wapnia jest jedną z soli, której obecność w wodzie powoduje tak zwaną twardość trwałą wody. Można ją usunąć, dodając do wody niewielką ilość węglanu sodu. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która prowadzi do usunięcia za pomocą węglanu sodu twardości trwałej wywołanej obecnością chlorku wapnia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
5
►Informacja do zadań 10. – 12. W celu określenia charakteru chemicznego tlenków wykonano doświadczenia, które ilustruje rysunek: nadmiar CaO nadmiar SO3
II
I
HCl(aq) + oranż metylowy
NaOH(aq) + fenoloftaleina
W obu probówkach zaobserwowano zmiany, które były spowodowane zachodzącymi reakcjami chemicznymi.
Zadanie 10. (2 pkt) Napisz, jakie było zabarwienie roztworów w probówkach I i II przed reakcją i po reakcji. Barwa roztworu przed reakcją
po reakcji
Probówka I Probówka II
Zadanie 11. (2 pkt) Zapisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących w probówkach. Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Określ charakter chemiczny badanych tlenków. SO3: .................................................................
CaO: ..............................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 13. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenia, których celem jest otrzymanie wodnych roztworów wodorotlenku sodu i wodorotlenku wapnia. a) Uzupełnij schematyczne rysunki tych doświadczeń, wpisując wzory lub symbole odczynników potrzebnych do ich przeprowadzenia. Odczynniki wybierz spośród substancji, których symbole i wzory podano poniżej. Na, KOH(aq), NaCl(aq), CaO, CaCO3, H2O
I Otrzymywanie roztworu wodorotlenku sodu
..................
...................................
II Otrzymywanie roztworu wodorotlenku wapnia
..................
...................................
b) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji, które zachodzą podczas tych doświadczeń. I: ................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... II: .................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 14. (3 pkt) Poniżej przedstawiono schemat przemian, którym mogą ulegać związki miedzi(II).
CuO
CuSO4 A
Cu(OH)2
CuCl2
a) W podanym schemacie przemian dwa procesy prowadzą do powstania soli miedzi(II). Dobierz odpowiednie reagenty i napisz w formie cząsteczkowej równania tych reakcji. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji oznaczonej literą A. ......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (1 pkt) Poniżej opisano dwie reakcje chemiczne. 1. Węglan wapnia ogrzany do temperatury około 900° C rozkłada się na tlenek wapnia i tlenek węgla(IV). Przerwanie ogrzewania powoduje zaprzestanie rozkładu związku. 2. Tlenek wapnia energicznie reaguje z wodą, przy czym wydziela się ciepło. Naczynie, w którym zachodzi reakcja, nagrzewa się. Na podstawie powyższego opisu określ typ reakcji 1. i typ reakcji 2. ze względu na ich efekt energetyczny. Typ reakcji 1.: .............................................................................................................................. Typ reakcji 2.: ..............................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych związków chemicznych i jonów.
HSO −4 I
CaSO3 II
Na 2CO3 III
Ca 3 (PO 4 ) 2 IV
SO3 V
MnO 2-4 VI
Wybierz wszystkie związki i jony, w których jeden z pierwiastków ma taki sam stopień utlenienia jak siarka w CuSO4. Zapisz numery oznaczające ich wzory. .......................................................................................................................................................
8
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 17. (1 pkt) Poniżej przedstawiono w formie jonowej skróconej równania reakcji, które mogą zachodzić pomiędzy wybranymi fluorowcami i ich solami. Cl2 + 2Br − → 2Cl − + Br2 Br2 + 2I − → 2Br − + I2 Na podstawie przedstawionych równań reakcji określ, który z tych pierwiastków jest najsilniejszym, a który najsłabszym utleniaczem. Najsilniejszy utleniacz: ................................................................................................................ Najsłabszy utleniacz: ....................................................................................................................
►Informacja do zadania 18. i 19. Saletra amonowa (NH4NO3) stosowana jest jako nawóz azotowy oraz środek utleniający. Związek ten ulega rozkładowi w temperaturze około 200°C.
Zadanie 18. (2 pkt) Oblicz zawartość procentową (w procentach masowych) azotu w saletrze amonowej. Obliczenia:
Odpowiedź : ................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) Napisz równanie reakcji termicznego rozkładu saletry amonowej, że produktami tego procesu są tlenek azotu o wzorze N2O i woda.
wiedząc,
.......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
9
Informacja do zadania 20. i 21. W celu określenia wpływu wybranych czynników na szybkość reakcji chemicznych przeprowadzono doświadczenia zilustrowane poniższym rysunkiem. 2 g Zn w granulkach
I
2 g Zn w granulkach
II
2 g pyłu Zn
III
2 g pyłu Zn
IV
10 cm3 5% HCl(aq)
10 cm3 10% HCl(aq)
10 cm3 10% HCl(aq)
10 cm3 10% HCl(aq)
temperatura 20°C
temperatura 20°C
temperatura 20°C
temperatura 80°C
Zadanie 20. (3 pkt) Po zakończeniu doświadczeń zanotowano następujące obserwacje: - w probówce II gaz wydziela się intensywniej niż w probówce I, - w probówce III gaz wydziela się intensywniej niż w probówce II, - w probówce IV gaz wydziela się intensywniej niż w probówce III. Na podstawie powyższych informacji uzupełnij tabelę, podając, jakie czynniki i w jaki sposób wpływają na szybkość opisanych reakcji chemicznych.
Numery probówek
Czynnik
Wpływ czynnika na szybkość reakcji
I i II
II i III
III i IV
Zadanie 21. (1 pkt) Przedstaw w formie jonowej skróconej równanie ilustrujące przebieg reakcji we wszystkich probówkach.
.......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
10
Zadanie 22. (2 pkt) Krzywe na poniższym wykresie przedstawiają zależność rozpuszczalności wybranych azotanów(V) w wodzie od temperatury. rozpuszczalność, g /100g wody
250
KNO3
240 230 220 210 200 190 180
NaNO3
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
temperatura , 0C
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk: Tablice Chemiczne, Wydawnictwo Podkowa Bis, Gdańsk 2004
Dokonaj analizy wykresu i określ, a) czy rozpuszczalność KNO3 wzrośnie, czy zmaleje (i o jaką wartość), gdy temperaturę obniżymy z 80°C do 60°C. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) przybliżoną temperaturę, w której rozpuszczalność NaNO3 i KNO3 jest taka sama. .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 23. (2 pkt)
Oblicz, ile gramów azotanu(V) potasu i ile cm3 wody należy zmieszać w celu otrzymania 200 g roztworu KNO3 o stężeniu 12% (gęstość wody d = 1 g·cm–3). Obliczenia:
Odpowiedź: .........................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Chloroetan może reagować z wodorotlenkiem potasu i w zależności od warunków powstaje alkohol X lub węglowodór Y. Reakcje przebiegają zgodnie z zapisem: 0
/ temp. 20 C CH3 – CH2 – Cl + KOH ⎯H⎯O⎯ ⎯⎯ ⎯→ X + KCl 2
0
80 C ⎯ ⎯/ temp. ⎯⎯ ⎯→ Y + KCl + H2O CH3 – CH2 – Cl + KOH ⎯etanol
Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków X i Y.
Wzór związku X: ......................................................................................................................... Wzór związku Y: .........................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
12
Zadanie 25. (2 pkt)
W temperaturze 25° C propen reaguje z chlorem zgodnie z równaniem: CH2 = CH – CH3 + Cl2 → CH2 – CH – CH3 | | Cl Cl
Natomiast w temperaturze 500° C zachodzi reakcja przedstawiona równaniem: CH2 = CH – CH3 + Cl2 → CH2 = CH – CH2 + HCl | Cl
Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typ każdej z tych reakcji. Typ reakcji zachodzącej w temperaturze 25°C: ....................................................................................................................................................... Typ reakcji zachodzącej w temperaturze 500°C: .......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) Węglowodory A i B mają ten sam wzór elementarny (najprostszy), a stosunek liczby atomów węgla do liczby atomów wodoru w tych związkach wynosi 1:1. W tabeli przedstawiono niektóre właściwości tych węglowodorów. Węglowodór A
Węglowodór B
• W temperaturze pokojowej jest gazem.
• W temperaturze pokojowej jest cieczą.
• Odbarwia wodę bromową.
• Reaguje z bromem w obecności FeBr3 jako katalizatora.
• W odpowiednich warunkach ulega reakcji trimeryzacji, tworząc węglowodór B. • Podczas jego całkowitego spalania w tlenie uzyskuje się bardzo wysoką temperaturę (około 3000°C).
• Ulega działaniu mieszaniny nitrującej. • Jest substancją toksyczną.
Na podstawie powyższego opisu podaj wzory sumaryczne związków A i B.
Wzór sumaryczny związku A: ..................................................................................................... Wzór sumaryczny związku B: .....................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
13
►Informacja do zadania 27. i 28. Poniżej przedstawiono wzory wybranych węglowodorów. CH3 – CH2 – C = CH2
|
I
III
CH3
CH2 – CH2 – CH2 | | CH3 CH3
II
IV
CH3 – CH2 – CH – CH3 | CH3
CH3 | CH2 – C – CH – CH3 | | | CH3 CH3 CH3
Zadanie 27. (1 pkt) Wybierz węglowodory, które stanowią parę izomerów szkieletowych, i zapisz numery oznaczające ich wzory. Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Zaznacz prawidłową nazwę systematyczną związku IV. A. 1,2,2,3-tetrametylobutan B. 2,3,3-trimetylopentan C. 3,3,4-trimetylopentan D. 2-etylo-2,3-dimetylobutan
Zadanie 29. (1 pkt) Metanian etylu (mrówczan etylu) powstaje w wyniku reakcji kwasu metanowego (mrówkowego) z odpowiednim alkoholem w obecności kwasu siarkowego(VI) jako katalizatora. Napisz równanie tej reakcji, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. W zapisie uwzględnij warunki reakcji.
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
14
Zadanie 30. (1 pkt) W kolumnie I podano nazwy trzech kwasów karboksylowych, a w kolumnie II – krótkie charakterystyki czterech kwasów karboksylowych. I 1. kwas metanowy (mrówkowy) 2. kwas etanowy (octowy) 3. kwas oktadekanowy (stearynowy)
II a) Nasycony kwas tłuszczowy. Jest białą substancją, bez zapachu. Stanowi składnik tłuszczów roślinnych i zwierzęcych. Stosuje się go do produkcji mydeł, kremów, świec. Duże znaczenie mają sole tego kwasu, np. jego sól sodowa to mydło. b) Najprostszy i najmocniejszy kwas karboksylowy. Jest bezbarwną, żrącą cieczą o ostrej woni. Występuje w wydzielinach niektórych owadów (np. pszczół i mrówek) i w roślinach (np. w pokrzywach). c) Najprostszy aromatyczny kwas karboksylowy. Tworzy bezbarwne kryształy. Otrzymywany jest przez utlenianie toluenu. Stosuje się go w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym (jego sól sodowa jest konserwantem), farbiarskim, kosmetycznym. d) Alifatyczny kwas karboksylowy. Jest bezbarwną cieczą o charakterystycznym zapachu. W niższych temperaturach zamarza w postaci kryształów podobnych do lodu. Jednym ze sposobów jego otrzymywania jest utlenianie etanolu w procesie fermentacji. Stosuje się go między innymi do celów spożywczych w postaci 5% lub 10% roztworów wodnych.
Na podstawie: Encyklopedia Szkolna. Chemia, Wydawnictwo Zielona Sowa, Kraków 2005
Przyporządkuj każdemu kwasowi z kolumny I (cyfry od 1 do 3) jedną reprezentującą go charakterystykę z kolumny II (litery od a do d). Wpisz odpowiednie litery w poniższe kratki. 1.
2.
3.
Zadanie 31. (1 pkt) W pewnym dipeptydzie kolejność aminokwasów można przedstawić w skrócony sposób jako Gly–Ala. W zapisie tym z lewej strony umieszczono symbol aminokwasu zawierającego wolną grupę aminową, a z prawej strony symbol aminokwasu zawierającego wolną grupę karboksylową. Wpisz do tabeli symbole aminokwasów (Gly, Ala), których odpowiednie grupy funkcyjne (karboksylowa, aminowa) wzięły udział w procesie ich kondensacji. Grupa karboksylowa Symbole aminokwasów
Grupa aminowa
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
15
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
OKE GDAŃSK CKE
CHEMIA POZIOM ROZSZERZONY
MARZEC ROK 2008
PRZYKŁADOWY ZESTAW ZADAŃ Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1 – 36). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Jądro izotopu
235 92
U ulega dwóm przemianom α, a następnie jednej przemianie β − .
Podaj skład jądra atomowego (liczbę protonów i neutronów), które powstanie w wyniku tych przemian.
Liczba protonów: ...................................
Liczba neutronów: ....................................
Zadanie 2. (3 pkt) Miedź jest mieszaniną dwóch izotopów, z których jeden zawiera w jądrze atomowym 34 neutrony i stanowi 72,7% tej mieszaniny. W jądrze atomowym drugiego izotopu znajduje się 36 neutronów. a) Ustal liczby masowe A obu izotopów. Liczba masowa A pierwszego izotopu: .................................. Liczba masowa A drugiego izotopu: ...................................... b) Oblicz masę atomową miedzi. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 3. (1 pkt) Poniżej przedstawiono kreskowy wzór elektronowy kwasu azotowego(V).
O H–O–N O Korzystając z powyższego wzoru, ustal liczbę wiązań chemicznych różnych typów występujących w cząsteczce HNO3. Wypełnij tabelę, wpisując odpowiednie liczby (jeżeli dany rodzaj wiązania nie występuje w tej cząsteczce, zapisz „0” lub „–”). Kowalencyjne Typ wiązania
spolaryzowane niespolaryzowane
ogółem
w tym koordynacyjne
Liczba wiązań
Zadanie 4. (2 pkt) Oblicz masę 4 dm3 CO2 w temperaturze 300 K i pod ciśnieniem 1500 hPa. Stała gazowa R = 83,14 hPa·dm3·K–1·mol–1. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 5. (2 pkt) Poniżej scharakteryzowano dwa pierwiastki: A i B. Pierwiastek A jest metalem lekkim, srebrzystym, kowalnym. Bardzo dobrze przewodzi ciepło i prąd elektryczny. Jest składnikiem lekkich stopów, np. elektronu, stosowanego do wyrobu części samolotów. Znajduje też zastosowanie do produkcji opakowań i folii. Jego minerał o nazwie korund jest bardzo twardy i ma duże znaczenie techniczne. Barwne odmiany korundu to rubiny i szafiry. Pierwiastek B jest ciałem stałym, twardym i kruchym. Zalicza się go do półprzewodników. Stosowany jest do produkcji stopów z żelazem, a także tranzystorów i ogniw fotoelektrycznych. Należy do grupy pierwiastków najczęściej występujących w skorupie ziemskiej. Jego najważniejszy związek występujący w przyrodzie w bardzo dużych ilościach to kwarc. Podaj nazwy opisanych pierwiastków. Nazwa pierwiastka A: ..................................................................... Nazwa pierwiastka B: .....................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Wodorosole wywodzą się z kwasów wieloprotonowych, a hydroksosole z wodorotlenków wielowodorotlenowych. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji otrzymywania: a) wodorosiarczanu(VI) sodu NaHSO4 z substratów: NaOH i H2SO4, b) węglanu hydroksomiedzi(II) (CuOH)2CO3 z substratów: CuO, H2O, CO2. a) ........................................................................................................................................... b) ...........................................................................................................................................
Zadanie 7. (2 pkt) Wodorowęglan wapnia jest jedną z soli, której obecność w wodzie powoduje tak zwaną twardość przemijającą (węglanową). Domowym sposobem usuwania twardości przemijającej jest gotowanie wody (reakcja I) i zlanie jej znad osadu. W przemyśle wykorzystuje się metodę wapienną, polegającą na zastosowaniu wody wapiennej Ca(OH)2 (reakcja II). Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji (I i II), które prowadzą do usunięcia twardości przemijającej wody spowodowanej obecnością w niej wodorowęglanu wapnia. I: .................................................................................................................................................. II: .................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (2 pkt) W celu określenia charakteru chemicznego tlenków SiO2 i ZnO przeprowadzono doświadczenie, które ilustruje poniższy rysunek. KOH(aq)
H2SO4(aq)
I
II
III
IV
SiO2
ZnO
SiO2
ZnO
Podaj numery probówek, w których przebiegały reakcje chemiczne, i określ charakter chemiczny tlenków SiO2 i ZnO. Reakcje przebiegały w probówkach o numerach: ...................................................................... Charakter chemiczny tlenku SiO2: ....................................................... Charakter chemiczny tlenku ZnO: ........................................................
►Informacja do zadania 9. i 10. W dwóch nieoznakowanych probówkach znajdują się bezbarwne wodne roztwory soli: K2S i K2SO4. Dysponujesz następującymi odczynnikami: H2SO4(aq),
Na2SO4(aq),
NaOH(aq)
Zadanie 9. (2 pkt) Spośród podanych wyżej odczynników wybierz jeden, który pozwoli zidentyfikować te sole, oraz opisz obserwacje, na podstawie których można dokonać ich identyfikacji. Jeżeli nie obserwujemy objawów reakcji, wówczas napisz to. Wzór lub nazwa odczynnika: ...................................................................................................... Obserwacje, na podstawie których dokonano identyfikacji K2S: ............................................................................................................................................. K2SO4: .........................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji będącej podstawą rozróżnienia tych soli. .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
6
►Informacja do zadania 11. i 12. W celu porównania mocy kwasu chlorowodorowego (solnego) i etanowego (octowego) w tej samej temperaturze zamierzano wykonać doświadczenie zilustrowane poniższym schematem. Mg
Mg
I
II
HCl(aq)
CH3COOH(aq)
Przedstawiony schemat nie jest jednak precyzyjny, a tak wykonane doświadczenie nie pozwoli rzetelnie porównać mocy obu kwasów.
Zadanie 11. (2 pkt) Podaj, o jakie informacje dotyczące substratów reakcji (magnezu oraz kwasów) należy uzupełnić powyższy schemat. Informacja dotycząca magnezu: .................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Informacja dotycząca kwasów: ................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) a) Spośród podanych obserwacji wybierz i podaj numery tych, które są prawdziwe. 1. 2. 3. 4. 5. 6.
W obu probówkach wydziela się gaz. W probówce I roztwór zmienia barwę. W probówce I magnez rozpuszcza się szybciej. W obu probówkach roztwór zmienia barwę. W probówce II magnez rozpuszcza się szybciej. W probówce II gaz wydziela się mniej intensywnie.
....................................................................................................................................................... b) Spośród podanych powyżej obserwacji (1 – 6) wybierz i podaj numery tych, które umożliwią sformułowanie wniosku dotyczącego porównania mocy kwasów solnego i octowego. .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
7
►Informacja do zadania 13. i 14. Tlenek azotu(IV) o barwie brunatnej ulega częściowej dimeryzacji, tworząc bezbarwny N2O4. Prowadzi to do ustalenia się równowagi opisanej równaniem: 2NO2(g) ⇄ N2O4(g)
Zadanie 13. (1 pkt) W celu określenia wpływu temperatury na stan równowagi tej reakcji przeprowadzono doświadczenie opisane poniżej. Zamkniętą probówkę zawierającą mieszaninę NO2 i N2O4 zanurzono w zlewce z lodem. Zauważono, że jej zawartość odbarwiła się. Następnie tę samą probówkę zanurzono w zlewce z gorącą wodą. Stwierdzono, że brunatne zabarwienie jej zawartości pojawiło się ponownie. Sformułuj wniosek, w którym stwierdzisz, jak wzrost temperatury wpływa na ilość N2O4 w układzie. .......................................................................................................................................................
Zadanie 14. (3 pkt) Mając do dyspozycji zamknięte naczynie z tłokiem zawierające mieszaninę NO2 i jego dimeru, zaprojektuj doświadczenie pozwalające zbadać, jak zmiana ciśnienia wpływa na ilość N2O4 w układzie. W tym celu: a) uzupełnij opis doświadczenia, wpisując w miejsce kropek odpowiednie wyrażenia wybrane spośród podanych poniżej. rozprężamy, sprężamy, zmniejsza się, zwiększa się, nie zmienia się, odbarwia się, przyjmuje brunatne zabarwienie 1. Naciskając tłok naczynia, .......................................................... gaz. Objętość gazu .........................................................., a zawartość naczynia ........................................................ 2. Zmieniając położenie tłoka ............................................... gaz – ciśnienie w naczyniu zmniejsza się. Objętość gazu ..........................................................., a zawartość naczynia ................................................................... b) podaj, jak zmiana ciśnienia wpływa na ilość N2O4 w opisanym układzie. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
8
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 15. (2 pkt)
Do 20 cm3 roztworu chlorku sodu o stężeniu 3% i gęstości 1,02 g·cm-3 dodano 80 cm3 roztworu chlorku sodu o stężeniu 24% i gęstości 1,18 g·cm-3. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź: ...............................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Wody powierzchniowe, wykorzystywane do zaopatrywania ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, muszą spełniać określone normy. Zgodnie z nimi, najwyższa dopuszczalna zawartość chlorków wynosi 250 mg w 1 dm3 wody. Z rzeki pobrano próbkę wody o objętości 150 cm3 i po analizie stwierdzono, że zawierała ona 25 mg chlorków. Wykonaj odpowiednie obliczenia i oceń przydatność badanej wody do celów spożywczych. Obliczenia:
Ocena wody: ...............................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (1 pkt) Poniżej podano pH wybranych płynów ustrojowych w organizmie pacjenta. 1. 2. 3. 4.
sok trzustkowy pH = 8,0 sok żołądkowy pH = 2,0 ślina pH = 6,9 żółć pH = 7,4.
Uszereguj wymienione płyny ustrojowe, podając ich numery, zgodnie ze wzrostem charakteru kwasowego. .......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Wodny roztwór kwasu ortofosforowego(V) zawiera drobiny: H3PO4, H3O + , PO 34− , HPO 24− ,
H2PO −4 .
Spośród jonów znajdujących się w wodnym roztworze kwasu ortofosforowego(V) wybierz ten, który jest według teorii Brönsteda wyłącznie zasadą. Uzasadnij swój wybór, zapisując równanie reakcji tego jonu z wodą.
.......................................................................................................................................................
►Informacja do zadania 19. i 20. Na mieszaninę tlenku miedzi(II) i opiłków metalicznej miedzi podziałano rozcieńczonym kwasem solnym, a otrzymaną zawiesinę przesączono. Przesącz miał odczyn kwasowy.
Zadanie 19. (1 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej, która zachodzi podczas opisanego powyżej doświadczenia.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 20. (1 pkt) Dokonaj analizy tekstu przedstawionego w Informacji i podaj wzory jonów, które znajdowały się w przesączu.
.......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 21. (2 pkt) Stosowanie nawozów sztucznych może spowodować zmianę kwasowości gleby. Jako nawozy stosuje się np. siarczan(VI) amonu i azotan(V) potasu. Który nawóz: siarczan(VI) amonu czy azotan(V) potasu spowoduje zwiększenie kwasowości gleby? Podaj jego nazwę lub wzór oraz napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji potwierdzające Twój wybór. Zwiększenie kwasowości gleby spowoduje: ................................................................................ Równanie reakcji: .......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (1 pkt) Zakwaszenie gleby może być spowodowane procesem nitryfikacji, który przebiega dwuetapowo zgodnie z zapisem: I. II.
2NH +4 + 3O2 → 2NO −2 + 4H + + 2H2O 2NO −2 + O2 → 2NO 3−
Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie procesu nitryfikacji. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (3 pkt) Badając właściwości związków chromu, przeprowadzono reakcję zachodzącą według poniższego schematu: Cr2O7 2- + Zn + H+ → Cr3+ + Zn2+ + H2O a) Dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym wyżej schemacie reakcji. Zastosuj metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
11
b) Uzupełnij każde z poniższych zdań, wybierając jeden symbol lub wzór spośród podanych w nawiasach. Wybrane symbole lub wzory podkreśl. Rolę utleniacza w powyższej reakcji pełni (Cr2O7 2-, Rolę reduktora pełni w tej reakcji (Cr2O7 2-,
Zn,
Zn,
H+).
H+).
►Informacja do zadania 24. i 25. Manganian(VII) potasu ma silne właściwości utleniające. W celu zbadania tych właściwości przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. H2SO4(aq) + K2SO3(aq)
KOH(aq) + K2SO3(aq)
I
II
H2O + K2SO3(aq)
III
KMnO4(aq)
Zadanie 24. (3 pkt) Podaj wzory i nazwy systematyczne związków manganu, które powstały w probówkach I, II, III w wyniku redukcji manganianu(VII) potasu. Numer probówki
Wzór związku manganu
Nazwa związku manganu
I II III
Zadanie 25. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie, wybierając jedno słowo spośród podanych w nawiasie. Wybrane słowo podkreśl. Na podstawie analizy przebiegu opisanego doświadczenia można stwierdzić, że im niższe jest pH roztworu, w którym zachodzi redukcja manganianów(VII), tym (niższy, wyższy) stopień utlenienia osiąga mangan w wyniku tej redukcji.
12
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
►Informacja do zadania 26. i 27. W celu ochrony przedmiotów stalowych przed korozją można stosować czynne powłoki ochronne, które chronią przedmiot nawet wtedy, gdy nie są szczelne. W celu zbadania wpływu czynnych powłok na stalowy przedmiot przeprowadzono doświadczenie opisane poniżej. Gwóźdź stalowy owinięto drutem cynkowym i zanurzono w probówce z wodnym roztworem NaCl. Na powierzchni drutu cynkowego pojawił się biały osad Zn(OH)2. W powstałym ogniwie galwanicznym zaszła reakcja zilustrowana poniższym równaniem: 2Zn + O2 + 2H2O → 2Zn(OH)2
Zadanie 26. (1 pkt) Określ, który metal stanowi w powstałym ogniwie anodę (elektrodę ujemną), a który katodę (elektrodę dodatnią). Anodę stanowi: .......................................................... Katodę stanowi: ..........................................................
Zadanie 27. (2 pkt) Zapisz równania reakcji elektrodowych zachodzących w tym ogniwie podczas opisanego procesu. Równanie reakcji przebiegającej na anodzie: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) W wyniku hydrolizy w środowisku zasadowym monochloropochodna alkanu o pięciu atomach węgla tworzy III-rzędowy alkohol. Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, napisz równanie reakcji otrzymywania tego alkoholu podaną metodą.
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 29. (1 pkt) Alkeny o konfiguracji trans można otrzymać w wyniku uwodornienia alkinów przy użyciu sodu w ciekłym amoniaku zgodnie ze schematem: alkin + 2Na + 2NH3 → trans-alken + 2NaNH2 Dokonaj analizy powyższej informacji i przedstaw, uzupełniając poniższy rysunek, wzór półstrukturalny (grupowy) trans-alkenu, który otrzymano opisaną metodą z pent-2-ynu (2-pentynu),
C
C
Zadanie 30. (1 pkt) Przykładem nienasyconego aldehydu alifatycznego jest związek o wzorze: O CH2
CH
CH2
C
H Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) ketonu będącego izomerem tego aldehydu.
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 31. (2 pkt) W owocach jarzębiny zawarty jest alkohol polihydroksylowy, sorbit (sorbitol), o wzorze C6H8(OH)6. Zaprojektuj doświadczenie, za pomocą którego potwierdzisz obecność kilku grup hydroksylowych w cząsteczce sorbitu: a) wybierz potrzebne odczynniki spośród wodnych roztworów następujących substancji: C6H8(OH)6, CuSO4, Br2, NaOH, KMnO4, b) opisz przewidywane obserwacje. Wzory lub nazwy odczynników: ................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Obserwacje: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 32. (2 pkt) W pewnym tripeptydzie kolejność aminokwasów można przedstawić w skrócony sposób jako Ala–Ser–Gly. W zapisie tym z lewej strony umieszczono symbol aminokwasu zawierającego wolną grupę aminową, a z prawej strony symbol aminokwasu zawierającego wolną grupę karboksylową. Wpisz do tabeli symbole aminokwasów (Ala, Ser, Gly), których odpowiednie grupy funkcyjne (karboksylowa, aminowa) wzięły udział w procesie ich kondensacji. Grupa karboksylowa
Symbole aminokwasów
Grupa aminowa
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
15
►Informacja do zadania 33. i 34. Popularna aspiryna (kwas acetylosaliscylowy) o wzorze: COOH O
C
CH3
O
jest pochodną kwasu salicylowego (kwasu 2-hydroksybenzenokarboksylowego).
Zadanie 33. (1 pkt) Posługując się uproszczonymi wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, napisz równanie reakcji otrzymywania kwasu acetylosalicylowego z kwasu salicylowego i kwasu octowego.
Zadanie 34. (1 pkt) Podaj nazwę grupy dwufunkcyjnych pochodnych węglowodorów, do której należy kwas salicylowy. .......................................................................................................................................................
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 35. (1 pkt) Przykładem związku chemicznego, w którego cząsteczce występuje więcej niż jedna grupa karboksylowa, jest kwas winowy (kwas 2,3-dihydroksybutanodiowy). Poniżej przedstawiono wzór kwasu mezo-winowego.
COOH | H – C – OH | H – C – OH | COOH Dokonaj analizy budowy cząsteczki kwasu mezo-winowego i określ, czy kwas ten jest czynny optycznie. Uzasadnij swoją odpowiedź. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 36. (2 pkt) Dokonaj analizy schematycznych rysunków przedstawiających dwa doświadczenia i uzupełnij brakujące informacje, podając nazwę lub wzór substancji X oraz formułując obserwacje. CuSO4(aq)
X
I wodny roztwór białka + NaOH(aq)
II białko jaja kurzego
Nazwa lub wzór substancji X: .................................................................................................... Nr probówki
Obserwacje
I II
białko ścina się i zabarwia na kolor żółty
Przykładowy zestaw zadań z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO
ZESTAW ZADAŃ Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
Czas pracy 120 minut
GRUDZIEŃ ROK 2004
Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy zestaw zadań zawiera 10 stron i zestaw tablic. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych należy przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o podaniu jednostek obliczanych wielkości. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora, błędne zapisy należy wyraźnie przekreślić. 8. Zapisy dokonane w brudnopisie nie bedą oceniane. 9. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać 60 punktów
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
1
Zadanie 1. (1 pkt) Zaznacz, który zbiór właściwości charakteryzuje pierwiastek sodu. A) gaz bezbarwny, bezwonny, nie podtrzymujący palenia, trudno rozpuszczalny w wodzie, B) żółte ciało stałe nie przewodzące prądu elektrycznego, C) srebrzystobiałe ciało stałe z połyskiem, szybko matowiejące na powietrzu, miękkie, o gęstości mniejszej od gęstości wody, D) srebrzystobiałe ciało stałe z połyskiem, kruche, twarde, o gęstości większej od gęstości wody.
Informacja do zadań 2 i 3 Dany jest ciąg reakcji opisanych schematem:
Zadanie 2. (4 pkt) Zapisz równania reakcji chemicznych przedstawionych w schemacie: równanie 1 .................................................................................................................................... równanie 2 .................................................................................................................................... równanie 3 .................................................................................................................................... równanie 4 ....................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) Przebieg jednej reakcji podanej w schemacie bezpośrednio wpływa niekorzystnie na stan środowiska naturalnego. Podaj numer reakcji, o której mowa i wyjaśnij na jednym przykładzie, na czym polega jej niekorzystny wpływ na stan środowiska naturalnego. Nr reakcji: ……………………………………………………………………………………… Wyjaśnienie:…………………………………………………………………………………….. ...............................................…………………………………………………………………… ……………………………….......……………………………………………………………… ……………………………………..............................................................................………… ………………………………………………………………………………….........................
Zadanie 4. (2 pkt) Jednym z pierwiastków wykazujących promieniotwórczość naturalną jest rad. Napisz równania przemian promieniotwórczych, w których rad-223 emituje jedną cząstkę α, a rad-228 emituje jedną cząstkę β-. 2
Przemiana α: ………………….................................................................................................... Przemiana β-: ……………………………………………………………………………………
Zadanie 5. (1 pkt) Pewną substancję otrzymuje się na skalę przemysłową ze smoły węglowej lub chlorobenzenu. Jest ona surowcem do wielu syntez m. in. żywic o nazwie fenoplasty. Posiada intensywny zapach, rozpuszcza się w ciepłej wodzie. Do jej wykrywania stosuje się chlorek żelaza (III). Zaznacz, której z wymienionych substancji odpowiada powyższy opis. A) nitrobenzen B) naftalen C) fenol D) benzen
Zadanie 6. (3 pkt) Na roztwór chlorku baru podziałano roztworem pewnej soli rozpuszczalnej w wodzie i wytrącono osad trudno rozpuszczalnej soli baru. Podaj, korzystając z tabeli rozpuszczalności, wzór soli użytej do reakcji strącania osadu. Napisz równanie tej reakcji chemicznej w formie cząsteczkowej i jonowej skróconej. Wzór soli: .................................................................................................................................... Zapis cząsteczkowy: .................................................................................................................... Zapis jonowy skrócony: ...............................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Amoniak otrzymuje się przemysłowo z azotu i wodoru w reakcji danej równaniem:
Podaj, w jakim stosunku objętościowym reagują azot i wodór.
A B C D
2:3 1:2 2:1 1:3
Zadanie 8. ( 3pkt) Amoniak spalono w tlenie. Produktami reakcji były tlenek azotu(II) i woda w postaci gazowej. Oblicz liczbę moli tlenu, która nie uległa reakcji spalania, jeżeli użyto 7 moli tlenu i 3 mole amoniaku. Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: .................................................................................................................................. 3
Zadanie 9. (4 pkt) Związki chromu wykazują właściwości utleniające np. w reakcji: Na2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 → Na2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O Oblicz stopnie utlenienia chromu i siarki w reagentach i wpisz je do tabeli. Związek chemiczny
Stopień utlenienia chromu siarki
Na2Cr2O7 Cr2(SO4)3 Na2SO3 Na2SO4 Dobierz współczynniki reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: .................................................................. .................................................................. Uzgodnione równanie reakcji: .......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Typowym przedstawicielem alkenów jest but-1-en. Napisz równanie reakcji addycji bromowodoru do but-1-enu (dla związków organicznych stosuj wzory półstrukturalne). ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) Poniższe równania przedstawiają trójetapowy proces otrzymywania kwasu octowego z jodoetanu. 1. CH3-CH2I + NaOH → CH3-CH2OH + NaI 2. CH3-CH2OH + CuO → CH3-CHO + Cu + H2O 3. CH3-CHO + 2Cu(OH)2 CH3-COOH + Cu2O + 2H2O Napisz schemat ciągu przemian związków organicznych. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
4
Zadanie 12. (3 pkt) Oblicz ile gramów wody należy dodać do 30g 10% roztworu kwasu octowego, aby otrzymać roztwór 5%. Obliczenia:.................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt) Dla równań chemicznych podanych w kolumnie A wybierz odpowiednią nazwę typu reakcji z kolumny B. A B CH2=CH2 + H2O 1 CH3CH2OH a substytucja 2
CH3–CH3 + Cl2→ CH3–CH2-Cl
3
b c d
1........;
2........;
polimeryzacja kondensacji eliminacja
3........ .
Zadanie 14. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające udowodnić, że propanal posiada właściwości redukujące. W tym celu podaj: a) nazwy niezbędnych odczynników, b) opis doświadczenia słowny lub za pomocą rysunku, c) jedną oczekiwaną obserwację, d) równanie reakcji chemicznej, której ulega propanal w zapisie cząsteczkowym. a) .................................................................................................................................................. b) .................................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... c)....................................................................................................................................................
5
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... d) ..................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie przedstawione na rysunku celem zidentyfikowania zawartych w probówkach alkoholi.
obie probówki ogrzewano W jednej z probówek znajdował się propan-1-ol, a w drugiej probówce propano-1,2,3-triol. Po zakończeniu doświadczenia w probówce 1 nie stwierdzono przebiegu reakcji, a w probówce 2 stwierdzono, że reakcja zaszła. 1. Podaj nazwę alkoholu, który znajdował się w probówce (1). 2. Napisz jedną obserwację świadczącą o przebiegu reakcji w probówce (2) ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Wyjaśnij słownie przebieg procesu tworzenia się jaskiń w skałach wapiennych oraz zapisz odpowiednie równanie reakcji chemicznej towarzyszącej temu zjawisku. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
6
Zadanie 17. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie przedstawione rysunkiem:
Podaj numer probówki, w której podczas reakcji wydzieli się bezbarwny gaz oraz zapisz równanie reakcji chemicznej procesu w niej zachodzącego. Nr probówki.................................................................................................................................. Równanie reakcji chemicznej: ………………………………………………………………….
Zadanie 18. (1 pkt) Zaznacz wzór substancji, z której w wyniku dysocjacji powstaną jony w stosunku molowym: liczba anionów do liczby kationów równy 1:3. A) B) C) D)
H3PO4 AlCl3 Ca3(PO4)2 Fe2(SO4)3
Zadanie 19. (3 pkt) Uzupełnij luki w poniższym tekście, wpisując odpowiednie wyrażenia z podanego niżej słownika: jednorodna, niejednorodna, równowaga, nasycony, nienasycony. 1. Zjawisko rozpuszczania się ciał stałych, ciekłych i gazowych w cieczach odgrywa bardzo ważną rolę w chemii. Niektóre substancje np. woda z alkoholem etylowym, wykazują względem siebie nieograniczoną rozpuszczalność, to znaczy że tworzą mieszaninę .................. we wszystkich dowolnych stosunkach. 2. W przypadku rozpuszczalności ograniczonej ustala się w danej temperaturze i pod danym ciśnieniem............................. między składnikiem nie rozpuszczonym a roztworem ............................. względem tego składnika.
7
Zadanie 20. (3 pkt) W tabeli przedstawiono temperatury topnienia i wrzenia tlenków azotu. Wzór tlenku temperatura topnienia [ºC] temperatura wrzenia [ºC] N2O -102,4 -88,5 NO -162,6 -151,8 N2O5 30 47 (rozkład) Podaj stan skupienia wymienionych tlenków w temperaturze: -100˚C N2O NO N2O5
Zadanie 21. (3 pkt)
rozpuszczalność w g/100g wody
Wykres przedstawia zależność rozpuszczalności siarczanu(VI) miedzi(II) w wodzie od temperatury. 80 70 60 50 40 30 20 10 0 273 283 293 303 313 323 333 343 353 363 373 temperatura w K
W 130g wody o temperaturze 303K rozpuszczono 30g siarczanu(VI) miedzi(II). Podaj na podstawie obliczeń, czy otrzymany w ten sposób roztwór jest roztworem nasyconym, czy też nienasyconym. Obliczenia:.................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Odpowiedź:...................................................................................................................................
8
Zadanie 22. (3 pkt) Dwutlenek węgla w reakcji z wodą daje słaby i bardzo nietrwały kwas węglowy. Napisz równanie reakcji powstawania kwasu węglowego oraz równania jego stopniowej dysocjacji. Reakcja otrzymywania: ................................................................................................................ Reakcje stopniowej dysocjacji: .................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (3 pkt) Napisz równanie reakcji otrzymywania tristearynianu gliceryny (stosuj wzory półstrukturalne reagentów organicznych). Podaj, w jakim stosunku molowym reagują ze sobą substraty. Napisz, do jakiej grupy związków organicznych należy tristearynian gliceryny. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Mydła to sole sodowe lub potasowe kwasów tłuszczowych. Zapisz równaniami reakcji chemicznych dwa sposoby otrzymywania palmitynianu sodu (zastosuj wzory półstrukturalne reagentów organicznych). ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
9
Zadanie 25. (1 pkt) W wodzie o dużej zawartości jonów magnezowych i wapniowych mydło przestaje się pienić. Podaj równanie reakcji w zapisie jonowym skróconym, wyjaśniające podany fakt. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Brudnopis
10
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
dysleksja
MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII Arkusz I
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla ucznia 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 11 ponumerowanych stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego badanie. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje uczeń. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla oceniającego. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ I GRUDZIEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
PESEL UCZNIA
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
KOD UCZNIA
2 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 1. i 2. W jednym z naturalnych szeregów promieniotwórczych występują m.in. trzy izotopy polonu, których okresy półtrwania podano w nawiasach: 218Po (τ1/2 = 3,1 minuty), 214 Po (τ1/2 = 1,6·10–4 sekundy) i 210Po (τ1/2 = 138,4 dnia).
Zadanie 1. (1 pkt) Podaj liczbę masową najtrwalszego izotopu polonu wybranego spośród wymienionych powyżej. ....................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) Podaj symbol, liczbę masową i liczbę atomową izotopu, który powstał z izotopu po emisji cząstki α.
218
Po
Symbol powstałego izotopu: ............................................... Liczba masowa powstałego izotopu: ................................... Liczba atomowa powstałego izotopu: ..................................
Zadanie 3. (1 pkt) Podaj liczbę protonów i liczbę elektronów w jonie
54 26
Fe3+ .
Liczba protonów: .................................................................. Liczba elektronów: ................................................................
Zadanie 4. (2 pkt) Korzystając z tabeli elektroujemności, oblicz różnicę elektroujemności między atomami fosforu i wodoru, a następnie na tej podstawie określ rodzaj wiązań pomiędzy atomami wodoru i atomem fosforu występujących w związku o wzorze PH3.
Różnica elektroujemności: ........................................................................................................... Rodzaj wiązań: .............................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 3 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 5. (2 pkt) Oblicz zawartość procentową (w procentach masowych) bromu w bromku wapnia.
Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Informacja do zadań 6. i 7. W tabeli przedstawiono rozpuszczalność w wodzie dwóch soli w zależności od temperatury. Temperatura, K R KCl , g/100g wody R KNO3 , g/100g wody
273 28 14
293 34 32
313 40 63
333 46 109
353 51 170
(wg J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Wyd. Podkowa bis, Gdańsk 2002, s. 222). Dla ułatwienia wartości rozpuszczalności zaokrąglono do liczb całkowitych.
Zadanie 6. (2 pkt) Uzupełnij kolejne zdania I, II, III i IV, posługując się określeniami z poniższego zbioru: KCl, KNO3, nasycony, nienasycony, ochłodzić, ogrzać, dodać sól.
I.
Solą
lepiej
rozpuszczalną
w
wodzie,
w
temperaturze
293
K
jest
................................................................................................................................. II.
Rozpuszczając 60 g KNO3 w 100 g wody o temperaturze 313 K otrzymamy roztwór ...................................................................................................................
III.
W celu przeprowadzenia nasyconego roztworu KNO3 w roztwór nienasycony tej soli należy go .........................................................................................................
IV.
Aby wytrącić osad KCl z nasyconego roztworu tej soli należy ten roztwór ..................................................................................................................................
4 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 7. (3 pkt) Narysuj wykres zależności rozpuszczalności KCl w wodzie od temperatury i odczytaj wartość rozpuszczalności tej soli w temperaturze 303 K.
Rozpuszczalność KCl w wodzie w temperaturze 303 K wynosi:.................................................
Zadanie 8. (2 pkt) a) Korzystając z tablicy rozpuszczalności, zamieszczonej w dołączonej karcie wybranych tablic chemicznych podaj wzór sumaryczny związku chemicznego, którego wodny roztwór może być użyty do rozróżnienia roztworów KCl i KNO3 na drodze reakcji strącania osadów.
Wzór sumaryczny: .................................................................................................................. b) Napisz, w formie jonowej skróconej, równanie reakcji strącenia tego osadu.
Forma jonowa skrócona: ........................................................................................................
Zadanie 9. (3 pkt) Podaj, w jakiej kolejności i przy pomocy jakich metod wydzielisz chlorek sodu i piasek z mieszaniny piasku i wodnego roztworu chlorku sodu.
Najpierw wydzielam: ................................................................................................................... Następnie wydzielam: .................................................................................................................. Zastosowane metody: ................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 5 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 10. (1 pkt) Badając wpływ różnych czynników na szybkość reakcji chemicznej przeprowadzono w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury dwa doświadczenia. Doświadczenie I: Do 10 cm3 kwasu solnego o stężeniu 20% dodano 1 gram wiórków magnezu. Doświadczenie II: Do 10 cm3 kwasu solnego o stężeniu 5% dodano 1 gram wiórków magnezu. Podaj numer doświadczenia, w którym reakcja przebiegała szybciej i wskaż czynnik, który to spowodował.
Numer doświadczenia: ................................................................................................................. Czynnik: .......................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Metodą bilansu elektronowego dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji: ........ NH3 + ......... O2 → ........... N2 + .......... H2O
Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Wskaż substancję pełniącą rolę utleniacza i rolę reduktora w procesie opisanym równaniem: Zn + S → ZnS
Utleniacz: ..................................................................................................................................... Reduktor: ......................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Poniżej podano wybrane metody otrzymywania soli. I. Kwas + wodorotlenek metalu II. Kwas + tlenek metalu III. Kwas + metal IV. Tlenek niemetalu + wodorotlenek metalu Spośród podanych wyżej metod wybierz dwie, które można zastosować do otrzymania siarczku potasu. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji ilustrujące wybrane metody.
Równanie 1.: .............................................................................................................................. Równanie 2.: ..............................................................................................................................
6 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 14. i 15. Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem: IV I II III CO(g) SO2(g) SiO2(s) Na2O(s)
H2O Do każdej z probówek zanurzono papierek uniwersalny.
Zadanie 14. (1 pkt) Podaj numery probówek, w których papierek uniwersalny zmienił zabarwienie.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (1 pkt) Podaj numer probówki (probówek), w której (których) otrzymano roztwór o odczynie kwasowym.
Roztwór o odczynie kwasowym powstał w probówce (probówkach) .........................................
Zadanie 16. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdanie, wstawiając w miejsce kropek znak: „<” lub „=” lub „>”.
Roztwory o odczynie kwasowym mają pH ...... 7.
Zadanie 17. (3 pkt) W miejsce kropek stechiometryczne.
wstaw
wzory
brakujących
........... Al + ................ → 2 Al2O3 ............ K + .............
→ ....... KOH + ...............
................ + ..............
→ H2SO4
reagentów
i
współczynniki
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 7 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 18. (3 pkt) Wybierz i zakwalifikuj do odpowiednich grup substancje o wzorach sumarycznych: HCl, HNO2, H2S, HNO3, Zn(OH)2, HBr, H2SO4, KOH, Ba(OH)2.
1. Kwasy beztlenowe: ............................................................................................................. 2. Mocne kwasy tlenowe: ........................................................................................................ 3. Wodorotlenki rozpuszczalne w wodzie: .............................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) Przeprowadzono kilka doświadczeń z użyciem bezbarwnego gazu. Stwierdzono, że gaz ten: I. jest palny, II. nie odbarwia wody bromowej, III. w wyniku spalenia w tlenie daje tylko jeden produkt. Wskaż gaz, który użyto do doświadczeń. A. Chlor B. Metan C. Acetylen D. Wodór
Zadanie 20. (1 pkt) Spośród podanych niżej substancji wybierz tę, którą można zastosować do wykrycia tlenku węgla(IV). A. Woda amoniakalna B. Woda bromowa C. Woda sodowa D. Woda wapienna
Zadanie 21. (2 pkt) Tlenek węgla(IV) powstaje m.in. w reakcjach fermentacji alkoholowej glukozy w obecności drożdży oraz podczas termicznego rozkładu wapienia. Napisz równania obu reakcji w formie cząsteczkowej.
Równanie reakcji fermentacji alkoholowej glukozy: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji rozkładu wapienia: .......................................................................................................................................................
8 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 22. i 23. Proces spalania pewnego węglowodoru przebiega według równania: C4H8(g) + 6O2(g) → 4CO2(g) + 4H2O(g) + energia cieplna
Zadanie 22. (1 pkt) Procesy chemiczne można zakwalifikować m.in. do poniższych grup reakcji: I. egzotermicznych II. endotermicznych III. spalania całkowitego IV. spalania niecałkowitego Wskaż grupy reakcji, do których można zaliczyć proces opisany w informacji wstępnej. A. I i III B. I i IV C. II i III D. II i IV
Zadanie 23. (2 pkt)
Oblicz, ile dm3 tlenu odmierzonego w warunkach normalnych należy użyć do spalenia węglowodoru C4H8 (zgodnie z równaniem reakcji podanej w informacji wstępnej), aby otrzymać 10 moli CO2.
Obliczenia:
Odpowiedź:....................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru węglowodoru o wzorze sumarycznym C4H8 i podaj jego nazwę systematyczną.
Wzór półstrukturalny:
Nazwa systematyczna:
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 9 Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 25. - 27. Związek organiczny CH3CH2CHO ulega przemianom chemicznym opisanym za pomocą poniższego schematu:
+ H2 CH3CH2CHO
1
+ Ag2O 2
A +
H2SO4 (stęż. )
3
C
B
Zadanie 25. (3 pkt) Napisz równania reakcji oznaczonych numerami 1, 2 i 3, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) reagentów organicznych.
Równanie 1.: .............................................................................................................................. Równanie 2.: .............................................................................................................................. Równanie 3.: ..............................................................................................................................
Zadanie 26. (1 pkt) Napisz, jaką funkcję pełni stężony kwas siarkowy(VI) w reakcji 3.
.................................................................................................................................................
Zadanie 27. (1 pkt) Podaj nazwę grupy związków organicznych, do której należy związek wyjściowy CH3CH2CHO.
.................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Wskaż prawidłowy wzór sumaryczny sacharozy. A. C6H12O6 B. C12H22O11 C. C12H24O12 D. C18H32O16
10 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 29. (1 pkt) Spośród podanych poniżej opisów reakcji chemicznych wypisz numery tych, którym ulegają aminokwasy.
I. II. III. IV.
Reakcja z kwasami prowadząca do otrzymania soli. Reakcja z wodorotlenkami prowadząca do otrzymania soli. Reakcja z wodą prowadząca do otrzymania polipeptydów. Reakcja z aminokwasami prowadząca do otrzymania polipeptydów.
.................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Wskaż nazwę procesu, który zajdzie, gdy do białka jaja kurzego dodamy alkohol etylowy. A. B. C. D.
Kondensacja Denaturacja Peptyzacja Estryfikacja
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 11 Chemia – grudzień 2005 r.
BRUDNOPIS
dysleksja
MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII Arkusz II
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla ucznia 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 9 ponumerowanych stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego badanie. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje uczeń. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla oceniającego. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ II GRUDZIEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
PESEL UCZNIA
Wypełnia uczeń przed rozpoczęciem pracy
KOD UCZNIA
2 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 31. – 33. Atomy pierwiastka E mają 1s22s22p63s23p64s23d104p4.
w
stanie
podstawowym
konfigurację
elektronową:
Zadanie 31. (2 pkt) Podaj liczbę elektronów niesparowanych (w stanie podstawowym) i liczbę elektronów walencyjnych w atomach pierwiastka E. Liczba elektronów niesparowanych: ............................................................................................ Liczba elektronów walencyjnych: ...............................................................................................
Zadanie 32. (2 pkt) Odczytaj symbol pierwiastka E z układu okresowego pierwiastków i napisz wzór sumaryczny tlenku pierwiastka E na najwyższym stopniu utlenienia i wzór sumaryczny wodorku pierwiastka E. Wzór tlenku: ................................................................................................................................. Wzór wodorku: ............................................................................................................................
Zadanie 33. (1 pkt)
Napisz, jakie znaczenie można przypisać liczbie 3 w zapisie 3d10. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (3 pkt) Pewien metal reaguje z chlorem cząsteczkowym dając sól o wzorze sumarycznym ECl3. Stwierdzono, że 2,8 g tego metalu łączy się z 0,075 mola chloru cząsteczkowego. Napisz symbol metalu jakiego użyto do reakcji. Wykonaj i zapisz niezbędne obliczenia. Obliczenia:
Symbol pierwiastka E: ...............................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 3 Chemia – grudzień 2005 r.
Informacja do zadań 35. – 37. W reakcji przebiegającej według równania 2CO2(g) 2CO(g) + O2(g) w pewnych warunkach ciśnienia i temperatury ustalił się stan równowagi. Entalpia tego procesu ∆H > 0.
Zadanie 35. (1 pkt) Napisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi powyższej reakcji.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 36. (1 pkt) Określ, czy reakcja rozkładu tlenku węgla(IV) w tych warunkach ciśnienia i temperatury jest reakcją egzotermiczną, czy endotermiczną. .......................................................................................................................................................
Zadanie 37. (3 pkt) Podaj, jak wpływa na ilość produktów powstających w reakcji rozkładu tlenku węgla(IV) zmiana warunków prowadzenia reakcji, polegająca na: a) zmniejszeniu objętości naczynia reakcyjnego: ........................................................................ b) ogrzaniu zawartości naczynia reakcyjnego: ............................................................................ c) zmniejszeniu ciśnienia: ............................................................................................................
Zadanie 38. (2 pkt) Wykorzystując dane z szeregu elektrochemicznego metali napisz schemat ogniwa, w którym elektroda cynkowa pełni rolę anody. Zapisz równanie reakcji zachodzącej w półogniwie cynkowym. Schemat ogniwa: .......................................................................................................................... Równanie reakcji: ........................................................................................................................
4 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 39. (2 pkt) W warunkach standardowych SEM ogniwa metalicznego, w którym jednym z półogniw jest półogniwo srebrowe wynosi 1,20 V. W szeregu elektrochemicznym metali wyszukaj drugie półogniwo (elektrodę) zastosowane w tym ogniwie i określ, czy pełni ono rolę katody, czy anody. Półogniwo (elektroda): ............................................................................................................... Rola w ogniwie: ..........................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) W laboratorium przeprowadzono następujące doświadczenie: Do zlewki zawierającej kilka cm3 bezbarwnej cieczy dodano kilka cm3 wodnego roztworu KMnO4, a następnie kilka cm3 wodnego roztworu Na2SO3. Zaobserwowano odbarwienie powstałego roztworu. Napisz, czy znajdująca się w zlewce przed rozpoczęciem doświadczenia bezbarwna ciecz to była woda, wodny roztwór kwasu, czy roztwór zasady. Uzasadnij swoją odpowiedź, pisząc równanie reakcji w formie skróconej jonowej. Współczynniki uzgodnij metodą bilansu elektronowego. Bezbarwna ciecz to: ..................................................................................................................... Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 41. (3 pkt)
Oblicz stężenie molowe 40% roztworu NaOH o gęstości 1,43g·cm–3. Obliczenia:
Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 5 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 42. (4 pkt) Mając do dyspozycji potas, miedź, wodę i rozcieńczony roztwór kwasu azotowego(V) zaprojektuj trójetapowe otrzymywanie wodorotlenku miedzi(II). Napisz równania kolejnych reakcji chemicznych. Opis słowny projektu (kolejność wykonywanych czynności): …………………………………………………………….…………………………………… ……………………………………………………………..…………………………………… ………………………………………………………………..………………………………… …………………………………………………………………..……………………………… ………………………………………………………………………..………………………… ………………………………………..………………………………………………………… Równanie reakcji (etap I): ........................................................................................................... Równanie reakcji (etap II): .......................................................................................................... Równanie reakcji (etap III): ………….........................................................................................
Zadanie 43. (2 pkt) Przygotowano dwa wodne roztwory kwasu octowego o różnych stężeniach molowych (w warunkach standardowych). Stężenia molowe jonów wodoru w obu roztworach były jednakowe. W roztworze I stopień dysocjacji CH3COOH wynosił 1%, a w II wynosił 0,1%. Podaj, który roztwór był bardziej stężony. Odpowiedź uzasadnij. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 44. (1 pkt) Podaj wzór jonów pochodzących z dysocjacji kwasu siarkowodorowego, których stężenie w roztworze tego kwasu jest najmniejsze. …………………………………………………….………..........................................................
Zadanie 45. (1 pkt)
Określ, jaką rolę (kwasu czy zasady) pełnią jony HS– wg teorii Brönsteda-Lowry’ego w reakcji zilustrowanej poniższym równaniem. HS¯ + H3O+ H2S + H2O Jony HS− pełnią rolę ....................................................................................................................
6 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 46. (3 pkt) Podaj odczyn wodnych roztworów następujących soli: a) Na2SO3 .................................................................................................................................... b) Na2SO4 .................................................................................................................................... c) NaHCO3 ..................................................................................................................................
Zadanie 47. (2 pkt) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) i nazwę systematyczną alkanu zawierającego jeden IV-rzędowy atom węgla, jeden III-rzędowy atom węgla, dwa II-rzędowe atomy węgla i pięć I-rzędowych atomów węgla. Wzór alkanu:
Nazwa alkanu:
Zadanie 48. (3 pkt) Poniższy schemat ilustruje trzy metody otrzymywania etanu: dekarboksylacja kwas 1. karboksylowy 2.
gaz ziemny
destylacja
etan
3. węglowodór uwodornienie nienasycony Stosując wzory półstrukturalne (grupowe), napisz równania odpowiednich reakcji chemicznych lub zaznacz, że przedstawiona metoda opiera się na przemianie fizycznej. 1. ................................................................................................................................................... 2. ................................................................................................................................................... 3. ...................................................................................................................................................
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 7 Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 49. (2 pkt) Glicyna jest najprostszym aminokwasem o wzorze H2N-CH2COOH. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) jonów, które tworzy glicyna w roztworach:
a) o pH = 9 ...................................................................................................................................
b) o pH = 3 ...................................................................................................................................
Zadanie 50. (5 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające odróżnić wodne roztwory glukozy i sacharozy. W tym celu: a) wybierz potrzebny(e) odczynnik(i) spośród: HNO3(stęż), wodne roztwory AgNO3, CuSO4, NaOH, KMnO4. b) opisz słownie przebieg doświadczenia, c) zapisz przewidywane obserwacje, d) na podstawie obserwacji sformułuj wniosek pozwalający na odróżnienie obu roztworów. a) Odczynnik (odczynniki): ..................................................................................................... b) Opis przebiegu doświadczenia: ........................................................................................... .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. c) Obserwacje: ......................................................................................................................... .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. d) Wniosek: ............................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................. ..............................................................................................................................................
8 Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania Chemia – grudzień 2005 r.
Zadanie 51. (2 pkt) Zaznacz gwiazdką asymetryczne atomy węgla w podanym niżej wzorze cząsteczki oraz wyjaśnij, dlaczego związek ten nie wykazuje czynności optycznej.
O C OH H C OH H C OH C OH O ………………………………………………………………..………………………………… …………………………………………………………………..………………………………
Zadanie 52. (2 pkt) Poniżej przedstawiono fragmenty cząsteczek dwóch tworzyw sztucznych A i B: A: [―NH―(CH2)5―CO―NH―(CH2)5―CO―]
B: [―CH2―CH―CH2―CH―] │ │ Cl Cl Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) substratów stosowanych do otrzymywania tworzyw A i B.
Substrat stosowany do otrzymania tworzywa A
Substrat stosowany do otrzymania tworzywa B
Materiał pomocniczy do doskonalenia nauczycieli w zakresie diagnozowania, oceniania i egzaminowania 9 Chemia – grudzień 2005 r.
BRUDNOPIS
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
Miejsce na naklejkę z kodem
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO OKRĘGOWA K O M I S J A EGZAMINACYJNA w KRAKOWIE
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz egzaminacyjny I
ARKUSZ I MARZEC 2002
Czas pracy 90 minut CHEMIA Informacje 1. Arkusz zawiera 8 stron oraz zestaw tablic: układ okresowy pierwiastków, skala elektroujemności pierwiastków; szereg napięciowy metali, tabela rozpuszczalności oraz tabela stałych dysocjacji wybranych kwasów i zasad. (Tablice będą potrzebne podczas rozwiązywania zadań z obu arkuszy). 2. Podczas rozwiązywania zadań rachunkowych można korzystać z kalkulatora. 3. Za rozwiązanie wszystkich zadań w arkuszu można otrzymać 40 punków 4. Obok każdego zadania podano maksymalną liczbę punków możliwą do uzyskania za jego rozwiązanie. Należy rozwiązać wszystkie zadania w arkuszu. 5. Podczas rozwiązywania zadań należy przedstawić drogę prowadzącą do rozwiązania polecenia. W zadaniach rachunkowych należy pamiętać o jednostkach. 6. W zadaniach wielokrotnego wyboru należy zaznaczyć jedną poprawną odpowiedź. 7. Odpowiedzi należy wpisywać piórem lub długopisem w pozostawione w arkuszu miejsca. Nie należy używać zielonego lub czerwonego atramentu oraz stosować korektora. 8. Pomyłki należy przekreślić, a poprawiany fragment odpowiedzi zapisać ponownie. 9. Należy dbać o czytelność zapisu, poprawny język chemiczny i precyzyjność w formułowaniu odpowiedzi. Życzymy powodzenia (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Nr zadania 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
suma
Uzyskane punkty
2
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 1 (1 pkt) Spośród podanych nuklidów o konfiguracji w stanie podstawowym, największą elektroujemność posiada: A. 1s2 2s2 2p3 B. 1s2 2s2 2p6 3s1 C. 1s2 2s22p4 D. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Zadanie 2 (1 pkt) Wybierz zdanie prawdziwe. Wraz ze wzrostem liczby atomowej wśród pierwiastków drugiej grupy układu okresowego, ze wzrostem liczby atomowej: A. maleje rozpuszczalność wodorotlenków B. rośnie reaktywność pierwiastka C. rośnie rozpuszczalność siarczanów(VI) D. maleje charakter metaliczny
Zadanie 3 (1 pkt) Spośród podanych cząsteczek, wybierz tę, w której wszystkie elektrony powłoki walencyjnej każdego atomu biorą udział w tworzeniu wiązań chemicznych A. H2O B. CH4 C. NH3 D. SO2
Zadanie 4 (1 pkt)
Stężenie jonów wodorowych w osoczu krwi jest wielkością stałą i wynosi [H+] 10-7,4 mol/dm3. Jaki jest odczyn osocza krwi.
Zadanie 5 (2 pkt.) Rozpuszczalność NaNO3 w temperaturze 303K wynosi 60g/100g H2O. Oblicz stężenie procentowe nasyconego w tej temperaturze wodnego roztworu NaNO3.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
3
Zadanie 6 (4 pkt.) Aktywność fluorowców maleje w szeregu od fluoru do jodu. Podaj dwa argumenty uzasadniające przyczynę tego zjawiska. Napisz dwa odpowiednie równania reakcji ilustrujące różnice w aktywności tych pierwiastków.
Zadanie 7 (3 pkt.) Aktywność potasu jest większa od aktywności sodu. Podaj jedną przyczynę tego zjawiska. Zaproponuj i opisz (słownie lub przy pomocy rysunku) doświadczenie ilustrujące różnice w aktywności tych pierwiastków. Napisz, jakie obserwacje potwierdzą te różnice.
Zadanie 8 (2 pkt.) Uczniowie otrzymali następujące informacje: A – substancje składowe zachowują swoje pierwotne właściwości; B – substancje składowe tracą swoje pierwotne właściwości; C – składników wyjściowych nie można rozdzielić prostymi metodami fizycznymi; np. poprzez destylację, dekantację, krystalizację; D – substancje mogą być rozdzielone za pomocą destylacji, sączenia, krystalizacji; E – stosunek masowy składników może być dowolny; F – stosunek masowy składników jest stały; G – temperatura wrzenia zawiera się w pewnym przedziale; H – ma stałą temperaturę wrzenia. Poszczególne informacje przyporządkuj: związkowi chemicznemu ................................................., mieszaninie ......................................
4
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 9 (3 pkt.) Uzupełnij następujące zdania dotyczące cząsteczki azotu: a) liczba wspólnych elektronów wynosi b) łączna liczba wiązań równa jest
................................................................................
.........................................................................................
c) liczba wiązań σ
.................................................................................................................
d) liczba wiązań π
.................................................................................................................
e) liczba wolnych par elektronowych
....................................................................................
f) moment dipolowy cząsteczki równy jest
...........................................................................
Zadanie 10 (4 pkt.) Napisz równania reakcji przedstawione schematem: N2 1 NH4Cl
2
NH3
3
NO
4 NH4NO 1. ................................................................................................................................................ 2. ................................................................................................................................................ 3. ................................................................................................................................................ 4. ................................................................................................................................................
Zadanie 11 (2 pkt.) W układzie N2(g) + 3H2(g) ⇆ 2NH3(g) ∆H < 0 ustalił się stan równowagi. Spośród określonych poniżej warunków wybierz te, które spowodują przesunięcie stanu równowagi w kierunku otrzymywania amoniaku, (w odpowiedzi zapisz litery oznaczające wprowadzone zmiany): A. do układu wprowadzony zostanie katalizator B. do układu wprowadzony zostanie inhibitor C. zostanie zwiększone stężenie wodoru i azotu D. zostanie zmniejszone stężenie wodoru i azotu E. zostanie zwiększone stężenie amoniaku F. zostanie zmniejszone stężenie amoniaku G. nastąpi ogrzanie układu H. nastąpi obniżenie temperatury układu I. zostanie podwyższone ciśnienie J. zostanie obniżone ciśnienie
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
5
Zadanie 12 (4 pkt.) Narysuj wzór półstrukturalny alkanu, spełniającego poniższe warunki: a) zawiera możliwie najmniejszą liczbę atomów węgla w cząsteczce, b) zawiera pierwszo-, drugo-, trzecio- i czwartorzędowe atomy węgla. Ponumeruj atomy węgla w łańcuchu głównych i opisz ich rzędowość oraz podaj nazwę systematyczną tego węglowodoru.
Informacja do zadań 13 i 14
I
II
III
IV
Zadanie 13 (1 pkt) Wybierz zestaw identyfikujący poprawnie zamieszczone wyżej modele:
I
II
III
IV
benzen
toluen (metylobenzen)
naftalen
2-metylonaftalen
B toluen (metylobenzen)
naftalen
benzen
2-metylonaftalen
C
2-metylonaftalen
benzen
naftalen
toluen (metylobenzen)
D
naftalen
2-metylonaftalen
toluen (metylobenzen)
benzen
A
Zadanie 14 (1 pkt) Spośród związków, których modele cząsteczek przedstawiono powyżej, wybierz parę homologów:
6
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Informacja do zadań 15 i 16 Alkany można otrzymać przeprowadzając reakcje: a) redukcji cholrowcopochodnych alkanów: RI + H2 → RH + HI b) dekarbokasylacji kwasów karboksylowych: RCOOH + NaOH → RH + NaHCO3 c) monochlorowcopochodnychalkanów z sodem (tzw. reakcja Würtza): RI + 2Na + R1I → R-R1 + 2NaI d) katalitycznego uwodornienia odpowiednich węglowodorów nienasyconych: kat R-CH═CHR1 + H2 → R-CH2—CH2-R1 e) elektrolizy soli kwasów karboksylowych: R–COONa → RCOO- + Na+ Proces anodowy przedstawia następujące równanie: A(+): 2RCOO- - 2e- → R-R + 2CO2
Zadanie 15 (2 pkt.) Korzystając z powyższej informacji zaproponuj dwie różne metody otrzymywania butanu. Zapisz odpowiednie równania reakcji. Dla związków organicznych używaj wzorów półstrukturalnych.
Zadanie 16 (2 pkt.) Do syntezy Würtza zastosowano chlorek metylu i 2-chloropropan. Zapisz wzory półstrukturalne dwóch możliwych składników organicznych mieszaniny poreakcyjnej.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
7
Zadanie 17 (3 pkt.) Porównaj aldehydy i ketony uzupełniając poniższą tabelę: aldehydy
ketony
wzór i nazwa grupy funkcyjnej produkt utlenienia sposób otrzymania
Zadanie 18 (3 pkt.) Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem, używając jako indykatora fenoloftaleiny:
Podaj, jaką barwę przyjęły roztwory w probówkach I, II, III oraz nazwij reakcje, które są odpowiedzialne za wynik eksperymentu.
8
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Brudnopis (nie podlega ocenie).
Miejsce na naklejkę z kodem
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO OKRĘGOWA K O M I S J A EGZAMINACYJNA w KRAKOWIE
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC 2002
Arkusz egzaminacyjny II
CHEMIA
ARKUSZ II
Czas pracy 120 minut Informacje 1. Arkusz zawiera 10 stron oraz zestaw tablic: układ okresowy pierwiastków, skala elektroujemności pierwiastków; szereg napięciowy metali, tabela rozpuszczalności oraz tabela stałych dysocjacji wybranych kwasów i zasad. 2. Podczas rozwiązywania zadań rachunkowych można korzystać z kalkulatora. 3. Za rozwiązanie wszystkich zadań w arkuszu można otrzymać 60 punków 4. Obok każdego zadania podano maksymalną liczbę punków możliwą do uzyskania za jego rozwiązanie. Należy rozwiązać wszystkie zadania w arkuszu. 5. Podczas rozwiązywania zadań należy przedstawić drogę prowadzącą do rozwiązania polecenia. W zadaniach rachunkowych należy pamiętać o jednostkach. 6. W zadaniach wielokrotnego wyboru należy zaznaczyć jedną poprawną odpowiedź. 7. Odpowiedzi należy wpisywać piórem lub długopisem w pozostawione w arkuszu miejsca. Nie należy używać zielonego lub czerwonego atramentu oraz stosować korektora. 8. Pomyłki należy przekreślić, a poprawiany fragment odpowiedzi zapisać ponownie. 9. Należy dbać o czytelność zapisu, poprawny język chemiczny i precyzyjność w formułowaniu odpowiedzi. Życzymy powodzenia (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
suma
2
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 19 (2 pkt.) Masa atomowa pierwiastka stanowi średnią masę składu izotopowego tego pierwiastka. Oblicz masę atomową magnezu, wiedząc że jest on mieszaniną trzech izotopów, których zawartość wynosi: 78,6% 24Mg, 10,1% 25Mg, 11,3% 26Mg.
Zadanie 20 (4 pkt.) I. Zapisz skróconą konfigurację elektronową (z rdzeniem gazu szlachetnego) atomu magnezu w stanie podstawowym.......................................................................................... II. Wybierz prawidłowy zapis klatkowy dla konfiguracji elektronowej atomu magnezu w stanie podstawowym: A. ↑↑
↑↑
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↑
B. ↓↓
↓↓
↓↓ ↓↓ ↓↓
↓↓
C. ↑↓
↓↑
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
D. ↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑
III. Ile całkowicie zapełnionych powłok elektronowych jest w jonie magnezu Mg2+ ........... IV. Elektrony walencyjne w atomie magnezu znajdują się w obszarze orbitalnym o kształcie oznaczonym na poniższym rysunku literą :...................................................
B.
A.
C.
D.
Zadanie 21 (1 pkt) Magnez może tworzyć sole: obojętne, hydroksosole, wodorosole, sole uwodnione oraz sole podwójne. Wybierz ten zestaw, w którym sole uporządkowane są poprawnie? Sól podwójna
Sól obojętna
A
MgCO3
.
Na2SO4 MgSO4
MgCO3
MgCl2 H2O
MgHSO4
B
.
Na2SO4 MgSO4
MgCO3
MgHSO4
Mg(OH)Cl
MgCl2.H2O
C
MgHSO4
Mg(OH)Cl
Na2SO4.MgSO4
Na2SO4.MgSO4
Mg(OH)Cl
MgHSO4
Mg(OH)Cl
MgCO3
Na2SO4.MgSO4
D
.
MgCl2 H2O
Wodorosól
Hydroksosól .
Sól uwodniona
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
3
Zadanie 22 (2 pkt.) Magnez można otrzymać metodą elektrolityczną poddając elektrolizie stopiony chlorek magnezu. Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących podczas tego procesu.
Zadanie 23 (1 pkt) W elektrolizerze (1) przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu Mg(NO3)2, natomiast w elektrolizerze (2), elektrolizę stopionego MgCl2. W obu naczyniach na anodzie otrzymano produkty gazowe. Jakie to gazy? W naczyniu 1 ........................................................, w naczyniu 2 ...............................................
Informacja do zadań 24, i 25 Amoniak otrzymuje się w bezpośredniej syntezie z pierwiastków, zgodnie z równaniem stechiometrycznym: N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) a jej szybkość określa równanie kinetyczne: v = k.[N2].[H2]3.
Zadanie 24 (2 pkt.) Oblicz, jak zmieni się szybkość syntezy amoniaku, jeśli stężenie wodoru zwiększymy dwukrotnie. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.
Zadanie 25 (2 pkt.) Podczas syntezy amoniaku stan równowagi został osiągnięty kiedy stężenia wynosiły: [N2] – 1,5 mol/dm3, [H2] – 4 mol/dm3, [NH3] – 6 mol/dm3. Zapisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi tej reakcji i oblicz jej wartość.
4
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 26 (4 pkt.) Za pomocą równań reakcji przedstaw cykl przemian zilustrowanych schematem: (1) NaOH 2 ) NaOH → B ( A → Na3[Cr(OH)6] (3) ↓ H2SO4 C Jakie właściwości związku B potwierdzają reakcje oznaczone numerami (2) i (3)?
Zadanie 27 (3 pkt.) Magnez bardzo energicznie reaguje z rozcieńczonym kwasem azotowym(V). Produktem tej reakcji jest między innymi azotan(V) amonu. Stosując zapis w formie cząsteczkowej napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej. Współczynniki stechiometryczne dobierz metodą bilansu elektronowego.
Zadanie 28 (4 pkt.)
Do 200g 5% NaOH dodano 500cm3 0,5 molowego roztworu kwasu solnego. Jaki jest odczyn otrzymanego roztworu. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
5
Zadanie 29 (2 pkt.)
Oblicz stężenie molowe jonów H+ w roztworze HF o stężeniu 0,1 mol/dm3 i stopniu dysocjacji α = 10%. Jakie pH ma ten roztwór?
Zadanie 30 (4 pkt.) Korzystając z szeregu napięciowego metali zaproponuj dwa ogniwa, tak aby miedź w pierwszym ogniwie pełniła rolę katody, a w drugim rolę anody. Zapisz schematy obu ogniw lub narysuj schematyczne rysunki. Napisz, jak będą przebiegały reakcje na obu elektrodach w obu zaprojektowanych ogniwach.
Zadanie 31 (4 pkt.) W czterech naczyniach znajdują się: etan, eten, etyn i chloroetan. Aby zidentyfikować zawartość probówek przeprowadzono szereg doświadczeń, których wyniki zapisano w tabeli: Wynik próby na obecność halogenów Br2(aq) I II + III + IV + – oznacza negatywny wynik doświadczenia, + oznacza pozytywny wynik doświadczenia. Probówka
Reakcja z: KMnO4(aq) H2(g) addycja 44,8 dm3/mol + addycja 22,4 dm3/mol +
6
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Na podstawie opisanych wyników doświadczeń podaj jakie związki organiczne znajdowały się w probówkach. Każdorazowo wyjaśnij na czym opierasz swój wniosek. Probówka I.
Probówka II.
Probówka III.
Probówka IV.
Zadanie 32 (3 pkt.) Jedną z metod otrzymywania alkanów jest redukcja ich chlorowcopochodnych magnezem. Powstają wówczas przejściowo związki magnezoorganiczne zwane związkami Grignarda. Reakcja przebiega wg schematu:
R − X + Mg → R − Mg − X
R − Mg − X + H 2O → RH + Mg (OH )X Posługując się wzorami półstrukturalnymi napisz równania reakcji otrzymywania etanu opisaną wyżej metodą. Podaj nazwę nieorganicznego produktu reakcji.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
7
Zadanie 33 (5 pkt.) Kwas szczawiowy, to najprostszy kwas dikarboksylowy, któremu można przypisać uproszczony wzór (COOH)2. Szczawian srebra jest jedyną wybuchową solą kwasu karboksylowego. Powstaje w reakcji kwasu szczawiowego i azotanu(V) srebra. Sucha sól wybucha podczas ogrzewania lub uciskania (rozcierania). Tworzy się przy tym srebro i dwutlenek węgla. A. Stosując zapis w formie cząsteczkowej i jonowej napisz równania reakcji otrzymywania szczawianu srebra
B. Oblicz, jaką objętość 0,2 molowego roztworu kwasu szczawiowego należy użyć, aby całkowicie wytrącić osad (COO)2Ag2 z roztworu zawierającego 17g azotanu(V) srebra?
Zadanie 34 (2 pkt.) Aminy, to pochodne amoniaku, w którym jeden lub kilka atomów wodoru zastąpiono grupą węglowodorową (alkilową lub arylową). Aminy, podobnie jak amoniak, wykazują właściwości zasadowe. Aminy alifatyczne można otrzymać w reakcji halogenów alkilowych z amoniakiem. Powstaje wówczas sól aminy, z której wolną aminę wydziela się działaniem mocnej zasady. RX + NH3 → RNH3X RNH3X + NaOH → RNH2 + NaX + H2O Napisz równania reakcji otrzymywania metyloaminy z chlorometanu i amoniaku.
8
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 35 (4 pkt.) Pewien nasycony związek organiczny posiada dwie różne grupy funkcyjne, z których obie reagują z sodem, ale tylko jedna z zasadą sodową. Ułóż wzór półstrukturalny opisanego związku zawierającego 4 atomy węgla w cząsteczce, podaj jego nazwę systematyczną i napisz równania reakcji zgodne z opisanymi procesami.
Zadanie 36 (1 pkt) Właściwości toksyczne jonów metali ciężkich wynikają z faktu wiązania ich przez grupy: A. karbonylowe występujące w tłuszczach B. siarczkowe występujące w białkach C. hydroksylowe występujące w białkach D. karbonylowe występujące w ketonach
Zadanie 37 (1 pkt) Wiele substancji występujących w materiale biologicznym to związki optycznie czynne. Spośród podanych przykładów wybierz te, które wykazują czynność optyczną: A. kwas aminooctowy (kwas 2-aminoetanowy) i alanina (kwas 2-aminopropanowy) B. kwas palmitynowy i pirogronowy (kwas 2-oksopropanowy) C. seryna (kwas 2-amino-3-hydroksypropanowy) i kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) D. mocznik i glicerol
Zadanie 38 (1 pkt) Aspiryna jest estrem kwasu octowego i salicylowego. Wiedząc, że kwas salicylowy jest kwasem o-hydroksybenzoesowym napisz równanie reakcji otrzymywania aspiryny.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
9
Zadanie 39 (4 pkt.) Czas połowicznego rozpadu jodu – 131 wynosi 8 dni. Narysuj wykres ilustrujący zmiany masy jodu, jakie następują w ciągu 40 dni w próbce zawierającej początkowo 200 mg jodu – 131. Na podstawie tego wykresu oblicz, ile procent izotopu ulegnie rozpadowi w ciągu 24 dni.
10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 40 (4 pkt.) Izotopy promieniotwórcze naturalne i sztuczne mają ogromne znaczenie dla człowieka. Stosowane są w wielu dziedzinach. Niestety, istnieje również „ciemna” strona izotopów promieniotwórczych. Podaj dwa praktyczne zastosowania izotopów i dwa przykładowe zagrożenia jakie dla człowieka niesie stosowanie pierwiastków promieniotwórczych.
Miejsce na naklejkę z kodem
dysleksja
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są dwie karty stałych chemicznych. Proszę je zatrzymać po zakończeniu pracy z arkuszem I. Będą one służyć również do pracy z arkuszem II. 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 12. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia nauczyciel. Życzymy powodzenia! (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
ARKUSZ I STYCZEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
⇒ Informacja do zadań 1. i 2. Dany jest zbiór nuklidów (I – V) opisanych ogólnym zapisem AZ E: 40 20
E I
40 19
E II
1 1
E III
44 20
E IV
32 16
E V
Zadanie 1. (1 pkt) Z podanego zbioru nuklidów wybierz izotopy. Izotopami są nuklidy o numerach: .............................................................................................. Zadanie 2. (2 pkt) Zastępując ogólne symbole E symbolami właściwych pierwiastków, zapisz sumaryczne wzory związków chemicznych utworzonych z atomów: a) II i V .................................................................................................................... b) III i V ................................................................................................................... Zadanie 3. (1 pkt) Spośród poniższych jonów wybierz te, które mają identyczną konfigurację elektronową: S2- Li+ Cl- Mg2+ Ca2+ ....................................................................................................................................................... Zadanie 4. (1 pkt) Wskaż, jakie wiązania dominują w podanych niżej substancjach. KCl
Cl2
HCl
A
jonowe
kowalencyjne spolaryzowane
kowalencyjne
B
kowalencyjne spolaryzowane
kowalencyjne spolaryzowane
jonowe
C
jonowe
kowalencyjne
kowalencyjne spolaryzowane
D
jonowe
kowalencyjne
jonowe
2
Zadanie 5. (2 pkt) W wyniku reakcji 4 objętości amoniaku z 5 objętościami tlenu powstało 6 objętości pary wodnej oraz 4 objętości pewnego badanego gazu (objętości mierzono w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury). Napisz równanie tej reakcji oraz podaj nazwę badanego gazu. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Nazwa gazu: ................................................................................................................................. Zadanie 6. (1 pkt) W poniższej tabeli zamieszczono w kolejności alfabetycznej nazwy wybranych litowców, podano ich gęstości oraz temperatury topnienia. Nazwa metalu Cez Lit Potas Rubid Sód
Gęstość [g·cm-3] 1,90 0,53 0,86 1,53 0,97
Temperatura topnienia [˚C] 29 180 64 39 98
Oceń poprawność poniższej informacji zakreślając literę P, jeśli uznasz ją za prawdziwą lub literę F, jeśli uznasz ją za fałszywą. Im większa gęstość, tym wyższa temperatura topnienia litowca. P
F
Zadanie 7. (2 pkt) Wykonano trzy sześciany o jednakowych masach: pierwszy z cynku, drugi z glinu i trzeci z żelaza. Dokonaj analizy danych zawartych w poniższej tabeli i określ, czy objętości tych sześcianów są równe. Swoją odpowiedź uzasadnij. Nazwa metalu Cynk Glin Żelazo
Gęstość [g·cm-3] 7,13 2,70 7,86
Stwierdzenie dokonane po analizie danych: ............................................................................... ....................................................................................................................................................... Uzasadnienie: .............................................................................................................................. ......................................................................................................................................................
3
Zadanie 8. (1 pkt) Wskaż, które z poniższych stwierdzeń nie dotyczy azotu. A) stanowi główny składnik powietrza, B) jest bezbarwnym gazem, C) jest niepalny, D) posiada charakterystyczny zapach. Zadanie 9. (1 pkt) Spośród niżej podanych informacji wybierz te, które są prawdziwe dla tlenku magnezu: I. bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, II. reaguje z kwasami, III. jest składnikiem leków stosowanych przeciw nadkwasocie, IV. ma niską temperaturę topnienia, V. ma charakter zasadowy. A) I, III, IV B) II, III, V C) II, III, IV D) III, IV, V Zadanie 10. (2 pkt) Oblicz, jaki procent masowy stanowi azot w azotanie(V) amonu (NH4NO3). Obliczenia:
Zadanie 11. (2 pkt) W trzech odkrytych zlewkach znajdowały się bezbarwne ciecze: I. woda wapienna, II. woda destylowana, III. wodny roztwór soli kuchennej. Po dwóch dniach zauważono lekkie zmętnienie cieczy w jednej zlewce. Wskaż, w której zlewce ciecz zmętniała i uzasadnij swój wybór. Woda zmętniała w zlewce nr: ...................................... Uzasadnienie: .............................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
4
Zadanie 12. (1 pkt) Ze względu na dużą aktywność chemiczną pierwiastek ten nie występuje w stanie wolnym. Jego atomy chętnie oddają elektrony walencyjne i tworzą związki jonowe, w których występuje on na II stopniu utlenienia. Odznacza się silnymi właściwościami redukującymi. Jest srebrzystobiałym metalem z połyskiem. Spalany w powietrzu przechodzi w tlenek i azotek. Tlenek pod wpływem wody przechodzi w wodorotlenek – reakcja ta jest silnie egzotermiczna. W reakcji z węglem tworzy karbid, który reagując z wodą wydziela acetylen. Podaj nazwę opisywanego pierwiastka. ....................................................................................................................................................... ⇒ Informacja do zadań 13. i 14. W sześciu probówkach znajdują się następujące tlenki: I. CaO
II. CO
III. K2O
IV. SO3
V. NO
VI. P4O10
Zadanie 13. (3 pkt) Dokonaj podziału wymienionych tlenków, wpisując wzór danego tlenku w odpowiednie miejsce do tabeli. Jako kryterium podziału tlenków przyjmij zachowanie się ich wobec wody. Wzory tlenków Tlenki zasadowe Tlenki obojętne Tlenki kwasowe Zadanie 14. (2 pkt) Do probówek z tlenkami oznaczonych numerami I, III, IV, VI dodano wodę destylowaną. Wpisz do tabeli numery probówek, które zawierają roztwory o wartościach pH < 7 i o wartościach pH > 7. Wartości pH roztworów
pH < 7
Numery probówek
5
pH > 7
Zadanie 15. (3 pkt) W czasie wykonywania czynności laboratoryjnych często należy substancję oczyścić lub wyodrębnić ją z mieszaniny za pomocą odpowiedniej metody. Wpisz do tabeli nazwy metod A, B i C zdefiniowanych w poniżej przedstawionym tekście. - W metodzie A wykorzystuje się różnicę rozpuszczalności substancji oczyszczanej i towarzyszących jej zanieczyszczeń, w różnych temperaturach, w odpowiednio dobranym rozpuszczalniku. - Metoda B jest stosowana do oczyszczania ciał stałych, które przy ogrzewaniu przechodzą w stan pary, a pary te po oziębieniu wytwarzają kryształy ciała stałego. - Metoda C polega na przeprowadzeniu cieczy w stan pary, a następnie skraplaniu wydzielonych par w celu ponownego przeprowadzenia ich w ciecz. Nazwa metody Metoda A Metoda B Metoda C Zadanie 16. (2 pkt) Przygotowano następujące mieszaniny: I. woda + chlorek sodu, II. woda + piasek, III. woda + mąka, IV. woda + glukoza. Dokonaj klasyfikacji tych układów, wpisując numery mieszanin w odpowiednie miejsca do poniższej tabeli. Roztwór rzeczywisty
Zawiesina
Zadanie 17. (1 pkt) Zaznacz równanie reakcji, które przedstawia pierwszy etap dysocjacji kwasu ortofosforowego(V). A) H3PO4 ⇆ 3H+ + PO 34− B) H3PO4 ⇆ H+ + H2PO −4
C) H2PO −4 ⇆ H+ + HPO 24− D) HPO 24− ⇆ H+ + PO 34−
6
⇒ Informacja do zadań 18. i 19. Wykonano doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: Na CaO I
II
NaOH III
H2O + fenoloftaleina Zadanie 18. (2 pkt) Określ, jaką barwę przyjęła fenoloftaleina w tych probówkach po wykonaniu doświadczeń i wyjaśnij dlaczego. .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
Zadanie 19. (3 pkt) Napisz, w formie jonowej, równania reakcji zachodzących w poszczególnych probówkach. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................ Probówka III: .............................................................................................................................. Zadanie 20. (4 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz jodek ołowiu(II): a) podaj nazwy potrzebnych odczynników, b) przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia, c) zapisz przewidywane obserwacje, d) napisz, w formie jonowej skróconej, równanie zachodzącej reakcji chemicznej. Odczynniki: ................................................................................................................................. Schemat doświadczenia:
Obserwacje: ................................................................................................................................. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... 7
⇒ Informacja do zadań 21. i 22. Wykonano doświadczenia pokazane na poniższym rysunku: NaOH (aq)
HCl (aq)
I
II
NH4Cl (aq)
Na2S (aq)
U wylotu probówek umieszczono zwilżony wodą destylowaną żółty papierek uniwersalny. Zadanie 21. (2 pkt) Zapisz po dwie obserwacje, jakich dokonano podczas każdego doświadczenia. W opisie uwzględnij między innymi zmianę barwy papierka uniwersalnego. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Zadanie 22. (2 pkt) Napisz, w formie jonowej skróconej, równania reakcji zachodzących w probówkach I i II. Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................. Zadanie 23. (4 pkt) Stężony kwas azotowy(V) ma silne właściwości utleniające. W wyniku reakcji miedzi ze stężonym kwasem azotowym(V) powstaje azotan(V) miedzi(II), tlenek azotu(IV) i woda. Napisz równanie tej reakcji, współczynniki dobierz metodą bilansu elektronowego. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 8
Zadanie 24. ( 1 pkt ) Wskaż poprawną nazwę związku o wzorze: CH3 Cl ׀ ׀ CH3 – CH = C – CH – CH – CH3 ׀ CH2 ׀ CH3 A) 4-chloro-5-etylo-3-metyloheks-2-en, B) 4-chloro-3,5-dimetylohept-5-en, C) 4-chloro-3,5-dimetylohept-2-en, D) 3-chloro-2-etylo-4-metyloheks-4-en. ⇒ Informacja do zadań 25. i 26. Mieszaninę gazów o objętości 900 cm3 składającą się z etanu i propenu przepuszczono przez płuczkę zawierającą wodny roztwór bromu. Po przejściu przez płuczkę objętość gazu zmniejszyła się i wynosiła 270 cm3. Zadanie 25. (2 pkt) Wyjaśnij, dlaczego objętość gazu uległa zmniejszeniu po przejściu przez płuczkę z wodą bromową. Odpowiedź uzasadnij, zapisując odpowiednie równanie reakcji. Wyjaśnienie: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Zadanie 26. (3 pkt) Oblicz, ile dm3 propenu i ile gramów etanu zawierała mieszanina gazów w warunkach normalnych. Obliczenia:
9
Zadanie 27. (1 pkt) Które z przedstawionych równań reakcji ilustrują reakcję addycji (przyłączenia)? I. CH3 – CH2 – CH3 + Cl2 świato → CH2Cl – CH2 – CH3 + HCl katalizator II. CH2 = CH2 + H2 → CH3 – CH3 III. C2H5Cl + NaOH alkohol → CH2 = CH2 + NaCl + H2O katalizator IV. C6H6 + 3H2 → C6H12 A) B) C) D)
II i IV II i III I i IV I i III
Zadanie 28. (1 pkt) Który z podanych związków utworzy w wyniku reakcji z wodnym roztworem wodorotlenku sodu 2-metylobutan-1-ol? A)
CH3 – CH2 – CH – CH2Cl | CH2Cl
C)
CH2 – CH2 – CH – CH3 | | Cl CH3
B)
D)
CH3 – CH2 – CH – CH2Cl | CH3 CH3 | CH3 – CH2 – C – CH2Cl | CH2Cl
Zadanie 29. (3 pkt) Porównaj właściwości chemiczne nasyconych alkoholi monohydroksylowych i fenoli. W tym celu wypełnij poniższą tabelę. Zaznacz „-”, jeżeli reakcja z danym odczynnikiem nie zachodzi i „+”, jeśli zachodzi. Odczynnik
Alkohole
NaOH (aq) Br2 K
10
Fenole
Zadanie 30. (1 pkt) W poniższej tabeli podano temperatury wrzenia czterech pierwszych w szeregu homologicznym kwasów monokarboksylowych. Nazwa kwasu kwas metanowy kwas etanowy kwas propanowy kwas butanowy
Wzór kwasu HCOOH CH3COOH CH3CH2COOH CH3CH2CH2COOH
Temperatura wrzenia [ºC] 100,70 117,90 141,00 163,30
Dokonaj analizy danych zawartych w tabeli i wyjaśnij, jaka jest zależność między budową cząsteczek podanych kwasów a ich temperaturami wrzenia. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zadanie 31. (3 pkt) W celu zidentyfikowania wodnych roztworów glukozy i sacharozy przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku. roztwór substancji A
roztwór substancji B
I
II
amoniakalny roztwór tlenku srebra
Po delikatnym podgrzaniu probówek sformułowano następujące spostrzeżenia: • probówka I: pozytywny efekt próby Tollensa, pojawiło się metaliczne srebro, • probówka II: negatywny efekt próby Tollensa. Sformułuj wnioski dotyczące właściwości redukujących substancji A i substancji B. Określ, która z substancji (A czy B) była glukozą. Wnioski: Substancja A: .............................................................................................................................. Substancja B: ............................................................................................................................... Glukoza to substancja: .......................
11
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
Miejsce na naklejkę
z kodem dysleksja
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora. 8. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 9. Brudnopis nie będzie oceniany. 10. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 11. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia nauczyciel. Życzymy powodzenia!
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
ARKUSZ II STYCZEŃ ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Zadanie 32. (2 pkt) Pierwiastek X znajduje się w trzecim okresie układu okresowego. Atom tego pierwiastka ma następująca konfigurację elektronową: 1s22s22p63s1. Określ, do jakiego bloku energetycznego należy pierwiastek X. Za pomocą czterech liczb kwantowych (n, l, m, mS) opisz stan elektronu walencyjnego pierwiastka X. Blok energetyczny: ....................... Liczba kwantowa n: ...................... Liczba kwantowa l: ....................... Liczba kwantowa m: ..................... Liczba kwantowa mS: .................... Zadanie 33. (2 pkt) W wyniku rozpadu promieniotwórczego jądro izotopu radu izotopu rtęci
212 82
228 88
Ra przekształciło się w jądro
Hg.
Określ, ile cząstek α i ile cząstek β − zostało wypromieniowanych podczas tego rozpadu. Liczba cząstek α : .......... Liczba cząstek β − : .......... Zadanie 34. (2 pkt) Właściwości fizyczne i chemiczne substancji wynikają z budowy i kształtu ich cząsteczek. Podaj po jednej przyczynie wyjaśniającej następujące fakty: a) tlenek azotu(II) bardzo łatwo ulega reakcjom z innymi substancjami, b) moc beztlenowych kwasów fluorowców rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej fluorowca (moc HI > moc HBr > moc HCl > moc HF). a) ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... b) ........................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................
2
Zadanie 35. (2 pkt) Reakcja całkowitego spalania butanu zachodzi zgodnie z równaniem: 2C4H10 (g) + 13O2 (g) → 8CO2 (g) + 10H2O (g) Wyznacz stosunek masowy oraz stosunek objętościowy substratów i produktów tej reakcji. Objętości wszystkich gazów odmierzono w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. m C4 H10 : m O 2 : m CO 2 : m H 2O = ......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... V C4 H10 : V O 2 : V CO 2 : V H 2O = .......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zadanie 36. (4 pkt) Mając do dyspozycji rozcieńczone wodne roztwory siarczanu(VI) miedzi(II) i wodorotlenku sodu, zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz tlenek miedzi(II). Przedstaw słowny opis doświadczenia, zapisz przewidywane obserwacje oraz odpowiednie równania reakcji chemicznych w formie cząsteczkowej. Słowny opis doświadczenia: ...................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Przewidywane obserwacje: ......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równania reakcji: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
3
Zadanie 37. (2 pkt) Poniżej przedstawiono dwa równania reakcji. I. HSO −4 + H2O ⇆ H3O+ + SO 24− II. NH3 + H2O ⇆ NH +4 + OHWpisz w odpowiednie miejsca do tabeli wzory dwóch sprzężonych par kwas – zasada (według protonowej teorii Brönsteda) dla każdego równania reakcji przebiegającej według ogólnego schematu: kwas1 + zasada2 ⇆ kwas2 + zasada1
kwas1 – zasada1 Równanie reakcji I kwas2 – zasada2 kwas1 – zasada1 Równanie reakcji II kwas2 – zasada2 Zadanie 38. (4 pkt) Do dwóch probówek przedstawionych na poniższym rysunku dodano niewielką ilość zawiesiny wodorotlenku cynku.
I
II
H2SO4(aq)
NaOH(aq)
Zapisz obserwacje, których dokonano podczas tego doświadczenia. Napisz w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji chemicznych i sformułuj wniosek dotyczący chemicznego charakteru wodorotlenku cynku. Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Równania reakcji: Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ...............................................................................................................................
4
Wniosek: .....................................................................................................................................
⇒ Informacja do zadań 39. i 40. Poniższe rysunki przestawiają odmienne sposoby zbierania różnych gazów do probówek (I, II i III).
Zadanie 39. (3 pkt) Wymień po jednej właściwości każdego gazu, która umożliwia zbieranie go w sposób pokazany na rysunkach. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................ Probówka III: .............................................................................................................................. Zadanie 40. (3 pkt) Podaj po jednym przykładzie gazu (nazwa gazu), który mógłby być zbierany w probówce I, w probówce II i w probówce III. Probówka I: ..................................................................... Probówka II: .................................................................... Probówka III: ...................................................................
5
Zadanie 41. (2 pkt) Uzupełnij poniższy tekst, wpisując brakujące informacje w wykropkowane miejsca. „Zmiany stężeń mogą powodować przesunięcia równowagi reakcji odwracalnych również w organizmach żywych, np.: reakcje dysocjacji i asocjacji tlenu do hemoglobiny. Tlen jest transportowany do komórek w postaci oksyhemoglobiny, która powstaje zgodnie z reakcją: HHb
+
O2
⇆
HbO −2 + oksyhemoglobina
H+
Reakcja wysycenia hemoglobiny tlenem jest reakcją odwracalną, stąd obok innych czynników, również zmiany ciśnienia parcjalnego tlenu mają wpływ na przesunięcie tej równowagi. Zwiększenie stężenia (ciśnienia parcjalnego) tlenu, czyli substratu powyższej reakcji spowoduje, że zgodnie z regułą przekory pewna ilość substratów zamieni się w .......................................... Z kolei zwiększenie stężenia jonów wodorowych przesuwa równowagę w .................................................” Teresa Kędryna Chemia ogólna z elementami biochemii. Wydawnictwo „Zamiast korepetycji” s.c. Kraków 1994
Zadanie 42. (3 pkt) Podczas syntezy amoniaku w T=670 K równowaga reakcji: N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2NH3(g) ustaliła się przy stężeniach: [N2] = 4 mol·dm-3, [H2] = 0,2 mol·dm-3, [NH3] = 0,08 mol·dm-3. Zapisz wyrażenie na stałą równowagi tej reakcji, a następnie oblicz stałą równowagi oraz stężenie początkowe azotu. Wyrażenie na stałą równowagi reakcji: ...................................................................................... Obliczenia:
6
Zadanie 43. (3 pkt) Na VII stopniu utlenienia mangan tworzy manganiany(VII), które mają silne właściwości utleniające. Manganiany(VII), w zależności od środowiska, redukują się do związków manganu(II), manganu(IV) lub manganu(VI). Przeprowadzono doświadczenie przedstawione na poniższym schemacie. H2SO4(aq) + Na2SO3(aq)
NaOH(aq) + Na2SO3(aq)
I
II
H2O + Na2SO3(aq)
III
KMnO4(aq)
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w puste miejsca obserwacje dokonane podczas tego doświadczenia, wzór produktu powstałego w wyniku redukcji manganianu(VII) potasu lub środowisko reakcji. Numer probówki
Wzór produktu powstałego w wyniku redukcji manganianu(VII) potasu
Obserwacje
I
MnSO4
II
roztwór przyjmuje zieloną barwę
III
wytrąca się brunatny osad
Środowisko reakcji kwasowe zasadowe
MnO2
Zadanie 44. (3 pkt) Oblicz, ile cm3 wody należy dolać do 20 cm3 0,5-molowego roztworu KOH, aby otrzymać roztwór 0,2-molowy. Obliczenia:
7
⇒ Informacja do zadań 45., 46. i 47. Wykonano doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku: Na2S
I
NH4NO3
K2SO4
III
II H2O
Zadanie 45. (2 pkt) Określ, jaki odczyn posiadają roztwory otrzymane w wyniku tych doświadczeń. Odczyn roztworu Roztwór Na2S Roztwór K2SO4 Roztwór NH4NO3 Zadanie 46. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących w probówkach I i III. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka III: .............................................................................................................................. Zadanie 47. (2 pkt) Nazwij reakcje chemiczne zachodzące w probówkach I i II. Probówka I: ................................................................................................................................. Probówka II: ...............................................................................................................................
8
⇒ Informacja do zadań 48. i 49. W celu zbadania zachowania miedzi i cynku wobec wodnych roztworów soli wybranych metali przeprowadzono doświadczenia przedstawione na poniższym rysunku. Cu
I Pb(NO3)2(aq)
Zn
III
II
AgNO3(aq)
Pb(NO3)2(aq)
IV
AlCl3(aq)
Zadanie 48. (2 pkt) Wykorzystując szereg elektrochemiczny metali, wskaż, w których probówkach badane metale nie reagowały z roztworami soli i wyjaśnij dlaczego. Metale nie reagowały w probówkach: ........................................................................................ Wyjaśnienie: ................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................... Zadanie 49. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji chemicznych.
Zadanie 50. (4 pkt) SEM pewnego ogniwa w warunkach standardowych wynosi 2,46V. Elektrodę dodatnią w tym ogniwie stanowi srebro. Określ, z jakiego metalu została wykonana elektroda ujemna. Przedstaw schemat tego ogniwa oraz napisz równania reakcji przebiegających na jego elektrodach. Metal stanowiący elektrodę ujemną: ........................................................................................... Schemat ogniwa: ......................................................................................................................... Równania reakcji: Elektroda ujemna: .......................................................................................................................
9
Elektroda dodatnia: .................................................................................................................... ⇒ Informacja do zadań 51. i 52. Poniżej przedstawiono wzory dwóch węglowodorów. CH3 – CH2
H
CH3 – CH2
C=C
H3C
CH3
C=C
H3C
CH3 H
I
II
Zadanie 51. (2 pkt) Podaj nazwy systematyczne związków I i II. Nazwa systematyczna związku I: ................................................................................................ Nazwa systematyczna związku II: .............................................................................................. Zadanie 52. (1 pkt) Oceń, czy związki I i II są względem siebie izomerami czy homologami. ....................................................................................................................................................... ⇒ Informacja do zadań 53. i 54. Poniższy rysunek przedstawia schemat aparatury do otrzymywania etynu (acetylenu).
A
B
Zadanie 53. (2 pkt) W miejsca liter A i B wpisz wzory odpowiednich reagentów. A: ...................................................................................... B: ...................................................................................... Zadanie 54. (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego we wkraplaczu aparatury znajduje się mieszanina wody i etanolu, a nie sama woda. ....................................................................................................................................................... 10
....................................................................................................................................................... Zadanie 55. (2 pkt) Zaproponuj metodę doświadczalnego odróżnienia etanolu od etano-1,2-diolu: podaj wzór potrzebnego odczynnika i zapisz przewidywane obserwacje. Przewidywane obserwacje: .......................................................................................................... Wzór odczynnika: ....................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zadanie 56. (3 pkt) Metanoamina (metyloamina) rozpuszcza się w wodzie, a także reaguje z nią. Napisz, posługując się wzorami grupowymi (półstrukturalnymi) związków organicznych, równanie reakcji metanoaminy z wodą. Określ, jak zabarwi się papierek uniwersalny zanurzony w wodnym roztworze tej aminy. Podaj, jaki charakter chemiczny posiada metanoamina. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... Barwa papierka uniwersalnego w roztworze: ............................................................................. Charakter chemiczny metanoaminy: ...........................................................................................
11
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
12
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-P1A1P-061
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ I STYCZEŃ ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Informacja do zadań 1. – 3. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne lub wzory uproszczone różnych węglowodorów. CH3 CH2 1 2 3 4 H CH2 CH3 CH3 CH2 CH C CH3 CH2 CH C=C H H3C H2C CH2 CH3 CH2 CH
CH3 5
6
CH2 CH3
7
CH=CH2
CH3
CH2 CH CH2 C CH
8
CH2=CH CH=CH2
CH3
Zadanie 1. (3 pkt) Podaj nazwy systematyczne węglowodorów oznaczonych numerami 2, 5 i 7. 2 - ................................................................................................................................................. 5 - ................................................................................................................................................. 7 - .................................................................................................................................................
Zadanie 2. (4 pkt) W poniższych zdaniach (A – D) w puste miejsce wstaw numer węglowodoru wybranego spośród oznaczonych numerami (1 – 8), tak aby powstały zdania prawdziwe. A. Węglowodór ......... należy do szeregu homologicznego węglowodorów o wzorze
ogólnym CnH2n+2. B. Węglowodór ............ jest cyklicznym węglowodorem nienasyconym. C. Węglowodór ............ jest homologiem węglowodoru oznaczonego numerem 1. D. Węglowodór ............. jest izomerem związku oznaczonego numerem 3.
Zadanie 3. (3 pkt) Określ właściwości chemiczne węglowodorów oznaczonych numerami 1, 2 i 4. W tym celu uzupełnij tabelę, przyporządkowując wskazanym węglowodorom po jednej właściwości chemicznej spośród opisanych literami A, B, C, D.
węglowodór oznaczony numerem
właściwości chemiczne
A. Reaguje z chlorem dopiero w obecności światła.
1
B. Odbarwia wodę bromową (bez stosowania specjalnych warunków).
2
C. Reaguje z Cu(OH)2.
4
D. Reaguje z mieszaniną nitrującą.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
3
Informacja do zadań 4. – 6. W poniższej tabeli zestawiono temperatury topnienia i wrzenia różnych n-alkanów pod ciśnieniem 1013 hPa. Liczba atomów węgla w cząsteczce alkanu 1 5 10 15 20
Temperatura topnienia tt [oC] -182 -130 -30 10 36
Temperatura wrzenia tw [oC] -161 36 174 270 342
Na podstawie Tablic Chemicznych, W. Mizerski, Wyd. Adamantan, Warszawa 1997
Zadanie 4. (2 pkt) Na podstawie analizy danych zawartych w powyższej tabeli określ stan skupienia podanych niżej n-alkanów w temperaturze pokojowej (ok. 200C) i przy ciśnieniu 1013 hPa.
liczba atomów węgla w cząsteczce n-alkanu
stan skupienia
5 20
Zadanie 5. (1 pkt) Wybierz zestaw (A, B, C lub D), w którym podano prawdopodobne wartości temperatur topnienia (tt) i wrzenia (tw) (przy ciśnieniu 1013 hPa) dla n-alkanu zawierającego 13 atomów węgla w cząsteczce. Skorzystaj z danych zawartych w informacji wstępnej. zestaw A. B. C. D.
tt [oC] 15 15 -6 -6
tw [oC] 224 284 284 224
Zadanie 6. (1 pkt) Uszereguj węglowodory o wzorach sumarycznych: C6H14, C2H6, C10H22 według rosnącej lotności. Skorzystaj z danych zawartych w informacji wstępnej.
......................................................................................................................................................
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Informacja do zadania 7. i 8. Dany jest schemat przemian: CH3 CH2 OH
1
CH2=CH2
2
CH3 CH2 Cl 3 CH3 CH2 CH2 CH3 4
CH3 CH CH2 CH3 Cl produkt główny
Zadanie 7. (2 pkt) Zapisz równania reakcji oznaczonych numerami 1 i 2, dobierając odpowiednie reagenty. W równaniach stosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
1. ............................................................................................................................................... 2. ...............................................................................................................................................
Zadanie 8. (3 pkt) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typy reakcji oznaczonych na powyższym schemacie numerami 1, 2, 4.
1. ............................................................................................................................................... 2. ............................................................................................................................................... 4. ...............................................................................................................................................
Zadanie 9. (4 pkt) Poniżej przedstawiono schemat syntezy pewnego związku. etanol
CuO/temp 1
związek A Ag2O/NH3 związek B 2
Zidentyfikuj związki A i B. W tym celu podaj ich wzory półstrukturalne (grupowe) oraz nazwy grup związków organicznych, do których one należą.
wzory związków:
nazwy grup związków organicznych:
A ........................................................................ A .....................................................................
B ........................................................................ B .....................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
5
Zadanie 10. (3 pkt) Zaprojektuj jedno doświadczenie pozwalające na odróżnienie dwóch ciekłych węglowodorów o wzorach:
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 I
i
H C2H5
C=C II
C2H5 H
W tym celu: a) wybierz odpowiedni odczynnik spośród: - mieszanina stężonego kwasu azotowego(V) i stężonego kwasu siarkowego(VI), - wodorotlenek miedzi(II), - woda bromowa, - zasada sodowa; b) zapisz, jakie przewidujesz obserwacje, c) w oparciu o przewidywane obserwacje podaj uzasadnienie identyfikacji każdego z podanych węglowodorów. a) Odczynnik: ............................................................................................................................ b) Obserwacje: ........................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................... c) Uzasadnienie: ......................................................................................................................... ................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................
Informacja do zadania 11. i 12. Poniższe wzory przedstawiają dwa aminokwasy wchodzące w skład białek.
CH3 CH COOH NH2 alanina
HO CH2 CH COOH NH2 seryna
Zadanie 11. (2 pkt) Utwórz wzór półstrukturalny (grupowy) jednego dipeptydu zbudowanego z alaniny i seryny. Zaznacz wiązanie peptydowe.
.......................................................................................................................................................
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 12. (3 pkt) Podaj wzór sumaryczny seryny. Oblicz jej masę molową oraz procentową zawartość tlenu (w procentach masowych) w tym związku.
Wzór sumaryczny: ....................................................................................................................... Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Spośród podanych niżej cech wybierz i podkreśl cztery, charakteryzujące chlor w warunkach normalnych:
gaz, ciecz, ciało stałe, ma gęstość mniejszą od gęstości powietrza, ma gęstość większą od gęstości powietrza, jest bezbarwny, jest barwny, ma charakterystyczny zapach, jest bez zapachu.
Zadanie 14. (1 pkt) Poniżej przedstawiono atomy i jony różnych pierwiastków pogrupowane w zbiory (A - D). Zaznacz zbiór, którego wszystkie elementy mają jednakową konfigurację elektronową. A. B. C. D.
Ca2+, K+, Cl. Na+, Cl–, Ar. Ca2+, S2–, K. Mg2+, Na+, Ne.
Zadanie 15. (3 pkt) Korzystając z tablicy elektroujemności pierwiastków, uzupełnij poniższą tabelę.
różnica elektroujemności
rodzaj wiązania
CsBr NH3 N2
Zadanie 16. (2 pkt) Na podstawie analizy położenia sodu, potasu i magnezu w układzie okresowym a) podaj, który z wymienionych metali jest najbardziej aktywny.
...................................................................................................................................................... b) napisz równanie reakcji metalu wybranego w punkcie a) z wodą.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
7
Zadanie 17. (3 pkt) W wyniku prażenia 50 kg wapienia, którego głównym składnikiem jest CaCO3, otrzymano między innymi 25 kg czystego wapna palonego. Napisz odpowiednie równanie reakcji i oblicz procent zanieczyszczeń w wapieniu.
Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Informacja do zadania 18. i 19. Na poniższym wykresie przedstawiono krzywe rozpuszczalności wybranych substancji.
Zadanie 18. (2 pkt) W 120 g wody w temperaturze 80°C rozpuszczono 60 g chlorku amonu. Z powyższego wykresu odczytaj i zapisz, jaka jest rozpuszczalność chlorku amonu w tej temperaturze oraz podaj, czy powstał roztwór nasycony czy nienasycony.
Rozpuszczalność: ......................................................................................................................... Roztwór: .......................................................................................................................................
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
Zadanie 19. (2 pkt) Korzystając z zamieszczonego wyżej wykresu rozpuszczalności, uzupełnij poniższe zdanie, wpisując w miejsce kropek „większa” lub „mniejsza” oraz podając nazwę odpowiedniej substancji.
W temperaturze 40oC rozpuszczalność chlorku amonu jest .............................................. niż rozpuszczalność chlorku sodu i ............................................ niż azotanu(V) potasu. W tej temperaturze rozpuszczalność .................................................... jest największa.
Zadanie 20. (3 pkt) Dokończ poniższe równania reakcji (lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi). +
Br2 → ...............................................
a)
KI
b)
KBr + Cl2 → ...............................................
Uszereguj pierwiastki z grupy fluorowców, których symbole występują w powyższych równaniach reakcji, według wzrastającej aktywności.
....................................................................................................................................................... najmniejsza aktywność największa aktywność
Zadanie 21. (2 pkt) Określ odczyn roztworów dla podanych niżej wartości pH. a)
pH = 4
odczyn .......................................................................
b)
pH = 9
odczyn .......................................................................
Zadanie 22. (3 pkt) Reakcja miedzi z kwasem azotowym(V) może przebiegać zgodnie ze schematem: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O a) Określ stopnie utlenienia miedzi i azotu przed i po reakcji.
stopień utlenienia
przed reakcją
po reakcji
miedzi azotu b) Dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......... Cu + ......... HNO3 → ........ Cu(NO3)2 + ........ NO2 + ........ H2O
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
9
Zadanie 23. (3 pkt) Wykonano doświadczenie, podczas którego do roztworów zawierających wodorotlenki metali dodano roztwory różnych kwasów.
Określ odczyn każdego z otrzymanych roztworów, jeżeli ilości użytych reagentów były takie, jak podano na powyższym rysunku. Odpowiedź uzasadnij słownie.
I .................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... II ................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... III .................................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (3 pkt) Jądro radioaktywnego pierwiastka X uległo ciągowi przemian promieniotwórczych zgodnie z poniższym schematem i przekształciło się w jądro 235 92 U . −
α β 235 X → X1 → 92 U
Zidentyfikuj jądra atomów X i X1, które uległy opisanym przemianom promieniotwórczym (zastosuj zapis ZA E ). Określ skład jądra atomowego 235U.
X: .............................................................. Skład jądra atomowego
235 92
X1: .......................................................................
U : ....................................................................................................
......................................................................................................................................................
10
Egzamin maturalny z chemii Arkusz I
BRUDNOPIS
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MCH-R1A1P-061
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 11 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. 8. Wypełnij tę część karty odpowiedzi, którą koduje zdający. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora. 9. Na karcie odpowiedzi wpisz swoją datę urodzenia i PESEL. Zamaluj pola odpowiadające cyfrom numeru PESEL. Błędne zaznaczenie otocz kółkiem
i zaznacz właściwe.
ARKUSZ II STYCZEŃ ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia! Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 25. (2 pkt) Zgodnie z normami Unii Europejskiej dopuszczalna zawartość jonów azotanowych(V) w wodzie pitnej wynosi 44 mg/dm3 wody. Po zbadaniu próbki wody pobranej z rzeki okazało się, że w objętości 30 cm3 tej wody znajduje się 0,004 g jonów azotanowych(V). Określ, czy woda pobrana z rzeki nadaje się do picia. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami. Obliczenia: ................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 26. (4 pkt) Jedna z metod oczyszczania spalin polega na reakcji tlenków azotu z amoniakiem przy udziale katalizatora. Wiedząc, że substratami tej reakcji są tlenek azotu(II), tlenek azotu(IV) i amoniak, a produktami azot i woda, napisz równanie reakcji i uzgodnij je w oparciu o bilans elektronowy. Wskaż substancje, które pełnią w tym procesie rolę utleniacza i reduktora. Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Utleniacz: ..................................................................................................................................... Reduktor: ......................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
3
Zadanie 27. (3 pkt) Oblicz stężenie molowe 15% roztworu wodorotlenku potasu, jeżeli gęstość roztworu wynosi 1,14 g/cm3. Obliczenia: .................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
Zadanie 28. (2 pkt)
Podaj wartość pH i pOH roztworu NaOH o stężeniu 0,001 mol/dm3 w temperaturze 25oC, jeśli stopień dysocjacji α = 100%. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 29. (4 pkt)
Zmieszano 3 g wodoru z 15 dm3 chloru odmierzonego w warunkach normalnych i zainicjowano reakcję. Napisz równanie zachodzącej reakcji. Oblicz, ile moli cząsteczek produktu powstanie w tej reakcji przy założeniu 100% wydajności i określ, którego z substratów użyto w nadmiarze. Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Obliczenia: ................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... W nadmiarze użyto ....................................................................................................................
4
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 30. (3pkt)
Podaj skrócony zapis konfiguracji elektronowej atomu żelaza (Fe) oraz jonów Fe2+ i Fe3+. Na podstawie konfiguracji elektronowej wskaż, który z jonów żelaza, Fe2+ czy Fe3+, jest trwalszy. Odpowiedź uzasadnij. Fe ................................................................................................................................................ Fe2+ ............................................................................................................................................. Fe3+ ............................................................................................................................................. Uzasadnienie: .............................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................
Informacja do zadania 31. i 32. Dwa przedmioty wykonane ze stali pokryto powłokami ochronnymi, jeden powłoką cynkową, a drugi niklową. Po pewnym czasie na obu przedmiotach powstały rysy uszkadzające powłoki. Utworzyły się lokalne mikroogniwa metaliczne i nastąpiła korozja.
Zadanie 31. (3 pkt) Zapisz schematy obu mikroogniw opisanych w powyższej informacji. (Załóż powstawanie półogniw metalicznych typu M│Mn+). Dla jednego z ogniw oblicz wartość SEM w warunkach standardowych. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... SEM ogniwa: ..............................................................................................................................
Zadanie 32. (2 pkt) Wskaż, która z powłok, cynkowa czy niklowa, skuteczniej chroni żelazo przed korozją elektrochemiczną w sytuacji opisanej w informacji wprowadzającej. Uzasadnij swój wybór w oparciu o wartości potencjałów standardowych. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
5
Zadanie 33. (4 pkt) Oceń, jak wpływa na ilość tlenku siarki(VI) powstającego w wyniku reakcji: 2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2SO3(g)
∆H 0 < 0
a) podwyższenie temperatury
.................................................................................
b) obniżenie ciśnienia
.................................................................................
c) zmniejszenie objętości układu
.................................................................................
d) zastosowanie katalizatora
.................................................................................
Zadanie 34. (1 pkt) Dane jest równanie reakcji:
A2(g) + 3B2(g) ⇆ 2AB3(g)
Podaj wyrażenie na stężeniową stałą równowagi dla tego procesu. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................
Zadanie 35. (3 pkt) Dla reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem A2(g) + B2(g) ⇆ 2AB(g) oblicz stężenia równowagowe [A2] i [B2] oraz wartość stężeniowej stałej równowagi, jeśli stężenia początkowe wynosiły: CA2 = 1 mol/dm3 i CB2 = 0,5 mol/dm3, a po ustaleniu stanu równowagi stężenie równowagowe [AB] = 0,8 mol/dm3. Obliczenia: .................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..................................................................................................................................
6
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 36. (2 pkt) Aby przygotować działkę do uprawy pewnego gatunku roślin, ziemię nawożono saletrą amonową, czyli azotanem(V) amonu. Podaj, jaki będzie wpływ nawożenia saletrą na odczyn tej gleby. Odpowiedź uzasadnij, podając nazwę zachodzącego procesu chemicznego. Wpływ na odczyn: ....................................................................................................................... Nazwa procesu: ............................................................................................................................
Zadanie 37. (1 pkt) Zapisz w formie jonowej (zapis skrócony) równanie reakcji, jakiej ulega azotan(V) amonu w roztworze wodnym. Równanie: ....................................................................................................................................
Zadanie 38. (3 pkt) Przeprowadzono trzy reakcje manganianu(VII) potasu z siarczanem(IV) sodu odpowiednio w środowisku kwaśnym, zasadowym i obojętnym. Uzupełnij poniższe równania, podając wzór związku manganu, który powstał w tej reakcji. Podaj obserwacje, jakie towarzyszyły każdej z reakcji. a) 2KMnO4 + 5Na2SO3 + 3H2SO4 → 2
+ 5Na2SO4 + K2SO4 + 3H2O
obserwacje: ................................................................................................................................... b) 2KMnO4 + Na2SO3 + 2 KOH → 2
+ Na2SO4 + H2O
obserwacje: ................................................................................................................................... c) 2KMnO4 + 3Na2SO3 + H2O → 2
+ 3 Na2SO4 + 2KOH
obserwacje: ...................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
7
Zadanie 39. (4 pkt) Przeprowadzono doświadczenie wymienionych substancji:
według
poniższego
schematu,
stosując
roztwory
Zaobserwowano, że bezpośrednio po wykonaniu doświadczenia powstał biały osad, który po chwili zaczął przyjmować brunatne zabarwienie. Zapisz wnioski wynikające z podanych obserwacji. ...................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zapisz
odpowiednie
równania
reakcji
w
formie
cząsteczkowej.
...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) Reakcje addycji cząsteczek niesymetrycznych HX (np. HCl, H2O) do niesymetrycznych alkenów przebiegają według schematu:
R1 H
C=C
R2
+ HX
R3
R1 R2 H C C R3 produkt główny H X R1 R2 H C C R3 X H
produkt uboczny
(R1, R2, R3 – grupy węglowodorowe) Korzystając z powyższej informacji, zidentyfikuj produkty reakcji 1 – 3 i wpisz w miejsce kropek odpowiednie wzory półstrukturalne (grupowe). HCl → ............................................................... produkt główny 1. CH3-CH2-CH=CH2 +
+
H 2O / H 2. CH3 C=CH CH3 + → .......................................................... produkt główny CH3 +
H 2O / H 3. CH3-CH=CH2 + → ................................................................ produkt uboczny
8
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 41. (2 pkt) Jedną z metod ustalenia struktury alkenu jest proces ozonolizy. Proces ten przebiega w kilku etapach i w uproszczeniu można go zilustrować schematem: R1 R3 R1 R3
C C
ozonoliza
C O
+
C
O
R2 R4 R4 R2 (R1, R2, R3, R4 – grupy węglowodorowe lub atomy wodoru). Analizując produkty ozonolizy można ustalić położenie wiązania podwójnego w cząsteczce alkenu. Korzystając z powyższej informacji i znając produkty ozonolizy, ustal strukturę alkenów, wpisując w wolne pola ich wzory półstrukturalne. produkty ozonolizy
H C
CH3 C
O H
O H
wzór alkenu
i CH3 CH2 C O H
i
CH3 CH2 C
O H
Zadanie 42. (4 pkt) Związki X, Y, Z, Q to jednofunkcyjne pochodne alkanów, zawierające po cztery atomy węgla w cząsteczce. Korzystając z poniższych informacji, zidentyfikuj związki X, Y, Z, Q, podając ich wzory półstrukturalne (grupowe).
1. Związek X jest produktem łagodnego utleniania związku o wzorze
CH3 CH2 CH CH3 OH
Związek X: ............................................................................................................................. 2. Związek Y jest alkoholem monohydroksylowym, który nie ulega działaniu łagodnych utleniaczy. Związek Y: ............................................................................................................................ 3. Alkohol Z utleniany w łagodnych warunkach daje związek Q, który pod działaniem amoniakalnego roztworu tlenku srebra przekształca się w kwas o wzorze CH3 CH COOH CH3
Związek Z: .............................................................................................................................. Związek Q: ..............................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
9
Informacja do zadania 43. i 44. Poniższy wzór przedstawia cząsteczkę kwasu p-aminosalicylowego, leku o działaniu przeciwgruźliczym, nazywanego w skrócie PAS. COOH
1
OH 4 NH2
2
3
Zadanie 43. (3 pkt) Podaj nazwy pochodnych węglowodorów, do których należałyby związki organiczne zawierające grupy funkcyjne (fragmenty cząsteczki PAS) oznaczone w powyższym wzorze numerami 2 i 4, 3 i 4 oraz 1 i 2.
fragmenty cząsteczki PAS:
nazwa grupy pochodnych
2i4 3i4 1i2
Zadanie 44. (4 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując nazwę jednej grupy funkcyjnej, występującej w cząsteczce PAS, która może brać udział w reakcjach z podanymi niżej odczynnikami.
odczynnik HCl CH3COOH w obecności H2SO4 KOH CH3OH w obecności H2SO4
nazwa grupy funkcyjnej występującej w cząsteczce PAS
10
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Zadanie 45. (3 pkt) Na pewien peptyd zbudowany z aminokwasów o podanych niżej wzorach podziałano stężonym kwasem azotowym(V) i zaobserwowano pojawienie się żółtego zabarwienia. Podaj nazwę aminokwasu oraz zapisz wzór fragmentu jego cząsteczki, który bezpośrednio bierze udział w opisanej reakcji. Podaj nazwę tej reakcji.
1
CH3 CH COOH NH2 alanina
2
HO
CH2 CH COOH NH2 tyrozyna
3
HO CH2 CH COOH NH2 seryna
Nazwa aminokwasu: ....................................................................................................................
Wzór fragmentu cząsteczki: ......................................................................................................... Nazwa reakcji: ..............................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS
11
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 13 stron (zadania 1 – 29). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt) Stan kwantowy wszystkich elektronów walencyjnych pewnego pierwiastka opisany jest za pomocą następujących wartości liczb kwantowych: Liczby kwantowe n l m
1. 5 0 0
Elektron: 2. 3. 5 4 0 2 0 -2
Uzupełnij zdanie: Pierwiastek, którego elektrony walencyjne opisane są za pomocą wymienionych w tabeli liczb kwantowych, leży w okresie .........................., grupie ........................ .
Zadanie 2. (2 pkt) Amoniak o wzorze NH3 w środowisku kwasowym przekształca się w kation amonu. Narysuj wzór elektronowy kreskowy kationu amonu i nazwij wiązania występujące w tej drobinie. elektronowy wzór kreskowy:
nazwy wiązań:…………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………….
Zadanie 3. (2 pkt) W cząsteczce XY4 atomy mają następującą budowę: – atom X ma dwie powłoki elektronowe, a suma protonów i elektronów w tym atomie wynosi 12 – atom Y ma konfigurację elektronową 1s1 . a) Określ kształt cząsteczki XY4. kształt cząsteczki:................................................................................................................ b) Określ, czy cząsteczka XY4 jest polarna czy niepolarna? …………………………………………………………………………………………….
Poziom rozszerzony
3
Informacja do zadania 4. i 5. Szczelność rurociągów sprawdza się poprzez wpompowywanie do rur cieczy pod ciśnieniem z dodatkiem promieniotwórczego sodu – 24. Następnie ustala się przy pomocy detektorów, w którym miejscu następuje przeciek. Źródło: A.A Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość. OE K. Pazdro, W-wa 1998
Zadanie 4. (3 pkt)
Próbka preparatu promieniotwórczego zawierała 1020 atomów promieniotwórczego sodu – 24, w której w ciągu 30 godzin uległo rozpadowi 75% początkowej liczby atomów. a) Wykonując obliczenia, ustal pozostałą w sodu – 24.
próbce masę promieniotwórczego
Obliczenia:
Odpowiedź: b) Podaj, ile wynosi czas połowicznego rozpadu sodu – 24. T1/2 = …………………………..
Zadanie 5. (1 pkt) Podaj dwa zagrożenia dla organizmów żywych, jakie mogłyby wystąpić po zastosowaniu do badań szczelności rurociągu plutonu – 239 o czasie połowicznego rozpadu T1/2 = 2,4 · 104 lat zamiast sodu – 24. ……………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………
Zadanie 6. (1 pkt) Do probówki zawierającej roztwór siarczanu(VI) cynku dodano kroplami w nadmiarze roztworu wodorotlenku sodu. Zapisz dwie obserwacje zachodzące podczas przebiegu powyższego doświadczenia: ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..
Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (2 pkt) W związkach chemicznych chrom występuje na różnych stopniach utlenienia. Uzupełnij tabelę, wpisując wzory sumaryczne tlenków chromu na II, III i VI stopniu utlenienia oraz określ ich charakter chemiczny: Stopień utlenienia chromu II
Wzór sumaryczny tlenku
Charakter chemiczny tlenku
III VI
Zadanie 8. (3 pkt) Zapisz w formie jonowej trzy równania reakcji przebiegające według schematu: AlCl3
1
Al(OH)3
2
Na[Al(OH)4]
3
Al2(SO4)3 1. ……………………………………………………………………………………………. 2. ……………………………………………………………………………………………. 3. ……………………………………………………………………………………………..
Zadanie 9. (2 pkt ) Spośród niżej przedstawionych tlenków metali: CaO, Al2O3, Li2O, Mn2O7, wypisz te, które: a) nie reagują z wodą: …………………………………………………………………………………….. b) reagują z kwasami, a nie reagują z zasadami: ……………………………………………………………………………………
Poziom rozszerzony
5
Zadanie 10. (2 pkt) W miejsce kropek wstaw znak >, <, = pomiędzy pH wodnych roztworów poniższych substancji: a) pH roztworu HCl o cm= 0,0001 mol/dm3 …..... pH roztworu HCl o cm= 0,01 mol/dm3 b) pH roztworu KOH o cm= 0,01 mol/dm3 …….. pH roztworu KOH o cm= 0,1 mol/dm3
Zadanie 11. (3 pkt) Gęstość par pewnego węglowodoru w temperaturze 373 K i pod ciśnieniem 1013 hPa wynosi 2,55 g · dm-3. Oblicz masę molową tego węglowodoru. Stała gazowa R = 83,14 hPa · dm3· K-1· mol-1 Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 12. (2 pkt) Wykonano doświadczenie, podczas którego następujących soli: octanu sodu i chlorku amonu.
badano
odczyn
wodnych
roztworów
a) Napisz wzory drobin chemicznych znajdujących się w wodnym roztworze chlorku amonu. Drobiny znajdujące się w wodnym roztworze chlorku amonu: ....................................................................................................................................................... b) Podaj nazwę elektrolitu słabego znajdującego się w wodnym roztworze octanu sodu. Elektrolit słaby znajdujący się w wodnym roztworze octanu sodu: .......................................................................................................................................................
Poziom rozszerzony
6
Zadanie 13. (2 pkt)
Do trzech naczyń o objętości 250 cm3 wprowadzono kolejno: naczynie nr I – 1 mol substancji A i 1 mol substancji B, naczynie nr II – 2 mole substancji A i 1 mol substancji B, naczynie nr III – 1 mol substancji A i 2 mole substancji B. Reakcja pomiędzy substancją A i B przebiegała w fazie gazowej według równania A + 2B AB2, z szybkością v = k[A] [B]2. a) Określ, w którym naczyniu reakcja chemiczna zachodziła najszybciej. Najszybciej reakcja zachodziła w naczyniu nr…………………………………. b) Podaj czynnik, który spowodował wzrost szybkości reakcji chemicznej. …………………………………………………………………………………………
Zadanie 14. (2 pkt) Reakcja redukcji tlenku węgla (IV), zachodząca w układzie zamkniętym, przedstawiona jest równaniem: CO2(g) + C(s)
2 CO(g)
∆H= 160 kJ
Napisz, w którą stronę przesunie się stan równowagi tej reakcji, jeśli: a)
układ ogrzejemy,
………………………………………………………………………………. b) podwyższymy ciśnienie w układzie. ………………………………………………………………………………
Zadanie 15. (2 pkt) Degradacja środowiska naturalnego w ostatnich latach nie ominęła ozonu stratosferycznego, który katalitycznie rozkłada się pod wpływem substancji emitowanych do atmosfery, np. pod wpływem gazu powstającego podczas spalania paliw. Opisana reakcja jest reakcją egzotermiczną i przebiega w dwóch etapach: I etap NO + O3 II etap NO2 + O
NO2 + O2 NO + O2
Podaj nazwę substancji, która w powyższych równaniach reakcji: a) pełni rolę katalizatora, ……………………………………………………………………………….. b) jest produktem przejściowym. …………………………………………………………………………………
Poziom rozszerzony
7
Zadanie 16. (2 pkt) W poniższej tabeli podano wartości iloczynów rozpuszczalności węglanu wapnia i węglanu ołowiu(II) w temperaturze 250C. Wzór soli Iloczyn rozpuszczalności w temp. 250C
CaCO3 3,3·10-9
PbCO3 1,6·10-13
Do roztworu stanowiącego mieszaninę równych objętości roztworów Ca(NO3)2 i Pb(NO3)2 o tych samych stężeniach molowych dodano kroplami roztwór K2CO3. a) Oceń, która sól (CaCO3 czy PbCO3) zacznie wytrącać się pierwsza. Jako pierwszy zacznie wytrącać się osad: …………………………………………………….. b) Oceń, który z węglanów (CaCO3 czy PbCO3) ma większą rozpuszczalność. Większą rozpuszczalność ma: ………………………………………………………………..
Zadanie 17. (3 pkt) Dobierz za pomocą bilansu elektronowego współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji. Nazwij typ reakcji redoks, do jakiego należy przemiana przedstawiona poniższym równaniem. a) ….S2- + ….SO32-
+ ….H+
….S
+ ….H2O
Bilans elektronowy:
b) Typ reakcji redoks: ……………………………………………….
Zadanie 18. (2 pkt) Podczas elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) można otrzymać różne produkty, w zależności od rodzaju materiału elektrod, wobec których prowadzona jest elektroliza. Do oczyszczania miedzi hutniczej została wykorzystana elektroliza wodnego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) wobec elektrod miedzianych. Zapisz równania reakcji elektrodowych zachodzących na elektrodach miedzianych podczas elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II). Katoda: ……………………………………………………… Anoda: ……………………………………………………….
Poziom rozszerzony
8
Zadanie 19. (2 pkt) Do trzech nieopisanych probówek wlano kolejno: wodę, kwas oraz zasadę, przez nieuwagę probówki pomieszano. W celu identyfikacji zawartości probówek wykonano doświadczenia zgodnie z poniższym rysunkiem:
K2SO3(aq)
I
K2SO3(aq)
K2SO3(aq)
II
III
KMnO4(aq) Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń sformułowano następujące obserwacje: W probówce I powstał zielony roztwór. W probówce II wytrącił się brunatny osad. W probówce III roztwór odbarwił się. Napisz, w których probówkach znajdowały się identyfikowane substancje: woda, kwas oraz zasada. Probówka I ……………………………………. Probówka II …………………………………… Probówka III ……………………………………
Zadanie 20. (3 pkt)
Oblicz pH, a następnie określ odczyn roztworu, który powstał po zmieszaniu 300 cm3 roztworu wodorotlenku potasu zawierającego 0,06 mola wodorotlenku potasu i 100 cm3 roztworu kwasu siarkowego(VI) zawierającego 0,01 mola kwasu siarkowego(VI) zdysocjowanego w 100%. Obliczenia:
Odpowiedź:
Poziom rozszerzony
9
Zadanie 21. (3 pkt) Azot tworzy cząsteczki dwuatomowe o bardzo mocnych wiązaniach i dlatego w powietrzu występuje obok tlenu w stanie wolnym. W bardzo wysokich temperaturach, podczas wyładowań elektrycznych, azot łączy się bezpośrednio z tlenem, tworząc tlenek azotu(II) według następującego równania reakcji: N2(g) + O2(g) → 2 NO(g)
∆H >0
Przedstaw na wykresie zależność energii układu, przedstawionego powyższym równaniem reakcji, od czasu reakcji oraz zaznacz energię aktywacji.
Zadanie 22. (3 pkt) Dokończ równania reakcji, zapisując produkty organiczne półstrukturalnymi (grupowymi) lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi: CH3 OH
+
KOH
wzorami
....................................................................…............ T
CH3
CH2
CHO + Cu(OH)2
........................................................................
OH CH3
+
NaOH ...............................................................................
10
Poziom rozszerzony
Zadanie 23. (2 pkt) Zaproponuj dwuetapową metodę otrzymywania aniliny (fenyloaminy) z benzenu, zapisując schemat procesu za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych). W schemacie uwzględnij reagenty i warunki przeprowadzenia reakcji.
…………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 24. (1 pkt) Moc kwasów określa się za pomocą wartości stałych dysocjacji. Poniżej podano stałe dysocjacji dla kwasów monokarboksylowych i chloroetanowych. Wzór kwasu CH3COOH HCOOH
Stała dysocjacji 1,75·10-5 1,837·10-4
Wzór kwasu Cl3CCOOH Cl2CHCOOH
Stała dysocjacji 2,5·10-1 6,7·10-2
Na podstawie W.Mizerski, Tablice Chemiczne. Wyd. Adamantan, Warszawa 1997
Na podstawie analizy danych zawartych w powyższej tabeli uszereguj wymienione kwasy według wzrastającej mocy. ……………………………………………………………………………………………… kierunek wzrostu mocy kwasów
Zadanie 25. (2 pkt) W czterech probówkach znajdują się: glicerol, etanol, etanal, kwas etanowy. A) Substancja z probówki III reaguje z wodorotlenkiem miedzi(II), tworząc po ogrzaniu ceglastoczerwony osad. B) Substancja z probówki II i IV reaguje z wodorotlenkiem miedzi(II), tworząc klarowne roztwory: w probówce II roztwór szafirowy, a w IV – niebieski. C) Substancja z probówki I i II reaguje z sodem, ale substancja z probówki I nie reaguje z wodorotlenkiem miedzi(II). D) Substancja z probówki IV barwi papierek uniwersalny na kolor czerwony. a) Podaj nazwy substancji znajdujących się w probówkach I, II, III, IV. Probówka I ……………………………………………………………… Probówka II …………………………………………………………… Probówka III …………………………………………………………… Probówka IV……………………………………………………………
Poziom rozszerzony
11
Zadanie 26. (2 pkt) Poniższy wzór przedstawia tetrapeptyd, który poddano całkowitej hydrolizie: O H2N CH
C
O
O NH
CH
C
NH
CH
CH2
CH2
CH2
SH
COOH
CH
C
NH
CH
COOH
CH2 CH3
COOH
CH3
Dla jednego aminokwasu powstałego w wyniku hydrolizy powyższego tetrapeptydu, napisz: a) parę enancjomerów:
b) wzór jonu obojnaczego:
Zadanie 27. (2 pkt) Do otrzymania 1 tony PCV zgodnie ze schematem nC2H2 → nC2H3Cl → zużyto 460 m3 acetylenu (warunki normalne). Oblicz wydajność procesu. Obliczenia:
Odpowiedź:
[ C2H3Cl ]n
Poziom rozszerzony
12
Zadanie 28. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, za pomocą którego można otrzymać propanon. Wybierz odczynniki spośród niżej podanych: propan-1-ol, propan-2-ol, kwas propanowy, wodorotlenek miedzi(II), woda amoniakalna, kwas siarkowy(VI), roztwór dichromian(VI) potasu. a) Narysuj schemat doświadczenia:
b) Zapisz przewidywane obserwacje: ................................................................................................................................................. ……………………………………………………………………………………………….
Zadanie 29. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenia zilustrowane poniższym rysunkiem. Po wykonaniu doświadczenia w I probówce pozostał zapach octu, a w II probówce był wyczuwalny nowy intensywny zapach. Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując do II probówki a nie dodano do I probówki:
………….
I
II kwas etanowy + etanol
nazwę
substancji,
którą
dodano
Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
13
dysleksja
Miejsce na naklejkę z kodem szkoły
MATERIAŁ DIAGNOSTYCZNY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 11 stron (zadania 1 – 26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Poziom podstawowy
2
Informacja do zadań 1. i 2. Rn-222 powstaje w wyniku rozpadu U-238 i wydziela się z materiałów promieniotwórczych w fundamentach budynków. Największe zagrożenie chorobą nowotworową wywołują cztery pierwsze stałe produkty rozpadu radonu. I 222 86
II 218 84
Rn
Po
III 214 82
Pb
IV 214 83
214 84
Bi
Po
Są one niebezpieczne, ponieważ wiążą się z wilgocią i kurzem i z tego powodu mogą osiadać w płucach , narażając nabłonek oskrzeli na działanie cząstek α emitowanych przez Po-218 i Po-214. Źródło: B. J. Alloway D. C. Ayres ,Chemiczne podstawy zanieczyszczania środowiska. PWN Warszawa 1999r. ( str. 383)
Zadanie 1. (1 pkt) Podaj, jakim rozpadom promieniotwórczym ulegają kolejno cztery pierwsze produkty rozpadu radonu: I....................... II..................... III......................IV........................
Zadanie 2. (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego największe zagrożenie chorobą nowotworową wywołują cztery pierwsze stałe produkty rozpadu radonu. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 3. (1 pkt) Dwudodatni jon pierwiastka grupy głównej zawiera 18 elektronów oraz 20 neutronów. Wskaż liczbę atomową Z oraz masową A tego pierwiastka. A. B. C. D.
Z= 18, Z= 38, Z= 20, Z= 18,
A= 38 A= 40 A= 40 A= 20
Zadanie 4. (2 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując rodzaj wiązania dla substancji o wzorach sumarycznych: CO2, Na2O i CS2. Określ rodzaj wiązania na podstawie różnicy elektroujemności łączących się pierwiastków. Wzór sumaryczny Rodzaj wiązania
CO2
Na2O
CS2
Poziom podstawowy
3
Zadanie 5. (2 pkt) Uzupełnij zdania, mając do dyspozycji następujące wyrażenia: 0,1 mola atomów, 0,1 mola cząsteczek, masa molowa i objętość molowa: 3,2 g siarki jest to ............................................................................................................siarki. 32 g siarki jest to .............................................................................................................siarki.
Informacja do zadań 6. i 7. Cynk i miedź to dwa często wykorzystywane w życiu codziennym metale różniące się właściwościami fizycznymi i chemicznymi.
Zadanie 6. (2 pkt) Napisz dwie właściwości fizyczne wspólne dla tych metali: 1.................................... 2.................................... Napisz jedną właściwość fizyczną odróżniającą te metale: ................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Wybierz, który z metali podany w informacji wstępnej reaguje z kwasem solnym i zapisz równanie reakcji w formie jonowej skróconej. .....................................................................................................................................
Zadanie 8. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w którym wykażesz, że chlor jest aktywniejszy od bromu. W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia, wybierając i wpisując w miejsce kropek brakujący odczynnik spośród podanych: woda wapienna, woda bromowa, woda chlorowa, roztwór chlorku potasu …………………….
KBr(aq) b) zapisz przewidywane obserwacje: …………………………………………………………………………………………………. c) zapisz równanie zachodzącej reakcji w formie cząsteczkowej: ………………………………………………………………………………………………… d) określ typ reakcji: ……………………………………………………………………
Poziom podstawowy
4
Zadanie 9. (3 pkt) Z prawej strony równania reakcji napisz, z jakim efektem energetycznym (egzotermicznym czy endotermicznym) przebiegają procesy przedstawione za pomocą poniższych równań reakcji: a) 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 ……………………………………………………………….. b) CaO + H2O → Ca(OH)2 ………………………………………………………………….... c) CaCO3 → CaO + CO2 ……………………………………………………………………….
Zadanie 10. (2 pkt) Do pięciu probówek, w których znajdowała się woda z kilkoma kroplami fenoloftaleiny, dodano następujące substancje: probówka I : SO2(g) probówka II : NaOH(s) probówka III : C2H5OH(aq) probówka IV : CaO(s) probówka V : K(s) Podaj numery wszystkich probówek, w których roztwór zabarwił się na malinowo. …………………………………………………………………………………………
Zadanie 11. (2 pkt) Na schemacie przedstawiającym fragment układu okresowego zaznaczono pięć strzałek oznaczonych numerami I, II, III, IV, V. grupy
1
okresy
1 2 3 4 5 6 7
2
13
14
15
16
17
II
I
III
IV
V
Podaj numery wszystkich strzałek, które wskazują wzrost charakteru niemetalicznego pierwiastków oraz numery wszystkich strzałek, które wskazują wzrost charakteru zasadowego tlenków pierwiastków. wzrost charakteru niemetalicznego ………………………………………………… wzrost charakteru zasadowego tlenków ……………………………………………
Poziom podstawowy
5
Zadanie 12. (1 pkt) Uzupełnij schematy równań reakcji, zapisując zamiast liter A i B przykładowy wzór lub symbol utleniacza lub reduktora: A tlenek żelaza (II) żelazo B tlenek węgla (II)
tlenek węgla (IV)
A.....................................
B.......................................
Zadanie 13. (2 pkt) Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym równaniu reakcji bilansu elektronowego: …KMnO4
+ ….K2SO3 + ….H2SO4
….MnSO4
+ ….K2SO4
metodą
+ ….H2O
Bilans elektronowy:
Zadanie 14. (2 pkt)
Oblicz, ile cm3 wody należy dolać do 300 g 40% roztworu soli, aby otrzymać 10% roztwór tej soli. Obliczenia:
Odpowiedź:
Poziom podstawowy
6
Zadanie 15. (1 pkt) Uzupełnij schemat doświadczenia, dopasowując odpowiedni odczynnik spośród: HCl(aq), KOH(aq) i NaCl(aq) tak, aby w każdej probówce wytrącił się osad:
…………..
…………..
………….
AgNO3(aq)
Na2SiO3(aq)
CuSO4(aq)
I
II
III
Zadanie 16. (1 pkt) Zaznacz prawidłowe zakończenie poniższego zdania. Tłuste plamy usuwa się za pomocą benzyny, gdyż: A. cząsteczki rozpuszczalnika i substancji rozpuszczanej mają budowę polarną. B. w cząsteczkach rozpuszczalnika i substancji rozpuszczanej występuje wiązanie kowalencyjne. C. w skład rozpuszczalnika wchodzą substancje o budowie polarnej, a substancja rozpuszczana ma budowę apolarną. D. w cząsteczkach rozpuszczalnika i substancji rozpuszczanej występuje wiązanie jonowe.
Zadanie 17. (2 pkt) Azotan (V) ołowiu (II) ulega rozkładowi termicznemu zgodnie z równaniem: 2Pb(NO3)2
T
2PbO + 4NO2 + O2
Oblicz, ile dm3 tlenku azotu (IV), odmierzonych w warunkach normalnych, wydzieli się w tej reakcji, jeżeli jednocześnie powstanie 8 gramów tlenu. Obliczenia:
Odpowiedź:
Poziom podstawowy
7
Zadanie 18. (4 pkt) Przeprowadzono kolejno następujące cztery doświadczenia: I. Spalono wstążkę magnezową. II. Otrzymaną po chwili substancję wprowadzono do zlewki z wodą i kroplą fenoloftaleiny. III. Następnie do otrzymanego barwnego roztworu dolewano kwasu chlorowodorowego do momentu jego odbarwienia. IV. Powstały roztwór zmieszano z roztworem ortofosforanu(V) sodu i otrzymano biały osad. a) Zapisz w formie cząsteczkowej równania trzech kolejnych reakcji chemicznych, które przebiegały w doświadczeniach I, II i III. ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... ..................................................................................................................................................... b) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która przebiegała w doświadczeniu IV. …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 19. (1 pkt) Zaznacz poprawną nazwę związku chemicznego o wzorze: CH3
C CH3
A. B. C. D.
CH CH
CH2
CH3
Br
3-bromo-4-metyloheks-4-en 4-bromo-2-metyloheks-2-en 3-bromo-1,1-dimetylopent-1-en 1-bromo-1,4,4-trimetylobuten
Zadanie 20. (2 pkt) Oceń poprawność poniższych informacji dotyczących zastosowania kwasów karboksylowych i estrów , zakreślając literę P, jeśli zdanie jest prawdziwe , lub literę F, jeśli zdanie jest fałszywe. 1. 2. 3. 4.
Sole sodowe kwasów karboksylowych to mydła. Ocet jest 10 % roztworem kwasu metanowego w wodzie. Bezacetonowy zmywacz do paznokci zawiera głównie octan etylu. Estry mają zastosowanie w produkcji perfum.
P P P P
F F F F
Poziom podstawowy
8
Zadanie 21. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wykresy zależności liczby atomów wodoru od liczby atomów węgla w cząsteczkach węglowodorów pewnych szeregów homologicznych.
szereg II
12 w cząsteczce
liczba atomów wodoru
13
11 10 9 8
szereg I
7 6 5 4 3 2 1 0 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
liczba atom ów w ęgla w cząs teczce
Na podstawie analizy informacji podanej na wykresie wybierz zdania prawdziwe: A. Węglowodory należące do I i II szeregu homologicznego mogą ulegać reakcji polimeryzacji. B. Węglowodory należące do I szeregu homologicznego to alkeny. C. Węglowodory należące do II szeregu homologicznego mogą ulegać reakcji substytucji. D. Węglowodory należące do I i II szeregu homologicznego mogą ulegać reakcji addycji.
Zadanie 22. (2 pkt) Wyprowadź wzór sumaryczny alkoholu o wzorze ogólnym CnH2n+1OH i masie molowej 46 g · mol-1. Obliczenia:
Wzór alkoholu:
Poziom podstawowy
9
Zadanie 23. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym rysunkiem:
glukoza
glukoza
I
II Cu(OH)2
W probówce I powstał ceglastoczerwony osad, natomiast w probówce II pojawił się szafirowy roztwór. Na podstawie podanych obserwacji wyjaśnij budowę glukozy, w tym celu dokończ następujące zdania. Przyczyną powstania ceglastoczerwonego osadu w probówce I jest obecność w cząsteczce glukozy grupy…………………………………………………………………………………... Natomiast pojawienie się szafirowego roztworu w probówce II świadczy o obecności grup ………………….…………………………………………………………………………
Zadanie 24. (2 pkt) Przedstaw projekt doświadczenia, którego celem jest wykrycie białka. W tym celu: a) uzupełnij poniższy schemat doświadczenia wpisując nazwę lub wzór odczynnika pozwalającego na identyfikację białka: .........................
białko jaja kurzego b) podaj nazwę przeprowadzonej reakcji identyfikacyjnej: ................................................................................................................
Poziom podstawowy
10
Zadanie 25. (3 pkt) Dokończ równania reakcji, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi: n CH2
p,T
CH2
CH3
CH
CH
CH3
CH2 OH
.......................................................................................................... CH3 + Br2 (aq)
....................................................................
+
....................................................................
NaOH
Zadanie 26. (3 pkt) Przeprowadzono trzy próby mające na celu identyfikację ciekłych węglowodorów z grup: alkanów, alkenów i węglowodorów aromatycznych, które zilustrowano poniższym rysunkiem:
Br2(aq)
I
Br2(aq)
HNO3(stęż.)i H2SO4(stęż.)
II
III
Obserwacje: - w probówce I nastąpiło odbarwienie wody bromowej, - w probówce II nie zaobserwowano żadnych zmian, - w probówce III powstała żółta substancja o zapachu migdałów. Zapisz, w której probówce znajdował się węglowodór z grupy alkanów, w której probówce węglowodór z grupy alkenów, a w której węglowodór aromatyczny. w probówce I: ………………………………… w probówce II: ………………………………… w probówce III: ………………………………..
Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
11
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-P1_1P-091
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
STYCZEŃ ROK 2009
POZIOM PODSTAWOWY Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron (zadania 1 – 26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (1 pkt)
Z podanego zbioru atomów i jonów (Ar, Na+, Cl−) wybierz te, które mają w stanie podstawowym konfigurację elektronową 1s22s22p63s23p6 (K2L8M8). Zaznacz prawidłową odpowiedź. A. Tylko Ar
B. Tylko Cl−
C. Ar i Cl−
D. Ar, Na+ i Cl−
Zadanie 2. (1 pkt) Liczba atomowa (Z) pewnego pierwiastka wynosi 53. W jednym z jego izotopów suma liczby protonów, elektronów i neutronów zawartych w atomie jest równa 180. Podaj liczbę masową (A) tego izotopu.
Liczba masowa (A): .....................................................................................................................
Zadanie 3. (3 pkt) Właściwości fizykochemiczne substancji zależą od ich budowy. Substancje można podzielić między innymi na trzy grupy: o budowie jonowej, o budowie kowalencyjnej, metale. Poniżej przedstawiono opis właściwości fizykochemicznych tych grup substancji. A. Substancje w różnych stanach skupienia, nieprzewodzące prądu elektrycznego nawet po stopieniu. B. W większości ciała stałe, przewodzące prąd elektryczny, ciągliwe i kowalne, posiadające połysk. C. Substancje stałe, mające wysokie temperatury topnienia, w stanie stałym nieprzewodzące prądu. Roztwory wodne tych substancji przewodzą prąd elektryczny. Na podstawie analizy powyższego tekstu uzupełnij poniższą tabelę, wpisując literę A, B lub C odpowiadającą opisowi właściwości odpowiednich grup substancji. Ze zbioru: Ag, Br2, CH4, NaCl, NaOH, Zn, wybierz i wpisz do tabeli symbole i wzory wszystkich substancji należących do danej grupy.
Grupa substancji o budowie kowalencyjnej o budowie jonowej metale
Opis właściwości substancji
Przykłady substancji
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 4. (1 pkt) Dane jest równanie reakcji chemicznej. a CaCO3 ⎯temperatur ⎯ ⎯ ⎯⎯→ CaO + CO2 ↑
Przedstaw interpretację tego równania, uzupełniając poniższe zdanie. Podczas
rozkładu
jednego
mola
CaCO3
powstaje
...................................... g CaO
oraz ...................................... dm3 CO2 (w warunkach normalnych).
Zadanie 5. (3 pkt) a) Określ charakter chemiczny tlenków, których wzory podano poniżej. Wzór tlenku
Charakter chemiczny
Cl2O7 MgO Na2O P4O10 SO3 b) Napisz wzory wszystkich podanych wyżej tlenków uporządkowanych na podstawie ich charakteru chemicznego od najbardziej zasadowego do najbardziej kwasowego.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 6. (1 pkt) Spośród tlenków o wzorach: CaO, SO2 i CO, wybierz i wpisz do tabeli wzory tych, których zachowanie wobec wody, kwasu i zasady opisano poniżej. Wzór tlenku
H2O reakcja zachodzi
Reakcja z HCl reakcja zachodzi
NaOH reakcja nie zachodzi
reakcja zachodzi
reakcja nie zachodzi
reakcja zachodzi
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
4
Zadanie 7. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenku fosforu(V) z wodą i z zasadą sodową. Równanie reakcji z wodą: ...................................................................................................................................................... Równanie reakcji z zasadą sodową: ......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując typ każdej z podanych reakcji. Wybierz określenia ze zbioru: analiza, synteza, wymiana pojedyncza, wymiana podwójna. Równanie reakcji
Typ reakcji
2CH3OH + 2Na → 2CH3ONa + H2 kat . CO + 2H2 ⎯⎯→ CH3OH
T NH4HCO3 ⎯ ⎯→ NH3 + H2O + CO2
Zadanie 9. (2 pkt) W trzech probówkach znajdują się wodne roztwory: octanu miedzi(II), octanu glinu i octanu srebra. a) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, wybierz i podaj wzór jednego odczynnika, którego użycie pozwoli strącić osady w każdej z probówek. Wzór odczynnika: ........................................................................................................................ b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji wytrącania osadu roztworem wybranego odczynnika w probówce z roztworem octanu miedzi(II). .......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Spośród podanych niżej równań reakcji (I - IV) wybierz i napisz numery tych, które przedstawiają procesy utleniania i redukcji. I. H3PO4 + 3KOH → K3PO4 + 3H2O II. 4KClO3 → 3KClO4 + KCl III. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl IV. K2S + H2SO4 → K2SO4 + H2S Reakcje utleniania i redukcji przedstawiają równania: ................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 11. (4 pkt) Przeprowadzono doświadczenia mające na celu zbadanie właściwości chemicznych wodnego roztworu węglanu sodu. roztwór wodorotlenku wapnia
roztwór kwasu octowego
I
II roztwór węglanu sodu
Uzupełnij opisy doświadczeń (I i II), podając przewidywane obserwacje. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas doświadczenia I oraz doświadczenia II. Obserwacje Doświadczenie I: ......................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Doświadczenie II: ........................................................................................................................ ...................................................................................................................................................... Równania reakcji Doświadczenie I: ......................................................................................................................... Doświadczenie II: .......................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Dobierz współczynniki w poniższym schemacie reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. HNO3 + Ag2S → AgNO3 + NO + S + H2O Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ......... HNO3 + ......... Ag2S → ......... AgNO3 + ......... NO + ......... S + ......... H2O
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 13. (2 pkt) Wodorowęglan amonu ulega rozkładowi termicznemu, tworząc wyłącznie produkty gazowe. ogrzewanie NH4HCO3(s) ⎯⎯⎯⎯ → NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)
Oblicz łączną objętość (w przeliczeniu na warunki normalne) gazowych produktów reakcji całkowitego rozkładu 1,58 g wodorowęglanu amonu. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 14. (2 pkt) Zbadano odczyn wodnych roztworów: etanolu, kwasu octowego i metyloaminy przy użyciu wskaźnikowych papierków uniwersalnych. Uzupełnij tabelę, wpisując obok wyników doświadczeń nazwy zidentyfikowanych roztworów substancji. Barwa papierka uniwersalnego czerwona żółta niebiesko-zielona
Roztwór substancji
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
7
Informacja do zadania 15. i 16. W tabeli zestawiono wartości temperatury wrzenia trzech izomerów pentanu (pod ciśnieniem 1013 hPa). Nazwa węglowodoru Temperatura wrzenia, oC n-pentan 36,1 2-metylobutan 27,8 2,2-dimetylopropan 9,4 Tablice chemiczne, Wyd. Adamantan, 1997, str. 193
Zadanie 15. (2 pkt) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) 2-metylobutanu i 2,2-dimetylopropanu. 2-metylobutan
2,2-dimetylopropan
Zadanie 16. (1 pkt) Na podstawie danych z tabeli podanej w informacji wstępnej, określ zależność pomiędzy budową izomerów pentanu a ich temperaturą wrzenia. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 17. (3 pkt) Poniżej przedstawiono schemat pewnej przemiany. + CH OH / H SO
3 2 4( stęż .) + Ag 2O / NH 3 + CuO / temp . ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ → związek C etanol ⎯⎯⎯⎯→ związek A ⎯⎯⎯⎯⎯ → związek B ←⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych oznaczonych literami A, B i C. Związek A: .................................................................................................................................. Związek B: .................................................................................................................................. Związek C: ..................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
8
Informacja do zadań 18. – 20. Przeprowadzono ciąg reakcji, których przebieg ilustruje poniższy schemat. 1 2 3 propan ⎯ ⎯→ 1-chloropropan ⎯ ⎯→ propen ⎯ ⎯→ 2-bromopropan
Zadanie 18. (1 pkt) Zaznacz odpowiedź, w której poprawnie określono typy reakcji oznaczonych na schemacie cyframi 1, 2 i 3. 1.
2.
3.
A.
addycja
eliminacja
substytucja
B.
substytucja
addycja
eliminacja
C.
substytucja
eliminacja
addycja
D.
addycja
substytucja
eliminacja
Zadanie 19. (1 pkt) Wpisz do tabeli wzory reagentów, których należało użyć jako substratów w celu przeprowadzenia przemian oznaczonych na schemacie numerami 1 i 3. Brakujące reagenty wybierz ze zbioru: Cl2, Br2, HBr, HCl, KOH. Reakcja
1.
3.
Wzór substancji
Zadanie 20. (1 pkt) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równanie reakcji 2. z powyższego schematu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzór pewnego związku organicznego. Podaj nazwy grup oznaczonych numerami I, II, III i IV.
IV CH3
III H2N
C
I
I: ...........................................................................................
OH
II: ..........................................................................................
O
III: ........................................................................................
II
OH
IV: ........................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
9
Zadanie 22. (4 pkt) Zaprojektuj sposób przygotowania 200 g wodnego roztworu octanu sodu o stężeniu 15% masowych. W tym celu: a) podaj, jakie ilości bezwodnego octanu sodu i wody należy użyć do przygotowania roztworu. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... b) zakreśl litery oznaczające potrzebny sprzęt.
A.
B.
C.
D.
c) wymień kolejne czynności, które należy wykonać aby sporządzić roztwór. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzór tripeptydu zbudowanego z reszt trzech aminokwasów: cysteiny (Cys), glicyny (Gly) i kwasu glutaminowego (Glu).
SH O H2N
CH
C
CH2
N H
CH2
O
CH
C
N
CH2
COOH
H
CH2 COOH Zaznacz, przez otoczenie kółkiem w podanym wzorze, wiązania peptydowe. Zaznacz i podpisz, stosując odpowiedni skrót, resztę glicyny.
10
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 24. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na wykrycie wiązań peptydowych w rozpuszczalnych w wodzie peptydach. W tym celu: a) wybierz potrzebne odczynniki ze zbioru: amoniakalny roztwór Ag2O, świeżo strącony Cu(OH)2, HNO3(stęż), zakwaszony roztwór KMnO4.
....................................................................................................................................................... b) napisz obserwacje, które potwierdzą obecność tych wiązań.
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Reakcję kwasu benzoesowego z zasadą sodową ilustruje równanie:
COOH + NaOH
COONa + H2O
Oblicz, ile cm3 wodnego roztworu NaOH o stężeniu 2 mol/dm3 należy użyć w celu całkowitego zobojętnienia 0,4 mola kwasu benzoesowego.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 26. (2 pkt) Imbir stosowany jest w medycynie naturalnej. Za ostry zapach imbiru i jego właściwości lecznicze odpowiedzialne są różne związki, między innymi zingeron o wzorze:
O CH2 CH2 C
CH3
O CH3 OH Na podstawie analizy wzoru zingeronu oceń poprawność poniższych zdań. Wpisz w odpowiednim wierszu tabeli literę P, jeśli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeśli uznasz zdanie za fałszywe. 1.
Zingeron może ulegać reakcji nitrowania.
2.
Zingeron daje pozytywny wynik próby Trommera.
3.
Zingeron może reagować z wodorotlenkiem sodu.
4.
Zingeron jest pochodną alkoholi aromatycznych.
12
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
Miejsce na naklejkę MCH-R1_1P-091
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
STYCZEŃ ROK 2009
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 15 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Życzymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Liczba masowa (A) pewnego izotopu pierwiastka E jest równa 234. Neutrony stanowią 60,68% liczby nukleonów. Oblicz wartość liczby atomowej (Z) tego pierwiastka. Obliczenie:
Odpowiedź:
Zadanie 2. (1 pkt) Sztuczne przemiany jądrowe można podzielić miedzy innymi na - reakcje jądrowe przebiegające według schematu: cząstka + jądro → nowe jądro + nowa cząstka - rozszczepienia jądrowe przebiegające według schematu: neutron + duże jądro → średnie jądro + średnie jądro + kilka neutronów - fuzje jądrowe przebiegające według schematu: jądro lekkie + jądro lekkie → nowe jądro + cząstka Na podstawie powyższego tekstu obok podanych równań przemian jądrowych wpisz nazwy tych przemian. 2 1
H + 31 H→ 42 He+ 01 n
1 0
141 92 1 n + 235 92 U → 56 Ba + 36 Kr + 3 0 n ...........................................................................................
1 0
198 1 n + 198 80 Hg → 79 Au + 1 p
...........................................................................................
...........................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt)
Źródłem neutronów może być reakcja jąder berylu z cząstkami α, którą opisuje równanie: 9 4
Be +
4 2
He →
A Z
X
+
1 0
n
Podaj liczbę masową (A) i symbol powstającego w tej reakcji nuklidu X. Liczba masowa (A): ............................................. Symbol: ........................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Przykładem reakcji katalizowanej jest synteza chlorku nitrozylu. Równanie reakcji bez katalizatora:
2NO + Cl2 ⇄ 2NOCl
Równania reakcji z udziałem katalizatora:
2NO + Br2 ⇄ 2NOBr 2NOBr + Cl2 ⇄ 2NOCl + Br2
Na podstawie podanych wyżej równań uzupełnij poniższe zdania. Katalizatorem reakcji syntezy chlorku nitrozylu jest ................................................................... Produktem przejściowym jest związek o wzorze ........................................................................
Zadanie 5. (2 pkt) W cząsteczkach związków organicznych orbitalom atomowym atomów węgla można przypisać różne typy hybrydyzacji. Uzupełnij poniższą tabelę. Schemat zhybrydyzowanych orbitali atomowych
Typ hybrydyzacji
Wzór półstrukturalny węglowodoru, w którego cząsteczkach wszystkim atomom węgla można przypisać ten typ hybrydyzacji
A.
B.
Zadanie 6. (1 pkt) Przygotowano mieszaninę wody z lodem i wody z etanolem. Wstaw znak X w odpowiednie pola tabeli, tak aby najpełniej scharakteryzować otrzymane mieszaniny. Układ Mieszanina
Woda z lodem Woda z etanolem
Jednoskładnikowy Dwuskładnikowy Jednofazowy Dwufazowy
4
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 7. (3 pkt) Jedną z podstawowych właściwości fizycznych, którymi różnią się substancje o wiązaniach jonowych, kowalencyjnych spolaryzowanych i kowalencyjnych (niespolaryzowanych) jest ich temperatura topnienia. Uzupełnij tabelę, przyporządkowując podanym substancjom odpowiedni rodzaj wiązania i prawdopodobną temperaturę topnienia. Wybierz spośród: rodzaj wiązania: kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe, temperatura topnienia (pod ciśnieniem 1013 hPa): –259,3 oC, –114,2 oC , 776,0 oC Nazwa substancji Chlorek potasu
Rodzaj wiązania
Temperatura topnienia, oC
Chlorowodór Wodór
Zadanie 8. (1 pkt) Na wykresie przedstawiono zmiany energii podczas przebiegu reakcji zachodzącej zgodnie ze schematem: A + B → C + D
Dokonaj analizy wykresu. Wybierz i podkreśl wszystkie określenia charakteryzujące tę reakcję. Reakcja: egzoenergetyczna, endoenergetyczna, o efekcie energetycznym E1, o efekcie energetycznym E2, o energii aktywacji E1, o energii aktywacji E2.
Zadanie 9. (2 pkt) Napisz równania reakcji zachodzących po wprowadzeniu H2S do wody. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Informacja do zadania 10. i 11. Poniżej przedstawiono opisy wybranych metod otrzymywania trzech tlenków. I
SO2
II Cr2O3 III NO
– powstaje oprócz siarczanu(VI) miedzi(II) i wody podczas reakcji stężonego kwasu siarkowego(VI) z miedzią w podwyższonej temperaturze. – powstaje oprócz azotu i wody podczas rozkładu dichromianu(VI) amonu. – powstaje oprócz wody w wyniku reakcji amoniaku z tlenem w obecności katalizatora platynowego.
Tlenki te różnią się charakterem chemicznym, co można wykazać, badając ich zachowanie wobec wody, kwasów i zasad.
Zadanie 10. (3 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji otrzymywania tlenków (I – III) opisanymi metodami. I: .................................................................................................................................................. II: ................................................................................................................................................. III: ................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) a) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory tlenków wymienionych w informacji do zadania, których zachowanie wobec wody, kwasu i zasady przedstawiono poniżej. Wzór tlenku
H2O reakcja nie zachodzi reakcja nie zachodzi reakcja zachodzi
Reakcja z HCl reakcja nie zachodzi reakcja zachodzi reakcja nie zachodzi
NaOH reakcja nie zachodzi reakcja zachodzi reakcja zachodzi
b) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenku reagującego z kwasem solnym i z zasadą sodową, wiedząc, że głównym produktem reakcji tego tlenku ze stężonym wodnym roztworem NaOH jest związek kompleksowy (hydroksokompleks), w którym liczba koordynacyjna jonu centralnego wynosi 6. Równanie reakcji z HCl(aq): ......................................................................................................... ......................................................................................................... Równanie reakcji z NaOH(aq): ...................................................................................................... .......................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 12. (3 pkt)
Zaprojektuj sposób przygotowania 200 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol/dm3. W tym celu: a) oblicz, jaką masę substancji należy użyć do przygotowania roztworu. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... b) wybierz i zaznacz litery opisujące odpowiedni sprzęt laboratoryjny.
A.
B.
C.
D.
E.
c) wymień kolejne czynności, które należy wykonać aby sporządzić roztwór. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt) Zgodnie z koncepcją Brönsteda, kwas to substancja, której cząsteczki zdolne są do oddawania protonów, zasada jest to substancja, której cząsteczki mogą przyłączać protony. Według Brönsteda rolę kwasu może spełniać cząsteczka obojętna, jon ujemny lub dodatni. Również zasady mogą być cząsteczkami obojętnymi, jonami ujemnymi lub dodatnimi. Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa, 1987.
Z podanego zbioru cząsteczek i jonów wybierz i wpisz do tabeli wzory tych, które w roztworach wodnych mogą pełnić rolę tylko kwasów, tylko zasad oraz kwasów lub zasad Brönsteda. H3O+, HCOO–, HS–, [Al(OH) (H2O)5]2+, CH3NH2, CH3COOH W roztworze wodnym może pełnić rolę tylko kwasu tylko zasady kwasu lub zasady Brönsteda Brönsteda Brönsteda Cząsteczka obojętna
–––
Kation Anion
––– –––
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 14. (3 pkt) W tabeli zestawiono wartości stopnia dysocjacji pewnego jednoprotonowego kwasu w roztworach o różnym stężeniu, w temperaturze 25 oC. c, mol/dm3
0,1
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
α, %
7,5
5,3
3,8
3,1
2,7
2,6
a) Na podstawie danych z tabeli wykonaj wykres zależności stopnia dysocjacji tego kwasu od stężenia molowego jego roztworu wodnego.
b) Odczytaj z wykresu wartość stopnia dysocjacji badanego kwasu w jego roztworze wodnym o stężeniu 0,5 mola/dm3. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 15. (3 pkt) W pewnym ogniwie galwanicznym zachodzi reakcja zilustrowana sumarycznym równaniem: Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag a) Uzupełnij poniższy rysunek ilustrujący działanie tego ogniwa. W tym celu wpisz przy znakach (–) i (+) słowo „anoda” lub „katoda” w zależności od tego, które z półogniw pełni tę rolę. Wpisz w odpowiednie miejsca symbole metali i wzory jonów stanowiących elementy składowe obu półogniw. .................................... (–) .....................
................
(+) .................................. ........................
................
b) Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. SEM: ............................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Oblicz, ile minut należy prowadzić proces elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) srebra prądem o natężeniu 2A, aby pokryć przedmiot metalowy warstwą srebra o masie 5,4 g. Rozwiązując zadanie, załóż, że wydajność prądowa procesu srebrzenia wynosi 100%, oraz przyjmij, że stała Faradaya F = 96 500 C/mol, a masa molowa srebra MAg = 108 g/mol. Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (2 pkt) Oblicz standardową entalpię tworzenia etenu z węgla i wodoru: 2C(s) + 2H2(g) → C2H4(g) znając efekty energetyczne reakcji: C(s) + O2(g) → CO2(g) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c) C2H4(g) + 3O2(g) → 2H2O(c) + 2CO2(g)
ΔH 10 = −393,5 kJ ΔH 02 = −571,8 kJ ΔH 30 = −1411,2 kJ
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 18. (2 pkt) Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) oraz podaj nazwy systematyczne dwóch węglowodorów o wzorze sumarycznym C5H10, wiedząc, że węglowodór I nie odbarwia wody bromowej, a węglowodór II odbarwia ją. Wzór półstrukturalny
Węglowodór I
Węglowodór II
Nazwa systematyczna
10
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 19. (2 pkt) Reakcja utleniania alkinów manganianem(VII) potasu w środowisku kwasowym znalazła zastosowanie do określania budowy tych węglowodorów. Procesy te przebiegają zgodnie z podanymi niżej schematami: +
KMnO4 , H R1-C≡C-R2 ⎯⎯ ⎯⎯ ⎯→ R1COOH + R2COOH KMnO4 , H + R-C≡C-H ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ RCOOH + CO2 KMnO4 , H + H-C≡C-H ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ 2CO2
Na podstawie powyższej informacji napisz wzory półstrukturalne (grupowe) alkinów, które poddano reakcji z zakwaszonym roztworem manganianu(VII) potasu, jeżeli otrzymano a) kwas etanowy (octowy) i tlenek węgla(IV).
....................................................................................................................................................... b) kwas etanowy (octowy) i kwas n–butanowy (masłowy).
.......................................................................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) Odwracalną reakcję estryfikacji kwasu etanowego z etanolem ilustruje równanie: CH3COOH + CH3CH2OH⇄ CH3COOCH2CH3 + H2O W naczyniu o objętości 1 dm3 zmieszano 1,25 mola kwasu etanowego, 2,00 mole alkoholu etylowego oraz niewielką ilość stężonego H2SO4 i ogrzewano do ustalenia stanu równowagi. Oblicz, z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku, liczbę moli estru w mieszaninie poreakcyjnej, jeżeli stężeniowa stała równowagi (Kc) tej reakcji w opisanych warunkach wynosi 1,00.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 21. (2 pkt) Utlenienie etanolu dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym ilustruje schemat: CH3CH2OH + Cr2O72– + H+ → CH3COOH + Cr3+ + H2O Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w tym schemacie , stosując metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ....... CH3CH2OH + ...... Cr2O72– + ...... H+ → ...... CH3COOH + ...... Cr3+ + ....... H2O
Zadanie 22. (4 pkt) W celu identyfikacji wodnych roztworów kwasu etanowego (octowego) i heksadekanianu (palmitynianu) potasu zbadano ich odczyn przy użyciu wskaźnikowych papierków uniwersalnych. a) Uzupełnij poniższą tabelę, podając zabarwienie papierka uniwersalnego i określając odczyn każdego roztworu. Zabarwienie papierka uniwersalnego
Odczyn roztworu
kwas octowy palmitynian potasu
b) Napisz w formie jonowej równania reakcji, które decydują o odczynie roztworów badanych substancji.
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
12
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 23. (2 pkt) Przeprowadzono identyfikację roztworów: glukozy, sacharozy, laktozy i skrobi, wykonując szereg doświadczeń. Na podstawie przedstawionych niżej wyników doświadczeń, ustal i wpisz do tabeli nazwy zidentyfikowanych związków. Doświadczenie
Wynik doświadczenia
Próba Trommera
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
Efekt Tyndala
występuje
nie występuje
nie występuje
nie występuje
Próba Tollensa
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
zachodzi
nie zachodzi
zachodzi
zachodzi
Hydroliza Nazwa związku
Zadanie 24. (3 pkt) a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w odpowiednie miejsca „H” i „OH” tak, aby utworzyć wzór D-glukozy w projekcji Fischera.
CHO
CH2OH
b) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające udowodnić, że cząsteczki glukozy zawierają grupy hydroksylowe przy sąsiednich atomach węgla. Wybierz odczynnik spośród: zawiesina Cu(OH)2, Br2(aq), FeCl3(aq), AgNO3(aq). Napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność grup hydroksylowych przy sąsiednich atomach węgla.
Odczynnik: ................................................................................................................................... Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Informacja do zadań 25. – 27. Dane są aminokwasy o następujących wzorach półstrukturalnych:
X CH2 COOH
Y CH2 CH2 CH2 COOH
NH2
Z CH3 CH COOH NH2
NH2
W CH3 CH2 CH CH COOH CH3 NH2
U HOOC CH2 CH COOH NH2
Zadanie 25. (1 pkt) Spośród przedstawionych wyżej aminokwasów wybierz ten, który nie może być aminokwasem białkowym. Napisz literę, którą oznaczono wzór tego aminokwasu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (1 pkt) Korzystając z podanych wyżej wzorów aminokwasów, napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu o sekwencji Z-X-U.
Zadanie 27. (1 pkt) Uzupełnij poniższe schematy, tworząc wzory dwóch diastereoizomerów (w projekcji Fischera) aminokwasu oznaczonego literą W.
COOH
COOH
CH2CH3
CH2CH3
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 28. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego). Wartości stopni utlenienia wpisz w odpowiednie pola.
H3C
CH
COOH
OH Zadanie 29. (1 pkt) Kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) wykazuje właściwości typowe dla kwasów karboksylowych oraz alkoholi. Grupa hydroksylowa pod wpływem utleniaczy przekształca się w grupę karbonylową. Na podstawie powyższych informacji uzupełnij schemat reakcji utleniania kwasu mlekowego, wpisując wzór półstrukturalny (grupowy) powstającego produktu organicznego. [O] CH3 CH COOH
OH
...............................................................................
Zadanie 30. (2 pkt) Imbir stosowany jest w medycynie naturalnej np. do leczenia przeziębień. Za ostry zapach imbiru i jego właściwości lecznicze odpowiedzialne są różne związki, między innymi zingeron o wzorze:
O CH2 CH2 C
CH3
O CH3 OH Na podstawie analizy wzoru zingeronu oceń poprawność poniższych zdań. Wpisz w odpowiednim wierszu tabeli literę P, jeśli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeśli uznasz zdanie za fałszywe. 1.
W cząsteczce zingeronu występuje grupa karbonylowa.
2.
Zingeron może ulegać reakcji nitrowania.
3.
Zingeron daje pozytywny wynik próby Tollensa.
4.
Zingeron może reagować z wodorotlenkiem sodu.
5.
W cząsteczce zingeronu znajduje się grupa estrowa.
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
15
Miejsce na naklejkę
MATERIAŁ ĆWICZENIOWY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
STYCZEŃ 2010
Czas pracy 150 minut
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 19 stron (zadania 1 – 36). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy kaŜdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania, prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. UŜywaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie uŜywaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, Ŝe zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. MoŜesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiązanie wszystkich zadań moŜna otrzymać łącznie 60 punktów
śyczymy powodzenia!
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 1. (1 pkt) Zapisz pełną konfigurację elektronową trójdodatniego jonu pierwiastka o liczbie atomowej Z = 26. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 2. (2 pkt) W skład rdzenia atomowego pewnego pierwiastka E wchodzi: 15 protonów, 16 neutronów i X elektronów. a) Podaj liczbę elektronów wchodzących w skład rdzenia atomowego. ………………………………………………………………………….. b) Napisz konfigurację elektronów walencyjnych dla atomu pierwiastka E za pomocą poziomów orbitalnych (zapis graficzny). …………………………………………………………………………..
Zadanie 3. (2 pkt) Narysuj wykres przedstawiający zmiany masy radu-225 w ciągu 60 dni. Uwzględnij następujące informacje: • okres półtrwania 225Ra τ1/2 = 15 dni, • masa radionuklidu po upływie 60 dni wynosiła 0,1 mg.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) W tabeli przedstawiono wartości elektroujemności wybranych pierwiastków wg Paulinga.
1 2 3 4
1 H 2,1 Li 1,0 Na 0,9 K 0,8
2
13
14
15
16
17
Be 1,5 Mg 1,2 Ca 1,0
B 2,0 Al 1,5 Ga 1,6
C 2,5 Si 1,8 Ge 1,8
N 3,0 P 2,1 As 2,0
O 3,5 S 2,5 Se 2,4
F 4,0 Cl 3,0 Br 2,8
Uzupełnij poniŜsze zdania, korzystając z danych zawartych w tabeli. Sól sodowa o największej róŜnicy elektroujemności pomiędzy pierwiastkami nazywa się ………………………………… . Siarczek o największej róŜnicy elektroujemności pomiędzy pierwiastkami posiada wzór…………………….......... .
Zadanie 5. (2 pkt)
Pierwiastek gal występuje w przyrodzie w postaci dwóch izotopów 69Ga i 71Ga. Oblicz procentowy skład izotopowy tego pierwiastka wiedząc, Ŝe masa atomowa galu wynosi 69,72 u. Obliczenia:
Odpowiedź:
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 6. (2 pkt) Na podstawie momentu dipolowego cząsteczek moŜna określić kształty prostych drobin chemicznych, np.: tlenku siarki(VI), tlenku węgla(IV), wody, amoniaku i tetrachlorometanu. Uzupełnij tabelę, wpisując nazwy cząsteczek wymienionych powyŜej związków chemicznych.
niepolarnych.
Wybierz spośród
Moment dipolowy
Kształt cząsteczki
µ=0
digonalna
µ=0
trygonalna
µ=0
tetraedryczna
Nazwa związku chemicznego
Zadanie 7. (1 pkt) PoniŜej przedstawiono geometrię cząsteczek: metanu, amoniaku i wody. We wszystkich cząsteczkach atom centralny występuje w stanie hybrydyzacji sp3. Kąty pomiędzy wiązaniami w cząsteczce metanu wynoszą 109°28’, co odpowiada wartości kąta tetraedrycznego. Natomiast w cząsteczce amoniaku kąty pomiędzy wiązaniami wynoszą 106°27’, a w cząsteczce wody 104°30’.
Wyjaśnij przyczynę zmiany wartości kątów pomiędzy wiązaniami w cząsteczkach amoniaku i wody w stosunku do wartości kąta tetraedrycznego. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (2 pkt) Zakwalifikuj kaŜdy z kwasów o następujących wzorach: HClO4(stęŜ.), H2S(aq), HF(aq), H2SO4(stęŜ.), HNO3(stęŜ.), HCOOH(aq) do odpowiedniej grupy lub grup związków (kwasy wieloprotonowe, kwasy słabe elektrolitycznie, kwasy o właściwościach utleniających).
Kwasy wieloprotonowe
Kwasy słabe elektrolitycznie
Kwasy o właściwościach utleniających
Zadanie 9. (1 pkt) Określ odczyn roztworów I, II i III na podstawie następujących danych: Roztwór I
Dane
Odczyn roztworu
[OH − ] = 0,0001
II
pH = 6
III
[H + ] = 10 −7
mol dm 3
mol dm 3
Zadanie 10. (1 pkt) śelazo spala się w chlorze, tworząc chlorek Ŝelaza(III), zgodnie z następującym równaniem reakcji: 2Fe(s) + 3Cl2(g) → 2FeCl3(s) Uzupełnij poniŜsze zdanie: W reakcji 1 mola atomów Ŝelaza z 2 molami cząsteczek chloru , przy załoŜeniu 100% wydajności reakcji, powstaje(-ą) ………… mol(-e) cząsteczek chlorku Ŝelaza (III).
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 11. (3 pkt) Napisz równanie reakcji w formie jonowej skróconej, przebiegającej między jonami MnO4- i NO2- w środowisku obojętnym. Dobierz współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………………….. Bilans elektronowy:
………………………………………………………….. ………………………………………………………….. …………………………………………………………...
Zadanie 12. (1 pkt) W trzech probówkach (I, II i III) znajdują się wodne roztwory kwasów: chlorowodorowego (solnego), siarkowego(VI), azotowego(V). W celu zidentyfikowania zawartości probówek, przeprowadzono dwa doświadczenia. Doświadczenie I: Do roztworów z probówek (I, II i III) dodano wodny roztwór azotanu(V) srebra(I). Doświadczenie II: Do roztworów z probówek (I, II i III) dodano wodny roztwór chlorku baru. Obserwacje z doświadczeń przedstawiono w tabeli: Nr probówki
Doświadczenie I
Doświadczenie II
Probówka I
brak objawów reakcji
brak objawów reakcji
Probówka II
wytrąca się biały osad
wytrąca się biały osad
Probówka III
wytrąca się biały osad
brak objawów reakcji
Na podstawie opisu objawów reakcji napisz nazwy kwasów, znajdujących się w probówkach oznaczonych numerami I, II i III. Probówka I: ………………………………………………….. Probówka II: …………………………………………………. Probówka III: …………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 13. (2pkt) Oblicz pH roztworu wodorotlenku wapnia, zawierającego 0,037 g Ca(OH)2 w 100 cm3 roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź:.
Zadanie 14. (1 pkt) Zbudowano ogniwo składające się z dwóch półogniw redoks A i B. 3+ Półogniwo A: Cr2 O72− + 14 H + + 6 e − → + 7 H 2O E 0A = +1,23 V ← 2Cr Półogniwo B: Fe 3+ + e −
→ ←
Fe 2+
E B0 = +0 ,77 V
Na podstawie podanych wartości standardowych potencjałów półogniw redoks, napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji, które zachodzi w ogniwie. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt ) Jednym ze stosowanych sposobów zapobiegania korozji duŜych obiektów jest tzw. ochrona protektorowa. a) Spośród poniŜszych metali podkreśl ten, który moŜe słuŜyć jako protektor do ochrony przed korozją stalowego kadłuba statku. Na,
Mg,
Cu,
Cd
b) Zapisz schemat ogniwa, które powstanie po zastosowaniu ochrony protektorowej. …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 16.(2 pkt) W trzech elektrolizerach I, II, III, przeprowadzono elektrolizę wodnych, roztworów: K2SO4, KOH i KCl wobec elektrod platynowych. Obserwacje przedstawiono w poniŜszej tabeli: Elektrolizer obserwacje
I na katodzie i anodzie wydzielają się bezbarwne, bezwonne gazy
II na katodzie wydziela się bezbarwny, bezwonny gaz, na anodzie wydziela się gaz barwy zółtozielonej o charakterystycznym zapachu
III na katodzie i anodzie wydzielają się bezbarwne, bezwonne gazy
pH > 7
pH = 7
pH = 7
pH > 7
pH > 7
pH = 7
pH wodnego roztworu przed elektrolizą pH wodnego roztworu po elektrolizie
Na podstawie przedstawionych informacji: a) nazwij produkty reakcji elektrodowych w elektrolizerach I, II, III.
Elektrolizer
I
II
III
Produkt reakcji katodowej
Produkt reakcji anodowej
b) uzasadnij, dlaczego w elektrolizerze II nastąpiła zmiana pH wodnego roztworu elektrolitu. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (2 pkt)
W dwóch naczyniach o róŜnej objętości: 1 dm3 (zbiornik I) i 2 dm3 (zbiornik II), w tej samej temperaturze przeprowadzono reakcję chlorowodoru z tlenem w fazie gazowej, przebiegającej zgodnie z równaniem: 4HCl(g) + O2(g) ⇄ 2H2O(g) + 2Cl2(g) W obu zbiornikach do reakcji uŜyto tę samą liczbę moli substratów. Szybkość reakcji w zbiorniku I (vI) jest opisana następującym równaniem: vI = k [HCl] 4[O2] a) Napisz równanie przedstawiające szybkość reakcji w naczyniu II o objętości dwukrotnie większej od naczynia I.
vII =
b) Oblicz, ile razy wzrosła lub zmalała szybkość reakcji w naczyniu II w stosunku do szybkości reakcji w naczyniu I.
v II = vI
Odpowiedź:
Informacja do zadania 18. i 19. Twardość wody przemijająca i nieprzemijająca jest spowodowana obecnością róŜnych soli głównie: wodorowęglanów, chlorków oraz siarczanów(VI) wapnia i magnezu.
Zadanie 18. (1 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji ilustrującej usuwanie twardości wody przez gotowanie. …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 19. (1 pkt) Określ do jakiego typu reakcji (syntezy, analizy, wymiany) moŜna zakwalifikować reakcję zachodzącą podczas gotowania wody. Typ reakcji: ………………………………………
10
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 20. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, które przedstawiono na rysunku:
KOH(aq)
Cr2(SO4)3(aq) W miarę dodawania po kropli roztworu wodorotlenku potasu, wytrącał się jasnozielony osad. Po dodaniu następnych porcji zasady uległ on rozpuszczeniu. Produktem reakcji rozpuszczenia osadu jest związek kompleksowy chromu (hydroksokompleks), w którym liczba koordynacyjna jonu centralnego wynosi 6. Zapisz w formie jonowej skróconej a) równanie reakcji otrzymywania osadu: …………………………………………………………………………………………………... b) równanie reakcji rozpuszczania osadu: …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 21. (2 pkt) Płytkę niklową o masie 100 g zanurzono w roztworze azotanu(V) srebra(I). Po pewnym czasie płytkę wyjęto, a po wysuszeniu jej masa wynosiła 107 g. Oblicz, ile gramów srebra osadziło się na płytce, wiedząc, Ŝe reakcja przebiegała zgodnie z równaniem: Ni + 2AgNO3 → Ni(NO3)2 + 2Ag Wynik podaj z zaokrągleniem do jednego miejsca po przecinku. W obliczeniach przyjmij przybliŜone wartości mas molowych: MNi = 59 g ⋅ mol-1, MAg = 108 g ⋅ mol-1. Obliczenia:
Odpowiedź:
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 22. (1 pkt) W trzech nieoznaczonych probówkach znajdowały się wodne roztwory alkoholu, aldehydu i kwasu karboksylowego. KaŜdy ze związków organicznych zawierał dwa atomy węgla w cząsteczce. Celem zaklasyfikowania związków organicznych do odpowiedniej grupy jednofunkcyjnych pochodnych węglowodorów, przeprowadzono trzy doświadczenia. Wyniki eksperymentów przedstawiono w poniŜszej tabeli. Wprowadzono następujące oznaczenia: + reakcja zachodzi, ─ reakcja nie zachodzi. Reakcja chemiczna
Związek I
Związek II
Związek III
z sodem
─
+
+
z roztworem wodorotlenku sodu
─
+
─
z amoniakalnym roztworem tlenku srebra(I)
+
─
─
Na podstawie opisu reakcji chemicznych przedstawionych w tabeli, napisz numer związku, który jest: alkoholem .................................................... aldehydem ................................................... kwasem karboksylowym ............................
Zadanie 23. (2 pkt) Oblicz rozpuszczalność tlenku węgla(IV) w temperaturze pokojowej, jeŜeli wiadomo, Ŝe do 1 dm3 wody wprowadzono 0,0386 mola CO2. Wynik podaj z zaokrągleniem do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 24. (2 pkt) Przeprowadzono reakcje przebiegające według następującego schematu:
rekcja I.
reakcja II.
a) Napisz wzory półstrukturalne związków organicznych oznaczonych literami X i Y. Wzór związku X:
Wzór związku Y:
b) Określ typy reakcji I. i II., posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej: Typ reakcji I.: .............................................................................................................................. Typ reakcji II.: .............................................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Białka zbudowane są z α-aminokwasów, wyodrębniono ich ponad 20, najprostsze to glicyna i alanina. Wpisz znak X w odpowiednie pola obok podanych zdań, wskazując, czy zdania te są prawdziwe, czy fałszywe: PRAWDA 1. Glicyna jest aminokwasem posiadającym centrum chiralności. 2. Alanina jest homologiem glicyny.
3. Alanina posiada dwa enancjomery.
FAŁSZ
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 26. (1 pkt) W poniŜszej tabeli przedstawiono wartości temperatur topnienia i wrzenia jednofunkcyjnych pochodnych węglowodorów. Nazwa systematyczna
Temperatura wrzenia (oC) 161 12 211 182 17
Temperatura topnienia (oC) 26 -136 6 41 -81
cykloheksanol chloroetan nitrobenzen benzenol etanoamina
Na podstawie: W. Mizerski, „Tablice chemiczne”, Wydawnictwo Adamantan, Warszawa 2008.
Na podstawie analizy danych zawartych w powyŜszej tabeli, napisz nazwy systematyczne wszystkich związków, które w temperaturze 20oC i pod ciśnieniem 1013 hPa występują w stanie skupienia: gazowym, ciekłym i stałym Stan skupienia
Nazwy systematyczne związków
gazowy ciekły stały
Zadanie 27. (2 pkt) Wzór taflowy przedstawia jeden ze znanych disacharydów. CH2OH H
C
CH2OH O
H
H
C
C
H
C
O
H
OH
H
C OH
H
C
OH
H
OH
C
C
C
C
H
OH
H
OH
O
a) Podaj nazwę disacharydu: …………………………………………………………………………………………… b) Napisz pełną nazwę anomeru monosacharydu, który powstanie po reakcji hydrolizy tego disacharydu: ………………………………………………………………………………………………
14
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 28. (3 pkt) Benzoesan sodu jest jedną z najbardziej znanych substancji konserwujących (symbol E 211), stosowaną w przemyśle spoŜywczym. Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równania reakcji 1., 2., 4., zachodzących zgodnie z poniŜszym schematem. Uwzględnij warunki reakcji.
Równanie reakcji 1.: ……………………………………………………………………………
Równanie reakcji 2.: ……………………………………………………………………………
Równanie reakcji 4.: ……………………………………………………………………………
Zadanie 29. (3 pkt) Wykonano doświadczenia przedstawione na poniŜszym rysunku: CuO
CH3COOH
CH3COOH
NaOH(aq) + fenoloftaleina
I. II. I a) Napisz po jednej obserwacji, wynikającej z prezentowanych doświadczeń: Probówka I.: ................................................................................................................................. Probówka II.: ................................................................................................................................ b) Zapisz równanie reakcji w formie cząsteczkowej przebiegającej w probówce I.: ......................................................................................................................................................
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
15
Informacja do zadania 30. i 31. PoniŜej przedstawiono schemat reakcji etylobenzenu z chlorem w zaleŜności od warunków przeprowadzenia reakcji.
Zadanie 30. (1 pkt) Uzupełnij zdania, wpisując według jakiego mechanizmu: czy elektrofilowego, przebiegają powyŜsze reakcje substytucji .
wolnorodnikowego
Reakcja substytucji etylobenzenu w obecności katalizatora FeCl3 przebiega według mechanizmu …………………………………….. . Reakcja
substytucji
etylobenzenu
w
obecności
światła
mechanizmu.......................................................... .
Zadanie 31. (2 pkt) Podaj nazwy systematyczne związków A i B. Nazwa związku A :…………………………………………….. Nazwa związku B :……………………………………………..
przebiega
według
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 32. (2 pkt) Węglowodory cykliczne wykazują właściwości chemiczne podobne do odpowiadających im węglowodorów alifatycznych. Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli odróŜnić cykloheksan od cykloheksenu. W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę uŜytego odczynnika wybranego spośród podanych: • mieszanina nitrująca, • woda bromowa, • woda amoniakalna. ............................
............................
I
II
cykloheksan
cykloheksen
b) zapisz obserwacje: Probówka I: ................................................................................................... Probówka II: ..................................................................................................
Zadanie 33. (1 pkt) Woski to nierozpuszczalne w wodzie tłuszczopochodne substancje, słuŜące często w świecie roślinnym i zwierzęcym jako powłoki ochronne. Woski roślinne i zwierzęce są mieszaninami estrów nasyconych kwasów karboksylowych i alkoholi o długich prostych łańcuchach. Na podstawie:P. Mastalerz , „Chemia Organiczna”Wyd. PWN, Warszawa 1986.
Zapisz równanie reakcji, wraz z warunkami jej przeprowadzenia, pozwalające na otrzymanie związku o wzorze:
……………………… + ………………………
…………………………… + ……
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
17
Zadanie 34. (1 pkt) Najnowsze prace naukowców z Uniwersytetu Południowej Karoliny pokazują, Ŝe tradycyjne świeczki parafinowe emitują więcej szkodliwych składników niŜ świeczki woskowe. Tłumaczy się to stosunkowo niską temperaturą palenia się świec parafinowych, która pozwala na przetrwanie i obecność w dymie takich składników, jak benzen czy toluen. Uzupełnij zdanie, które pozwoli wyjaśnić, dlaczego warto zmienić świeczki parafinowe na woskowe: Dym świeczek parafinowych zawiera szkodliwe węglowodory …………………….……….., które
mają
działanie………………………,
poniewaŜ
ich
cząsteczki
posiadają
wiązanie……………………………
Zadanie 35. (2 pkt) Przedstaw projekt doświadczenia, za pomocą którego moŜna otrzymać kwas octowy. W tym celu: a) uzupełnij schematyczny rysunek, wpisując nazwę uŜytego odczynnika, wybranego spośród niŜej podanych: • • •
tlenek miedzi(II), zakwaszony wodny roztwór manganianu(VII) potasu, zawiesina świeŜo strąconego wodorotlenku miedzi(II)
Schematyczny rysunek:
.........................................................................
etanol
b) zapisz dwie obserwacje, jakich dokonano podczas przebiegu doświadczenia: ....................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
18
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 36. (1 pkt) PoniŜej narysowano wzory trzech stereoizomerów 2,3-dichlorobutanu w projekcji Fischera.
Podaj numery wzorów cząsteczek 2,3 ─ dichlorobutanu, które są optycznie czynne. Numery wzorów: ………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
19
Miejsce na naklejkę
MATERIAŁ ĆWICZENIOWY Z CHEMII POZIOM PODSTAWOWY
STYCZEŃ 2010
Czas pracy 120 minut
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 14 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy kaŜdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania, prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. UŜywaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie uŜywaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, Ŝe zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. MoŜesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. śyczymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań moŜna otrzymać łącznie 50 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 1. (2 pkt) W skład rdzenia atomowego pewnego pierwiastka wchodzi: 16 protonów, 16 neutronów i 10 elektronów. Napisz pełną konfigurację elektronową atomu tego pierwiastka oraz podaj liczbę elektronów walencyjnych. Konfiguracja elektronowa: .......................................................................................................... Liczba elektronów walencyjnych: ...............................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) Korzystając z układu okresowego pierwiastków, zapisz wzory trzech jonów o konfiguracji elektronowej identycznej z konfiguracją kationu magnezu. Wzory jonów: …………………………………………………………………………………………
Zadanie 3. (2 pkt)
PoniŜszy wykres ilustruje zmiany masy radioizotopu 225Ac, jakie następują w ciągu 50 dni.
Na podstawie wykresu, uzupełnij brakujące dane: Okres półtrwania aktynu-225 wynosi …………….. dni. Po upływie 30 dni masa radioizotopu zmniejszy się o ………………. mg.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
3
Zadanie 4. (1 pkt) W atomie pewnego pierwiastka X elektrony rozmieszczone są na trzech powłokach elektronowych. Liczba elektronów walencyjnych wynosi 7. Zapisz wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X:
Zadanie 5. (1 pkt) W laboratorium przeprowadzono destylację skroplonego powietrza. Na podstawie informacji zawartych w poniŜszej tabeli, uzupełnij zdania, wpisując nazwę odpowiedniego gazu. Tabela. Temperatury wrzenia wybranych gazów Gaz Tlen Azot Wodór Hel
Temperatura wrzenia [°C] -183 -196 -253 -269
Gazem, który oddestyluje jako pierwszy, będzie……………………………………………… Ostatnim produktem destylacji jest ……………………………………………………............
Zadanie 6. (2 pkt) Stały chlorek sodu NaCl nie przewodzi prądu elektrycznego. Natomiast po rozpuszczeniu soli w wodzie powstały roztwór wykazuje przewodnictwo elektryczne. Wyjaśnij, dlaczego stały chlorek sodu nie przewodzi prądu elektrycznego w przeciwieństwie do wodnego roztworu tej soli. W uzasadnieniu uwzględnij rodzaj wiązania w chlorku sodu oraz proces zachodzący podczas rozpuszczania soli w wodzie. Stały chlorek sodu nie przewodzi prądu elektrycznego, poniewaŜ ……………………………. …………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………….. Wodny roztwór chlorku sodu wykazuje przewodnictwo elektryczne, poniewaŜ………………. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
4
Zadanie 7. (1 pkt) WskaŜ zdanie fałszywe, zakreślając odpowiednią literę. A. Związki o budowie jonowej lub kowalencyjnej spolaryzowanej po rozpuszczeniu w wodzie przewodzą prąd elektryczny. B. Substancje o budowie kowalencyjnej mają zazwyczaj niŜsze temperatury topnienia niŜ substancje jonowe. C. Związki o budowie kowalencyjnej rozpuszczają się łatwiej w wodzie niŜ związki o budowie jonowej. D. Substancje o budowie jonowej po stopieniu przewodzą prąd elektryczny.
Zadanie 8. (1 pkt) Spośród niŜej przedstawionych tlenków: P4O10, CaO, SiO2, CO, K2O, SO2 wypisz wzory tych związków, które wprowadzone do zlewki z wodą i oranŜem metylowym zabarwią roztwór na kolor czerwony. …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 9. (1pkt) Wody radoczynne to swoiste, lecznicze wody podziemne, zawierające pierwiastki promieniotwórcze, głównie radon - 222. W Polsce występują głównie w Sudetach, Karpatach i Ustroniu. PoniŜsza tabela zawiera ocenę radoczynności wód naturalnych według następującej skali.
Radoczynność słaba średnia silna bardzo silna
Aktywność radonu [Bq*/dm3] poniŜej 74 74 - 370 370 - 3700 powyŜej 3700
*Bq – bekerel; jednostka radioaktywności pierwiastka promieniotwórczego. W pewnym regionie Polski pobrano próbkę wody i przeprowadzono jej analizę. Stwierdzono, Ŝe aktywność obecnego w niej radonu wynosi 0,3 Bq/cm3. Korzystając z informacji przedstawionych w tabeli, podaj ocenę radoczynności próbki wody pobranej w pewnym rejonie Polski. .......................................................................................................................................................
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
5
Zadanie 10. (2 pkt) W laboratorium tlen otrzymuje się w wyniku termicznego rozkładu manganianu(VII) potasu KMnO4 zgodnie z równaniem: T K2MnO4 + MnO2 + O2 2KMnO4 Oblicz, ile gramów manganianu(VII) potasu naleŜy uŜyć, aby w reakcji termicznego rozkładu tej soli otrzymać 112 cm3 tlenu w warunkach normalnych. W obliczeniach przyjmij przybliŜone wartości mas molowych: MK = 39 g ⋅ mol-1, MMn = 55 g ⋅ mol-1, MO = 16 g ⋅ mol-1. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 11. (3 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji przedstawionych na poniŜszym schemacie:
X CaO
Y Ca
1.
Ca(OH)2 2.
Y 3. Równanie 1.: …………………………………………………………………………………… Równanie 2.: …………………………………………………………………………………… Równanie 3.: ……………………………………………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
6
Zadanie 12. (2 pkt) Celem zbadania właściwości chemicznych następujących wodorków niemetali: metanu CH4, amoniaku NH3 i siarkowodoru H2S przeprowadzono poniŜsze doświadczenia: Doświadczenie I: KaŜdy z wodorków wprowadzono do probówek z wodą i zbadano odczyn roztworu. Doświadczenie II: KaŜdy z wodorków wprowadzono do probówek z roztworem wodorotlenku sodu. Stwierdzono zmianę odczynu roztworu w jednej probówce. Doświadczenie III: KaŜdy z wodorków wprowadzono do probówek z roztworem kwasu solnego (chlorowodorowego). Stwierdzono zmianę odczynu roztworu w jednej probówce. a) Określ odczyn roztworów otrzymanych po wprowadzeniu gazowych wodorków niemetali: metanu, amoniaku i siarkowodoru do wody.
Wzór wodorku
CH4
NH3
H2S
Odczyn roztworu
b) Napisz wzór wodorku, który w doświadczeniu II reagował z roztworem wodorotlenku sodu.
Zadanie 13. (1 pkt) W celu porównania aktywności wybranych metali przeprowadzono kilka doświadczeń. Po ich zakończeniu sformułowano wnioski w formie równań reakcji i przedstawiono je w poniŜszej tabeli. Zn +CuCl2 → ZnCl2 + Cu CuCl2 + Fe → FeCl2 +Cu ZnCl2 + Cu → reakcja nie zachodzi FeCl2 + Zn → ZnCl2 + Fe Korzystając z powyŜszych informacji, uszereguj badane metale (miedź, cynk i Ŝelazo) pod względem aktywności od: najmniejszej do największej. ....................................................................................................................................................... wzrost aktywności
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
7
Zadanie 14. (2 pkt) Do 90 g glukozy dodawano wody aŜ do otrzymania 180 g mieszaniny, którą następnie ogrzano do temperatury 40 0C. Określ, wykonując odpowiednie obliczenia chemiczne, jaki roztwór (nasycony /nienasycony) otrzymano w tej temperaturze. Przyjmij, Ŝe rozpuszczalność glukozy w temperaturze 40 0C wynosi około 160 g /100 g H2O. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 15. (1 pkt) Reakcje utleniania i redukcji przedstawiono za pomocą poniŜszych schematów: Nr schematu
Schemat reakcji
I
Fe → Fe 2+
II
Fe 3+ → Fe 2+
III
Fe 2+ → Fe 3+
IV
Fe → Fe 3+
Uzupełnij zdanie, wpisując odpowiedni numer schematu reakcji. Reakcje utleniania przedstawiają schematy opisane numerem (-ami):......................................., natomiast reakcje redukcji przedstawiają schematy opisane numerem (-ami):……………….. .
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
8
Zadanie 16. (1 pkt) Podkreśl właściwe zakończenie zdania. Kwas solny otrzymuje się w wyniku A. B. C. D.
reakcji tlenku chloru(I) z wodą. reakcji tlenku chloru(VII) z wodą. rozpuszczania chlorowodoru w wodzie. rozpuszczania chloru w wodzie.
Zadanie 17. (2 pkt) ] Reakcję jonów Ŝelaza(II) z jonami azotanowymi(V) w środowisku kwasowym ilustruje schemat: NO3- + Fe2+ + H+ →Fe3+ + NO + H2O
Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w tym schemacie, stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... Równanie reakcji: …… NO3- + …… Fe2+ + …… H+ → …… Fe3+ + …… NO + …… H2O
Zadanie 18. (2 pkt) Na podstawie podanych substratów oraz typów przemian chemicznych, wpisz do tabeli nazwy produktów reakcji.
Reakcja Nazwa(-y) substratu(-ów) chemiczna reakcji
Typ reakcji chemicznej
1.
cynk, kwas siarkowy(VI)
wymiana
2.
węglan wapnia
analiza
Nazwa(-y) produktu(-ów) reakcji
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
9
Informacja do zadań 19. –20. Przeprowadzono doświadczenia zilustrowane na poniŜszych rysunkach. KCI(aq)
NaOH(aq)
KOH(aq)
Na2SO4(aq)
HNO3
AlCl3(aq)
I
II
III
Zadanie 19. (1 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, podaj numer probówki, w której nie zaszła reakcja chemiczna. Numer probówki: ...............................
Zadanie 20. (2 pkt) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, zachodzącej w probówce II i III. Probówka II:.............................................................................................................................
Probówka III:..........................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz wodorotlenek cynku. W tym celu: a) podkreśl dwa odpowiednie odczynniki spośród: • cynku • tlenku cynku • wodnego roztworu chlorku cynku • wodnego roztworu wodorotlenku potasu • wody b) zapisz przewidywane obserwacje: …………………………………………………………………………………………………...
10
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
Zadanie 22. (2 pkt) Uzupełnij równania reakcji, wpisując wzory brakujących substratów lub produktów oraz dobierz współczynniki stechiometryczne. ………….. + …….. N2O5 .……. Na + …………..
…… KNO3 ……NaOH
+ ……………. +
……………
Zadanie 23. (1 pkt) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz schemat ciągu reakcji prowadzących od etanolu do polietylenu (bez uwzględniania warunków reakcji).
Zadanie 24. (2 pkt) Jodyna to roztwór jodu w alkoholu etylowym o stęŜeniu procentowym od 3% do 7%. Stosowany jest powszechnie jako środek dezynfekcyjny. Na podstawie T.M. Krygowski: Słownik szkolny, chemia, WSiP, Warszawa 2004.
Oblicz, w jakiej objętości alkoholu etylowego o gęstości d = 0,78 g·cm-3 naleŜy rozpuścić 10 gramów jodu, aby otrzymać 5% roztwór jodyny. Wynik podaj w cm3 z zaokrągleniem do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
11
Zadanie 25. (1 pkt) Podaj nazwę systematyczną węglowodoru przedstawionego poniŜszym wzorem.
Nazwa węglowodoru: …………………………………………………………………………..
Zadanie 26. (4 pkt) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi), uzupełnij brakujące substraty i produkty oraz dobierz współczynniki stechiometryczne w poniŜszych równaniach reakcji.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
12
Zadanie 27. (1 pkt) Po wykonaniu doświadczenia w I probówce powstała substancja o zapachu gorzkich migdałów a w II probówce nie zaobserwowano nowego zapachu.
Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując odpowiednio heksan lub benzen. ............................
............................
II
I
HNO3(stęŜ.) i H2SO4(stęŜ.)
HNO3(stęŜ.) i H2SO4(stęŜ.)
Zadanie 28. (2 pkt) Przeprowadzono cykl reakcji, których przebieg ilustruje poniŜszy schemat: światło
propen
2-chloropropan I.
2,2-dichloropropan II.
Napisz równania reakcji oznaczone numerami I. i II. zilustrowane na powyŜszym schemacie, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. I.: …………………………………………………………………………………………… II.: …………………………………………………………………………………………..
Zadanie 29. (2 pkt) Przyporządkuj równania reakcji z kolumny I do typu reakcji z kolumny II. I
II
Odpowiedź
1) CH3
CH2
CH3 + Br2
światło
CH3
CH
CH3 + HBr
a) reakcja addycji
1)
Br
b) reakcja substytucji 2) CH3
CH2 OH
Al2O3 temp.
CH2
CH2
+ H2O
2) c) reakcja eliminacji
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
13
Zadanie 30. (2 pkt) Przedstaw projekt dwuetapowego doświadczenia, które wykaŜe, Ŝe sacharoza jest zbudowana z cukrów prostych o właściwościach redukujących. W tym celu: a) uzupełnij poniŜsze opisy dwóch kolejnych etapów doświadczenia, wpisując wzory potrzebnych odczynników wybranych spośród: HCl(aq), NaOH(aq), NH3(aq), Cu(OH)2 zawiesina, I2 w KI(aq) ETAP I
…………………..
C12H22O11(aq)
ETAP II:
…………………..
roztwór z etapu I
b) zapisz obserwacje wynikające z II etapu doświadczenia potwierdzające właściwości redukujące badanego roztworu. …………………………………………………………………………………………………...
14
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
Materiał ćwiczeniowy zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu. Materiał ćwiczeniowy chroniony jest prawem autorskim. Materiału nie naleŜy powielać ani udostępniać w Ŝadnej formie poza wykorzystaniem jako ćwiczeniowego/diagnostycznego w szkole.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
MATERIAŁ ĆWICZENIOWY Z CHEMII
STYCZEŃ 2011
POZIOM ROZSZERZONY Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 19 stron (zadania 1 – 32). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy kaŜdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. UŜywaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie uŜywaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, Ŝe zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. MoŜesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
2
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
Zadanie 1. (2 pkt) PoniŜszy wykres przedstawia zmiany masy radionuklidów promieniotwórczych A,B,C w czasie.
Na podstawie wykresu: a) uszereguj radionuklidy promieniotwórcze A, B, C według rosnącej trwałości
b) podaj czas połowicznego rozpadu τ1/2 izotopu A Czas połowicznego rozpadu τ1/2 izotopu A wynosi: ……………………………………………
Zadanie 2. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniŜszych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeŜeli uznasz zdanie za prawdziwe lub literę F, jeŜeli uznasz je za fałszywe. Lp. Zdanie 1. Zasada nieoznaczoności Heisenberga głosi, Ŝe niemoŜliwe jest równoczesne dokładne określenie połoŜenia i pędu elektronu. 2. Liczbę atomowych poziomów orbitalnych, odpowiadających danemu podpoziomowi energetycznemu, obliczamy ze wzoru 2l + 2. 3. Zbiór stanów kwantowych, które moŜna opisać tą samą wartością głównej liczby kwantowej (n) oraz pobocznej liczby kwantowej (l) nazywamy powłoką elektronową.
P/F
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
3
Zadanie 3. (1 pkt) Wodoroortofosforan(V)amonu jest bezbarwną substancją krystaliczną, rozpuszczalną w wodzie, stosowaną jako nawóz sztuczny, środek do impregnacji drewna oraz topnik w procesie lutowania. Jedną z metod otrzymywania tej soli jest reakcja między wodą amoniakalną i roztworem kwasu ortofosforowego(V). Zapisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania wodoroortofosforanu(V) amonu: …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 4. (2 pkt) Korzystając z pojęcia hybrydyzacji orbitali atomowych, moŜna określić kształty prostych cząsteczek związków chemicznych, np.: propanu, etynu (acetylenu), benzenu, benzenokarboaldehydu (aldehydu benzoesowego), kwasu etanowego (octowego). Uzupełnij tabelę, przyporządkowując narysowanym schematom zhybrydyzowanych orbitali atomowych typ hybrydyzacji i nazwy wymienionych powyŜej związków chemicznych, w których wszystkim atomom węgla moŜna przypisać ten sam kształt zhybrydyzowanych orbitali atomowych. Schemat zhybrydyzowanych orbitali atomowych
A.
B.
Typ hybrydyzacji
Nazwa związku chemicznego, w którego cząsteczce wszystkim atomom węgla moŜna przypisać ten sam typ hybrydyzacji.
4
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
2
Zadanie 5. (2 pkt) W podanym tekście uzupełnij informacje dotyczące budowy grafitu. Grafit jest jedną z odmian alotropowych węgla o strukturze przedstawionej na poniŜszym rysunku, w której atomy pierwiastka wykazują hybrydyzację ………………….. (sp2/sp3). KaŜdy atom węgla tworzy ……………………… (trzy/cztery) wiązania kowalencyjne w obrębie warstw zbudowanych z sześcioczłonowych pierścieni. Pomiędzy warstwami istnieją ………….…………………………………………………… (wiązania wodorowe/ oddziaływania van der Waalsa). Zdolność grafitu do przewodzenia prądu elektrycznego spowodowana
jest
obecnością
w
obrębie
struktury
krystalicznej
elektronów
zdelokalizowanych pochodzących z niezhybrydyzowanych ………………………………… (orbitali typu p / orbitali typu s).
Rys. Model sieci krystalicznej grafitu.
Zadanie 6. (1 pkt) Synteza amoniaku przebiega zgodnie z następującym równaniem reakcji:
Uzupełnij poniŜsze zdanie: W reakcji 28 gramów azotu z 2,25 molami cząsteczek wodoru w warunkach normalnych, przy załoŜeniu 100% wydajności reakcji otrzymano …………… dm3 amoniaku.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
2
5
Zadanie 7. (2 pkt) W pięciu zlewkach przygotowano następujące mieszaniny: - wodny roztwór chlorku amonu, - wodny roztwór albuminy (białka jaja kurzego), - kleik skrobiowy, - wodny roztwór kwasu etanowego (octowego), - wodny roztwór Ŝelatyny. KaŜdą zlewkę z mieszaniną poddano badaniu, polegającym na oświetlaniu wiązką światła przechodzącą przez szczelinę w czarnej kartce papieru. Obserwowano, w jaki sposób wiązka światła przechodzi przez zlewki z badanymi mieszaninami. Doświadczenie prowadzono w zaciemnionym pomieszczeniu według poniŜszego schematu: czarna kartka ze szczelina zrodlo swiatla badany roztwor
Zaobserwowano, Ŝe wiązka światła przechodząc przez zlewki z niektórymi mieszaninami tworzy świetlny stoŜek zwany efektem Tyndalla.
a) Uzupełnij tabelę, wpisując nazwy mieszanin, w których przechodząca wiązka światła daje efekt Tyndalla. Mieszaniny dające efekt Tyndalla:
b) Dokończ poniŜsze zdanie:
Badane mieszaniny dające efekt Tyndalla to układy: ………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………...
6
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
Zadanie 8. (2 pkt)
Badano próbkę zawierającą jony: Ba2+ i Fe3+. Próbkę podzielono na dwie części i przeprowadzono następujące doświadczenia:
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, przebiegających w obu zlewkach.
Równanie I.: ……………………………………………………………………………………
Równanie II.: …………………………………………………………………………………..
Zadanie 9. (3 pkt)
Zmieszano 1 dm3 roztworu zawierającego jony Pb2+ o stęŜeniu 0,008 mol·dm-3 i 1 dm3 roztworu zawierającego jony Cl- o stęŜeniu 0,010 mol·dm-3. Wykonaj obliczenia i oceń, czy po zmieszaniu roztworów wytrąci się osad chlorku ołowiu(II), jeśli iloczyn rozpuszczalności chlorku ołowiu(II) w temperaturze 25ºC wynosi 1,6·10-5 (Kso=1,6·10-5). Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………………..
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
2
7
Informacja do zadań 10. i 11. Chrom został odkryty w 1798 roku w minerale krokoicie PbCrO4 przez francuskiego chemika Louisa Vauquelina. Odkrywca nadał mu nazwę od greckiego słowa „chroma” (barwa) ze względu na wielobarwność jego połączeń. Przeprowadzono cykl przemian zilustrowanych na poniŜszym schemacie:
Zadanie 10. (2 pkt) Zapisz, co zaobserwowano podczas przebiegu reakcji 1 i 5.
Obserwacja podczas przebiegu reakcji 1.: ……………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
Obserwacja podczas przebiegu reakcji 5.: ……………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 11. (2 pkt) Zapisz w formie jonowej skróconej równania reakcji: 2 i 4.
Równanie reakcji 2.: ……………………………………………………………………………
Równanie reakcji 4.: …………………………………………………………………………....
Zadanie 12. (2 pkt) Uzupełnij tabelę, wybierając warunek. Lp.
Warunki
1.
reagują z wodą
2.
reagują z mocnym oraz mocną zasadą
spośród wzorów tlenków te, które spełniają podany
Wzory przykładowych tlenków SiO2, CO, Cl2O7, NO2 kwasem MgO, Al2O3, Li2O, ZnO
Wzory wybranych tlenków
8
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
2
Zadanie 13. (3 pkt) Dokończ poniŜsze równanie reakcji, wpisując wzory brakujących produktów oraz dobierz współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Równanie reakcji: …CH3─CH─CH3 + …K2Cr2O7 + …H2SO4 → ………………………………………………... │ OH Bilans elektronowy: …………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………...
Zadanie 14. (2 pkt) Przeprowadzono doświadczenia zilustrowane na poniŜszym rysunku:
oranŜ metylowy
I.
NaOH(stęŜ.)
II.
Pb(NO 3 )2 (aq)
III.
(NH 4 ) 2 SO 4 (aq)
Zapisz, co zaobserwowano w probówkach I, II i III podczas doświadczeń: Probówka I.: ………………………………………………………………………………….... …………………………………………………………………………………………………... Probówka II.: …………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... Probówka III.: …………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
2
9
Zadanie 15. (2 pkt) Zbudowano ogniwo przedstawione na poniŜszym rysunku. Standardowe potencjały półogniw wchodzących w skład ogniwa wynoszą: 0 − → 0 3+ Cr + 3e ← Cr E = −0,74 V Sn
4+
+ 2e
− → ←
Sn
2+
0 E = +0,15V
a) Napisz schemat ogniwa zgodnie z konwencją sztokholmską. Schemat ogniwa: .......................................................................................................................... b) Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) ogniwa w warunkach standardowych. SEM: ............................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Reakcja chemiczna : 2Cl2 + O2 → 2Cl2O przebiega w fazie gazowej. Szybkość reakcji powstawania produktu opisuje równanie kinetyczne: v = k [Cl2] 2[O2]. Podniesienie temperatury reakcji przebiegającej w fazie gazowej o 10 stopni powoduje trzykrotny wzrost szybkości reakcji. Oblicz, ile razy wzrosła lub zmalała szybkość reakcji, jeŜeli temperaturę podwyŜszymy z 288 K do 298 K oraz podwoimy stęŜenie chloru, nie zmieniając stęŜenia tlenu. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………….
10 2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
Zadanie 17. (2 pkt) W procesie elektrolizy wodnego roztworu wodorotlenku sodu na elektrodach platynowych zachodzą następujące procesy na katodzie i anodzie: K(−): 4H2O + 4e- → 2H2 + 4OHA(+): 2H2O → O2 + 4H+ + 4eOblicz, ile minut naleŜy prowadzić elektrolizę wodnego roztworu wodorotlenku sodu prądem o natęŜeniu 10 A, aby otrzymać 2,8 dm3 wodoru w warunkach normalnych. Przyjmij następujące załoŜenia: • wydajność prądowa procesu elektrolizy wynosi 100% • wartość stałej Faradaya F = 96500 C/mol Wynik podaj w zaokrągleniu do liczby całkowitej. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………..
Zadanie 18. (1 pkt) Zbudowano ogniwo, składające się z dwóch półogniw redoks A i B.
Na podstawie podanych wartości standardowych potencjałów półogniw redoks, napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w ogniwie. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
2
11
Zadanie 19. (2 pkt) Oblicz, jaką objętość chlorowodoru odmierzonego w warunkach normalnych naleŜy rozpuścić w 200 g wody, aby otrzymać 5-procentowy roztwór kwasu solnego. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Masę molową chloru przyjmij za równą 35,5 g·mol-1. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………...
Zadanie 20. (1 pkt) Ałuny to podwójne siarczany(VI) zawierające metal na I i III stopniu utlenienia o ogólnym wzorze:
M IM III(SO4)2 ·12H2O
lub
M I2SO4 ·M III2(SO4)3 ·24H2O,
Gdzie M I to m.in.: K+, Na+, NH4+, Rb+, a M III m.in.: Al3+, Fe3+, Cr3+. Na podstawie: Praca zbiorowa pod redakcją T. M. Krygowskiego Słownik szkolny „Chemia”, Warszawa, WSiP
Jeden z ałunów ma działanie powodujące zwiększenie krzepliwości krwi, dlatego jest zastosowany m.in. w płynach po goleniu. Tworzy bezbarwne kryształy dobrze rozpuszczalne w wodzie. W celu zbadania składu tego ałunu wykonano doświadczenie: na próbkę roztworu ałunu podziałano roztworem wodorotlenku sodu i ogrzano. Umieszczony u wylotu probówki, zwilŜony wodą papierek uniwersalny, zmienił barwę na niebieskozieloną. Jednocześnie wytrącił się biały galaretowaty osad, który rozpuścił się pod wpływem nadmiaru wodorotlenku sodu. Na podstawie powyŜszych informacji, napisz wzór sumaryczny ałunu.
12 2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
Zadanie 21. (2 pkt)
Do reaktora o objętości 1 dm3 wprowadzono 2 mole kwasu etanowego (octowego) i 4 mole metanolu. Po dodaniu katalizatora zainicjowano reakcję estryfikacji, opisaną równaniem:
Po przereagowaniu 40% kwasu karboksylowego w ester, ustalił się stan równowagi chemicznej. Oblicz stęŜeniową stałą równowagi Kc. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………..
Zadanie 22. (2 pkt) Przeprowadzono reakcję syntezy tlenku azotu(II) opisaną równaniem reakcji:
N2(g) + O2(g)
2NO(g)
∆H =182kJ
Podaj, jak zmieni się połoŜenie stanu równowagi powyŜszej reakcji, jeśli:
a) obniŜymy temperaturę: …………………………………………………………………….
b) zwiększymy ciśnienie układu: ……………………………………………………………...
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
13
Zadanie 23. (2 pkt) Przeprowadzono reakcje przebiegające według następującego schematu:
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych oznaczonych literami X i Y. Wzór związku X:
Wzór związku Y:
Zadanie 24. (3 pkt) Uzupełnij równania reakcji, wpisując wzory brakujących substratów lub produktów. Dla związków organicznych zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe).
14 2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
Zadanie 25. (1 pkt) Etery o wzorze ogólnym R-O-R są związkami organicznymi, które wraz z alkoholami R-OH stanowią przykład izomerów grup funkcyjnych. Mimo odmiennej budowy i róŜnych właściwości chemicznych etery, podobnie jak alkohole o tej samej liczbie atomów węgla, mieszają się z wodą w kaŜdym stosunku objętościowym. Jest to spowodowane faktem, Ŝe eterowy atom tlenu analogicznie do atomu tlenu w grupie hydroksylowej alkoholi jest akceptorem protonu pochodzącego od cząsteczki wody. Źródło: „Chemia Organiczna” P. Mastalerz, Wydawnictwo Chemiczne, Wrocław (2005), Wydanie I
Wyjaśnij, dlaczego mimo podobieństwa w rozpuszczalności w wodzie, eter dimetylowy (metoksymetan) CH3OCH3 ma jednak duŜo niŜszą temperaturę wrzenia (Twrz.= - 24,8 oC) niŜ izomeryczny z nim alkohol etylowy C2H5OH, który wrze w temperaturze 78,3oC. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 26. (3 pkt) Na poniŜszym schemacie przedstawiono cykl przemian prowadzących do otrzymania 2,4,6-tribromoaniliny. a) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równania reakcji oznaczonych numerami 1. i 3. zachodzących zgodnie z poniŜszym schematem.
Równanie reakcji 1.:
...………………………………………………………………………………………………... Równanie reakcji 3.:
…………………………………………………………………………………………………...
b) Określ typ reakcji numer 4. oraz mechanizm, według którego przebiega. …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
2
15
Zadanie 27.(2 pkt) Dany jest zbiór związków organicznych o następujących wzorach półstrukturalnych (grupowych):
Uzupełnij poniŜszą tabelę, wpisując numery wszystkich par związków będących do siebie: a) izomerami b) homologami
Pary izomerów
Pary homologów
16 2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
Zadanie 28. (2 pkt) Zaproponuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli odróŜnić etanol od kwasu etanowego (octowego). W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę jednego odczynnika wybranego spośród: • metalicznego sodu • amoniakalnego roztworu tlenku srebra(I) • zawiesiny wodorotlenku miedzi(II) • wody bromowej
b) napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność etanolu w probówce I i kwasu etanowego w probówce II po wprowadzeniu wybranego odczynnika. Probówka I: ..................................................................................................................................
Probówka II: …………………………………………………………………………………….
Zadanie 29. (1 pkt) Octan winylu jest monomerem polioctanu winylu, stosowanego do wyrobu farb emulsyjnych, lakierów oraz klejów uŜywanych w stolarstwie i introligatorstwie. Dokończ, stosując wzory półstrukturalne (grupowe), równanie reakcji polimeryzacji octanu winylu.
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
17
Zadanie 30. (2 pkt) Podczas elektrolizy wodnych roztworów dobrze rozpuszczalnych w wodzie soli kwasów karboksylowych, na anodzie zachodzi reakcja przedstawiona równaniem:
JeŜeli prowadzi się elektrolizę mieszaniny soli pochodzących od róŜnych kwasów karboksylowych, to na anodzie moŜe zachodzić reakcja przedstawiona równaniem:
Zaproponuj metodę otrzymywania propanu na drodze elektrolizy wodnych roztworów odpowiednich soli kwasów karboksylowych. W tym celu napisz w tabeli wzory grupowe soli sodowych kwasów karboksylowych, których elektroliza prowadzi do otrzymania (między innymi) propanu. Wzór 1:
Wzór 2:
Zadanie 31. (1 pkt) Zbadano odczyny wodnych roztworów dwóch aminokwasów białkowych o wzorach:
Zaobserwowano, Ŝe wodny roztwór alaniny wykazuje odczyn obojętny, a lizyny zasadowy. Wyjaśnij, dlaczego wodny roztwór lizyny wykazuje odczyn zasadowy. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
18 2
Zadanie 32. (2 pkt) Kwas salicylowy (kwas o-hydroksybenzoesowy) jest zaliczany do grupy kwasów beta-hydroksylowych (BHA), które obok kwasów alfa-hydroksylowych (AHA) znalazły szerokie zastosowanie w preparatach kosmetycznych. Dzięki właściwościom bakteriostatycznym i przeciwzapalnym kwasu salicylowego, jest on składnikiem kosmetyków szczególnie polecanym osobom z trądzikiem. Tonik oparty na kwasach AHA/BHA zawiera 8% kwas mlekowy CH3CH(OH)COOH (AHA) i 2% kwas salicylowy C6H4(OH)COOH (BHA), alkohol etylowy oraz glicerynę jako składnik nawilŜający. Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli wykryć kwas salicylowy w toniku. W tym celu: a) uzupełnij schematyczny rysunek, wpisując nazwę uŜytego odczynnika, wybranego spośród: • zawiesiny wodorotlenku miedzi(II) • wodnego roztworu chlorku Ŝelaza(III) • wodnego roztworu wodorotlenku sodu z dodatkiem fenoloftaleiny Schematyczny rysunek:
b) zapisz obserwację, która potwierdza obecność kwasu salicylowego w toniku. Obserwacja: ……………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
19
Materiał ćwiczeniowy zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu. Materiał ćwiczeniowy chroniony jest prawem autorskim. Materiału nie naleŜy powielać ani udostępniać w Ŝadnej formie poza wykorzystaniem jako ćwiczeniowego/diagnostycznego w szkole.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
MATERIAŁ ĆWICZENIOWY Z CHEMII
STYCZEŃ 2011
POZIOM PODSTAWOWY Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 16 stron (zadania 1 – 28). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy kaŜdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. UŜywaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie uŜywaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, Ŝe zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. MoŜesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Czas pracy: 120 minut
Liczba punktów do uzyskania: 50
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (1 pkt) Szereg torowy to naturalny szereg promieniotwórczy rozpoczynający się od toru - 232. Dany jest fragment przemian, które zachodzą w omawianym szeregu promieniotwórczym.
Wpisz w puste kratki symbole cząstek (α lub β), które są emitowane w wyniku podanych przemian.
Zadanie 2. (2 pkt) Na podstawie zapisu AZ E uzupełnij poniŜszą tabelę. Jon 41 19
K+
32 16
S 2-
Liczba elektronów
Liczba protonów
Liczba nukleonów
Zadanie 3. (2 pkt) W atomie pierwiastka X elektrony rozmieszczone są na dwóch powłokach elektronowych. Liczba elektronów walencyjnych wynosi 5. a) Odszukaj w układzie okresowym pierwiastek X i napisz jego symbol chemiczny: ……………………………………………………………………………………………….......
b) Zapisz wzór sumaryczny związku pierwiastka X z wodorem: …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 4. (1 pkt) Spośród niŜej podanych substancji: KOH, Al2O3, CH3CH2OH, Na2O, HCl, SO2
wypisz wzory tych, które wprowadzone do zlewki z wodą i fenoloftaleiną zabarwią roztwór na kolor malinowy. .......................................................................................................................................................
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
3
Zadanie 5. (1 pkt) Spośród podanych wzorów związków chemicznych wybierz wszystkie, z którymi reaguje tlenek fosforu (V) P4O10. a) H2SO4 b) H2O c) N2O5 d) Ca(OH)2 Wzory związków chemicznych reagujących z tlenkiem fosforu (V) to: …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 6. (1 pkt) Dane jest równanie reakcji chemicznej:
2 Fe2O3 + 3 C
4 Fe +3 CO2
Przedstaw interpretację powyŜszego równania reakcji w ujęciu objętościowym i masowym, uzupełniając poniŜsze zdanie. W wyniku reakcji dwóch moli cząsteczek tlenku Ŝelaza(III) z trzema molami atomów węgla w warunkach normalnych powstaje(-ą) ...……………… g Ŝelaza oraz ...……………… dm3 tlenku węgla (IV).
Zadanie 7. (3 pkt) PoniŜej przedstawiono ciąg przemian:
Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji oznaczonych numerami 1, 2 i 3.
Równanie reakcji 1: .....................................................................................................................
Równanie reakcji 2: .....................................................................................................................
Równanie reakcji 3: .....................................................................................................................
4
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
Zadanie 8. (2 pkt) a) Uporządkuj podane tlenki od charakteru najbardziej zasadowego do charakteru najbardziej kwasowego:
Na2O, SiO2, N2O5, Al2O3, K2O, P4O10
wzrost charakteru kwasowego
b) Spośród wymienionych powyŜej tlenków wybierz tlenek kwasowy i napisz w formie cząsteczkowej równanie jego reakcji z wodą. Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Zadanie 9. (2 pkt) Jedną z metod otrzymywania metanu jest reakcja kwasu solnego HCl z węglikiem glinu Al4C3. przebiegająca zgodnie z równaniem: Al4C3 + 12HCl → 4AlCl3 + 3CH4 Oblicz, ile dm3 metanu otrzymano w warunkach normalnych, jeŜeli do reakcji uŜyto 48 g węgliku glinu Al4C3. Przyjmij masę molową glinu równą 27 g·mol-1, a masę molową węgla równą 12 g·mol-1. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: ……………………………………………………………………………..........
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
5
Zadanie 10. (3 pkt) Przeprowadzono doświadczenia zilustrowane rysunkiem.
NaOH (aq)
K3PO4 (aq)
H2SO4 (aq)
FeCl2 (aq) I
II
a) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, zachodzącej w probówce I:
…………………………………………………………………………………………………... b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, zachodzącej w probówce II:
…………………………………………………………………………………………………... c) Określ typ reakcji jonowej, zachodzącej w probówce I. ……………………………………………………………………………………………….......
Zadanie 11. (2 pkt) W czasie kwaśnienia mleka spoŜywczego, w wyniku procesu fermentacji, z cukru obecnego w mleku powstaje kwas mlekowy. Proces fermentacji mlekowej jest powszechnie stosowany przy produkcji jogurtów, kefirów oraz zsiadłego mleka. Oblicz, ile gramów kwasu mlekowego znajduje się w 3 dm3 kwaśnego mleka, jeŜeli wiadomo, Ŝe zawartość tego kwasu w kwaśnym mleku wynosi 2,1% wagowych, a gęstość kwaśnego mleka wynosi 1,027 g·cm-3. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………..
Zadanie 12. (2 pkt)
6
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
2
Zadanie 12. (2 pkt) Kwas azotowy(V) reaguje z cynkiem zgodnie z poniŜszym schematem: Zn + HNO3 → Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O Dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu reakcji, przebiegającej zgodnie z podanym schematem. Zastosuj metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: …………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………...
Równanie reakcji:
……… Zn + ……. HNO3 → ……. Zn(NO3)2 + ……… NH4NO3 + ……… H2O
Zadanie 13. (2 pkt) Dany jest schemat przemian chemicznych:
Z powyŜszego schematu wybierz dwie przemiany, z których jedna jest reakcją syntezy (łączenia), a druga reakcją analizy (rozkładu). Następnie zapisz w formie cząsteczkowej równania reakcji wybranych procesów. Równanie reakcji syntezy (łączenia): …………………………………………………………………………………………………... Równanie reakcji analizy (rozkładu): ……………………………………………………………………………………………….......
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
7
Zadanie 14. (1 pkt) PoniŜej podano krótkie charakterystyki pięciu tlenków pierwiastków w warunkach standardowych: 1. Jest gazem bezbarwnym i bezwonnym o gęstości nieco mniejszej od powietrza. Słabo rozpuszcza się w wodzie. Łatwo łączy się z hemoglobiną krwi blokując transport tlenu, dlatego jest gazem bardzo trującym. Powstaje podczas spalania węgla przy niedostatecznej ilości tlenu. Potocznie zwany jest czadem. 2. Jest białym ciałem stałym. Reaguje energicznie z wodą tworząc kwas. Wykazuje właściwości higroskopijne stąd stosowany jest jako środek suszący. 3. Jest białą substancją stałą. Reaguje z wodą tworząc wodorotlenek. Otrzymywany jest w przemyśle w wyniku praŜenia wapieni w temperaturze powyŜej 1100°C. Tlenek ten wykorzystuje się w budownictwie do sporządzania zaprawy murarskiej. 4. Jest gazem bezbarwnym, bezwonnym, niepalnym o gęstości 1,53 razy większej od powietrza. Rozpuszcza się w wodzie, natomiast tylko 0,2% rozpuszczonych cząsteczek reaguje z wodą dając kwas. Tlenek ten moŜna łatwo skroplić i zestalić (suchy lód) stąd wykorzystywany jest jako substancja chłodząca. 5. Jest gazem bezbarwnym o ostrym, duszącym zapachu, ponad dwa razy cięŜszym od powietrza. Dobrze rozpuszcza się w wodzie i z nią reaguje tworząc kwas. Ze względu na właściwości utleniające stosuje się go jako środek bielący w przemyśle tekstylnym i papierniczym oraz jako środek dezynfekcyjny i konserwujący artykuły spoŜywcze. Na podstawie T.M. Krygowski: Słownik szkolny, chemia, WSiP, Warszawa 2004
Przyporządkuj kaŜdemu tlenkowi właściwą charakterystykę, wpisując odpowiednie cyfry (1 - 5).
tlenek wapnia ………….
tlenek fosforu(V) …………
tlenek węgla(II) ………..
tlenek węgla(IV) ………….
8
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
2
Zadanie 15. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie prowadzące do wytrącenia osadu w probówkach I, II i III. W tym celu do kaŜdej probówki dodaj inny odczynnik wybierając spośród: NaOH(aq), NaI(aq) i Na2SO4(aq). ………………...
Pb(NO3)2(aq)
………………..
……………...
Cu(NO3)2(aq)
I
Ba(NO3)2(aq)
II
III
Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce I. Równanie reakcji w probówce I:
……………………………………………………………………………………………….....
Zadanie 16. (2 pkt) Schemat przedstawia jedną z metod otrzymywania soli. Uzupełnij podany schemat, prowadzący do otrzymania siarczanu(VI) magnezu, wpisując w wolne miejsca symbole lub wzory sumaryczne odpowiednich substancji nieorganicznych.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
2
9
Zadanie 17. (2 pkt) Uzupełnij tabelę, wpisując nazwy systematyczne związków organicznych.
Wzór półstrukturalny (grupowy) związku organicznego
Nazwa systematyczna związku organicznego
CH3 CH3
C
COOH
CH3 CH3 CH CH CH3 OH CH3
Zadanie 18. (2 pkt) Fluorowcopochodne węglowodorów mogą, w zaleŜności od warunków prowadzenia procesu, ulegać reakcji substytucji lub eliminacji. Dokończ poniŜsze równania reakcji zapisując związki organiczne za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych).
I. Reakcja substytucji: H2O
CH3 ─ CH2 ─ CH2Cl + NaOH
……………………………………………………..
II. Reakcja eliminacji: C2H5OH, temp.
CH3 ─ CH2 ─ CH2Cl + NaOH
…………………………………………………….
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
10 2
Zadanie 19. (2 pkt) Oceń prawdziwość poniŜszych zdań opisujących właściwości chemiczne alkoholi i fenoli. Uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeŜeli uznasz zdanie za prawdziwe lub literę F, jeŜeli uznasz je za fałszywe.
Lp.
Zdanie
1.
Alkohole i fenole reagują z mocnymi kwasami beztlenowymi.
2.
Fenol (benzenol) jest kwasem mocniejszym od węglowego i wypiera go z jego soli.
3.
W wyniku eliminacji wody z alkoholi pod wpływem katalizatora (Al2O3) w podwyŜszonej temperaturze powstają alkeny.
P/F
Zadanie 20. (1 pkt) Schemat przedstawia wybrane metody otrzymywania kwasu etanowego (octowego).
W oparciu o podany schemat procesu chemicznego uzupełnij równanie reakcji otrzymywania kwasu etanowego (octowego), stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
……………………..
+ …..……………… oksydaza → CH3 – COOH + ……………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
2
11
Zadanie 21. (2 pkt) Wykonano doświadczenia zilustrowane na poniŜszym rysunku: HNO3(stęŜ.) + H2SO4(stęŜ.)
zawiesina Cu(OH)2
wodny roztwór białka jaja kurzego
benzen
Napisz, jakie zmiany zaobserwowano Iw probówce I i II.
II
Probówka I: ……………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………...
Probówka II: …………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 22. (2 pkt) Uzupełnij równania reakcji, wpisując wzory brakujących substratów i produktów. Związki organiczne przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych). 1. ……………………………… + …………………… → (CH3 ─ CH2 ─ COO)2Ca + H2↑
2. CH3 ─ CHO
temp.
+ ………………… → …………………… + Cu2O + ………….
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
12 2
Zadanie 23. (1 pkt) Substancja X jest bezbarwnym, nierozpuszczalnym w wodzie gazem o charakterystycznym, słodkawym zapachu. MoŜna go otrzymać poprzez ogrzewanie folii polietylenowej. Wykorzystywany jest w ogrodnictwie jako czynnik przyśpieszający dojrzewanie owoców. Niewielka ilość tego gazu w powietrzu powoduje wyraźną zmianę w wegetacji roślin. Na podstawie powyŜszego tekstu podaj wzór półstrukturalny (grupowy) gazu X.
Wzór półstrukturalny gazu X: ......................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Przedstaw projekt doświadczenia, w którym odróŜnisz etanol od etanalu . W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę uŜytego odczynnika wybranego spośród: • wodnego roztworu wodorotlenku potasu, • świeŜo strąconej zawiesiny wodorotlenku miedzi(II), • wodnego roztworu bromu. ........................................................................................................... .
I etanol
II etanal
b) zapisz przewidywane obserwacje:
Probówka I: ……………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………...
Probówka II: …………………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
2
13
Zadanie 25. (2 pkt) W poniŜszej tabeli zamieszczono informacje na temat właściwości fizycznych wybranych kwasów monokarboksylowych. Nazwa
kwas metanowy kwas etanowy kwas butanowy kwas pentanowy kwas oktanowy
Temperatura wrzenia [°C] 101 118 163 187 237
Temperatura topnienia [°C]
Rozpuszczalność [g/100g H2O]
8 18 -5 -35 21
nieograniczona nieograniczona nieograniczona 3,7 słaba
Na podstawie analizy tabeli, uzupełnij zdania, wybierając brakujące określenia spośród podanych w nawiasach. W szeregu homologicznym kwasów monokarboksylowych w miarę wzrostu długości łańcucha węglowego, w temperaturze 20˚C i pod ciśnieniem 1013 hPa, stan skupienia kwasów zmienia się od ............................. do ............................ (gazowego, ciekłego, stałego). Natomiast ich temperatura wrzenia ............................., (maleje, rośnie), a rozpuszczalność w wodzie ............................. (maleje, rośnie).
Zadanie 26. (2 pkt) W trzech nieoznakowanych probówkach umieszczono: propanal (aldehyd propionowy), propanon (aceton) i propano-1,2,3-triol (glicerol). W celu identyfikacji kaŜdej z nich przeprowadzono dwie próby: ze świeŜo strąconą zawiesiną wodorotlenku miedzi(II) na zimno oraz z amoniakalnym roztworem tlenku srebra(I) na gorąco. Na podstawie podanych niŜej obserwacji zidentyfikuj jednofunkcyjne pochodne węglowodorów, wpisując ich nazwy w odpowiednie miejsca w tabeli. badana substancja
zawiesina amoniakalny roztwór wodorotlenku miedzi(II) tlenku srebra(I) na zimno na gorąco zawiesina rozpuściła się brak objawów reakcji i powstał klarowny szafirowy roztwór. brak objawów reakcji brak objawów reakcji brak objawów reakcji
na ściankach probówki osadził się srebrzystobiały metaliczny nalot – utworzyło się „lustro”
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
14 2
Zadanie 27. (2 pkt) Produkty spoŜywcze, obecne w naszej diecie, maja ogromny wpływ na zdrowie. Z tego względu kaŜdy produkt jest dokładnie badany na zawartość i obecność róŜnych składników. Zdarza się, Ŝe nieuczciwi producenci dodają substancje niepoŜądane w celu podniesienia cech organoleptycznych produktu. Takim przykładem jest dodanie mąki do śmietany, co powoduje zwiększenie jej zawiesistości i moŜe sugerować wysoką zawartość tłuszczu. Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli potwierdzić zafałszowanie śmietany przez dodanie mąki. W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując wybrany odczynnik spośród: − amoniakalnego roztworu tlenku srebra(I) − wody bromowej − roztworu jodu w jodku potasu − świeŜo strąconej zawiesiny wodorotlenku miedzi(II)
.........................................................................
śmietana + mąka
b) zapisz, co zaobserwowano podczas doświadczenia:
.…………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………….......
……………………………………………………………………………………………...........
2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
15
Zadanie 28. (1 pkt) Proste węglowodory, na przykład metan, etan, propan są nierozpuszczalne w wodzie. Natomiast pochodne tych węglowodorów, takie jak:
bardzo dobrze rozpuszczają się w wodzie. Na podstawie rodzaju wiązań występujących w przedstawionych powyŜej cząsteczkach związków organicznych, sformułuj zaleŜność między budową substancji organicznych, a ich rozpuszczalnością w wodzie.
…………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………....... ……………………………………………………………………………………………….......
16 2
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2011 Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
Materiał ćwiczeniowy zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia diagnozy. Materiał ćwiczeniowy chroniony jest prawem autorskim. Materiału nie należy powielać ani udostępniać w żadnej formie (w tym umieszczać na stronach internetowych szkoły) poza wykorzystaniem jako ćwiczeniowego/diagnostycznego w szkole. .
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
MATERIAŁ ĆWICZENIOWY Z CHEMII
STYCZEŃ 2012
POZIOM PODSTAWOWY Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 16 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Czas pracy: 120 minut
Liczba punktów do uzyskania: 50
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
2
Zadanie 1. (2 pkt) Poniższa tabela przedstawia fragment naturalnego szeregu promieniotwórczego uranu. liczba masowa 238
pierwiastek
At
Rn
Fr
Ra
Ac
Th
Pa
U 4,47 tys. a
234
24,1 d
230
75,2 tys. a
1,17 min
245 tys. a
1599 a
226
3,823 d Na podstawie: W. Mizerski „Małe tablice chemiczne” Warszawa Wydawnictwo Adamantan
222
24,1 d
pierwiastek ulegający rozpadowi α pierwiastek ulegający rozpadowi βczas połowicznego rozpadu τ (s-sekunda, min –minuta, d-doba, a-rok)
Na podstawie analizy powyższej tabeli uzupełnij zdania. Jądro izotopu radu
226
Ra ulega naturalnej przemianie …………………. i przekształca
się w jądro izotopu …………………. . Natomiast jądro izotopu toru
234
Th ulega przemianie
……………………. i powstaje jądro izotopu ……………………. . Najbardziej trwałe (z występujących w powyższej tabeli) są jądra izotopu ………………….. o liczbie masowej …………………. . Najkrótszy czas połowicznego rozpadu wynoszący ………………… charakteryzuje jądra izotopu ………………… .
Zadanie 2. (2 pkt) Podczas rozpadu promieniotwórczego mogą powstać również izotopy promieniotwórcze, które ulegają dalszym przemianom, aż do powstania izotopu trwałego. Ciąg takich przemian nosi nazwę szeregu promieniotwórczego. Ustal liczbę atomową, liczbę masową i symbol pierwiastków A i B, będących produktami rozpadu promieniotwórczego 237 93 Np opisanego schematem:
A .....................................
B ......................................
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
3
Zadanie 3. (2 pkt) Tabela przedstawia fragment układu okresowego. grupa okres 1 2 3
1
2
13
14
15
16
Z
17
18
X T
W
Pod literami T, W, X, Z kryją się konkretne pierwiastki. Biorąc pod uwagę położenie pierwiastków w układzie okresowym, wykonaj polecenia. a) Uzupełnij tabelę, wpisując najwyższy i najniższy stopień utlenienia pierwiastka T. najwyższy stopień utlenienia
najniższy stopień utlenienia
b) Przedstaw pełną konfigurację elektronową (zapis podpowłokowy) pierwiastka W. …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 4. (2 pkt)
Z 24-karatowego (chemicznie czystego) złota wybito medalion o łącznej objętości 14 cm3. Gęstość złota wynosi 19,28 g · cm-3. Oblicz, z ilu moli atomów złota wykonany jest medalion. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Masę molową złota przyjmij za równą 196,97 g · mol-1 . Obliczenia:
Odpowiedź: …………………………………………………………………………………..
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
4
Zadanie 5. (1 pkt) Na podstawie informacji zawartych w poniższej tabeli określ rodzaj wiązania chemicznego, występującego w substancji A i B (jonowe, kowalencyjne). Właściwości fizyczne
Substancja A
Substancja B
stan skupienia
ciało stałe
gaz
temperatura topnienia
801 °C
-218, 78°C
35,9g
3,1g
rozpuszczalność w 20°C g/100g wody
Na podstawie: W. Mizerski “Tablice chemiczne” Wydawnictwo Adamantan Warszawa 1997r. ( str. 70 i 93 )
W substancji A występuje wiązanie ………………………………………………., natomiast w substancji B ………………………………………………………………………………. .
Zadanie 6. (1 pkt) Miedź jest pierwiastkiem charakteryzującym się doskonałym przewodnictwem elektrycznym, z tego też względu znalazła zastosowanie jako metal, z którego wykonuje się przewody trakcji elektrycznych. Obserwując zawieszone na słupach przewody elektryczne można w ciągu roku zauważyć, że podczas mroźnej zimy przewody te są naprężone, latem zaś miedziane przewody luźno zwisają pomiędzy słupami, co ilustrują poniższe schematyczne rysunki:
mroźna zima
gorące lato
Wyjaśnij opisane w zadaniu zjawisko w oparciu o właściwości fizyczne miedzi. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
5
Zadanie 7. (1 pkt) Poniżej przedstawiono schemat cyklu przemian prowadzących do otrzymania fosforanu(V) wapnia:
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji nr 3. Równanie reakcji nr 3: ……………………………………………………………………………...................................
Zadanie 8. (2 pkt) Nazwij produkty dwóch reakcji na podstawie znanych substratów oraz typu przemian chemicznych i wpisz do tabeli.
Reakcja chemiczna
Nazwa(-y) substratu(-ów) reakcji
Typ reakcji chemicznej
1.
wapń, woda
wymiana
2.
tlenek potasu, tlenek azotu(V)
synteza
Nazwa(-y) produktu(-ów) reakcji
Zadanie 9. (3 pkt) Uczeń wykonał szereg doświadczeń, z których sporządził notatkę: „Drut miedziany ogrzewam silnie w płomieniu palnika gazowego. Drut pokrył się czarnym nalotem. Po wrzuceniu poczernionego drutu do roztworu kwasu solnego obserwuję zanik czarnego nalotu. Roztwór przybrał barwę niebieskozieloną. Do otrzymanego barwnego roztworu wkraplam roztwór wodorotlenku sodu. Obserwuję powstanie galaretowatego, niebieskiego osadu”. Na podstawie powyższego opisu przemian zapisz w formie cząsteczkowej równania reakcji, które przeprowadził uczeń. a) ………………………………………………………………………………………..............
b) …………………………………………………………………………………………..........
c) …………………………………………………………………………………………..........
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
6
Zadanie 10. (2 pkt)
W 400 g wody rozpuszczono 40 g substancji o masie molowej 56 g · mol-1 i otrzymano roztwór o gęstości d = 1,40 g · cm-3. Oblicz stężenie molowe tego roztworu. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 11. (2 pkt) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie, stosując metodę bilansu elektronowego.
KMnO4 + HCl → MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O
Bilans elektronowy: …………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………...
Równanie reakcji:
…….KMnO4 + …….HCl → …….MnCl2 + …….KCl + …....Cl2 + …....H2O
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
7
Zadanie 12. (1 pkt)
masa tlenu, g
Na wykresie przedstawiono zależności pomiędzy masą tlenu a masą siarki w tlenkach siarki.
72 68 64 60 56 52 48 44 40 36 32 28 24 20 16 12 8 4 0
I
4
8
12
16
20
24
28
32
36
II
40
44
48
52
56
60
masa siarki, g
Dokonując analizy danych przedstawionych w postaci wykresu, ustal wzory dwóch tlenków siarki (SO2 i SO3) oraz przyporządkuj je do odpowiednich linii na wykresie. Wykres ilustrowany linią: a) numer I to wykres tlenku o wzorze: …………………. b) numer II to wykres tlenku o wzorze: …………………
Zadanie 13. (1 pkt) Ważną właściwością substancji jest gęstość bezwzględna, określająca masę danej substancji w jednostce objętości. W poniższej tabeli przedstawiono wartości gęstości dla wybranych gazów w temperaturze 20ºC i pod ciśnieniem 1013 hPa. Wzór substancji
Gęstość [g·cm-3]
HCl Cl2 N2 CO2 O2
0,001490 0,002898 0,001145 0,001799 0,001308
Wybierz z podanej tabeli gaz o najmniejszej gęstości i podaj jego nazwę: ………………………………………………………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
8
Zadanie 14. (1 pkt) Zasada rozpuszczalności brzmi: podobne rozpuszcza się w podobnym. Wyjaśnij, określając rodzaj wiązania w cząsteczkach rozpuszczalnika i substancji rozpuszczanej, dlaczego tłuste plamy usuwa się za pomocą benzyny. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 15. (2 pkt) Dany jest zbiór typowych właściwości fizycznych dwóch pierwiastków potasu i siarki: a) pierwiastek trudno rozpuszczalny w wodzie, b) pierwiastek tworzący kryształy twarde i kruche, c) pierwiastek przewodzący prąd elektryczny i ciepło, d) pierwiastek miękki, dający się kroić nożem, e) pierwiastek o barwie żółtej, f) pierwiastek lżejszy od wody, g) pierwiastek
występujący
w
dwóch
odmianach
krystalicznych:
rombowej
i jednoskośnej, h) pierwiastek o barwie srebrzystobiałej.
Przyporządkuj każdemu z pierwiastków opis jego właściwości fizycznych (a - h).
Właściwości fizyczne potasu:
Właściwości fizyczne siarki:
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
9
Zadanie 16. (1 pkt) W starożytności nadkwasotę intuicyjnie leczono zawiesiną rozdrobnionej kredy w mleku, a jednym ze składników tej mieszaniny był wodorotlenek wapnia. Wyjaśnij, podając nazwę reakcji jonowej, dlaczego intuicyjne leczenie nadkwasoty opisaną mieszaniną było skuteczne. ………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 17. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego otrzymasz wodorotlenek żelaza(III). W tym celu: a) uzupełnij rysunek, wpisując nazwy dwóch odpowiednich odczynników wybranych spośród: • żelazo • tlenek żelaza(III) • woda destylowana • wodny roztwór azotanu(V) żelaza(III) • wodny roztwór wodorotlenku potasu.
.......................................................
.........................................................
b) zapisz przewidywane obserwacje: …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 18. (1 pkt) Zaznacz, którą z wymienionych soli należy rozpuścić w wodzie, aby otrzymany roztwór zawierał trzy razy więcej kationów niż anionów. A.
siarczan(VI) żelaza(III)
B.
azotan(V) glinu
C.
fosforan(V) sodu
D.
chlorek magnezu
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
10
Zadanie 19. (1 pkt) W dwóch nieopisanych probówkach znajdowały się bezbarwne, wodne roztwory: chlorku amonu i węglanu sodu. W celu zidentyfikowania tych substancji przeprowadzono doświadczenia zilustrowane poniższym rysunkiem:
HCl(aq)
NaOH(aq)
B
A I
II
Sformułowano następujące obserwacje: probówka I: wydzielił się bezbarwny i bezwonny gaz, probówka II: wydzielił się bezbarwny gaz o charakterystycznym zapachu. Na podstawie podanych informacji podaj nazwy wodnych roztworów substancji A i B. Substancja A to: ...........................................
Substancja B to: ...........................................
Zadanie 20. (2 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań, opisujących właściwości chemiczne i metody otrzymywania jednofunkcyjnych pochodnych węglowodorów. Uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe lub literę F, jeżeli uznasz zdanie za fałszywe.
Lp.
Zdanie
1.
Etanol powstaje w wyniku fermentacji alkoholowej glukozy.
2.
Wodny roztwór fenolu (benzenolu) nie ulega dysocjacji elektrolitycznej.
3.
Propanal powstaje w wyniku utlenienia propan-2-olu.
4.
Kwas etanowy daje negatywny wynik próby Tollensa.
P/F
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
11
Zadanie 21. (3 pkt) Na poniższym schemacie przedstawiono cykl przemian prowadzących do otrzymania 2,4,6-trinitrofenolu( kwasu pikrynowego). Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych napisz równania reakcji oznaczonych numerami 1, 3 i 4, zachodzących zgodnie z poniższym schematem. Jeżeli reakcja wymaga użycia katalizatora, odpowiedniego środowiska lub podwyższenia temperatury, napisz to nad strzałką w równaniu reakcji.
Równanie reakcji 1.:
…………………………………………………………………………………………………...
Równanie reakcji 3.:
…………………………………………………………………………………………………...
Równanie reakcji 4.:
…………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 22. (2 pkt) Skonstruuj dwuetapowy ciąg przemian, prowadzący do otrzymania propanonu (acetonu) z propenu. W wyznaczone miejsca wpisz związki organiczne w postaci wzorów półstrukturalnych (grupowych).
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
12
Zadanie 23. (2 pkt) W celu identyfikacji trzech związków organicznych wykonano doświadczenia, których wyniki zestawiono w tabeli: Badana substancja Odczyn
Substancja I
Substancja II
Substancja III
zasadowy
kwasowy
obojętny
Reakcja z NaOH
nie
tak
tak
Reakcja z HCl
tak
nie
tak
Nazwa związku organicznego Na podstawie powyższych obserwacji zidentyfikuj trzy związki organiczne i uzupełnij tabelę, wybierając spośród nazw: etanol, etanal, kwas etanowy (octowy), etanoamina (etyloamina), kwas aminoetanowy (aminooctowy).
Zadanie 24. (2 pkt) Wykonano doświadczenia zilustrowane na poniższym rysunku:
CuSO4(aq) + NaOH(aq)
CuSO4(aq) + NaOH(aq)
maltoza
sacharoza
I.
II.
Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w probówce I i II. Probówka I.: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………..
Probówka II.: …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
13
Zadanie 25. (1 pkt) Wzory cukrów można przedstawiać za pomocą wzorów Fischera (tzw. wzory rzutowe) lub wzorami Hawortha (tzw. wzory taflowe). W poniższej tabeli znajdują się wzory różnych cukrów: A
B
C
D
E
Podaj symbole literowe (A, B, C, D lub E) wzorów, które przedstawiają cząsteczkę glukozy. Cząsteczki glukozy przedstawione są wzorami: ………………………………………………..
Zadanie 26. (1 pkt) Glutation jest jednym z najwcześniej poznanych, a występujących w stanie wolnym, peptydów naturalnych. Po raz pierwszy został wyizolowany z komórek drożdży w roku 1921. Później stwierdzono, że glutation występuje również w wątrobie, żółtku jaj i czerwonych ciałkach krwi. Glutation (N-glutamylocysteinyloglicyna-C) to tripeptyd zbudowany z reszt trzech aminokwasów: kwasu glutaminowego, cysteiny i glicyny. Zapisz wzór półstrukturalny (grupowy) glutationu, mając dane wzory niezbędnych aminokwasów.
14
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
Zadanie 27. (2 pkt) Uzupełnij podane równania reakcji A i B, stosując dla związków organicznych wzory półstrukturalne (grupowe).
Zadanie 28. (1 pkt) Można powiedzieć, że obecnie żyjemy w epoce polimerów. Reakcja polimeryzacji polega na łączeniu się pojedynczych cząsteczek monomerów w makrocząsteczki polimerów. Stosując wzory półstrukturalne (grupowe), napisz równanie reakcji polimeryzacji propenu C3H6. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 29. (2 pkt) Zakwalifikuj poniższe przemiany chemiczne ze względu na typ procesu. Wpisz w wykropkowane miejsca, jaki to typ reakcji chemicznej (reakcja substytucji, addycji, eliminacji, kondensacji, polikondensacji, polimeryzacji). a)
Powyższa przemiana jest przykładem reakcji ………………………………………………….. b)
Powyższa przemiana jest przykładem reakcji …………………………………………………..
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
15
Zadanie 30. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, pozwalające odróżnić bezwodny etanol od etanalu. W tym celu: a) uzupełnij rysunek, wybierając potrzebny odczynnik spośród podanych poniżej: • • • •
tlenek miedzi(II) wodny roztwór azotanu(V) srebra(I) metaliczny sód Br2(aq) i wodny roztwór NaHCO3
odczynnik:.................................................................
etanol bezwodny
etanal
I
II
b) napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność etanolu w probówce I i etanalu w probówce II. Probówka I: ................................................................................................................................ Probówka II: ...............................................................................................................................
16
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom podstawowy
BRUDNOPIS
Materiał ćwiczeniowy zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia diagnozy. Materiał ćwiczeniowy chroniony jest prawem autorskim. Materiału nie należy powielać ani udostępniać w żadnej formie (w tym umieszczać na stronach internetowych szkoły) poza wykorzystaniem jako ćwiczeniowego/diagnostycznego w szkole.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
MATERIAŁ ĆWICZENIOWY Z CHEMII
STYCZEŃ 2012
POZIOM ROZSZERZONY Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz zawiera 19 stron (zadania 1 – 33). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Poniżej przedstawiono konfigurację elektronową metodą graficzną (klatkową) pierwiastka E. Określ wartości czterech liczb kwantowych: głównej, pobocznej, magnetycznej, magnetycznej spinowej (n, l, m, ms) dla dwóch zaznaczonych niesparowanych elektronów I. i II.
Symbole liczb kwantowych n l m ms
Elektron I.
Elektron II.
Zadanie 2. (1 pkt) Izotony są to atomy różnych pierwiastków o jednakowej liczbie neutronów, ale różnej liczbie protonów. Spośród podanych nuklidów wybierz te, które są względem siebie izotonami:
Izotonami są nuklidy: …………………………………………………………………………...
Zadanie 3. (2 pkt)
Izotop węgla 14C powstaje z azotu pod wpływem promieniowania kosmicznego w wyższych partiach atmosfery. Węgiel 14C utlenia się do CO2, który w procesie asymilacji trafia do organizmów roślinnych, a potem zwierzęcych. Jeśli roślina lub zwierzę obumiera, to dopływ węgla 14C zostaje przerwany. Od tego momentu następuje systematyczny ubytek izotopu promieniotwórczego. Okres półtrwania 14C wynosi 5730 lat. W trakcie badania kopaliny stwierdzono, że zawartość masy izotopu 14C zmniejszyła się o 87,5% w porównaniu z masą pierwotną. Oblicz, ile lat ma badana kopalina. Obliczenia:
Odpowiedź:…………………………………………………………………………………….
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (2 pkt) W przedstawionej poniżej cząsteczce podaj liczbę wiązań σ i π oraz określ typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) atomu siarki w tym związku. S
O
O
a) liczba wiązań σ: ..................................... liczba wiązań π: .......................................... b) typ hybrydyzacji atomu siarki: …………………………………..
Zadanie 5. (1 pkt) Kwas deoksyrybonukleinowy składa się z dwóch nici polinukleotydowych, skręconych wokół siebie w podwójną helisę, które są utrzymywane razem przez wiązania wodorowe między specyficznymi parami zasad azotowych: adenina–tymina i guanina–cytozyna. Na poniższym rysunku atomy i grupy funkcyjne, zaangażowane w tworzenie wiązania wodorowego pomiędzy guaniną a cytozyną, są ponumerowane cyframi rzymskimi.
I O
H II N
N
N
N
aldopentoza
H
GUANINA
H
V N
H
III N
IV N
H
O VI
N
aldopentoza CYTOZYNA
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując numery atomów i grup funkcyjnych zaznaczonych na rysunku, będących donorem lub akceptorem wiązania wodorowego. donor wiązania wodorowego
akceptor wiązania wodorowego
4
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
Zadanie 6. (2 pkt) Oblicz masę molową gazu, którego gęstość w temperaturze 298,30 K pod ciśnieniem 1000 hPa wynosi 1,29 g · dm-3. Stała gazowa R = 83,1 dm 3 ⋅ hPa ⋅ mol −1 ⋅ K −1 . Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:…………………………………………………………………………………….
Zadanie 7. (1 pkt) „Cisplatyna” to zwyczajowa nazwa nieorganicznego związku chemicznego, który stosowany jest w chemioterapii nowotworów ze względu na swoje działanie cytostatyczne. Wzór sumaryczny związku ma postać: Pt(NH3)2Cl2, a jego nazwa systematyczna to: cis-diaminadichloroplatyna (II). Na podstawie wiadomości dotyczących izomerów geometrycznych cis-trans węglowodorów nienasyconych, dokonaj uogólnienia i uzupełnij poniższy schemat symbolami atomów chloru i wzorami cząsteczek amoniaku tak, aby wzór związku przedstawiał izomer „cisplatyny”.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (1 pkt) Etanotiol (merkaptan etylowy C2H5SH) to substancja chemiczna, która trafiła do Księgi Rekordów Guinessa jako związek o najbardziej nieznośnym zapachu. Związek ten, dzięki niskiemu stężeniu wyczuwalnemu, znalazł zastosowanie do nawaniania gazu ziemnego.
Nazwa i wzór związku
Dopuszczalne (bezpieczne) stężenie związku w powietrzu [ppm]
Minimalne stężenie wyczuwalne zmysłem węchu [ppm]
10,0
851,0
0,5
0,001
2,0
1,41
trichlorometan (chloroform) CHCl3 merkaptan etylowy CH3CH2SH tlenek siarki (IV) SO2 Na podstawie: „Kurier chemiczny” 01/93
Dokonaj analizy danych zawartych w informacji wstępnej i odpowiedz na pytania w poniższej tabeli, udzielając odpowiedzi tak lub nie: Pytanie:
Odpowiedź (tak lub nie):
1. Czy dziesięciokrotnie większe stężenie etanotiolu (merkaptanu etylowego) w powietrzu, w stosunku do minimalnego stężenia wyczuwalnego zmysłem węchu, stanowi jeszcze stężenie bezpieczne? 2. Czy użycie trichlorometanu (chloroformu) do nawaniania gazu ziemnego, w dawce równej minimalnemu stężeniu wyczuwalnemu, byłoby bezpieczne?
Zadanie 9. (2 pkt) Oblicz, jaką objętość wody w cm3 należy dodać do 250 cm3 roztworu kwasu etanowego (octowego) o stężeniu 0,1 mol · dm-3, aby stopień dysocjacji tego kwasu wzrósł dwukrotnie. Wartość stałej dysocjacji kwasu octowego wynosi K = 1,75 · 10-5 w temperaturze 25oC. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.
Obliczenie:
Odpowiedź:…………………………………………………………………………………….
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
6
Informacja do zadań 10. i 11. Reakcja, po której przynajmniej jeden z produktów opuszcza środowisko reakcji, jest nazywana reakcją (praktycznie) nieodwracalną. Przemiana chemiczna, której w każdej chwili towarzyszy reakcja, przebiegająca w kierunku przeciwnym, jest nazywana reakcją odwracalną. W celu zbadania odwracalności reakcji chemicznych przeprowadzono doświadczenia, zilustrowane poniższymi rysunkami:
A.
B.
D.
C.
Zadanie 10. (1 pkt) Na podstawie podanych w informacji wstępnej definicji, podziel reakcje zachodzące podczas doświadczeń A, B, C, i D na reakcje (praktycznie) nieodwracalne i odwracalne. Wpisz symbole literowe (A, B, C, D) do tabeli: Typ reakcji: Reakcje (praktycznie) nieodwracalne: Reakcje odwracalne:
Symbole literowe:
Zadanie 11. (2 pkt) a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, zachodzącej podczas doświadczenia B:
………………………………………………………………………………………………….. b) Napisz w formie doświadczenia C:
cząsteczkowej
równanie
reakcji,
zachodzącej
podczas
…………………………………………………………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
7
Zadanie 12. (2 pkt) W celu odróżnienia wodnego roztworu węglanu sodu od wodnego roztworu metakrzemianu sodu przeprowadzono doświadczenie, zilustrowane poniższym rysunkiem:
Zapisz obserwacje, wynikające z prezentowanych doświadczeń.
W zlewce, w której znajdował się wodny roztwór węglanu sodu……………………………… …………………………………………………………………………………………………. . W zlewce, w której znajdował się metakrzemian sodu ………………………………………... …………………………………………………………………………………………………. .
Zadanie 13. (1 pkt) Katalizatory są substancjami chemicznymi, które mają duży wpływ na szybkość reakcji chemicznych. Oceń poprawność poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe lub F, jeżeli uznasz je za fałszywe.
Zdanie
1. Katalizatory ujemne (inhibitory) zmniejszają szybkość chemicznych zmniejszając, energię aktywacji reakcji. 2. Katalizator nie wpływa na wydajność reakcji.
P/F
reakcji
3. Katalizator wpływa na wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji Kc.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
8
Zadanie 14. (4 pkt) W dwóch probówkach znajdują się wodne roztwory następujących substancji substancji: Probówka I – HNO3
Probówka II – NH4Cl
a) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji wymienionych substancji ze stechiometryczną ilością wodorotlenku potasu.
Probówka I: ..................................................................................................................................
Probówka II: ................................................................................................................................
b) Napisz wzory jonów, które znajdują się w roztworze poreakcyjnym w probówce I.
.......................................................................................................................................................
c) Napisz wzory jonów, które zostały usunięte z roztworu w wyniku reakcji w probówce II.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 15. (3 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji: NO3- + Zn + OH - → NH3 + ZnO22- + H2O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów utleniania i redukcji zachodzących podczas tej przemiany.
Równanie procesu utleniania: …………………………………………………………………………………………………... Równanie procesu redukcji: …………………………………………………………………………………………………...
b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
……NO3- + ……Zn + ……OH- → ……NH3 + ……ZnO22- + ……H2O
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
9
Zadanie 16. (2 pkt) Na poniższym rysunku przedstawiono budowę pewnego ogniwa galwanicznego:
Podczas pracy ogniwa na anodzie i katodzie zachodzą następujące procesy elektrodowe: Anoda:
M→M
2+
+ 2 e
Katoda: 2+
Cu + 2 e → Cu
W wyniku pracy ogniwa nastąpił przyrost masy płytki miedzianej o 0,320 g i ubytek masy płytki wykonanej z metalu M wynoszący 1,036g. W obydwu roztworach stężenia jonów metali M2+ i Cu2+ wynosiły 1 mol . dm-3. Wykonując obliczenia ustal, z jakiego metalu wykonana była płytka metalu M; w tym celu oblicz masę molową metalu M, a następnie podaj jego nazwę.
Obliczenia:
Odpowiedź: Metal M to ………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
10
Zadanie 17. (3 pkt) Poniżej podano schemat przemian, jakim ulega wodorotlenek manganu(II):
MnSO 4
1
Mn(OH) 2
2
MnO(OH)2
a) Zapisz w formie cząsteczkowej równania reakcji 1 i 2:
Równanie reakcji 1: .............................................................................................................
Równanie reakcji 2: ............................................................................................................. b) Uzupełnij poniższe stwierdzenie, wpisując odpowiednie określenia wybrane spośród:
amfoteryczny,
zasadowy,
kwasowy,
redukujące,
utleniające
Równanie reakcji nr 1 ilustruje, że wodorotlenek manganu (II) ma charakter ..........................., natomiast równanie reakcji nr 2, że wykazuje właściwości ....................................................... .
Zadanie 18. (2 pkt)
Oblicz stężenie molowe roztworu wodorotlenku potasu o gęstości d = 1,19 g · cm-3, otrzymanego po dodaniu 1,25 g wodorotlenku potasu do 20 g 15% roztworu tego wodorotlenku. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Obliczenie:
Odpowiedź: ………………………………………………………………………………….
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
11
Zadanie 19. (2 pkt) Według teorii Johannesa Brönsteda, kwas to cząsteczka lub jon, która zdolna jest do oddawania protonu (donor protonów), zasada zaś to cząsteczka lub jon, która zdolna jest do przyłączenia protonu (akceptor protonów). Podczas reakcji kwasy i zasady tworzą ze sobą sprzężone pary wymieniające między sobą protony. Na podstawie: Lech Pajdowski „Chemia ogólna” PWN 1978.
W wyznaczone miejsca pod równaniami reakcji wpisz określenia: kwas1, zasada1, kwas2, zasada2, tak, aby wskazać w poniższych przemianach pary sprzężone kwas-zasada. a)
b)
Zadanie 20. (2 pkt) Badano odczyny wodnych roztworów popularnymi wskaźnikami kwasowo-zasadowymi. Zabarwienie wskaźników zestawiono w tabeli. Dokończ tabelę, wpisując brakujące zabarwienie wskaźników oraz zakres pH roztworów (pH< 7; pH = 7; pH >7).
roztwór I Zabarwienie oranżu metylowego pod wpływem roztworu: Zabarwienie papierka uniwersalnego pod wpływem roztworu: Zabarwienie fenoloftaleiny pod wpływem roztworu: pH roztworu (pH < 7; pH = 7; pH >7).
roztwór II
roztwór III
czerwony
żółty
niebieski
malinowa
niebieski
bezbarwna
roztwór IV
żółty
bezbarwna
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
12
Zadanie 21. (1 pkt) Zbudowano ogniwo X, składające się z dwóch półogniw redoks A i B. Półogniwo A:
NO3- + 4H++ 3e ⇄ NO + 2H2O
E A0 = + 0,96 V
Półogniwo B:
I2 + 2e ⇄ 2I -
E B0 = + 0,54 V
Na podstawie wartości standardowych potencjałów półogniw redoks napisz sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym ogniwie X.
………………………………………………………………………………………………….
Zadanie 22. (2 pkt) Określ, w którą stronę przesunie się stan równowagi reakcji
2 H2S(g) + 3 O2(g)
⇄
2 SO2(g) + 2 H2O(g)
∆H = -1038 kJ
jeżeli: a) podwyższymy temperaturę układu: …………………………………………… b) zmniejszymy objętość układu: ………………………………………………….
Zadanie 23. (2 pkt) Oblicz stężenie molowe jonów OH- i ustal minimalną wartość pH niezbędną do wytrącenia osadu Mg(OH)2 z roztworu, w którym stężenie molowe jonów Mg2+ wynosi 1,1 · 10-5 mol · dm-3. Iloczyn rozpuszczalności Mg(OH)2 wynosi Ir = 1,1 · 10-11.
Obliczenia:
Odpowiedź: ……………………………………………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
13
Zadanie 24. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli na rozróżnienie roztworów dwóch alkoholi: butan-1-olu i 2-metylopropan-2-olu. W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwę użytego odczynnika spośród niżej podanych: • świeżo strącony wodorotlenek miedzi(II), • zakwaszony roztwór manganianu(VII) potasu, • woda bromowa, • sód metaliczny;
Schemat doświadczenia:
butan-1-ol
I
2-metylopropan-2-ol
II
................ …………………………………………………………………
b) napisz, uzupełniając poniższą tabelę, jakie obserwacje potwierdzą obecność butan-1-olu w probówce nr I i 2–metylopropan-2-olu w probówce nr II po wprowadzeniu tych alkoholi do wybranego odczynnika i ogrzaniu.
Barwa zawartości probówki przed zmieszaniem reagentów po zmieszaniu reagentów i ogrzaniu
Probówka I
Probówka II
14
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
Zadanie 25. (1 pkt) W celu ustalenia produktów reakcji związków typu HX (HCl, HI, HBr, H2O, HCN...) z niesymetrycznymi alkenami stosuje się regułę Markownikowa. Wpisz w miejsce kropek, stosując wzory półstrukturalne (grupowe), wzór produktu ubocznego i produktu głównego poniższej reakcji:
Zadanie 26. (2 pkt) Kwas 2-hydroksypropanowy (kwas mlekowy) jest związkiem dwufunkcyjnym, co powoduje, że może ulegać szeregu reakcjom chemicznym, charakterystycznym dla obu grup funkcyjnych. Napisz wzór półstrukturalny substancji oznaczonej literą A, będącej produktem organicznym reakcji kwasu 2-hydroksypropanowego z kwasem metanowym oraz związku organicznego oznaczonego literą B, powstałego w wyniku procesu dekarboksylacji tego kwasu.
Wzór związku A:
Wzór związku B:
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
15
Zadanie 27. (1 pkt) Tabela przedstawia temperaturę wrzenia izomerów nasyconego węglowodoru o wzorze sumarycznym C5H12.
Nazwa alkanu n-pentan 2-metylobutan 2,2-dimetylopropan
Temperatura wrzenia [oC] 36,3 27,9 9,5
Podaj przyczynę związaną z budową cząsteczek węglowodorów, która wpływa na obniżenie temperatury wrzenia izomerów pentanu.
....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Kauczuk naturalny jest jednym z ważniejszych polimerów naturalnych, stosowanych przez człowieka od kilkuset lat. Polimery są produktami łączenia się ze sobą pojedynczych cząsteczek prostych związków, które nazywa się monomerami. Wzór kauczuku naturalnego można przedstawić następująco:
Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) związku organicznego, który jest monomerem kauczuku naturalnego.
Wzór monomeru:
16
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
Zadanie 29. (2 pkt) Uzupełnij poniższe równania reakcji, stosując dla związków organicznych wzory półstrukturalne grupowe.
Zadanie 30. (2 pkt) Poszczególne grupy węglowodorów i ich pochodnych mogą ulegać różnym typom reakcji charakterystycznych ze względu na różnice w budowie. W bogactwie związków organicznych znajdujemy także takie substancje, które mogą ulegać kilku typom reakcji. Przykładem takiego związku jest kwas propenowy, zwyczajowo nazywany kwasem akrylowym:
a) Wyjaśnij, określając typ reakcji chemicznej, dlaczego kwas akrylowy odbarwia roztwór wody bromowej.
…………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………. b) Zapisz równanie reakcji polimeryzacji kwasu akrylowego do kwasu poliakrylowego.
…………………………………………………………………………………………………
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
17
Informacja do zadania 31. Fenol (hydroksybenzen) C6H5OH oraz fenolan sodu C6H5ONa to stałe substancje krystaliczne, rozpuszczalne w wodzie o charakterystycznym zapachu lizolu. Zadanie 31. (3 pkt) W dwóch zlewkach znajdują się wodne roztwory fenolu i fenolanu sodu, ich roztwory są nierozróżnialne za pomocą zmysłu wzroku i węchu. Zaprojektuj doświadczenie, na podstawie którego można odróżnić od siebie wodne roztwory fenolu i fenolanu sodu, mając do dyspozycji następujące odczynniki:
• wodny roztwór chlorku żelaza(III), • wodny roztwór chlorku miedzi(II), • fenoloftaleinę. a) Podaj opis słowny przebiegu doświadczenia.
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
b) Napisz obserwacje potwierdzające obecność wodnego roztworu fenolu w jednej zlewce oraz wodnego roztworu fenolanu sodu w drugiej zlewce.
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………...
…………………………………………………………………………………………………..
c) Napisz w formie jonowej całkowitej równanie reakcji, które uzasadnia wybraną metodę identyfikacji.
…………………………………………………………………………………………………...
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
18
Zadanie 32. (2 pkt) Reakcji hydrolizy zasadowej poddano 1 − chloropropan i otrzymano substancję A, którą następnie utleniono i otrzymano substancję B. Z kolei substancję B poddano reakcji z zawiesiną wodorotlenku miedzi(II) na gorąco i otrzymano substancję C. Posługując się nazwami systematycznymi związków organicznych, przedstaw schemat opisanych powyżej procesów chemicznych, rozpoczynając od substancji A i kończąc na substancji C.
A
B
C
Zadanie 33. (1 pkt) Spośród czterech podanych poniżej wzorów stereochemicznych aldehydu glicerynowego podkreśl jeden, który przedstawia aldehyd D – glicerynowy.
Okręgowa Komisja Egzaminacyjna w Poznaniu Materiał ćwiczeniowy z chemii 2012 Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
19
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy Miejsce na nalepkę z kodem szkoły
PESEL ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są tablice chemiczne (3 strony). 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Wpisuje egzaminator / nauczyciel sprawdzający pracę Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20.
1
2
3
3
1
2
1
3
1
1
Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. SUMA
2
3
1
3
3
3
2
3
1
1
3
2
60
3
1
1
1
3
2
2
2
Zadanie 1. (1 pkt)
Który zapis przedstawia poprawnie konfigurację elektronową jonu glinu Al3+? A. K2L8 B. K2L8M3 C. K2L8M6 D. K2L8M8
Zadanie 2. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. 228 90
Th → ................. + α
Zadanie 3. (3 pkt) Tlenek pewnego jednowartościowego metalu po wprowadzeniu do wody tworzy wodorotlenek o masie cząsteczkowej 56 u. Ustal, jaki to metal (podaj jego symbol chemiczny i nazwę). Jaki stan skupienia ma ten tlenek? Obliczenia: ............................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Stan skupienia tlenku: ...........................................................................................................................
Zadanie 4. (3 pkt) Połącz w pary substancje z kolumny I z charakterystycznymi dla nich wiązaniami chemicznymi z kolumny II. I. 1. tlenek sodu
II. a) wiązanie atomowe spolaryzowane
Odpowiedzi 1.
2. chlorowodór b) wiązanie atomowe niespolaryzowane
2.
3. azot
3.
c) wiązanie jonowe
4. amoniak
4.
Strona 2 z 12
Informacja do zadań 5. i 6. Poniższa tabela przedstawia temperatury topnienia i wrzenia wybranych kwasów karboksylowych. Nazwa kwasu
Wzór sumaryczny
Temperatura topnienia [ºC]
Temperatura wrzenia [ºC]
Kwas octowy
CH3COOH
16,6
117,9
Kwas stearynowy
C17H35COOH
69,3
360 rozkłada się
Kwas oleinowy (cis) C17H33COOH
16,2
360,0
Na podstawie: Witold Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997
Zadanie 5. (1 pkt) Na podstawie tabeli określ stan skupienia każdego z tych kwasów w temperaturze 25ºC. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Porównując budowę cząsteczek, wyjaśnij krótko przyczynę różnic stanów skupienia 1. kwasu octowego i stearynowego, 2. kwasu stearynowego i oleinowego. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 7. (1 pkt) Wskaż błędną interpretację równania C(s) + CO2(g) → 2CO(g). A. 1 mol węgla + 1 mol tlenku węgla(IV) → 2 mole tlenku węgla(II) B. 1 atom węgla + 1 cząsteczka tlenku węgla(IV) → 2 cząsteczki tlenku węgla(II) C. 22,4 dm3 węgla + 22,4 dm3 tlenku węgla(IV) → 44,8 dm3 tlenku węgla(II) D. 12 g węgla + 44 g tlenku węgla(IV) → 56 g tlenku węgla(II)
Strona 3 z 12
Zadanie 8. (3 pkt)
Ile atomów azotu znajduje się w 6,72 dm3 tlenku azotu(III) w warunkach normalnych? Rozwiązanie: ......................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Odpowiedź: ...........................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Wykonano następujące doświadczenie:
0,5 g opiłków Mg
I.
r
0,5 g wstążki Mg
0,5 g opiłków Mg
II.
III.
100 cm3 0,5-molowego kwasu solnego
W której probówce reakcja przebiegła najszybciej?
A. We wszystkich naczyniach reakcja przebiegła z jednakową szybkością. B. Reakcja przebiegła najszybciej w naczyniu I. C. Reakcja przebiegła najszybciej w naczyniu II. D. Reakcja przebiegła najszybciej w naczyniu III.
Zadanie 10. (1 pkt) W którym z podanych związków azot ma najniższy stopień utleniania?
A. NO B. HNO3 C. NH3 D. N2O3
Strona 4 z 12
Informacja do zadań 11. i 12. Miedź reaguje między innymi z rozcieńczonym roztworem kwasu azotowego(V). Powstaje wtedy azotan(V) miedzi(II) oraz woda. Równania połówkowe tej reakcji przedstawia poniższy schemat (symbole x i y oznaczają w nim liczbę oddanych lub przyłączonych elektronów): Cu – xe → Cu2+ NO3– + ye + 4H+ → NO + 2H2O
Zadanie 11. (3 pkt) Oblicz wartości x i y, a następnie napisz – w formie cząsteczkowej - całkowite równanie reakcji miedzi z rozcieńczonym roztworem kwasu azotowego(V).
Obliczenia: ............................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji: ................................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Wskaż utleniacz i reduktor w tej reakcji.
Utleniacz: .............................................................................................................................................. Reduktor: ...............................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt)
Z 200 cm3 0,3-molowego roztworu soli odparowano 80 cm3 wody. Oblicz stężenie molowe otrzymanego roztworu. Rozwiązanie: ......................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Odpowiedź: ...........................................................................................................................................
Strona 5 z 12
Informacja do zdań 14., 15. i 16. Poniżej przedstawiono dwa wykresy rozpuszczalności: chlorku amonu i octanu wapnia (wykres I) oraz dwutlenku węgla (wykres II). Wykres I
Wykres II Rozpuszczalność CO2
Rozpuszczalność NH4Cl i (CH3COO)2Ca 0,400
9 0 ,0
0,350
rozpuszczalność w g/100g wody
rozpuszczalność w g/100g wody
8 0 ,0
7 0 ,0
6 0 ,0
5 0 ,0
4 0 ,0
3 0 ,0
2 0 ,0
0,300
0,250
0,200
0,150
0,100
0,050
1 0 ,0
0 ,0 0
20
40
60
80
100
0,000
te m p e ra tu ra w s to p n ia c h C e ls ju s z a
0
20
40
60
80
temperatura w stopniach Celsjusza c h lo re k a m o n u
o c ta n w a p n ia
Zadanie 14. (1 pkt) Na podstawie powyższych wykresów można stwierdzić, że w zakresie temperatur 20ºC - 50ºC rozpuszczalność substancji zmienia się w następujący sposób:
A. B. C. D.
octanu wapnia rośnie nie zmienia się maleje rośnie
Rozpuszczalność dwutlenku węgla rośnie rośnie maleje maleje
chlorku amonu maleje maleje rośnie rośnie
Zadanie 15. (1 pkt) Oszacuj temperaturę, w której rozpuszczalności chlorku amonu i octanu wapnia są jednakowe.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 6 z 12
Zadanie 16. (1 pkt) Spośród poniższych zdań wybierz to, które nie jest prawdziwe.
A. Rozpuszczalność dwutlenku węgla w temperaturach od 0ºC do 80ºC jest mniejsza od rozpuszczalności chlorku amonu i octanu wapnia. B. W temperaturze 60ºC rozpuszczalność chlorku amonu jest większa od rozpuszczalności octanu wapnia i dwutlenku węgla. C. W temperaturze 80ºC rozpuszczalność octanu wapnia jest mniejsza od rozpuszczalności chlorku amonu. D. Rozpuszczalność chlorku amonu w temperaturach od 0ºC do 80ºC jest równa rozpuszczalności octanu wapnia albo od niej większa.
Zadanie 17. (3 pkt) Masz do dyspozycji potas, wodę, tlenek krzemu(IV) i kwas solny. Opisz kolejne etapy doświadczenia, w wyniku którego otrzymasz kwas krzemowy H2SiO3. Pamiętaj, że tlenek krzemu(IV) i kwas krzemowy nie rozpuszczają się w wodzie. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) Do czterech probówek z wodą wprowadzono próbki następujących tlenków: Probówka I Al2O3
Probówka II CaO
Probówka III P4O10
Probówka IV SiO2
Zawartość każdej probówki energicznie wstrząśnięto i podzielono na dwie porcje. Do pierwszej porcji z każdej probówki dodano kroplę oranżu metylowego, a do drugiej – kroplę fenoloftaleiny. W której próbce (próbkach) oranż metylowy zmienił zabarwienie z żółtego na czerwone, a w której (których) fenoloftaleina zabarwiła się na malinowo? ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 7 z 12
Informacja do zadań 19. i 20. Przeprowadzono następujące doświadczenie: roztwór HCl
roztwór K3PO4
I.
roztwór Na2CO3
II.
roztwór AgNO3
Zadanie 19. (2 pkt) Zanotuj obserwacje, jakie poczyniono w czasie wykonywania doświadczeń.
Probówka I: ........................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Probówka II: .......................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) Zapisz w pełnej jonowej formie równania reakcji przebiegających w opisanym powyżej doświadczeniu. Równanie reakcji I:
................................................................................................................................................................ Równanie reakcji II: ................................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Musisz przelać roztwór kwasu solnego z dużej butli do kilku mniejszych. Dysponujesz dwoma lejkami – miedzianym i żelaznym. Którego z nich użyjesz, aby przelać kwas? Swój wybór krótko uzasadnij. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 8 z 12
Zadanie 22. (3 pkt) Poniżej przedstawiono wzory trzech związków organicznych. 1. 2. H3C
CH2 CH
CH2
H3C
CH
C
CH3
3. H3C
CH
CH3
COOH
CH3 O
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując do niej nazwy szeregów homologicznych, do których należą związki 1. – 3.
Numer związku Nazwa szeregu homologicznego 1. 2. 3.
Zadanie 23. (1 pkt) Wskaż poprawną nazwę węglowodoru o wzorze: H3C
CH CH2
CH2 CH
CH3
CH3
CH3
A. 2-etylo-4-metylopentan B. 2-metylo-4-etylopentan C. 2,4-dimetyloheksan D. 3,5-dimetyloheksan
Zadanie 24. (3 pkt) Do dwóch probówek, z których jedna zawierała próbkę heksanu a druga próbkę benzenu, dodano kilka kryształów bezwodnego FeBr3. Następnie dodano do obu probówek po dwie krople bromu. Tylko w drugiej probówce nastąpił zanik brunatnoczerwonego zabarwienia bromu. Określ, w których probówkach znajdowały się poszczególne węglowodory. Napisz równanie reakcji, która zaszła w drugiej probówce i określ, jaką rolę w tej reakcji pełni FeBr3. Odpowiedź: ........................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji: ................................................................................................................................. Rola FeBr3: ............................................................................................................................................
Strona 9 z 12
Informacja do zadań 25. i 26. Dany jest ciąg reakcji opisany schematem: CaC2
H2O
1.
A
H2
2.
B
HCl
3.
C
Zadanie 25. (3 pkt) Napisz wzory sumaryczne i nazwy systematyczne substancji A, B i C.
Substancja A: ................................................................................................................................................................ Substancja B: ................................................................................................................................................................ Substancja C: ................................................................................................................................................................
Zadanie 26. (3 pkt) Napisz równania reakcji 1., 2. i 3. z powyższego schematu.
Równanie reakcji 1.: ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji 2.: ................................................................................................................................................................ Równanie reakcji 3.: ................................................................................................................................................................
Zadanie 27. (2 pkt) Wodorotlenek miedzi(II) jest odczynnikiem często stosowanym w chemii organicznej do identyfikacji związków chemicznych. Wykonano dwie próby z użyciem tego odczynnika: Próba I: po dodaniu do badanej substancji wodorotlenku miedzi(II) w temperaturze pokojowej niebieski osad tego wodorotlenku uległ roztworzeniu (rozpuścił się) i powstała klarowna ciecz o ciemnoniebieskiej (szafirowej) barwie. Próba II: po dodaniu do badanej substancji wodorotlenku miedzi(II) i ogrzaniu zawartości naczynia wytrącił się ceglasty osad. Którą z wymienionych niżej substancji wykryto próbą I, a którą za pomocą próby II: etanol, octan propylu, propanal, gliceryna, propanon? Próbą I wykryto ..................................................................................................................................... Próbą II wykryto ...................................................................................................................................
Strona 10 z 12
Zadanie 28. (3 pkt) Używając wzorów półstrukturalnych napisz równanie reakcji kondensacji dwóch cząsteczek glicyny (kwasu aminoetanowego). We wzorze produktu reakcji zaznacz wiązanie peptydowe.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 29. (1 pkt) Freony to ogólna nazwa chlorofluoropochodnych metanu lub etanu. Wskaż, które z następujących substancji zaliczamy do freonów: CHCl3, CCl2F2, CCl3F, CH2F2 ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Napisz równanie reakcji powstawania CH3Cl z metanu i chloru.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 11 z 12
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
Strona 12 z 12
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy Miejsce na nalepkę z kodem szkoły
PESEL ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego) Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są tablice chemiczne (3 strony). 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Wpisuje egzaminator / nauczyciel sprawdzający pracę Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
31. 32. 33. 34. 35. 36. 37.
38.
39. 40. 41. 42.
3
2
4
Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
43. 44. 45. 46. 47. 48. 49.
50.
51. 52. SUMA
2
4
2
1
2
2
3
4
3
2
3
3
3
3
4
3
1
3
3
60
Zadanie 31. (3 pkt) Próbka pewnego materiału promieniotwórczego zawiera obecnie 40 g izotopu półtrwania równym 5 lat. Oblicz, ile gramów tego izotopu rozpadnie się w ciągu najbliższych 15 lat.
60
Co o okresie
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Informacja do zadania 32. i 33. Poniżej przedstawiono konfiguracje elektronowe atomów kilku pierwiastków. Pierwiastek W: 1s22s1 Pierwiastek X: 1s22s22p63s23p5 Pierwiastek Y: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s1 Pierwiastek Z: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24s105p5
Zadanie 32. (1 pkt) Który z powyższych pierwiastków charakteryzuje się największą elektroujemnością? ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 33. (2 pkt) Spośród pierwiastków W, X, Y i Z wybierz parę takich, których atomy łącząc się tworzą wiązanie o najbardziej jonowym charakterze. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 2 z 12
Informacja do zadania 34. i 35. W temperaturze 1900 K w stanie równowagi reakcji N2 + O 2
2NO
∆H>0
wyznaczono następujące mol·dm–3, [O2] = 0,16 mol·dm–3, [NO] = 0,02 mol·dm–3.
stężenia reagentów: [N2] = 0,64
Zadanie 34. (4 pkt) Oblicz: 1) stałą równowagi reakcji syntezy tlenku azotu(II) w temperaturze 1900 K, 2) początkowe stężenie azotu przy założeniu, że początkowa mieszanina reakcyjna nie zawierała tlenku azotu(II). 1) obliczenie stałej równowagi: ............................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2) obliczenie początkowego stężenia azotu: ......................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 35. (2 pkt) Określ, jak wzrost temperatury wpływa na: 1) równowagę tej reakcji, 2) wartość stałej równowagi reakcji. 1) wpływ na równowagę reakcji: .......................................................................................................... 2) wpływ na wartość stałej równowagi reakcji: .................................................................................... Strona 3 z 12
Strona 4 z 12
Zadanie 36. (3 pkt) Reakcja chemiczna A + 3B → AB3 przebiega według równania kinetycznego v = k[A][B]3. Określ całkowity rząd tej reakcji oraz oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeżeli stężenie substratu A zmniejszymy czterokrotnie i równocześnie stężenie substratu B zwiększymy dwukrotnie. Rząd reakcji: ......................................................................................................................................... Obliczenie zmiany szybkości reakcji: ................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 37. (3 pkt) Zaproponuj przykład soli potasowej, której roztwór należy poddać elektrolizie z użyciem elektrod węglowych, by otrzymać z roztworu obojętnego roztwór silnie zasadowy. Odpowiedź uzasadnij, zapisując odpowiednie równania reakcji elektrodowych. Wzór soli: .............................................................................................................................................. Równania reakcji elektrodowych: ......................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 38. (2 pkt) Korzystając z szeregu napięciowego metali wskaż, którego metalu – cynku czy cyny – należy użyć jako protektora do ochrony stalowego (żelaznego) rurociągu przed korozją. Wybór krótko uzasadnij. Wybrany metal: ..................................................................................................................................... Uzasadnienie: ........................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 5 z 12
Zadanie 39. (4 pkt) Oblicz, ile gramów roztworu KOH o stężeniu 10% i ile gramów roztworu tej zasady o stężeniu 10 mol·dm–3 i gęstości d = 1,4 g·cm–3 należy użyć, aby przygotować 200 g roztworu KOH o stężeniu 20%. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) W poniższych przykładach dokończ zapis równań reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. 1) Na2HPO4 + NaOH → ....................................................................................................................... 2) K + H2O → ....................................................................................................................................... 3) BaSO4 + HCl → ...............................................................................................................................
Strona 6 z 12
Zadanie 41. (3 pkt) Dany jest ciąg reakcji: +A Cu
CuCl2
+B
Cu(OH)2
+C
Na2[Cu(OH)4]
Zapisz wzory sumaryczne brakujących w ciągu przemian substratów. Substrat A: ............................................................................................................................................ Substrat B: ............................................................................................................................................. Substrat C: .............................................................................................................................................
Zadanie 42. (3 pkt) Który z wymienionych niżej związków ma charakter amfoteryczny? Zapisz w formie cząsteczkowej dwa równania reakcji, które charakteryzują jego amfoteryczność. Al(NO3)3, CaO, H3PO4, ZnO Odpowiedź: ........................................................................................................................................... Równanie 1.: ......................................................................................................................................... Równanie 2.: .........................................................................................................................................
Informacja do zadań 43. i 44. W celu zidentyfikowania jodku amonu przeprowadzono następujące doświadczenia: roztwór NaOH
roztwór Pb(NO3)2
I.
II.
roztwór NH4I
roztwór NH4I
Zadanie 43. (2 pkt) Zapisz obserwacje do powyższych doświadczeń. Doświadczenie I: ................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Doświadczenie II: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ Strona 7 z 12
Zadanie 44. (2 pkt) Zapisz w skróconej formie jonowej równania reakcji zachodzących w powyższych doświadczeniach. Równanie I: ........................................................................................................................................... Równanie II: ..........................................................................................................................................
Informacja do zadania 45. i 46. Stała dysocjacji wodorotlenku sodu jest bardzo duża, zaś stała dysocjacji kwasu azotowego(III) wynosi 2·10–4.
Zadanie 45. (3 pkt) Na podstawie powyższej informacji określ odczyn wodnego roztworu NaNO2. Zapisz w skróconej formie jonowej równanie hydrolizy tej soli. Jaką rolę według teorii Brönsteda pełni w tej reakcji woda? Odczyn roztworu: .................................................................................................................................. Równanie hydrolizy: ............................................................................................................................. Rola wody: ............................................................................................................................................
Zadanie 46. (3 pkt) Oblicz stopień 0,5 mol·dm–3.
dysocjacji
oraz
pH
roztworu
kwasu
azotowego(III)
o
stężeniu
Obliczenie stopnia dysocjacji: .............................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Obliczenie pH roztworu: ....................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Strona 8 z 12
Zadanie 47. (3 pkt) Określ typ każdej z następujących reakcji: 1) etynu z bromem: ............................................................................................................................... 2) chloroetanu z NaOH w środowisku etanolu: .................................................................................... 3) powstawania polietylenu z etenu.: ....................................................................................................
Zadanie 48. (3 pkt) Aldehydy o odpowiedniej budowie ulegają w środowisku zasadowym reakcji dysproporcjonowania, która przebiega według schematu: aldehyd + zasada → sól kwasu karboksylowego + alkohol Używając wzorów półstrukturalnych zapisz równanie takiej reakcji dla aldehydu benzoesowego (benzenokarboaldehydu) z NaOH. Podaj nazwę węglowodoru, którego pochodnymi są reagenty tej reakcji. Równanie reakcji: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Nazwa węglowodoru: ...........................................................................................................................
Zadanie 49. (4 pkt) Pewien ester o wzorze sumarycznym C4H8O2 poddano hydrolizie. Jeden z produktów hydrolizy daje pozytywny wynik próby Tollensa, a drugi poddany utlenieniu daje jako produkt propanon. Zapisz wzór strukturalny estru i podaj jego nazwę. Przedstaw krótko swój tok rozumowania. Wzór strukturalny estru: ........................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Nazwa estru: .......................................................................................................................................... Uzasadnienie: ........................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Strona 9 z 12
Zadanie 50. (3 pkt) O H3C
CH NH2
C
O N
CH2
C
H
N
CH
H
CH3
COOH
Zapisz równanie reakcji pełnej hydrolizy powyższego peptydu i wskaż, który z produktów hydrolizy jest związkiem optycznie czynnym. Napisz wzory stereochemiczne obu enancjomerów tego aminokwasu. Równanie hydrolizy: ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Wzór związku optycznie czynnego: ..................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Wzory stereochemiczne: ....................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 10 z 12
Zadanie 51. (2 pkt) Poniżej przedstawiono nazwy otrzymywanych pięciu tworzyw, otrzymywanych w procesach polimeryzacji lub polikondensacji: poliamid, polichlorek winylu, poliformaldehyd, polistyren, teflon. Uzupełnij następującą tabelę, wpisując obok wzoru związku nazwę tworzywa, które otrzymuje się na drodze polimeryzacji lub polikondensacji tego związku. Wzór związku
Nazwa tworzywa
1. H2N–(CH2)5–COOH 2.
HCHO
3.
CF2=CF2
4.
CH2=CHCl
Zadanie 52. (1 pkt) Etylen (eten) jest monomerem, z którego w reakcji polimeryzacji otrzymuje się polietylen. Wskaż cechę cząsteczek etylenu, dzięki której mogą one ulegać reakcji polimeryzacji. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 11 z 12
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
Strona 12 z 12
Strona 13 z 12
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl (Crimson Creation RPG)
Miejsce na naklejkę z kodem
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz I Czas pracy 120 minut
ARKUSZ I GRUDZIEŃ ROK 2004
Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są dwie karty stałych chemicznych. 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 1. (2 pkt) Spalono metaliczny magnez. Otrzymany związek rozpuszczono całkowicie w kwasie fosforowym(V) otrzymując sól nierozpuszczalną w wodzie. Zapisz wzory produktów obu reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt)
Oblicz, ile dm3 tlenu odmierzonego w warunkach normalnych potrzeba do spalenia 3,01 · 1023 atomów magnezu. Obliczenia:
Zadanie 3. (3 pkt) Uzupełnij podane równania reakcji wiedząc, że brakującym reagentem jest tlenek węgla(II) lub tlenek węgla(IV). 3 Fe2O3 + ............ → 2 Fe3O4 + ............ 2 H2SO4 + C → ............ + 2 SO2 + 2 H2O T
(CuOH)2CO3 → ............ + 2 CuO + H2O
Zadanie 4. (3 pkt) Atom pewnego pierwiastka E, w stanie podstawowym, ma następującą strukturę elektronową: E: 1s22s22p63s23p4 Korzystając z układu okresowego uzupełnij poniższą tabelkę, dotyczącą tego pierwiastka. Liczba elektronów walencyjnych
Stopień utlenienia w związku z wodorem
Strona 2 z 10
Konfiguracja elektronowa prostego jonu
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 5. (3 pkt) Poniżej podano ciąg przemian chemicznych: KOH utleniacz propen HCL → A → B → propanon (1)
(2)
(3)
Dużymi literami oznaczono główne produkty organiczne. Napisz schematy reakcji ujętych w ciągu, posługując się wyłącznie wzorami półstrukturalnymi. Reakcja 1: ............................................................................................................................... Reakcja 2: ............................................................................................................................... Reakcja 3: ...............................................................................................................................
Zadanie 6. (3 pkt) Na podstawie wartości elektroujemności w wymienionych substancjach.
pierwiastków
Substancja
określ
rodzaj
wiązań
Rodzaj wiązania
chlorek sodu tlenek siarki(IV) azot
Zadanie 7. (2 pkt) Oblicz, ile moli wodorotlenku sodu potrzeba do przygotowania 200 g roztworu o stężeniu 10%. Obliczenia:
Strona 3 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 8. (1 pkt) Wskaż, która para związków zawiera wiązania jonowe. A. MgO, CO2
B. NaCl, H2O
C. KBr, H2S
D. CaS, NaCl
Zadanie 9. (1 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Po pewnym czasie zaobserwowano, tworzące się na ściankach probówki, lustro srebrne. Podaj przykład substancji organicznej (związek X), użytej w tym doświadczeniu. ...................................................................................................................................................
Zadanie 10. (3 pkt) Uczniowie otrzymywali w laboratorium gazy. Zbieranie gazów można przeprowadzić na trzy sposoby, które przedstawiono poniżej schematycznymi rysunkami: 1, 2 i 3.
gęstość powietrza d = 1,29 g/dm3 Wskaż, którą z metod uczniowie powinni wybrać do zebrania amoniaku, tlenku azotu(IV) oraz etanu. Sposób Nazwa gazu
(1)
(2)
(3)
................................... .................................. ..................................
Strona 4 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 11. (2 pkt) Uczniowie na kółku chemicznym identyfikowali wodne roztwory soli. Magda otrzymała następujący zestaw: CH3COONa, BaCl2. Do identyfikacji zdecydowała się użyć tylko jednego odczynnika - kwasu siarkowego(VI). Uzupełnij sprawozdanie eksperymentów. Nr probówki 1
Wzór soli
Magdy
H2SO4 BaCl2
obserwacje
z
przeprowadzonych
Wzór Objawy reakcji soli z wybranym odczynnikiem odczynnika
CH3COONa
2
podając
..................................................................................... .................................................................................... ..................................................................................... ....................................................................................
Zadanie 12. (3 pkt) Poniżej podano niektóre charakterystyczne właściwości fizyczne i chemiczne trzech pierwiastków. Podaj nazwy pierwiastków odpowiadające podanym właściwościom. Lp.
Właściwości
1.
-
czerwonobrunatna lotna ciecz pary mają duszący zapach drażniący błony śluzowe tworzy cząsteczki dwuatomowe wodny roztwór wykorzystuje się do wykrywania charakteru nienasyconego związków organicznych
.............................
-
..............................
-
ciało stałe tworzy trzy odmiany alotropowe, z których jedna przewodzi prąd elektryczny mało reaktywny chemicznie w temperaturze pokojowej
-
zielonkawożółty gaz silnie trujący (użyty przez Niemców w bitwie pod Ypres) bardzo reaktywny chemicznie środek dezynfekcyjny do odkażania wody
...............................
2.
3.
Nazwa pierwiastka
Zadanie 13. (2 pkt) Od dwóch butelek znajdujących się w pracowni chemicznej odkleiły się etykietki. Na jednej był napis: siarka, a na drugiej: tlenek wapnia. Podaj typowe właściwości fizyczne siarki (dwa przykłady), które umożliwią jej identyfikację. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Strona 5 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 14. (1 pkt) Sacharozę, znany powszechnie ,,cukier” przedstawia wzór. Wybierz właściwą odpowiedź.
Zadanie 15. (3 pkt) Wykorzystując tablice rozpuszczalności, podaj nazwy substancji, których użyjesz do otrzymania wodorotlenku cynku. Napisz skrócone równanie jonowe reakcji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 16. (1 pkt) Reakcja chlorowania może być traktowana jako przykład reakcji red–ox. Wskaż utleniacz w podanej reakcji substytucji: CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl ..........................................................
Zadanie 17. (3 pkt) W dwóch zbiornikach znajdują się etan i eten. Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na ich odróżnienie. W odpowiedzi podaj: −
słowny opis przeprowadzonego doświadczenia
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... −
obserwacje pozwalające na odróżnienie badanych substancji
...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... −
równanie wykorzystanej reakcji
......................................................................................................................................................
Strona 6 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 18. (2 pkt) Przeprowadzono równocześnie dwa doświadczenia pokazane na rysunku:
−
Wskaż, w której probówce szybkość reakcji będzie większa ............
–
Gazem wydzielającym się w reakcji jest ...................................
Zadanie 19. (1 pkt) Rysunek przedstawia schemat układu okresowego.
Wybierz linie wskazujące wzrost charakteru zasadotwórczego pierwiastków. A. a, b, c
B. b, e
C. d, c
D. d, a
Zadanie 20. (1 pkt) Zestaw przedstawiony na rysunku obok służy do A. usunięcia substancji nierozpuszczalnych z wody. B. otrzymania wody destylowanej. C. usunięcia substancji rozpuszczonych w wodzie. D. usunięcia mikroorganizmów.
Zadanie 21. (2 pkt) Korzystając z tablicy rozpuszczalności podaj wzór substancji, którą należy dodać do wodnego roztworu chlorku żelaza(III), aby strącić osad siarczku żelaza(III). Napisz równanie powyższej reakcji chemicznej w skróconej postaci jonowej. Wzór użytej substancji: ................................................................................................................ Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Strona 7 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 22. (3 pkt) Poniżej podano przykłady piktogramów ostrzegawczych na opakowaniach odczynników.
Podanym w tabeli substancjom przyporządkuj odpowiedni piktogram. Substancja wodorotlenek sodu aceton trinitrotoluen (TNT)
Piktogram (numer rysunku)
Zadanie 23. (3 pkt) Na podstawie podanego ciągu przemian, zapisz równania reakcji chemicznych wiedząc, że w reakcji drugiej reduktorem jest aldehyd np., mrówkowy. (1)
(2)
CuSO4 → Cu(OH)2 → Cu2O ↓ (3) CuO Reakcja 1: ……………………………………………………………………………………… Reakcja 2: ……………………………………………………………………………………… Reakcja 3: ………………………………………………………………………………………
Zadanie 24. (1 pkt) Zbadano właściwości pewnego kwasu organicznego i stwierdzono, że: − jest cieczą rozpuszczającą się w wodzie, − reaguje z metalami, tlenkami metali i wodorotlenkami, tworząc sole, − reaguje z alkoholami tworząc estry, − wykazuje właściwości redukujące, − jest kwasem mocniejszym od kwasu węglowego, − może powstać przez utlenienie formaldehydu. Na podstawie analizy podanego tekstu zidentyfikuj ten kwas. .......................................................................................................................................................
Zadanie 25. (1 pkt) Zapisz równanie reakcji chemicznej, które ilustruje metodę otrzymywania tlenku węgla(IV). Jako substratu użyj stałego węglanu wapnia. ...................................................................................................................................................
Strona 8 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Zadanie 26. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na ustalenie właściwości chemicznych tlenku sodu. W odpowiedzi podaj: – nazwy użytych odczynników ................................................................................................ –
obserwacje z prezentowanego doświadczenia
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... –
napisz równanie reakcji chemicznej
.......................................................................................................................................................
Zadanie 27. (2 pkt) W kopalniach węgla często dochodzi do wybuchu metanu. − Podaj właściwość chemiczną metanu, która jest przyczyną tych wybuchów. ....................................................................................................................................................... − Wymień jedną właściwość fizyczną, która powoduje, że tak trudno jest wykryć ulatniający się metan. .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Przeanalizuj podany schemat bilansu tlenu w zbiorniku wodnym. Atmosfera O2↓
↑O2
Zawartość tlenu w zbiorniku wodnym ↑
O → 2
Oddychanie organizmów wodnych. Pobór tlenu przez bakterie rozmnażające substancje organiczne (biodegradacja)
Fotosynteza glonów i roślin wodnych
Do zbiornika wodnego z pobliskiego zakładu chemicznego dostały się detergenty i azotan(V) amonu. Odpowiedz, czy obecność tych substancji wpłynie na procesy życiowe w zbiorniku. ....................................................................................................................................................
Zadanie 29. (2 pkt) Do niebieskiego, wodnego roztworu soli miedzi wrzucono żelazny gwóźdź i odstawiono na pewien czas. Opisz zmiany zachodzące w wyglądzie: – roztworu ............................................................................................................................... –
żelaznego gwoździa .............................................................................................................
Strona 9 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny I
Brudnopis
Strona 10 z 10
Miejsce na naklejkę z kodem
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII ARKUSZ II
Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego)
GRUDZIEŃ ROK 2004
Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora. 8. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 9. Brudnopis nie będzie oceniany. 10. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia! (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 30. (3 pkt) Zbudowano ogniwo wg schematu przedstawionego na rysunku.
Sumaryczna reakcja ogniwa przebiega według zapisu: Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu Uzupełnij podaną informację zaznaczając na rysunku, który z metali jest katodą a który anodą. Określ znaki elektrod i zaznacz na schemacie kierunek przepływu elektronów.
Zadanie 31. (4 pkt) Znane z życia codziennego związki: I – alkohol, II – ocet, III – mydło, IV – aceton w roztworach wodnych wykazują (przy użyciu wskaźnika uniwersalnego) odczyn kwasowy, zasadowy lub obojętny. Uzupełnij tabelkę wstawiając znak x w odpowiednie miejsce. I II III IV
Wzór związku – nazwa związku CH3CH2OH - etanol CH3COOH – kwas octowy C17H35COONa – stearynian sodu CH3 –C–CH3 – propanon O
pH < 7
pH = 7
pH > 7
Zadanie 32. (3 pkt) Jednym z etapów produkcji kwasu siarkowego(VI) jest reakcja: 2SO2(g) + O2(g) ⇄ SO3(g)
∆H < 0
Określ, jak warunki procesu wpływają na szybkość reakcji otrzymywania SO3, wpisując do tabelki któreś z poniższych określeń: „rośnie”, „maleje”, „nie zmienia się”. Lp. Warunki procesu 1
Podwyższona temperatura
2
Podwyższone ciśnienie
3
Katalizator
Szybkość reakcji
Strona 2 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 33. (2 pkt) Szkło wodne, używane do impregnacji materiałów w celu osiągnięcia ich niepalności jest krzemianem sodu. Zaprojektuj doświadczenie, w którym otrzymasz z tej soli kwas krzemowy. a) Przedstaw doświadczenie za pomocą rysunku.
b) Zapisz przewidywane obserwacje. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (3 pkt) Określ typ podanych niżej reakcji: I. C17H33COOH + Br2 → C17H33Br2COOH Al O , temp.
II. C2H5OH 23 → C2H4 + H2O światlo
III. CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl Reakcja I
............................................................................................................................
Reakcja II
............................................................................................................................
Reakcja III
............................................................................................................................
Zadanie 35. (3 pkt) W tabeli podano wybrane właściwości opisujące następujące kwasy: - kwas mlekowy (2-hydroksypropanowy), - kwas mrówkowy (metanowy), - kwas akrylowy (propenowy). Przyporządkuj podanym właściwościom wzór półstrukturalny odpowiedniego kwasu. Lp. Właściwości chemiczne 1
Wzór półstrukturalny kwasu
redukuje odczynnik Tollensa odwodnieniu tworząc tlenek węgla (II) • tworzy estry z kwasami oraz alkoholami • łatwo się utlenia • ulega polimeryzacji • ulega reakcjom addycji •
• ulega
2 3
Strona 3 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 36. (2 pkt) Liczba masowa izotopu pierwiastka E wynosi 196u. Neutrony w tym izotopie stanowią 60,2% nukleonów. Na podstawie powyższych danych uzupełnij tabelę, dotyczącą budowy tego izotopu. Liczba neutronów Liczba protonów
Zadanie 37. (3 pkt) Pary metalicznej rtęci są silnie trujące. Przypadkowo rozlana rtęć powinna być zneutralizowana przez zasypanie sproszkowaną siarką (powstaje siarczek rtęci(II) ). Odpowiedz, dokonując odpowiednich obliczeń, czy 10 g siarki wystarczy do zneutralizowania 5 cm3 rtęci. Gęstość rtęci wynosi: d = 13,546 g/cm3. Obliczenia:
Zadanie 38. (2 pkt) Reakcja utleniania tlenku siarki(IV) przebiega z udziałem katalizatora V2O5. Entalpia tej reakcji jest mniejsza od zera. Narysuj wykres zmiany energii spalania tlenku siarki(IV) od biegu reakcji: - bez udziału katalizatora, - z udziałem katalizatora.
Strona 4 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 39. (1 pkt) W przedstawionym jonowym równaniu reakcji chemicznej CN– + H2O → HCN + OH– Określ, czy anion cyjankowy (CN–) jest kwasem czy zasadą zgodnie z teorią protonową Brönsteda. .......................................................................................................................................................
Zadanie 40. (2 pkt) Wykonano dwa doświadczenia przedstawione schematycznym rysunkiem. Uzyskano roztwory o barwie: zielonej – w probówce 1, zielononiebieskiej – w probówce 2.
Określ, w jakim środowisku (kwaśnym, zasadowym czy obojętnym) przeprowadzono każdą z tych reakcji. Reakcja w probówce (1): ............................................................................................................. Reakcja w probówce (2): .............................................................................................................
Zadanie 41. (4 pkt) Badając charakter chemiczny tlenków analizuje się przebieg reakcji z wodą, z kwasem i z zasadą. Ustal, która ze schematycznie zapisanych reakcji możliwa jest w przypadku podanych tlenków: CaO, ZnO, NO. W tabeli wpisz znak X w odpowiednim miejscu. CaO 1 EO + H2O → E(OH)2 2 EO + 2HCl → ECl2 + H2O 3 EO + 2NaOH → Na2EO2 + H2O
Strona 5 z 10
ZnO
NO
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 42. (1 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Wyjaśnij przebieg tego doświadczenia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 43. (4 pkt) Przez wodny roztwór azotanu(V) srebra przepuszczono prąd o natężeniu 100 A. Elektroliza trwała 10 minut. Napisz równania reakcji, które zaszły podczas elektrolizy. katoda: .........................................................
anoda: ........................................................
Oblicz masę produktu powstałego na katodzie. Obliczenia:
Zadanie 44. (1 pkt) Wykorzystując wartości stałych dysocjacji tlenowych kwasów chloru odpowiedz, jak zmienia się ich moc wraz ze wzrostem stopnia utlenienia chloru. ...................................................................................................................................................
Strona 6 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 45. (3 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Opisz objawy towarzyszące doświadczeniu. Probówka I ................................................................................................................................... Próbówka II .................................................................................................................................. Zilustruj równaniem reakcji przebieg doświadczenia. .......................................................................................................................................................
Zadanie 46. (3 pkt) Dla reakcji podanej równaniem: 4 HCl(g) + O2(g) ⇄ 2 H2O (g) + 2 Cl2(g) ∆H = –119kJ określ, w którą stronę przesunie się równowaga reakcji, jeżeli: - wzrośnie temperatura .............................................. - wzrośnie ciśnienie ................................................... - usunie się część HCl ................................................
Zadanie 47. (1 pkt) Zapach mięty pochodzi od mentolu, alkoholu o uproszczonym wzorze:
Mentol w wyniku reakcji utleniania roztworem K2Cr2O7 w środowisku kwaśnym daje związek należący do ketonów cyklicznych. Podaj wzór powstałego ketonu.
Strona 7 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 48. (2 pkt) Węgiel tworzy dwa tlenki: tlenek węgla(II) i tlenek węgla(IV). Podaj dwie właściwości (jedną fizyczną, jedną chemiczną) tlenku węgla(II), które odróżniają go od tlenku węgla(IV). ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 49. (3 pkt) Zaprojektuj ogniwo galwaniczne w którym kationy srebra(I) utleniają atomy glinu. Podaj schemat ogniwa. Podaj reakcje zachodzące w półogniwach. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 50. (2 pkt) Poniższa tabela przedstawia zależność rozpuszczalności chlorku potasu od temperatury.
KCl
Rozpuszczalność KCl [g/100g H2O] w temperaturze: [°C] 10°C 20°C 30°C 40°C 50°C
60°C
31g
45,5g
34g
37g
40g
42,6g
Zaprojektuj doświadczenie prowadzące do otrzymania nasyconego roztworu chlorku potasu w temperaturze 20°C.
Zadanie 51. (2 pkt) Napisz pełne równanie reakcji jądrowej podanej w postaci uproszczonej i nazwij emitowaną cząsteczkę elementarną. 70 Zn (p : ?)70 Ga .......................................................................................................................................................
Strona 8 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 52. (1 pkt) Podaj nazwę przynajmniej jednego odczynnika pozwalającego udowodnić, że roztwory koloidowe białka ulegają denaturacji. .......................................................................................................................................................
Zadanie 53. (3 pkt) W czterech probówkach umieszczono różne tlenki. Wszystkie są ciałami stałymi. Przeprowadzono doświadczenie pokazane na rysunku i stwierdzono, że wszystkie tlenki uległy rozpuszczeniu.
Na podstawie tej obserwacji zakwalifikuj podane tlenki do odpowiednich grup. Właściwości tlenku
Wzór tlenku (tlenków)
Tlenek kwasowy Tlenek zasadowy Tlenek amfoteryczny
Zadanie 54. (2 pkt) Podaj właściwości chemiczne glinu na przykładzie zachowania wobec tlenu i kwasu solnego. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Strona 9 z 10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Brudnopis
Strona 10 z 10
Autor: Wioletta Gajda
TEST PRZED MATURĄ 2007
PRZYKŁADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron (zadania 1–26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy kaŜdym zadaniu. 3. Pisz czytelnie. UŜywaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 4. Nie uŜywaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 5. Pamiętaj, Ŝe zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 6. Podczas egzaminu moŜesz korzystać z ołówka i gumki (wyłącznie do rysunków), linijki. śyczymy powodzenia! Za rozwiązanie wszystkich zadań moŜna otrzymać łącznie 60 punktów
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
1
Zadanie 1. (1 pkt) Kwas węglowy tworzy sól o wzorze sumarycznym NaHCO3, zwyczajowo nazywaną sodą oczyszczoną. Podaj nazwę systematyczną tej soli. ................................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt)
Zapisz odpowiednie równania reakcji potwierdzające, Ŝe jon HCO3– jest zarówno kwasem, jak i zasadą w teorii Brönsteda i Lowry’ego. Kwas: ................................................................................................................................................................ Zasada: ................................................................................................................................................................
Zadanie 3. (4 pkt) N2 + O2
2 NO
∆H = 90,37kJ
W którą stronę przesunie się równowaga reakcji, jeŜeli: A. zwiększy się stęŜenie tlenu ...................................................................................................... B. zmniejszy się stęŜenie tlenku azotu(II) .................................................................................... C. ogrzeje się układ ...................................................................................................................... D. zmniejszy się ciśnienie ............................................................................................................
Zadanie 4. (3 pkt) N2 + 3 H2
2 NH3
Jak zmieni się szybkość reakcji, jeśli objętość układu zostanie zmniejszona 3 razy?
2
Zadanie 5. (1 pkt) Uszereguj podane związki, przyjmując za kryterium rosnący stopień utlenienia atomu węgla obecnego w grupach funkcyjnych. HCHO, HCOOH, CH3CHO, CH3COOH. ......................... < ......................... < ......................... < .........................
Zadanie 6. (2 pkt) Oblicz entalpię tworzenia Al2O3(s), wykorzystując podane informacje. 8 Al(s) + 3 Mn3O4(s) → 4 Al2O3(s) + 9 Mn(s) ∆H = –2538 kJ 3 Mn + 2 O2 → Mn3O4(s) ∆H = –1387 kJ
Zadanie 7. (3 pkt) Podaj wzór chemiczny przykładowej soli, której elektroliza w wodnym roztworze przebiega następująco: – na katodzie wydzielił się wodór, a roztwór wokół niej zmienił odczyn na zasadowy; – na anodzie wydzielił się tlen, a roztwór wokół niej zmienił odczyn na kwasowy. Napisz równania reakcji, które przebiegają na anodzie i katodzie. Wzór soli: ...................................................................................................................................... Reakcja anodowa: ................................................................................................................................................................ Reakcja katodowa: ................................................................................................................................................................
Zadanie 8. (3 pkt) Po ustaleniu się równowagi chemicznej 2 A + B C + D stęŜenia równowagowe wynosiły: 3 [A] = 2 mole/dm , [B] = 4 mole/dm3, [C] = [D] = 3 mole/dm3. Oblicz stałą równowagi i stęŜenia początkowe reagentów. 3
Stała równowagi:
StęŜenia początkowe reagentów: ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt)
Określ liczbę atomów węgla o hybrydyzacji sp, sp2, sp3 w cząsteczce związku o podanym wzorze.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Okres połowicznego zaniku pierwiastka wynosi 5 dni, a jego masa początkowa 16 g. Ile gramów pierwiastka rozpadnie się w ciągu 15 dni?
Zadanie 11. (3 pkt) Przy jakiej wartości pH zaczyna się wytrącać osad Fe(OH)2 z 0,01 molowego roztworu względem jonów Fe2+
?
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 4
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 12. (3 pkt) Uzupełnij tabelę, przyporządkowując do kaŜdej pary związków metodę ich rozróŜnienia: nitrowanie, tworzenie barwnego połączenia z Cu(OH)2, odbarwianie wody bromowej, próba Tollensa, badanie odczynu roztworu wodnego. Para rozróŜnianych związków
Metoda rozróŜnienia
1. etan i etyn 2. etanol i etano–1,2–diol 3. propanal i propanon 4. heksan i benzen 5. glicyna i etyloamina
Zadanie 13. (4 pkt) W reakcji 27 g glinu z nadmiarem wodnego roztworu NaOH powstaje w warunkach normalnych 26,8 dm3 wodoru. Napisz równanie zachodzącej reakcji, oblicz jej wydajność i podaj nazwę systematyczną otrzymanego związku. Równanie zachodzącej reakcji: ................................................................................................................................................................ Wydajność reakcji:
Nazwa systematyczna otrzymanego związku glinu: ................................................................................................................................................................ 5
Zadanie 14. (4 pkt)
Do 100 cm3 50% roztworu KOH o gęstości 1,5 g/cm3 dodano wody, otrzymując 0,5 dm3 roztworu. Oblicz stęŜenie molowe tak uzyskanego roztworu.
Zadanie 15. (2 pkt) Porównując wartości potencjałów standardowych półogniw, napisz równania procesów elektrodowych, jakie będą przebiegały na elektrodzie wykonanej z kadmu w ogniwie miedziowo-kadmowym i kadmowo-cynkowym. Ogniwo miedziowo-kadmowe: ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Ogniwo kadmowo-cynkowe: ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Zapisz schemat jednego z ogniw z zadania 15 i oblicz jego SEM, wiedząc, Ŝe elektrody tych ogniw zanurzone są w 1-molowych roztworach swych soli. Schemat ogniwa: .....................................................................................................................
6
Wartość SEM:
Zadanie 17. (5 pkt) Narysuj wzory Fischera wszystkich stereoizomerów 2,3–dibromobutanu. WskaŜ parę enancjomerów i diastereoizomerów. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Para enencjomerów: ................................................................................................................................................................ Para diastereoizomerów: ................................................................................................................................................................ 7
Zadanie 18. (4 pkt) Pewien ester poddano hydrolizie i otrzymano kwas A i alkohol B. Ogrzewając kwas A ze stęŜonym kwasem siarkowym(VI), otrzymano tlenek węgla(II). Alkohol B utleniono, otrzymując związek C, który reagował z odczynnikiem Tollensa. Alkohol B przepuszczono przez ogrzany tlenek glinu i otrzymano propen. Ustal, jaki ester poddano hydrolizie. Podaj równania przeprowadzonych reakcji. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Wzór estru: ................................................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) W której probówce nastąpi odbarwienie fioletowego roztworu manganianu(VII) potasu? Na2SO3
H2O2
KOH
KMnO4 + H2SO4
KMnO4 + H2O
KMnO4 + H2O
A.
B.
C.
K2SO3
KMnO4 + KOH D.
Zadanie 20. (1 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zapisz w postaci równania cząsteczkowego, jak moŜna doświadczalnie zrealizować podaną przemianę. Pb2+ + SO42– → PbSO4↓ Równanie reakcji: ................................................................................................................................................................ 8
Zadanie 21. (1 pkt) Węgiel występuje w postaci odmian alotropowych. Wymień dwie z nich. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 22. (1 pkt) Polichlorek winylu [-CH2–CHCl-]n powstaje w reakcji polimeryzacji pewnego związku. Podaj jego wzór półstrukturalny. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Określ stopnie utlenienia tlenu w cząsteczkach, których wzory podano w tabeli. Wzór cząsteczki
Na2O2
OF2
O3
H2O
Stopień utlenienia tlenu
Zadanie 24. (2 pkt) Narysuj izomery przestrzenne (cis, trans) pent-2-enu.
9
Zadanie 25. (1 pkt) WskaŜ probówki, w których nie zajdzie reakcja. Br2
Cl2
NaBr I.
Cl2
KCl II.
I2
KI III.
KBr IV.
................................................................................................................................................................
Zadanie 26. (3 pkt) W probówkach znajdują się roztwory wodne sześciu substancji. 1.
CH3OH
2.
Na2CO3
3.
NH4Cl
4.
C2H5ONa
5.
C6H5OH
6.
KCl
Wybierz probówki w których: a) [H+] > [OH-] ................................................................................................................................................................ b) [H+] = [OH-] ................................................................................................................................................................ c) [H+] < [OH-] ................................................................................................................................................................
10
dysleksja
Miejsce na naklejk´ z kodem
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM ROZSZERZONY
LISTOPAD ROK 2008
Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdajàcego 1.
2. 3.
4. 5. 6. 7.
Sprawdê, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron (zadania 1–21). Ewentualny brak zg∏oÊ przewodniczàcemu zespo∏u nadzorujàcego egzamin. Rozwiàzania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy ka˝dym zadaniu. W rozwiàzaniach zadaƒ rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzàcy do ostatecznego wyniku oraz pami´taj o jednostkach. Pisz czytelnie; u˝ywaj d∏ugopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. Nie u˝ywaj korektora, a b∏´dne zapisy wyraênie przekreÊl. Pami´taj, ˝e zapisy w brudnopisie nie podlegajà ocenie. Podczas egzaminu mo˝na korzystaç z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora.
Za rozwiàzanie wszystkich zadaƒ mo˝na otrzymaç ∏àcznie 50 punktów.
˚yczymy powodzenia!
Wpisuje zdajàcy przed rozpocz´ciem pracy
PESEL ZDAJÑCEGO
KOD ZDAJÑCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w ca∏oÊci lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadaƒ przez dyrektorów szkó∏ bioràcych udzia∏ w programie Próbna Matura z OPERONEM.
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
Zadanie 1. (3 pkt) Zapisz czàsteczkowe równania reakcji opisane schematem: Cu " CuS " CuSO4 " Cu(OH)2 ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) Przeprowadzono doÊwiadczenie zgodnie z podanym schematem. Zapisz równanie czàsteczkowe zachodzàcej reakcji oraz sformu∏uj wniosek dotyczàcy charakteru chemicznego tlenku fosforu(V). ............................................................... ...............................................................
tlenek fosforu(V)
............................................................... ............................................................... ............................................................... ............................................................... ............................................................... ............................................................... ...............................................................
woda
...............................................................
Zadanie 3. (3 pkt) Zaproponuj i opisz doÊwiadczenie, w którym otrzymasz wodorotlenek glinu. Masz do wyboru substancje: tlenek glinu, wod´, glin, wod´ amoniakalnà, wodny roztwór chlorku glinu. W opisie uwzgl´dnij obserwacje, wnioski i równanie reakcji w formie czàsteczkowej. Wykonanie: ........................................................................................................ ........................................................................................................ Obserwacje: ........................................................................................................ ........................................................................................................ Wnioski: ........................................................................................................ Równanie reakcji: ........................................................................................................
3
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
Zadanie 4. (3 pkt) Oblicz, jakà mas´ CaCl2 · 2 H2O nale˝y odmierzyç w celu przygotowania 300 g roztworu chlorku wapnia o st´˝eniu 25%.
Zadanie 5. (3 pkt) Na 30 g sta∏ego chlorku amonu podzia∏ano nadmiarem zasady sodowej. Otrzymany roztwór ogrzano do wrzenia w celu ca∏kowitego wydzielenia amoniaku. Oblicz obj´toÊç gazu otrzymanego w tym doÊwiadczeniu przeliczonà na warunki normalne.
Zadanie 6. (2 pkt) Przedstaw rozk∏ad elektronów na podpow∏okach (s, p, d...) dla jonów Ca2+ oraz S2–. Nast´pnie oceƒ i uzasadnij, który z tych jonów ma wi´kszy promieƒ jonowy. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
4
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
Zadanie 7. (2 pkt) Uzupe∏nij tabel´. Typ orbitalu
WartoÊç g∏ównej liczby WartoÊç pobocznej liczby kwantowej elektronu kwantowej elektronu zajmujàcego ten orbital zajmujàcego ten orbital
WartoÊç magnetycznej liczby kwantowej elektronu zajmujàcego ten orbital
2s 4
–1
Zadanie 8. (1 pkt) WÊród poni˝szych czàsteczek wska˝ czàsteczki p∏askie. CH4, SO3, C2H4, NH3, HCN ........................................................................................................
Zadanie 9. (2 pkt) Zapisz wzór elektronowy czàsteczki propynu. Podaj liczb´ wiàzaƒ σ i liczb´ wiàzaƒ π wyst´pujàcych w tej czàsteczce.
IloÊç wiàzaƒ σ: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IloÊç wiàzaƒ π: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 10. (3 pkt) Zapisz równania poni˝szych reakcji, u˝ywajàc wzorów pó∏strukturalnych. W ka˝dym przypadku uwzgl´dnij warunki niezb´dne dla przebiegu reakcji. a) nitrowanie toluenu
5
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
b) estryfikacja fenolu kwasem etanowym
c) utlenianie etanolu za pomocà tlenku miedzi(II)
Zadanie 11. (2 pkt) Zapisz wzory pó∏strukturalne zwiàzków oznaczonych w poni˝szym schemacie literami A i B. Oba zwiàzki sà cia∏ami sta∏ymi, dobrze rozpuszczalnymi w wodzie. Odpowiedz, co zaobserwujesz, jeÊli wodne roztwory zwiàzków A lub B zmieszasz z zasadà sodowà, a nast´pnie ogrzejesz nad p∏omieniem palnika. kwas etanowy
NH3(aq)
A
temp.
B
A: ........................................................................................................ B: ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Kwas 5-hydroksypentanowy jest zwiàzkiem wielofunkcyjnym, mogàcym ulegaç reakcji kondensacji mi´dzyczàsteczkowej lub wewnàtrzczàsteczkowej. Zapisz wzory pó∏strukturalne produktów kondesacji mi´dzyczàsteczkowej dwu czàsteczek tego kwasu oraz kondensacji wewnàtrzczàsteczkowej.
6
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
Zadanie 13. (2 pkt) Podaj 3 sposoby przyspieszenia przebiegu reakcji nitrowania benzenu. 1. Dodanie katalizatora w postaci . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . temperatury mieszaniny reakcyjnej. 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 14. (3 pkt) Oblicz wartoÊç entalpii tworzenia chlorku sodu, skoro podczas reakcji 50 g chloru z nadmiarem sodu wydziela si´ 579 kJ ciep∏a.
Zadanie 15. (3 pkt) Jedna z metod syntezy metanu polega na reakcji tlenku w´gla(II) z wodorem, na skutek czego powstaje metan i para wodna. W procesie tym równowaga ustali∏a si´ przy nast´pujàcych wartoÊciach mol mol mol mol st´˝eƒ reagentów: [CO] = 0,5 , [H2] = 0,2 , [CH4] = 2 , [H2O] = 1,5 . dm3 dm3 dm3 dm3 Zapisz równanie reakcji syntezy metanu i oblicz wartoÊç sta∏ej równowagi tej reakcji. Odpowiedz, jak zmieni si´ wartoÊç sta∏ej równowagi po podniesieniu temperatury zbiornika reakcyjnego, je˝eli reakcja syntezy metanu jest procesem egzotermicznym. Równanie reakcji: ........................................................................................................
........................................................................................................ ........................................................................................................
7
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
Zadanie 16. (2 pkt) Zapisz równania jonowe skrócone poni˝szych reakcji. a) Zoboj´tnianie kwasu ortofosforowego(V) za pomocà zasady potasowej. ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) Roztwarzanie tlenku cynku w zasadzie sodowej. ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 17. (3 pkt) WartoÊç iloczynu rozpuszczalnoÊci siarczanu(VI) wapnia wynosi 9,1 · 10–6. Oblicz st´˝enie molowe nasyconego roztworu tej soli.
Zadanie 18. (3 pkt) Porównaj moc podanych kwasów w kolejnych podpunktach. Uzasadnij ró˝nice, analizujàc budow´ obu czàsteczek. a) H2SO4 i H2SO3 ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) CH3–CHCl–COOH i CH2Cl–CH2–COOH ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ c) HCl i H2S ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
8
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
Zadanie 19. (3 pkt) Podaj wzór sumaryczny soli, która poddana elektrolizie w roztworze wodnym na elektrodach platynowych daje jako produkty jedynie tlen i wodór. Zapisz równania procesu katodowego i anodowego oraz sumaryczne równanie reakcji elektrolizy. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 20. (1 pkt) Odpowiedz, w którym przypadku stalowy przedmiot zanurzony w wodzie b´dzie korodowa∏ szybciej: gdy b´dzie on zetkni´ty z przedmiotem aluminiowym, czy gdy b´dzie zetkni´ty z przedmiotem srebrnym. ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Dla poni˝szych stwierdzeƒ zakreÊl liter´ P, jeÊli sà one prawdziwe, lub liter´ F, jeÊli sà fa∏szywe. a) Jony dichromianowe(VI) pe∏nià w reakcjach redoks rol´ utleniacza.
P
F
b) W Êrodowisku kwasowym jony MnO4– redukujà si´ do MnO2.
P
F
c) W pracujàcym ogniwie Daniella masa elektrody o wy˝szym potencjale chemicznym stopniowo maleje.
P
F
9
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetà Wyborczà”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
10
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 1
Miejsce na naklejkę z kodem
ARKUSZ PRÓBNEJ MATURY Z OPERONEM CHEMIA POZIOM ROZSZERZONY
LISTOPAD ROK 2009
Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron (zadania 1–23). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie; używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Podczas egzaminu można korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów.
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy
PESEL ZDAJĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Arkusz opracowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON. Kopiowanie w całości lub we fragmentach bez zgody wydawcy zabronione. Wydawca zezwala na kopiowanie zadań przez dyrektorów szkół biorących udział w programie Próbna Matura z OPERONEM.
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 2
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 1. (3 pkt) Zmieszano równe objętości roztworów azotanu(V) ołowiu(II) i jodku potasu o stężeniach 0,01
mol . dm 3
Na podstawie obliczeń chemicznych oceń, czy wytrąci się osad PbI2. (Ks = 7,0 . 10–9) Obliczenia:
Odpowiedź: ...........................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) Oblicz standardową entalpię reakcji fermentacji alkoholowej glukozy na podstawie standardowych entalpii spalania glukozy i etanolu. kJ Standardowa entalpia spalania etanolu: DH1 = –1357,2 mol kJ Standardowa entalpia spalania glukozy: DH2 = –2802,7 mol Obliczenia:
Odpowiedź: ........................................................................................................................................................... 2
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 3
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 3. (2 pkt) Tabela przedstawia temperatury wrzenia izomerów pewnych związków. Związek
Wzór sumaryczny związku
1
C3H9N
Nazwa izomeru
Temperatura wrzenia izomeru
trimetyloamina
2,9°C
propyloamina
48,7°C
2,2-dimetylopropan
10°C
pentan
36°C
C5H12
2
Wyjaśnij przyczynę niższej temperatury wrzenia: a) trimetyloaminy niż propyloaminy ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. b) 2,2-dimetylopropanu niż pentanu ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................
Zadanie 4. (4 pkt) Zbudowano ogniwo z dwóch półogniw, których dane przedstawiono w tabeli. Elektrody redoks
Eo[V]
Równanie reakcji zachodzącej na elektrodzie
Cr2O72–, H+/Cr3+
$ 2 Cr3+ + 7 H O Cr2O72– + 14 H+ + 6 e– # 2
1,36
I2/I–
$ 2 I– I2 + 2 e– #
0,54
a) Ustal, które z półogniw pełni funkcję katody. ................................................................................................................................................................................. b) Na podstawie bilansu elektronowego napisz równanie reakcji zachodzącej w opisanym ogniwie. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. c) Oblicz SEM ogniwa. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. 3
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 4
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacja do zadań 5. i 6. Przeprowadzono cykl przemian przedstawionych na schemacie: H3C
CH2
Al 2O3, temperatura
CH2 OH
CuO, temperatura 1
A
Cu(OH) 2 2
B
CH3OH 3
F
4
D
Cl 2 5
E
Zadanie 5. (3 pkt) Posługując się wzorami półstrukturalnymi, napisz równania reakcji 1, 2, 3 przedstawionych na schemacie. 1. ............................................................................................................................................................................ 2. ............................................................................................................................................................................ 3. ............................................................................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Określ, do jakiego typu reakcji zaliczysz procesy opisane za pomocą równań 4 i 5. 4. ............................................................................................................................................................................ 5. ............................................................................................................................................................................
Zadanie 7. (4 pkt) Napisz równania reakcji otrzymywania wodorotlenków sodu i żelaza(III) za pomocą dwóch metod. a) wodorotlenek sodu ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. b) wodorotlenek żelaza(III) ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Określ wartości 4 liczb kwantowych elektronu o najwyższej energii w atomie skandu, którego konfigurację elektronową podano niżej. 21
Sc = [18Ar] 4s2 3d1
................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. 4
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 5
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 9. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie porównania aktywności chemicznej magnezu i srebra, mając do dyspozycji wybrane z podanych niżej odczynników. magnez, srebro, wodny roztwór KOH, wodny roztwór HCl, wodny roztwór AgNO3, wodny roztwór Mg(NO3)2 Wybrane odczynniki: ........................................................................................................................................... Schemat doświadczenia:
Obserwacje: ........................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................. Wnioski: ................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................
Zadanie 10. (4 pkt) CO, P4O10, NO2, BaO, ZnO, CrO, Cr2O3, SO2, K2O Podane tlenki podziel na: a) kwasowe ................................................................................................................................................................................. b) zasadowe ................................................................................................................................................................................. c) amfoteryczne ................................................................................................................................................................................. d) obojętne .................................................................................................................................................................................
5
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 6
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacja do zadań 11. i 12. Przeprowadzono doświadczenia, których przebieg pokazano na rysunku: HCl
KOH
I
Na2SO3
Cu
II
FeCl3
III
stężony HNO3
Zadanie 11. (3 pkt) Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w poszczególnych probówkach. Probówka I: ........................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................. Probówka II: ......................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................. Probówka III: ........................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji opisujące procesy, które zachodzą w probówkach II i III. Probówka II: ......................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................. Probówka III: ........................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Spośród zapisanych poniżej równań reakcji wskaż te, w których zgodnie z teorią Brönsteda woda zachowuje się jak: a) kwas ................................................................................................................................................................................. b) zasada .................................................................................................................................................................................
6
$ HSO–3 + OH– I. SO2– 3 + H2O
III. H2O + NH+4 $ H3O+ + NH3
II. H2O + H2PO–4 $ H3O+ + HPO2– 4
IV. S2– + H2O $ HS– + OH–
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 7
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Zadanie 14. (2 pkt) Napisz równania procesów anodowego i katodowego zachodzących podczas elektrolizy wodnego roztworu CuSO4 na elektrodach miedzianych. Katoda: .................................................................................................................................................................. Anoda: ...................................................................................................................................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Sporządzono wodne roztwory soli: Na2SO3, KNO3, CuSO4 i FeCl2, a następnie zbadano ich odczyn za pomocą papierka wskaźnikowego. a) Wskaż roztwory soli, w których papierek zabarwił się na czerwono. ................................................................................................................................................................................. b) Napisz w formie jonowej równanie reakcji hydrolizy zachodzącej w roztworze siarczanu(IV) sodu. ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................
Zadanie 16. (3 pkt) W układzie zamkniętym przeprowadzono reakcję syntezy amoniaku, którą opisano za pomocą równania: N2(g) + 3 H2(g) $ # 2 NH3(g), DHo = –92 kJ Podaj trzy sposoby przesunięcia stanu równowagi procesu, aby zwiększyć jego wydajność. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................................
Zadanie 17. (3 pkt) Przeprowadzono doświadczenia przedstawione na rysunku. Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w poszczególnych probówkach. roztwór etanolu
roztwór rybozy
I
roztwór kwasu octowego
II
III
Cu(OH) 2 Probówka I: ........................................................................................................................................................... Probówka II: ......................................................................................................................................................... Probówka III: ........................................................................................................................................................ 7
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 8
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacja do zadań 18. i 19. Promieniotwórczy izotop kobaltu 60Co jest wykorzystywany jako źródło promieniowania c między innymi do napromieniowania komórek nowotworowych. Podczas przemiany atomu 60Co powstaje atom niklu zawierający 32 neutrony oraz promieniowanie c. Okres połowicznego rozpadu tego izotopu kobaltu wynosi 5,3 roku.
Zadanie 18. (1 pkt) Na podstawie informacji do zadań określ, jakiej przemianie ulega atom 60Co. .................................................................................................................................................................................
Zadanie 19. (2 pkt) Przemianie poddano próbkę o masie 20 mg. Skonstruuj tabelę obrazującą zależność zmiany masy rozpadającego się izotopu od czasu w ciągu 21,2 roku. Miejsce na tabelę:
Zadanie 20. (2 pkt) Rodzaj produktów otrzymywanych podczas hydrolizy benzoesanu etylu zależy od warunków przeprowadzania reakcji. Podaj nazwy produktów hydrolizy benzoesanu etylu zachodzącej w środowisku: a) kwasu solnego ................................................................................................................................................................................. b) zasady sodowej .................................................................................................................................................................................
Zadanie 21. (3 pkt) Stałe dysocjacji 0,1-molowych roztworów kwasów wynoszą: KCH FCOOH = 6,3 . 10–4
KCH COOH = 1,75 . 10–5
KC H COOH = 6,6 . 10–5
KHCOOH =1,86 . 10–4
2
6
5
3
a) Uszereguj opisane w informacji kwasy według ich malejącej mocy. ................................................................................................................................................................................. b) Podaj przyczyny różnej mocy kwasów mrówkowego i octowego oraz octowego i fluorooctowego. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................. 8
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 9
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
Informacja do zadań 22. i 23. Pewien aminokwas jest czynną optycznie pochodną propanu. Punkt izoelektryczny jego wodnego roztworu wynosi 6.
Zadanie 22. (2 pkt) a) Narysuj wzór półstukturalny opisanego aminokwasu. Wzór półstrukturalny:
b) Określ ładunek elektrody, w której kierunku będą się przemieszczać cząsteczki tego aminokwasu, jeżeli pH roztworu wynosi 4. .................................................................................................................................................................................
Zadanie 23. (3 pkt) Napisz równania reakcji opisanego związku z: a) kwasem solnym
................................................................................................................................................................................. b) wodorotlenkiem sodu
................................................................................................................................................................................. c) glicyną
.................................................................................................................................................................................
9
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 10
Chemia. Poziom rozszerzony Próbna Matura z OPERONEM i „Gazetą Wyborczą”
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
10
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 11
LCD2010-Arkusz1ZR-zadania_LCD2010-Arkusz1ZR-zadania 09-10-22 10:36 Page 12
Autorzy: Jadwiga Berecka, Alicja Borkowska, El˝bieta Bytniewska-Rozwód, Zofia Kloc
PRZYK¸ADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Arkusz I Czas pracy: 120 minut
ARKUSZ I
Instrukcja dla zdajàcego 1.
Prosz´ sprawdziç, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak nale˝y zg∏osiç przewodniczàcemu zespo∏u nadzorujàcego egzamin. 2. Prosz´ uwa˝nie czytaç wszystkie polecenia i informacje do zadaƒ. 3. Rozwiàzania i odpowiedzi nale˝y zapisaç czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka˝dym zadaniu. 4. W rozwiàzaniach zadaƒ rachunkowych trzeba przedstawiç tok rozumowania prowadzàcy do ostatecznego wyniku oraz pami´taç o jednostkach. 5. W trakcie obliczeƒ mo˝na korzystaç z kalkulatora. 6. Prosz´ pisaç tylko w kolorze czarnym; nie pisaç o∏ówkiem. 7. Nie wolno u˝ywaç korektora. 8. B∏´dne zapisy trzeba wyraênie przekreÊliç. 9. Brudnopis nie b´dzie oceniany. 10. Obok ka˝dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którà mo˝na uzyskaç za jego poprawne rozwiàzanie. ˚yczymy powodzenia!
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
Za rozwiàzanie wszystkich zadaƒ mo˝na otrzymaç ∏àcznie 70 punktów.
2
Chemia. Arkusz I
Zadanie 1. (1 pkt) W przedstawionym na rysunku zestawie do otrzymywania gazów nie mo˝na zbieraç gazów: a) bezbarwnych; b) l˝ejszych od powietrza; c) ci´˝szych od powietrza; d) ∏atwo rozpuszczalnych w wodzie.
woda
........................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) SpoÊród nast´pujàcych gazów: NH3, H2, O2, HCl w zestawie z poprzedniego zadania nie mo˝na zbieraç: a) ˝adnego; b) O2 i H2; c) NH3 i HCl; d) wy∏àcznie HCl. ........................................................................................................
Zadanie 3. (4 pkt) SpoÊród zaproponowanych tlenków: P4O10, CaO, CO, K2O, SiO, FeO, NO2 wybierz cztery, które w reakcji z wodà dajà podane ni˝ej produkty. Napisz równania reakcji w formie czàsteczkowej. a) Mocna zasada rozpuszczalna w wodzie: ........................................................................................................ b) Kwas utleniajàcy: ........................................................................................................ c) Trudno rozpuszczalny wodorotlenek: ........................................................................................................ d) Kwas trójprotonowy: ........................................................................................................
Zadanie 4. (4 pkt) Dokoƒcz równania reakcji, wpisujàc wzory brakujàcych substancji gazowych oraz wspó∏czynniki stechiometryczne. a) C6H12O6
enzym
$
2 C2H5OH + . . . . . . . . . .
b) NaOH + . . . . . . . . . c) CaCO3 + … HCl d) n . . . . . . . .
$
$ $
NaHSO3 CaCl2 + H2O + . . . . . . . . . .
[—CH2—CH2—] n w w w. o p e r o n . p l
3
Chemia. Arkusz I
Zadanie 5. (4 pkt) Do dwóch kolb zawierajàcych po 92 g H2O dodano: do pierwszej 8 g kwasu siarkowego(VI), a do drugiej 8 g tlenku siarki(VI). Oblicz st´˝enia kwasu w obu kolbach. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 6. (3 pkt) Jakich substratów u˝yto do reakcji, je˝eli produktami by∏y: a) NaOH + H2 b) MgSO4 + SO2 + H2O c) Cu(NO3) + NO + H2O Substraty: a) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 7. (3 pkt) Wykres przedstawia zale˝noÊç masy pewnego dwuwartoÊciowego metalu Me od masy jego tlenku MeO. Ustal stosunek masowy pierwiastków w tym tlenku oraz jego wzór. 13 12 11 10
masa metalu [g]
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12 13 14 15 16 17
masa tlenku [g]
........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
4
Chemia. Arkusz I
Zadanie 8. (3 pkt) Rozk∏adowi termicznemu poddano 50 g CaCO3. Oblicz, ile gramów substancji sta∏ej pozosta∏o po pra˝eniu i ile decymetrów szeÊciennych gazu (odmierzonego w warunkach normalnych) wydzieli∏o si´ w trakcie tego procesu przy jego 100-procentowej wydajnoÊci. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 9. (3 pkt) Pierwiastek X ma konfiguracj´ 1s2 2s2 2p5. Mo˝na o nim powiedzieç, ˝e: a) Jest po∏o˝ony w uk∏adzie okresowym w . . . . . . . . grupie i w . . . . . . . . okresie. b) Ma charakter . . . . . . . . . . . . . . . .. c) Jego maksymalny stopieƒ utlenienia wynosi . . . . . . . ., a najni˝szy . . . . . . . ..
Zadanie 10. (2 pkt) OkreÊl typ wiàzania chemicznego (kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe), wyst´pujàcego w podanych zwiàzkach pomi´dzy wskazanymi pierwiastkami: a) amoniak (N—H), wiàzanie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . b) metanolan sodu (O—Na), wiàzanie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . c) chlor (Cl—Cl), wiàzanie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 11. (2 pkt) Równanie reakcji przedstawia przemian´ jàdrowà, w której jednym z produktów jest pierwiastek chemiczny E. Podaj symbol tego pierwiastka, jego liczb´ atomowà Z i liczb´ masowà A. 218 84 Po
$
A ZE
E ...........
+ 42He A ...........
Z ...........
w w w. o p e r o n . p l
5
Chemia. Arkusz I
Zadanie 12. (3 pkt) Wykres przedstawia zmian´ energii wewn´trznej uk∏adu podczas przebiegu pewnej reakcji: energia
E NO2 + CO
∆H NO + CO2 czas
Napisz równanie tej reakcji: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. Energia aktywacji tej reakcji oznaczona jest literà: . . . . . . . . . . .. Energia produktów tej reakcji jest . . . . . . . . . . . od energii substratów. Energia wydzielana podczas tej reakcji oznaczona jest jako: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..
Zadanie 13. (3 pkt) Jednym z produktów ka˝dej z podanych ni˝ej reakcji jest woda. Uzupe∏nij równania tych reakcji: a) … NaOH + H2SO4
$
. . . . . . . . . . + … H2O
b) CH3OH + CH3COOH
$
. . . . . . . . . . + H2O
c) CH3OH + HBr
$
. . . . . . . . . . + H2O
d) RbOH + HBr
$
. . . . . . . . . . + H2O
Wska˝ te reakcje, dla których skrócona forma jonowa równania ma postaç: H+ + OH– $ H2O ........................................................................................................ Informacja do zadaƒ 14–15 Podczas badania wody stwierdzono obecnoÊç nast´pujàcych kationów: K+, Mg2+, Pb2+, Ag+, Cu2+, NH4+, Fe3+. Do tej wody dodano siarczek sodu.
Zadanie 14. (2 pkt) Wypisz kationy, które utworzy∏y osady. ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
6
Chemia. Arkusz I
Zadanie 15. (3 pkt) Napisz jonowe równania reakcji wytràcania osadów. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 16. (3 pkt) W kolejnych probówkach umieszczono roztwory ró˝nych substancji zgodnie z rosnàcym st´˝eniem molowym: 1) 1-molowy NaCl; 2) 2-molowy Na2CO3; 3) 3-molowy NaOH; 4) 4-molowy Na2SO4; 5) 5-molowy (NH4)2SO4. WartoÊç pH roztworów w kolejnych probówkach: a) nie zmienia si´; b) roÊnie; c) roÊnie, a nast´pnie maleje; d) maleje. Poprawna odpowiedê: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Podaj wartoÊç pH w probówkach 1 i 4. Odpowiedê uzasadnij. WartoÊç pH = . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Uzasadnienie: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ........................................................................................................
Zadanie 17. (2 pkt) Wybierz poprawne informacje dotyczàce „kwaÊnych deszczów”: a) Niszczà zapraw´ murarskà starych budowli. b) Powodujà wzrost pH wód gruntowych. c) Zakwaszajà gleb´. d) Jednà z przyczyn powstawania „kwaÊnych deszczów” jest rozwój motoryzacji. e) Sà g∏ównà przyczynà eutrofizacji jezior. Poprawne informacje zawierajà punkty: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 18. (6 pkt) Majàc do dyspozycji nast´pujàce zwiàzki: wodorotlenek miedzi(II), kwas solny, metanal i tlenek srebra, napisz dwa równania reakcji redoks oraz dwa równania reakcji, które nie sà reakcjami redoks. W reakcjach redoks wska˝ utleniacze i reduktory. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
7
Chemia. Arkusz I
Zadanie 19. (3 pkt) Uzupe∏nij podane równanie reakcji: dobierz odpowiednie Êrodowisko oraz dobierz wspó∏czynniki, stosujàc metod´ bilansu elektronowego. ClO3– + … Fe2+ + . . . . . . . . . . $ Cl– + … Fe3+ + … H2O ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) Ponad sto lat temu rosyjski chemik W∏adimir Markownikow sformu∏owa∏ nast´pujàcà regu∏´: Je˝eli niesymetryczny reagent, na przyk∏ad typu HX, przy∏àcza si´ do niesymetrycznego alkenu, to elektrododatnia cz´Êç reagenta wià˝e si´ z tym atomem w´gla wiàzania podwójnego, który ma wi´cej przy∏àczonych atomów wodoru. Stosujàc regu∏´ Markownikowa, napisz wzorami pó∏strukturalnymi równania podanych reakcji. a) but-1-en + H2O
$
............................................................................
b) 2-metylo-but-2-en + HCl
$
..................................................................
Zadanie 21. (3 pkt) Oblicz, ile kilogramów metanolu nale˝y utleniç, aby otrzymaç 6 dm3 formaliny o st´˝eniu procentowym równym 20% i g´stoÊci 1,06 g/cm3. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 22. (3 pkt) Do ustalenia struktury trzech zwiàzków organicznych: a) CH2===CH—CHO; b) CH2===CH—COOH; c) CH3—CH2—CO—CH3 u˝yto wody bromowej oraz odczynnika Tollensa. Wska˝ zwiàzek, który b´dzie reagowa∏ z obydwoma odczynnikami: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wpisz do tabeli wzory pó∏strukturalne (grupowe) i nazwy produktów reakcji tego zwiàzku z wodà bromowà i odczynnikiem Tollensa. Wzór
w w w. o p e r o n . p l
Nazwa
8
Chemia. Arkusz I
Zadanie 23. (3 pkt) Aminy, aminokwasy i sole kwasów karboksylowych mogà reagowaç z mocnymi kwasami. Napisz równania reakcji etyloaminy, kwasu aminoetanowego i etanianu sodu z kwasem solnym. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Stosujàc wzory pó∏strukturalne, napisz równanie reakcji pewnego II-rz´dowego alkoholu o wzorze sumarycznym C3H8O z kwasem alkanowym o wzorze sumarycznym C4H8O2, zawierajàcym rozga∏´ziony, czterow´glowy ∏aƒcuch. ........................................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Dokoƒcz równania nast´pujàcych reakcji, w których biorà udzia∏ sole glicyny: CH2—COOK + 2 HCl
$
NH2 CH2—COOH + 2 NaOH
$
NH3Cl
w w w. o p e r o n . p l
Autorzy: Jadwiga Berecka, Alicja Borkowska, El˝bieta Bytniewska-Rozwód, Zofia Kloc
PRZYK¸ADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego) Czas pracy: 120 minut
ARKUSZ II
Instrukcja dla zdajàcego 1.
Prosz´ sprawdziç, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 9 stron. Ewentualny brak nale˝y zg∏osiç przewodniczàcemu zespo∏u nadzorujàcego egzamin. 2. Prosz´ uwa˝nie czytaç wszystkie polecenia i informacje do zadaƒ. 3. Rozwiàzania i odpowiedzi nale˝y zapisaç czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka˝dym zadaniu. 4. W rozwiàzaniach zadaƒ rachunkowych trzeba przedstawiç tok rozumowania prowadzàcy do ostatecznego wyniku oraz pami´taç o jednostkach. 5. W trakcie obliczeƒ mo˝na korzystaç z kalkulatora. 6. Prosz´ pisaç tylko w kolorze czarnym; nie pisaç o∏ówkiem. 7. Nie wolno u˝ywaç korektora. 8. B∏´dne zapisy trzeba wyraênie przekreÊliç. 9. Brudnopis nie b´dzie oceniany. 10. Obok ka˝dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którà mo˝na uzyskaç za jego poprawne rozwiàzanie. ˚yczymy powodzenia!
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
Za rozwiàzanie wszystkich zadaƒ mo˝na otrzymaç ∏àcznie 70 punktów.
2
Chemia. Arkusz II
Zadanie 26. (2 pkt) Na podstawie po∏o˝enia selenu (Z = 34) w uk∏adzie okresowym wybierz spoÊród podanych informacji te, które sà prawdziwe: a) Tworzy wodorek o wzorze H2Se. b) Tworzy tlenek amfoteryczny. c) Jest pierwiastkiem kwasotwórczym. d) W jego atomie wyst´pujà 2 elektrony niesparowane. e) W stanie wolnym ma w∏aÊciwoÊci utleniajàce. f) Jest niemetalem aktywniejszym od siarki. Prawdziwe informacje zawierajà podpunkty: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 27. (4 pkt) W 100 cm3 roztworu zawierajàcego 0,2 mola azotanu(V) miedzi(II) i 0,2 mola azotanu(V) srebra zanurzono blaszk´ miedzianà. Po zakoƒczonej reakcji blaszk´ wyj´to. a) Napisz, co zaobserwowano na powierzchni blaszki. Podaj równanie zachodzàcej reakcji w formie jonowej. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) Oblicz st´˝enie molowe jonów miedzi w otrzymanym roztworze. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
3
Chemia. Arkusz II
Zadanie 28. (8 pkt) Majàc do dyspozycji nast´pujàce substancje: w´glan sodu, kwas solny i wod´, a tak˝e uniwersalne papierki wskaênikowe, zaproponuj dwa doÊwiadczenia, które pozwolà wykazaç, ˝e kwas w´glowy jest kwasem s∏abym. Opis doÊwiadczeƒ przedstaw w tabeli. Podaj wnioski i jonowe równania reakcji. Lp.
Sposób wykonania doÊwiadczenia (opis lub rysunek)
Obserwacje
1.
2.
Wnioski i jonowe równania reakcji: 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................................................................................... 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...................................................................................................
Zadanie 29. (4 pkt) Do 50 g roztworu zasady sodowej o st´˝eniu 4% dodano 1,15 g sodu. Otrzymany roztwór uzupe∏niono wodà do obj´toÊci 1 dm3. Napisz równanie zachodzàcej reakcji i oblicz pH otrzymanego roztworu. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
4
Chemia. Arkusz II
Zadanie 30. (2 pkt) W wyniku bromowania propanu w obecnoÊci Êwiat∏a powstajà ró˝ne bromopochodne, a wÊród nich zwiàzki o wzorze sumarycznym C3H6Br2. Podaj wzór pó∏strukturalny i nazw´ izomeru o sk∏adzie C3H6Br2, zawierajàcego w czàsteczce asymetryczny atom w´gla. ........................................................................................................
Zadanie 31. (7 pkt) W´glowodory aromatyczne, fenole i alkohole mogà reagowaç z kwasem azotowym(V). a) Podaj po jednym przyk∏adzie takich reakcji, stosujàc wzory pó∏strukturalne oraz okreÊl typ tych reakcji. 1. W´glowodory aromatyczne: ........................................................................................................ 2. Fenole: ........................................................................................................ 3. Alkohole: ........................................................................................................ b) Podaj nazwy organicznych produktów tych reakcji. 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Zadanie 32. (5 pkt) Mieszanina zawiera ∏àcznie 0,6 mola wapnia, tlenku wapnia i w´gliku wapnia zmieszanych w stosunku molowym nCa : nCaO : nCaC2 = 1 : 2 : 3. Na t´ mieszanin´ podzia∏ano wodà. a) Napisz równania zachodzàcych reakcji. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) Oblicz, ile gramów wody przereagowa∏o z tà mieszaninà. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
5
Chemia. Arkusz II
Zadanie 33. (4 pkt) Odwa˝ono dwie próbki ˝elaza po 5,6 g ka˝da. Na jednà podzia∏ano nadmiarem kwasu solnego, a druga przereagowa∏a ze stechiometrycznà iloÊcià chloru. Nast´pnie sporzàdzono dwa roztwory: 200 g roztworu zawierajàcego produkt pierwszej reakcji i 200 g roztworu zawierajàcego produkt reakcji drugiej. a) Napisz równania opisanych reakcji. ........................................................................................................ ........................................................................................................ b) Oblicz st´˝enie procentowe ka˝dego z roztworów. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 34. (2 pkt) Hydroksykwasy ulegajà reakcjom estryfikacji, których produktami sà estry wewn´trzne zwane laktonami. Poni˝sze równanie jest przyk∏adem takiej reakcji: hydroksykwas
lakton
CH2 H2C CH2—CH2—CH2—CH2—COOH
CH2
$
+ H2O H2C
OH
C==O O
Uzupe∏nij dwa inne równania reakcji, w których tworzà si´ laktony. a)
hydroksykwas
lakton
CH3 CH2––CH––CH2––CH2—COOH OH
w w w. o p e r o n . p l
$
+ H2O
6
Chemia. Arkusz II
b) lakton
hydroksykwas
CH—CH3 CH2
H2C
$
+ H2O CH3—CH
C==O O
Zadanie 35. (3 pkt) Równanie reakcji przedstawia przemian´ jàdrowà, w której powstaje izotop E. Podaj symbol oraz liczb´ atomowà Z i masowà A tego izotopu. 27 13 Al
+ 24 He $
E = .......
A ZE
+ 01 n
A = .......
Z = .......
Zadanie 36. (2 pkt) Z tymianku otrzymuje si´ tymol b´dàcy olejkiem o dzia∏aniu antybakteryjnym. Jego nazwa systematyczna to: 2-izopropylo-5-metylo-fenol. Napisz wzór pó∏strukturalny i sumaryczny tymolu. Wzór strukturalny:
Wzór sumaryczny:
Zadanie 37. (3 pkt) W wyniku utlenienia p-nitrotoluenu anionami dichromianowymi(VI) w Êrodowisku kwaÊnym powstaje kwas p-nitrobenzoesowy. Uzupe∏nij równanie tej reakcji i sporzàdê bilans elektronowy. CH3
+ + Cr2O2– 7 +H
$
NO2 ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
7
Chemia. Arkusz II
Zadanie 38. (2 pkt) Obok ka˝dej informacji podanej w pierwszej kolumnie tabeli wymieniono trzy pierwiastki, ale tylko dla jednego z nich informacja jest prawdziwa. Wybierz ten pierwiastek i wpisz jego nazw´ do trzeciej kolumny tabeli. W∏aÊciwoÊci
Pierwiastki
Ma najwi´kszà energi´ jonizacji.
H, He, Hg
Charakteryzuje si´ najwi´kszà elektroujemnoÊcià.
Fe, F, Fr
Nale˝y do bloku energetycznego p.
P, Pd, Pt
Jest silnym utleniaczem.
Ca, Cr, Cl
Nazwa wybranego pierwiastka
Zadanie 39. (3 pkt) Sta∏e dysocjacji trzech kwasów wynoszà: KCH ClCOOH = 1,6 . 10–3 3
KC6H5COOH = 6,6 . 10–5 KCH3COOH = 1,8 . 10–5 Ustal, który z tych kwasów znajduje si´ w roztworze, je˝eli st´˝enie kationów wodoru w tym roztworze wynosi 0,008 mol/dm3, a st´˝enie czàsteczek niezdysocjowanych jest równe 0,04 mol/dm3. Oblicz stopieƒ dysocjacji kwasu w tym roztworze. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 40. (5 pkt) Poni˝ej podano pierwiastki okresu drugiego wraz z wartoÊciami elektroujemnoÊci. Na tej podstawie wykonaj polecenia. Li
Be
B
C
N
O
F
Ne
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
–
a) Wybierz dwa pierwiastki najbardziej ró˝niàce si´ elektroujemnoÊcià i podaj ich nazwy. Przedstaw ich konfiguracje elektronowe i okreÊl typ wiàzania, jakie wyst´puje w zwiàzku utworzonym przez te pierwiastki. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
8
Chemia. Arkusz II
b) Podaj nazwy dwóch pierwiastków, dla których ró˝nica elektroujemnoÊci wynosi 2,5, a tworzona przez nie czàsteczka zawiera wiàzania kowalencyjne spolaryzowane, ma kszta∏t liniowy i moment dipolowy równy 0. ........................................................................................................
Zadanie 41. (3 pkt) W wyniku reakcji substancji A i B powstajà produkty C i D. Mierzono trzykrotnie szybkoÊci tej reakcji w tej samej temperaturze, ale przy ró˝nych st´˝eniach substratów. Wyniki umieszczono w tabeli. St´˝enie [mol/dm3]
Nr pomiaru
SzybkoÊç reakcji [mol/dm3 . s]
substancji A
substancji B
1.
1
1
0,1
2.
2
1
0,2
3.
1
2
0,4
Wykorzystujàc dane z tabeli, odpowiedz, czy opisana reakcja przebiega wed∏ug I czy II równania kinetycznego, jeÊli: I. V = k[A][B] II. V = k[A][B]2 ........................................................................................................ Oblicz szybkoÊç reakcji, gdy st´˝enia substancji A i B sà sobie równe i wynoszà 2 mol/dm3. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 42. (2 pkt) Pod wp∏ywem wody bromowej w obecnoÊci wodorow´glanu sodu aldozy utleniajà si´ do kwasów aldonowych. Ketozy nie ulegajà utlenieniu za pomocà wodnego roztworu bromu. Sacharoz´ poddano reakcji hydrolizy, a nast´pnie do mieszaniny poreakcyjnej dodano w nadmiarze NaHCO3 i wod´ bromowà. Podaj nazw´ i wzór ∏aƒcuchowy cukru, który zawiera∏a koƒcowa mieszanina po dwóch reakcjach. Wzór:
Nazwa: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
w w w. o p e r o n . p l
Chemia. Arkusz II
9
Zadanie 43. (4 pkt) Estry ulegajà reakcji amonolizy, b´dàcej reakcjà z amoniakiem, której produktami sà alkohol i amid kwasowy. Podaj wzory pó∏strukturalne dwóch estrów o sk∏adzie C3H6O2, nazwij je i napisz ich reakcje amonolizy. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 44. (3 pkt) RozpuszczalnoÊç wodorotlenku baru w temperaturze 20°C wynosi 3,8 g/100 g wody. Do zlewki zawierajàcej 101,2 g wody dodano 10,2 g tlenku baru. ZawartoÊç zlewki zamieszano i odczekano do momentu ustalenia si´ równowagi. Na dnie zlewki zaobserwowano bia∏y osad. Napisz równanie zachodzàcej reakcji i oblicz mas´ roztworu nad osadem. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
Zadanie 45. (2 pkt) Oblicz standardowà entalpi´ reakcji otrzymywania w´gliku wapnia z tlenku wapnia i grafitu przebiegajàcej wed∏ug równania: CaO(s) + 3 C(grafit) $ CaC2(s) + CO(g) Entalpie tworzenia wynoszà: ∆H°tw. CaO = –634,94 kJ ∆H°tw. CaC2 = –62,7 kJ ∆H°tw. CO = –110,44 kJ a grafit jest trwa∏à odmianà alotropowà w´gla w warunkach standardowych. ........................................................................................................ ........................................................................................................ ........................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy Miejsce na nalepkę z kodem szkoły
PESEL ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego) Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są tablice chemiczne (3 strony). 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Wpisuje egzaminator / nauczyciel sprawdzający pracę Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38.
39. 40. 41. 42.
3
4
Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50.
51. 52. SUMA
2
2
1
2
2
3
4
3
2
3
3
3
3
4
2
4
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl
3
1
3
3
60
Zadanie 31. (3 pkt) Próbka pewnego materiału promieniotwórczego zawiera obecnie 40 g izotopu półtrwania równym 5 lat. Oblicz, ile gramów tego izotopu rozpadnie się w ciągu najbliższych 15 lat.
60
Co o okresie
......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Informacja do zadania 32. i 33. Poniżej przedstawiono konfiguracje elektronowe atomów kilku pierwiastków. Pierwiastek W: 1s22s1 Pierwiastek X: 1s22s22p63s23p5 Pierwiastek Y: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s1 Pierwiastek Z: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24s105p5
Zadanie 32. (1 pkt) Który z powyższych pierwiastków charakteryzuje się największą elektroujemnością? ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Zadanie 33. (2 pkt) Spośród pierwiastków W, X, Y i Z wybierz parę takich, których atomy łącząc się tworzą wiązanie o najbardziej jonowym charakterze. ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 2 z 12
Informacja do zadania 34. i 35. W temperaturze 1900 K w stanie równowagi reakcji N2 + O 2
2NO
ΔH>0
wyznaczono następujące mol·dm–3, [O2] = 0,16 mol·dm–3, [NO] = 0,02 mol·dm–3.
stężenia reagentów: [N2] = 0,64
Zadanie 34. (4 pkt) Oblicz: 1) stałą równowagi reakcji syntezy tlenku azotu(II) w temperaturze 1900 K, 2) początkowe stężenie azotu przy założeniu, że początkowa mieszanina reakcyjna nie zawierała tlenku azotu(II). 1) obliczenie stałej równowagi: ........................................................................................................ ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... 2) obliczenie początkowego stężenia azotu: ..................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Zadanie 35. (2 pkt) Określ, jak wzrost temperatury wpływa na: 1) równowagę tej reakcji, 2) wartość stałej równowagi reakcji. 1) wpływ na równowagę reakcji: ...................................................................................................... 2) wpływ na wartość stałej równowagi reakcji: ................................................................................ Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 3 z 12
Zadanie 36. (3 pkt) Reakcja chemiczna A + 3B → AB3 przebiega według równania kinetycznego v = k[A][B]3. Określ całkowity rząd tej reakcji oraz oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeżeli stężenie substratu A zmniejszymy czterokrotnie i równocześnie stężenie substratu B zwiększymy dwukrotnie. Rząd reakcji: .................................................................................................................................... Obliczenie zmiany szybkości reakcji: ............................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Zadanie 37. (3 pkt) Zaproponuj przykład soli potasowej, której roztwór należy poddać elektrolizie z użyciem elektrod węglowych, by otrzymać z roztworu obojętnego roztwór silnie zasadowy. Odpowiedź uzasadnij, zapisując odpowiednie równania reakcji elektrodowych. Wzór soli: ........................................................................................................................................ Równania reakcji elektrodowych: .................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Zadanie 38. (2 pkt) Korzystając z szeregu napięciowego metali wskaż, którego metalu – cynku czy cyny – należy użyć jako protektora do ochrony stalowego (żelaznego) rurociągu przed korozją. Wybór krótko uzasadnij. Wybrany metal: ............................................................................................................................... Uzasadnienie: .................................................................................................................................. .........................................................................................................................................................
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 4 z 12
Zadanie 39. (4 pkt) Oblicz, ile gramów roztworu KOH o stężeniu 10% i ile gramów roztworu tej zasady o stężeniu 10 mol·dm–3 i gęstości d = 1,4 g·cm–3 należy użyć, aby przygotować 200 g roztworu KOH o stężeniu 20%. ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) W poniższych przykładach dokończ zapis równań reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. 1) Na2HPO4 + NaOH → .................................................................................................................. 2) K + H2O → .................................................................................................................................. 3) BaSO4 + HCl → ..........................................................................................................................
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 5 z 12
Zadanie 41. (3 pkt) Dany jest ciąg reakcji: +A
+B CuCl 2
Cu
+C Cu(OH)2
Na2[Cu(OH)4]
Zapisz wzory sumaryczne brakujących w ciągu przemian substratów. Substrat A: ....................................................................................................................................... Substrat B: ....................................................................................................................................... Substrat C: .......................................................................................................................................
Zadanie 42. (3 pkt) Który z wymienionych niżej związków ma charakter amfoteryczny? Zapisz w formie cząsteczkowej dwa równania reakcji, które charakteryzują jego amfoteryczność. Al(NO3)3, CaO, H3PO4, ZnO Odpowiedź: ..................................................................................................................................... Równanie 1.: .................................................................................................................................... Równanie 2.: ....................................................................................................................................
Informacja do zadań 43. i 44. W celu zidentyfikowania jodku amonu przeprowadzono następujące doświadczenia: roztwór NaOH
I.
roztwór NH4I
roztwór Pb(NO3)2
II.
roztwór NH4I
Zadanie 43. (2 pkt) Zapisz obserwacje do powyższych doświadczeń. Doświadczenie I: ............................................................................................................................. ......................................................................................................................................................... Doświadczenie II: ............................................................................................................................ ......................................................................................................................................................... Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 6 z 12
Zadanie 44. (2 pkt) Zapisz w skróconej formie jonowej równania reakcji zachodzących w powyższych doświadczeniach. Równanie I: ..................................................................................................................................... Równanie II: ....................................................................................................................................
Informacja do zadania 45. i 46. Stała dysocjacji wodorotlenku sodu jest bardzo duża, zaś stała dysocjacji kwasu azotowego(III) wynosi 2·10–4.
Zadanie 45. (3 pkt) Na podstawie powyższej informacji określ odczyn wodnego roztworu NaNO2. Zapisz w skróconej formie jonowej równanie hydrolizy tej soli. Jaką rolę według teorii Brönsteda pełni w tej reakcji woda? Odczyn roztworu: ............................................................................................................................ Równanie hydrolizy: ........................................................................................................................ Rola wody: ......................................................................................................................................
Zadanie 46. (3 pkt) Oblicz stopień 0,5 mol·dm–3.
dysocjacji
oraz
pH
roztworu
kwasu
azotowego(III)
o
stężeniu
Obliczenie stopnia dysocjacji: .......................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Obliczenie pH roztworu: .................................................................................................................. ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 7 z 12
Zadanie 47. (3 pkt) Określ typ każdej z następujących reakcji: 1) etynu z bromem: .......................................................................................................................... 2) chloroetanu z NaOH w środowisku etanolu: ................................................................................ 3) powstawania polietylenu z etenu.: ................................................................................................
Zadanie 48. (3 pkt) Aldehydy o odpowiedniej budowie ulegają w środowisku zasadowym reakcji dysproporcjonowania, która przebiega według schematu: aldehyd + zasada → sól kwasu karboksylowego + alkohol Używając wzorów półstrukturalnych zapisz równanie takiej reakcji dla aldehydu benzoesowego (benzenokarboaldehydu) z NaOH. Podaj nazwę węglowodoru, którego pochodnymi są reagenty tej reakcji. Równanie reakcji: ............................................................................................................................ ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Nazwa węglowodoru: ......................................................................................................................
Zadanie 49. (4 pkt) Pewien ester o wzorze sumarycznym C4H8O2 poddano hydrolizie. Jeden z produktów hydrolizy daje pozytywny wynik próby Tollensa, a drugi poddany utlenieniu daje jako produkt propanon. Zapisz wzór strukturalny estru i podaj jego nazwę. Przedstaw krótko swój tok rozumowania. Wzór strukturalny estru: ................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Nazwa estru: .................................................................................................................................... Uzasadnienie: .................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 8 z 12
Zadanie 50. (3 pkt) O H3C
CH NH2
C
O N
CH2
C
H
N
CH
H
CH3
COOH
Zapisz równanie reakcji pełnej hydrolizy powyższego peptydu i wskaż, który z produktów hydrolizy jest związkiem optycznie czynnym. Napisz wzory stereochemiczne obu enancjomerów tego aminokwasu. Równanie hydrolizy: ........................................................................................................................ ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Wzór związku optycznie czynnego: ................................................................................................. ......................................................................................................................................................... Wzory stereochemiczne: .................................................................................................................. ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 9 z 12
Zadanie 51. (2 pkt) Poniżej przedstawiono nazwy otrzymywanych pięciu tworzyw, otrzymywanych w procesach polimeryzacji lub polikondensacji: poliamid, polichlorek winylu, poliformaldehyd, polistyren, teflon. Uzupełnij następującą tabelę, wpisując obok wzoru związku nazwę tworzywa, które otrzymuje się na drodze polimeryzacji lub polikondensacji tego związku. Wzór związku
Nazwa tworzywa
1. H2N–(CH2)5–COOH 2.
HCHO
3.
CF2=CF2
4.
CH2=CHCl
Zadanie 52. (1 pkt) Etylen (eten) jest monomerem, z którego w reakcji polimeryzacji otrzymuje się polietylen. Wskaż cechę cząsteczek etylenu, dzięki której mogą one ulegać reakcji polimeryzacji. ......................................................................................................................................................... .........................................................................................................................................................
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 10 z 12
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 11 z 12
Plik pobrany ze strony www.cka.pl www.rozwiazania.pl Strona 12 z 12
Pobrano z www.arkuszematuralne.pl / Zobacz też www.ccrpg.pl
Miejsce na naklejkę z kodem
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
KOD ZDAJĄCEGO OKRĘGOWA K O M I S J A EGZAMINACYJNA w KRAKOWIE
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC 2002
Arkusz egzaminacyjny II
CHEMIA
ARKUSZ II
Czas pracy 120 minut Informacje 1. Arkusz zawiera 10 stron oraz zestaw tablic: układ okresowy pierwiastków, skala elektroujemności pierwiastków; szereg napięciowy metali, tabela rozpuszczalności oraz tabela stałych dysocjacji wybranych kwasów i zasad. 2. Podczas rozwiązywania zadań rachunkowych można korzystać z kalkulatora. 3. Za rozwiązanie wszystkich zadań w arkuszu można otrzymać 60 punków 4. Obok każdego zadania podano maksymalną liczbę punków możliwą do uzyskania za jego rozwiązanie. Należy rozwiązać wszystkie zadania w arkuszu. 5. Podczas rozwiązywania zadań należy przedstawić drogę prowadzącą do rozwiązania polecenia. W zadaniach rachunkowych należy pamiętać o jednostkach. 6. W zadaniach wielokrotnego wyboru należy zaznaczyć jedną poprawną odpowiedź. 7. Odpowiedzi należy wpisywać piórem lub długopisem w pozostawione w arkuszu miejsca. Nie należy używać zielonego lub czerwonego atramentu oraz stosować korektora. 8. Pomyłki należy przekreślić, a poprawiany fragment odpowiedzi zapisać ponownie. 9. Należy dbać o czytelność zapisu, poprawny język chemiczny i precyzyjność w formułowaniu odpowiedzi. Życzymy powodzenia (Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
suma
2
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 19 (2 pkt.) Masa atomowa pierwiastka stanowi średnią masę składu izotopowego tego pierwiastka. Oblicz masę atomową magnezu, wiedząc że jest on mieszaniną trzech izotopów, których zawartość wynosi: 78,6% 24Mg, 10,1% 25Mg, 11,3% 26Mg.
Zadanie 20 (4 pkt.) I. Zapisz skróconą konfigurację elektronową (z rdzeniem gazu szlachetnego) atomu magnezu w stanie podstawowym.......................................................................................... II. Wybierz prawidłowy zapis klatkowy dla konfiguracji elektronowej atomu magnezu w stanie podstawowym: A. ↑↑
↑↑
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↑
B. ↓↓
↓↓
↓↓ ↓↓ ↓↓
↓↓
C. ↑↓
↓↑
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
D. ↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑
III. Ile całkowicie zapełnionych powłok elektronowych jest w jonie magnezu Mg2+ ........... IV. Elektrony walencyjne w atomie magnezu znajdują się w obszarze orbitalnym o kształcie oznaczonym na poniższym rysunku literą :...................................................
B.
A.
C.
D.
Zadanie 21 (1 pkt) Magnez może tworzyć sole: obojętne, hydroksosole, wodorosole, sole uwodnione oraz sole podwójne. Wybierz ten zestaw, w którym sole uporządkowane są poprawnie? Sól podwójna
Sól obojętna
A
MgCO3
.
Na2SO4 MgSO4
MgCO3
MgCl2 H2O
MgHSO4
B
.
Na2SO4 MgSO4
MgCO3
MgHSO4
Mg(OH)Cl
MgCl2.H2O
C
MgHSO4
Mg(OH)Cl
Na2SO4.MgSO4
Na2SO4.MgSO4
Mg(OH)Cl
MgHSO4
Mg(OH)Cl
MgCO3
Na2SO4.MgSO4
D
.
MgCl2 H2O
Wodorosól
Hydroksosól .
Sól uwodniona
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
3
Zadanie 22 (2 pkt.) Magnez można otrzymać metodą elektrolityczną poddając elektrolizie stopiony chlorek magnezu. Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących podczas tego procesu.
Zadanie 23 (1 pkt) W elektrolizerze (1) przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu Mg(NO3)2, natomiast w elektrolizerze (2), elektrolizę stopionego MgCl2. W obu naczyniach na anodzie otrzymano produkty gazowe. Jakie to gazy? W naczyniu 1 ........................................................, w naczyniu 2 ...............................................
Informacja do zadań 24, i 25 Amoniak otrzymuje się w bezpośredniej syntezie z pierwiastków, zgodnie z równaniem stechiometrycznym: N2(g) + 3H2(g) ↔ 2NH3(g) a jej szybkość określa równanie kinetyczne: v = k.[N2].[H2]3.
Zadanie 24 (2 pkt.) Oblicz, jak zmieni się szybkość syntezy amoniaku, jeśli stężenie wodoru zwiększymy dwukrotnie. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.
Zadanie 25 (2 pkt.) Podczas syntezy amoniaku stan równowagi został osiągnięty kiedy stężenia wynosiły: [N2] – 1,5 mol/dm3, [H2] – 4 mol/dm3, [NH3] – 6 mol/dm3. Zapisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi tej reakcji i oblicz jej wartość.
4
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 26 (4 pkt.) Za pomocą równań reakcji przedstaw cykl przemian zilustrowanych schematem: (1) NaOH 2 ) NaOH → B ( A → Na3[Cr(OH)6] (3) ↓ H2SO4 C Jakie właściwości związku B potwierdzają reakcje oznaczone numerami (2) i (3)?
Zadanie 27 (3 pkt.) Magnez bardzo energicznie reaguje z rozcieńczonym kwasem azotowym(V). Produktem tej reakcji jest między innymi azotan(V) amonu. Stosując zapis w formie cząsteczkowej napisz równanie zachodzącej reakcji chemicznej. Współczynniki stechiometryczne dobierz metodą bilansu elektronowego.
Zadanie 28 (4 pkt.)
Do 200g 5% NaOH dodano 500cm3 0,5 molowego roztworu kwasu solnego. Jaki jest odczyn otrzymanego roztworu. Odpowiedź uzasadnij odpowiednimi obliczeniami.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
5
Zadanie 29 (2 pkt.)
Oblicz stężenie molowe jonów H+ w roztworze HF o stężeniu 0,1 mol/dm3 i stopniu dysocjacji α = 10%. Jakie pH ma ten roztwór?
Zadanie 30 (4 pkt.) Korzystając z szeregu napięciowego metali zaproponuj dwa ogniwa, tak aby miedź w pierwszym ogniwie pełniła rolę katody, a w drugim rolę anody. Zapisz schematy obu ogniw lub narysuj schematyczne rysunki. Napisz, jak będą przebiegały reakcje na obu elektrodach w obu zaprojektowanych ogniwach.
Zadanie 31 (4 pkt.) W czterech naczyniach znajdują się: etan, eten, etyn i chloroetan. Aby zidentyfikować zawartość probówek przeprowadzono szereg doświadczeń, których wyniki zapisano w tabeli: Wynik próby na obecność halogenów Br2(aq) I II + III + IV + – oznacza negatywny wynik doświadczenia, + oznacza pozytywny wynik doświadczenia. Probówka
Reakcja z: KMnO4(aq) H2(g) addycja 44,8 dm3/mol + addycja 22,4 dm3/mol +
6
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Na podstawie opisanych wyników doświadczeń podaj jakie związki organiczne znajdowały się w probówkach. Każdorazowo wyjaśnij na czym opierasz swój wniosek. Probówka I.
Probówka II.
Probówka III.
Probówka IV.
Zadanie 32 (3 pkt.) Jedną z metod otrzymywania alkanów jest redukcja ich chlorowcopochodnych magnezem. Powstają wówczas przejściowo związki magnezoorganiczne zwane związkami Grignarda. Reakcja przebiega wg schematu:
R − X + Mg → R − Mg − X
R − Mg − X + H 2O → RH + Mg (OH )X Posługując się wzorami półstrukturalnymi napisz równania reakcji otrzymywania etanu opisaną wyżej metodą. Podaj nazwę nieorganicznego produktu reakcji.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
7
Zadanie 33 (5 pkt.) Kwas szczawiowy, to najprostszy kwas dikarboksylowy, któremu można przypisać uproszczony wzór (COOH)2. Szczawian srebra jest jedyną wybuchową solą kwasu karboksylowego. Powstaje w reakcji kwasu szczawiowego i azotanu(V) srebra. Sucha sól wybucha podczas ogrzewania lub uciskania (rozcierania). Tworzy się przy tym srebro i dwutlenek węgla. A. Stosując zapis w formie cząsteczkowej i jonowej napisz równania reakcji otrzymywania szczawianu srebra
B. Oblicz, jaką objętość 0,2 molowego roztworu kwasu szczawiowego należy użyć, aby całkowicie wytrącić osad (COO)2Ag2 z roztworu zawierającego 17g azotanu(V) srebra?
Zadanie 34 (2 pkt.) Aminy, to pochodne amoniaku, w którym jeden lub kilka atomów wodoru zastąpiono grupą węglowodorową (alkilową lub arylową). Aminy, podobnie jak amoniak, wykazują właściwości zasadowe. Aminy alifatyczne można otrzymać w reakcji halogenów alkilowych z amoniakiem. Powstaje wówczas sól aminy, z której wolną aminę wydziela się działaniem mocnej zasady. RX + NH3 → RNH3X RNH3X + NaOH → RNH2 + NaX + H2O Napisz równania reakcji otrzymywania metyloaminy z chlorometanu i amoniaku.
8
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 35 (4 pkt.) Pewien nasycony związek organiczny posiada dwie różne grupy funkcyjne, z których obie reagują z sodem, ale tylko jedna z zasadą sodową. Ułóż wzór półstrukturalny opisanego związku zawierającego 4 atomy węgla w cząsteczce, podaj jego nazwę systematyczną i napisz równania reakcji zgodne z opisanymi procesami.
Zadanie 36 (1 pkt) Właściwości toksyczne jonów metali ciężkich wynikają z faktu wiązania ich przez grupy: A. karbonylowe występujące w tłuszczach B. siarczkowe występujące w białkach C. hydroksylowe występujące w białkach D. karbonylowe występujące w ketonach
Zadanie 37 (1 pkt) Wiele substancji występujących w materiale biologicznym to związki optycznie czynne. Spośród podanych przykładów wybierz te, które wykazują czynność optyczną: A. kwas aminooctowy (kwas 2-aminoetanowy) i alanina (kwas 2-aminopropanowy) B. kwas palmitynowy i pirogronowy (kwas 2-oksopropanowy) C. seryna (kwas 2-amino-3-hydroksypropanowy) i kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) D. mocznik i glicerol
Zadanie 38 (1 pkt) Aspiryna jest estrem kwasu octowego i salicylowego. Wiedząc, że kwas salicylowy jest kwasem o-hydroksybenzoesowym napisz równanie reakcji otrzymywania aspiryny.
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
9
Zadanie 39 (4 pkt.) Czas połowicznego rozpadu jodu – 131 wynosi 8 dni. Narysuj wykres ilustrujący zmiany masy jodu, jakie następują w ciągu 40 dni w próbce zawierającej początkowo 200 mg jodu – 131. Na podstawie tego wykresu oblicz, ile procent izotopu ulegnie rozpadowi w ciągu 24 dni.
10
Próbny egzamin maturalny z chemii Arkusz egzaminacyjny II
Zadanie 40 (4 pkt.) Izotopy promieniotwórcze naturalne i sztuczne mają ogromne znaczenie dla człowieka. Stosowane są w wielu dziedzinach. Niestety, istnieje również „ciemna” strona izotopów promieniotwórczych. Podaj dwa praktyczne zastosowania izotopów i dwa przykładowe zagrożenia jakie dla człowieka niesie stosowanie pierwiastków promieniotwórczych.
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
LUTY ROK 2010
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 35). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDA JĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2pkt) Podaj zapisy podpoziomów energetycznych, w których elektrony opisywane są za pomocą podanych liczb kwantowych, lub zaznacz, że taki podpoziom energetyczny nie istnieje. a) n = 2, l = 1: ...................................................................................................................... b) n = 4, l = 2: ...................................................................................................................... c) n = 3, l = 3: ......................................................................................................................
Zadanie 2. (3pkt) Aktywność promieniotwórcza 60g pewnego radionuklidu po 52 dniach zmniejszyła się 16 – krotnie. Oblicz masę próbki, która w tym czasie uległa rozpadowi oraz okres półtrwania. Obliczenia:
Odpowiedź: Masa próbki, która uległa rozpadowi wynosi:………….….a okres półtrwania: ……….…….
Zadanie 3. (2 pkt) Z podanego poniżej zbioru substancji chemicznych wybierz i wpisz do tabeli wzory tych substancji, które można zaliczyć do odpowiednich grup. Skorzystaj z tablicy elektroujemności pierwiastków.
BaCl2, N2, Rb2O, CS2, H2O, Br2, CO2 Substancje chemiczne, w których występuje wiązanie kowalencyjne spolaryzowane
Substancje chemiczne, w których występuje wiązanie jonowe
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
►Informacja do zadań 4. i 5. Przeprowadzono równocześnie dwa doświadczenia przedstawione na schematach: NaOH (aq)
A.
NH4Cl (aq)
HCl (aq)
B.
Na2S(aq)
Zadanie 4. (2pkt) a) Zapisz obserwacje dokonane podczas doświadczenia A. ………………………………………......………………………………..................................... ....................……………………………………………………………………...........................
b) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej zachodzącej w probówce B. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 5. (1pkt) Korzystając z teorii Brönsteda, określ rolę kationu amonowego w reakcji zachodzącej w probówce A i rolę anionu siarczkowego występującego w probówce B. rola jonu amonowego: .............………………....., rola jonu siarczkowego: ...........………………….
Zadanie 6. (2pkt) Zmieszano roztwory zawierające jednakowe ilości moli azotanu(V) srebra i chlorku magnezu. Uzupełnij tekst, który opisuje to doświadczenie. a) Po reakcji w układzie znajdowały się jony: ..................................................................................................................................................... b) Odczyn roztworu był: .....................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
►Informacja do zadań 7. i 8. Na poniższym wykresie przedstawiono krzywe rozpuszczalności wybranych substancji.
Zadanie 7. (1pkt) Napisz, jaka musi być temperatura wody, aby możliwe było rozpuszczenie 42,5 g KI w 25 g wody. ......................................................................
Zadanie 8. (2pkt) Wykonaj odpowiednie obliczenia i na podstawie wykresu ustal temperaturę, w której nasycony roztwór KNO3 ma stężenie procentowe równe 53,27%. Obliczenia:
Odpowiedź:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
►Informacja do zadań 9. i 10. Marmur jest skałą wapienną, która chętnie wykorzystywana jest w budownictwie, szczególnie do zdobienia wnętrz. Jednak należy pamiętać o tym, że marmur jest wrażliwy na działanie kwasów i pod ich wpływem ulega zniszczeniu. W celu zbadania zawartości wapienia w marmurze, na 12,5g marmuru podziałano nadmiarem kwasu solnego. Gaz, który powstał w trakcie reakcji został całkowicie pochłonięty w płuczce wypełnionej wodorotlenkiem sodu. Masa płuczki wzrosła o 4,4g.
Zadanie 9. (1pkt) Zapisz równanie reakcji, której uległ marmur. Równanie reakcji:……………………………………………………………………………….
Zadanie 10. (2pkt) Oblicz, ile procent czystego węglanu wapnia zawierał marmur. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 11. (2pkt) Korzystając z danych zawartych w karcie wybranych tablic chemicznych, oblicz stężenie jonów wodorowych w roztworze kwasu azotowego(III) o stężeniu 0,1 mol/dm3.
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
►Informacja do zadań 12., 13. i 14. Do sześciu probówek wlano po kilka cm3 wody destylowanej oraz dodano odpowiednich substancji według poniższego schematu: Na2S(s)
KNO3(s)
I.
II.
P4O10(s)
III.
NaOH(s)
IV.
NH4Cl(s)
CaO(s)
V.
VI.
Zadanie 12 (1pkt) Podaj numery probówek w których pH powstałych roztworów jest: Większe od 7 ………………………………………. Mniejsze od 7 ………………………………………
Zadanie 13.(1pkt) Podaj nazwy procesów jonowych zachodzących w probówkach I. i II. Probówka I:…………………………………………. Probówka II: ………………………………………….
Zadanie 14. (1pkt) Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej w probówce V.
………………………………………………………………………………………………….
►Informacja do zadań 15.,16. i 17. Pierwiastki bloku energetycznego s są metalami i wykazują typowy charakter zasadowy, oprócz jednego, który jest pierwiastkiem amfoterycznym.
Zadanie 15. (1pkt) Podaj nazwę tego pierwiastka: ………………………….
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 16. (2pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w którym wykażesz jego amfoteryczny charakter. Narysuj schemat doświadczenia, wpisując wzory lub nazwy użytych substancji.
Wymień obserwacje, które umożliwiają wykazanie charakteru amfoterycznego tego pierwiastka ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 17. (2pkt) Zapisz w pełnej formie jonowej równania zachodzących reakcji wiedząc, że badany pierwiastek w jednej z reakcji tworzy jon kompleksowy, w którym wykazuje liczbę koordynacyjną 4. ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 18. (2pkt) W poniższej tabeli podano wartości entalpii tworzenia tlenku żelaza(III) i tlenku glinu w temperaturze 298 K i pod ciśnieniem 1013 hPa. Nazwa tlenku tlenek żelaza(III) tlenek glinu
Entalpia tworzenia, kJ/mol -822,1 -1675,7
Tlenek żelaza (III) ulega reakcji redukcji glinem według równania:
Fe2O3 + 2Al → 2Fe + Al2O3
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Na podstawie wartości podanych w informacji wstępnej do zadania, oblicz entalpię reakcji redukcji 1 mola tlenku żelaza(III) metalicznym glinem. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 19. (1pkt) Wskaż, która z reakcji przedstawionych następującymi równaniami chemicznymi opisuje reakcję utleniania- redukcji: I.
CaO + H2O Ca(OH)2
V.
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + H2O
II.
2HgO 2Hg + O2
VI.
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
III. CuO + H2 Cu + H2O
VII.
KOH + HNO3 KNO3 + H2O
IV. CuO + 2HCl CuCl2 + H2O
VIII. 2KI + Br2 2KBr + I2
a. I. II. III. IV.
b. I. IV. V. VII.
c. II. III. VI. VIII.
d. V. VI. VII. VIII.
Zadanie 20. (1pkt) Mangan na VII stopniu utlenienia tworzy manganiany(VII), które mają silne właściwości utleniające. Manganiany(VII) reagując z odpowiednimi substancjami, w zależności od środowiska, redukują się do związków manganu(II), manganu(IV) lub manganu(VI) o różnym zabarwieniu. Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w puste miejsca środowisko reakcji, jeżeli po doświadczeniu dokonano następujących obserwacji. Numer probówki
Obserwacje
I.
Wytrąca się brunatny osad.
II.
Roztwór przyjmuje zieloną barwę.
III.
Roztwór ulega odbarwieniu.
Środowisko reakcji
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 21. (3pkt) Chlor można otrzymać w wyniku reakcji kwasu solnego z kwasem chlorowym(V). Produktem tej reakcji, oprócz chloru jest woda. Napisz w formie cząsteczkowej równanie tej reakcji i dobierz w nim współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Zapisz wzory substancji, które pełnią w tej reakcji rolę utleniacza i reduktora. Bilans elektronowy: ............................................................................................ ............................................................................................ Zbilansowane równanie reakcji: ...................................................................................................................................................... Wzór utleniacza: .............................................................................. Wzór reduktora: ...............................................................................
Zadanie 22. (3pkt) Wykorzystując dane z szeregu elektrochemicznego metali napisz schemat dowolnego ogniwa galwanicznego, w którym elektroda cynkowa pełni rolę katody. Zapisz równanie reakcji zachodzącej w półogniwie cynkowym oraz oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. a. Schemat ogniwa: ............................................................................................................. b. Równanie reakcji: ............................................................................................................ c. Obliczenia:
Zadanie 23. (2pkt) Zapisz równania reakcji zachodzących podczas elektrolizy wodnego roztworu K3PO4 na elektrodach platynowych. Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: ...................................................................................................................................................... Równanie reakcji przebiegającej na anodzie: ......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 24. (2pkt) Przeprowadzono elektrolizę wodnych roztworów czterech elektrolitów z użyciem elektrod platynowych. Informacje dotyczące produktów wydzielających się na elektrodach oraz odczynu roztworów w elektrolizerze (po dokładnym wymieszaniu zawartości elektrolizera) przedstawiono w poniższej tabeli. Numer elektrolitu Produkt wydzielający się na anodzie Produkt wydzielający się na katodzie Odczyn roztworu w elektrolizerze
I.
II.
III.
IV.
tlen
tlen
brom
tlen
wodór
wodór
wodór
wodór
pozostał obojętny
pozostał kwasowy
stał się zasadowy
pozostał zasadowy
Spośród związków o podanych niżej wzorach:
HNO3
KBr
Na2SO4
ZnSO4
HBr
NaOH
wybierz te elektrolity, których wodne roztwory poddano elektrolizie. Wpisz wzory odpowiednich związków do poniższej tabeli. Numer elektrolitu
I.
II.
III.
IV.
Wzór elektrolitu
Zadanie 25. (3pkt) Dla reakcji przebiegającej zgodnie z równaniem A2(g) + B2(g) ⇆ 2AB(g) oblicz stężenia równowagowe [A2] i [B2] oraz wartość stężeniowej stałej równowagi, jeśli stężenia początkowe wynosiły: CA2 = 1 mol/dm3 i CB2 = 0,5 mol/dm3, a po ustaleniu stanu równowagi stężenie równowagowe [AB] = 0,8 mol/dm3. Obliczenia:
Odpowiedź: .....................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 26. (1pkt) Określ liczbę wiązań typu σ i typu π między atomami węgla w cząsteczce związku o następującym wzorze:
H2C = C ― CH = CH2 | C2H5 Liczba wiązań typu σ: ................................ Liczba wiązań typu π: ......................................
Zadanie 27. (2pkt) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typ reakcji chemicznych podanych w kolumnie A, wpisując odpowiednią nazwę typu reakcji do kolumny B.
A
B
C3H5(OCOC17H33)3 + 3H2−p. T→ C3H5(OCOC17H35)3 C6H6 + HNO3 − H2SO4 stęż→ C6H5NO2 + H2O CH3 − CH2 − OH −Al2O3→ CH2 = CH2 + H2O H2N – CH2 – COOH + H2N – CH2 – COOH → → H2N – CH2 – NH – CO – CH2 – COOH + H2O nCH2 = CH2 − p. T→ [−CH2 − CH2−]n
Zadanie 28. (2pkt) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego z izomerów pochodnej węglowodoru o wzorze sumarycznym C5H10O2 oraz podaj jego nazwę systematyczną. Wzór półstrukturalny:
Nazwa systematyczna:
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
►Informacja do zadań 29. – 32. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne lub wzory uproszczone różnych węglowodorów i ich pochodnych.
CH3 – CH – COOH │ NH2 I.
CH3 – CH – CH3 │ OH II.
CH3 – CH2 – CH2 – OH IV.
CH3 – C – CH3 ║ O III.
CH3 – CH2 – CHO V.
Zadanie 29. (1pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce V.
Zadanie 30. (1pkt) Spośród wymienionych w informacji wstępnej do zadania związków wybierz te, które przedstawiają izomery. Związki: .....................................................................................................................................
Zadanie 31. (1pkt) Zapisz numer oznaczający wzór związku, który może występować w postaci enancjomerów. Związek: ....................................................................................................................................
Zadanie 32. (1pkt) Napisz równanie reakcji otrzymywania ketonu, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych. Wybierz odpowiedni substrat, spośród związków podanych w informacji wstępnej do zadania.
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 33. (2pkt) Przeprowadzono identyfikację roztworów: sacharozy, maltozy, fruktozy i skrobi, wykonując szereg doświadczeń. Na podstawie przedstawionych niżej wyników doświadczeń, ustal i wpisz do tabeli nazwy zidentyfikowanych związków.
Doświadczenie Hydroliza
Wynik doświadczenia zachodzi
zachodzi
nie zachodzi
zachodzi
Próba Trommera
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
Efekt Tyndala
występuje
nie występuje
nie występuje
nie występuje
Nazwa związku Zadanie 34. (2pkt) Pewien ester o wzorze sumarycznym C4H8O2 poddano hydrolizie. Jeden z produktów hydrolizy daje pozytywny wynik próby Tollensa, a drugi poddany utlenieniu daje jako produkt propanal. Używając wzorów półstrukturalnych (grupowych) napisz równanie reakcji hydrolizy tego estru i podaj jego nazwę.
Nazwa estru: .......................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 35. (2pkt) W celu zbadania wpływu różnych substancji na białko przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku: Cu(NO3)2(aq)
I.
H2SO4(aq)
(NH4)2CO3(aq) KBr(aq)
III.
II.
IV.
C2H5OH(aq)
V.
wodny roztwór kazeiny W probówkach zachodziły różne procesy: wysalania lub denaturacji. a) Wskaż, w których probówkach nastąpiło wysalanie. Wysalanie nastąpiło w probówkach:
..................................................
b) Wyjaśnij, na czym polega proces denaturacji białka. Denaturacja:................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
15
Próbny egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
BRUDNOPIS
Opracowanie zadań: mgr Witold Anusiak mgr Mariola Madyda
CKU TODMiDN IX LO w Toruniu
Recenzent: dr Aleksander Kazubski
Pracownia Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UMK
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
LUTY ROK 2012
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 33). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDA JĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
Zadanie 1. (3pkt) Gazowy chlor jest mieszaniną dwóch izotopów o składzie: 75,53%
35
Cl i 24,47% 37Cl.
Oblicz gęstość chloru w warunkach standardowych. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 2. (1pkt) Podaj po jednym przykładzie cząsteczki, w której atom centralny ulega hybrydyzacji sp, sp2 lub sp3. Typ hybrydyzacji
sp2
sp
sp3
Wzór cząsteczki
Zadanie 3. (1pkt) Określ rodzaj wiązań chemicznych występujących w cząsteczce NH4Cl. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 4. (1pkt) Zaznacz w podanych poniżej szeregach kwasów kierunek wzrostu ich mocy. HF
HCl
HClO4 HClO
CKU TODMiDN
HBr HI
HBrO4 HIO4
HClO2
HClO3
2
HClO4
UMK Wydział Chemii
Zadanie 5. (2pkt) Badając właściwości stężonego kwasu siarkowego(VI) podziałano nim na stały chlorek amonu, sacharozę, miedź, glin oraz węgiel. Zapisz równania zachodzących reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. … NH4Cl(s) + … H2SO4(stęż) → .................................................... … C12H22O11 + ... H2SO4(stęż) → .................................................... ... Cu + ... H2SO4(stęż) → .................................................... … Al + … H2SO4(stęż) → .................................................... … C + … H2SO4(stęż) → ....................................................
Zadanie 6. (3pkt) Na podanym poniżej schemacie przedstawiono przemiany, jakim ulega żelazo i jego związki.
Fe ― 1. → FeCl3 ― 2. → Fe(OH)3 │ ↑ 3.
↓ FeCl2
5. 4.
│
Fe(OH)2
Podaj cząsteczkowe równania reakcji 1. i 5. oraz reakcji 4. w zapisie jonowym skróconym. 1. ……………………………………………………………….
4. ……………………………………………………………….
5. ……………………………………………………………….
Zadanie 7. (2pkt) Za pomocą odpowiednich równań reakcji przedstaw proces dysocjacji elektrolitycznej wodorofosforanu(V) sodu oraz podaj, jakie jony są obecne w roztworze tego związku. a) Równania reakcji:
b) Jony obecne w roztworze: ………………………………………………………………. CKU TODMiDN
3
UMK Wydział Chemii
Zadanie 8. (2pkt) Jedną z teorii kwasowo – zasadowych jest teoria Brönsteda – Lowry’ego, według której każdemu kwasowi odpowiada sprzężona z nim zasada. a) Dla kwasów: fluorowodorowego, chlorowego(III), ortoborowego podaj wzory sprzężonych z nimi zasad. …………………………………………………………… ……………………………………………………………. ……………………………………………………………. b) Uszereguj te zasady według wzrastającej mocy. .....................................................................................................................................
Zadanie 9. (2pkt) Do stężonego roztworu chlorku glinu wrzucono kawałek metalicznego magnezu i zaobserwowano wydzielenie gazu. Podaj nazwę wydzielającego się gazu oraz jonowy zapis równań reakcji, które uzasadniają przebieg doświadczenia. a) Nazwa gazu: ……………………… b) Równania reakcji:
►Informacja do zadań 10. – 12. Produkcja kwasu azotowego(V) na skalę przemysłową przebiega w kilku etapach: Etap I: katalityczne utlenienie amoniaku Etap II: samorzutne utlenienie tlenku azotu(II) powstałego w I etapie do tlenku azotu(IV) Etap III: ochładzanie NO2, podczas którego część tego tlenku przechodzi w dimer (N2O4) 2NO2 ⇄ N2O4 Etap IV: absorpcja NO2 i N2O4 w wodzie 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO 3N2O4 + 2H2O → 4HNO3 + 2NO CKU TODMiDN
4
UMK Wydział Chemii
Zadanie 10. (1pkt) Napisz równanie reakcji zachodzącej w I etapie. …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 11. (1pkt) Określ, co należy zrobić, aby zwiększyć wydajność procesu przebiegającego w etapie III. Podkreśl właściwy wybór. obniżyć temperaturę/zwiększyć temperaturę układu zwiększyć ciśnienie/obniżyć ciśnienie panujące w układzie zwiększyć objętość/ zmniejszyć objętość układu
Zadanie 12. (1pkt) Określ charakter chemiczny tlenków azotu, które są reagentami etapu IV. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 13. (2pkt) Miedź otrzymuje się głównie z rud siarczkowych, prażąc je przy dostępie powietrza. Jest to proces dwuetapowy: Etap I:
2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2
Etap II:
2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2
Oblicz, ile ton rudy o zawartości 80% siarczku miedzi(I) należy użyć, aby otrzymać z niej 2 tony miedzi. Załóż, że cały proces przebiega ze 100% wydajnością. Obliczenia:
Odpowiedź: CKU TODMiDN
5
UMK Wydział Chemii
Zadanie 14. (3pkt) Chrom jest metalem aktywnym chemicznie, który reaguje z kwasami, tworząc barwne sole. W celu zbadania właściwości chromu przeprowadzono doświadczenia, które ilustrują poniższe rysunki:
Olej parafinowy
Podczas doświadczeń dokonano następujących obserwacji: Probówka I: chrom roztwarza się, roztwór przyjmuje barwę zieloną, wydziela się gaz. Probówka II: chrom roztwarza się, roztwór przyjmuje barwę niebieską, wydziela się gaz. a) Zapisz wzór jonu, którego obecność spowodowała, że roztwór przyjął barwę niebieską. ………… Zapisz równanie reakcji przebiegającej w probówce I. korzystając z zapisu jonowego. Współczynniki dobierz metodą bilansu elektronowego. b) Równanie reakcji: …………………………………………………… c) Bilans elektronowy:
Zadanie 15. (2pkt) Podany poniżej wykres przedstawia zależność masy jodowodoru otrzymanego w reakcji bezpośredniej syntezy z pierwiastków, od masy użytego jodu.
CKU TODMiDN
6
UMK Wydział Chemii
Oblicz procentową wydajność omawianej reakcji. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (3pkt) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające na wykazanie, że siarczan(VI) baru jest trudniej rozpuszczalny niż siarczan(VI) wapnia. KSOBaSO4 = 1,1 · 10 – 10; KSOCaSO4 = 3,1 · 10 – 5 W tym celu: a) Podaj schematyczny rysunek bądź słowny opis doświadczenia: Schemat (opis) doświadczenia:
b) Zapisz przewidywane obserwacje i wynikający z nich wniosek: Obserwacje: ……………………………………………………..……………….….… …………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………... Wniosek: ……………………………………………………………………………….. c) Zapisz jonowe skrócone równanie zachodzącej reakcji: ………………………………………………………………………
CKU TODMiDN
7
UMK Wydział Chemii
Zadanie 17. (2pkt) W temperaturze 293K stężenie nasyconego roztworu azotanu(V) potasu wynosi 24,24%. Określ rozpuszczalność azotanu(V) potasu w temperaturze 293K.
Zadanie 18. (2pkt) Poniższe wykresy przedstawiają zmiany wartości energii układu w czasie trwania reakcji.
a) J Jakim symbolem oznaczona jest energia aktywacji reakcji egzoenergetycznej? ……………………………………… b) Jakim symbolem oznaczono czas, w którym reagenty osiągają minimum energii potrzebnej do rozpoczęcia reakcji endoenergetycznej? ........................................................... c) Jakim symbolem jest oznaczona energia przekazywana z układu do otoczenia? ……………………………………..
Zadanie 19. (2pkt) W układzie zamkniętym o objętości 2 dm3 przeprowadzono reakcję opisaną równaniem:
2A + B ⇄ A2B Stwierdzono, że po ustaleniu się stanu równowagi, ilości równowagowe substancji wynoszą odpowiednio: A – 4 mole CKU TODMiDN
B – 10 moli 8
A2B – 4mole UMK Wydział Chemii
Ustal stężenia substratów A i B użytych do reakcji. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 20. (2pkt) Zbudowano ogniwo typu Volty wykorzystując blaszkę miedzianą i glinową oraz roztwór kwasu solnego. Podaj schemat tego ogniwa. Napisz równania reakcji, jakie zachodzą w poszczególnych półogniwach w trakcie pracy tego ogniwa. a) schemat ogniwa:
………………………………………………..
b) równania reakcji:
………………………………………………...
………………………………………………...
Zadanie 21. (2pkt) W trakcie elektrolizy wodnych roztworów można otrzymać różne produkty w zależności od rodzaju użytych elektrod. Napisz równania reakcji elektrodowych, jakie będą zachodzić podczas elektrolizy wodnego roztworu chlorku sodu w zależności od rodzaju użytych elektrod. Elektroda
Rodzaj elektrody
Reakcja elektrodowa
grafitowa Katoda rtęciowa platynowa Anoda grafitowa CKU TODMiDN
9
UMK Wydział Chemii
Zadanie 22. (2pkt) Uzupełnij poniższą tabelkę, wpisując stopnie utlenienia atomów węgla w podanych związkach. Wzór związku
CaC2
H2C2O4
CH3NH2
HCHO
HCN
Stopień utlenienia
Zadanie 23. (2pkt) Określ, które z podanych niżej stwierdzeń, dotyczących wiązań między atomami węgla, są prawdziwe, a które fałszywe. Wpisz do tabeli odpowiednio litery F lub P dla oznaczenia fałszu lub prawdy dla odpowiednich stwierdzeń.
P/F I.
Wiązanie C − C jest krótsze od wiązania C = C.
II.
Wiązanie C ≡ C jest dłuższe niż wiązanie C = C.
III. Wiązania σ i π różnią się między sobą kształtem chmury elektronowej. IV. Wiążące pary elektronowe σ i π mają taką samą energię.
Zadanie 24. (1pkt) W wyniku bromowania propanu w obecności światła powstają różne bromopochodne, a wśród nich związki o wzorze C3H6Br2. Podaj wzór półstrukturalny izomeru zawierającego asymetryczny atom węgla.
CKU TODMiDN
10
UMK Wydział Chemii
Zadanie 25. (1pkt) Polistyren otrzymuje się w wyniku polimeryzacji styrenu czyli benzenoetenu. Przedstaw schemat procesu otrzymywania polistyrenu, stosując wzory strukturalne reagentów.
Zadanie 26. (3pkt) Fenole stanowią grupę związków niebezpiecznych dla zdrowia człowieka. W ściekach komunalnych zawartość fenoli jest na ogół niewielka, natomiast duże ich ilości występują w ściekach przemysłowych fabryk tworzyw sztucznych i zakładów farmaceutycznych. Fenole można oznaczać między innymi stosując metodę bromianometryczną. Oznaczenie jest dwuetapowe. Najpierw przeprowadza się reakcję bromowania fenolu określoną ilością bromu: C6H5OH + 3Br2 → C6H2Br3OH + 3HBr Następnie oznacza się nadmiar bromu na podstawie reakcji opisanej równaniem: Br2 + 2S2O32- → 2Br - + S4O62Z różnicy między ilością bromu dodanego, a powstałego po bromowaniu fenolu wynika, jaka jest zawartość fenolu w badanej próbce. Oblicz stężenie molowe fenolu w próbce ścieków na podstawie następujących informacji: do próbki ścieków o objętości 100 cm3 dodano 0,24 g bromu, a jego nadmiar odmiareczkowano, używając 10 cm3 roztworu Na2S2O3 o stężeniu 0,1 mol/dm3. Obliczenia:
Odpowiedź: CKU TODMiDN
11
UMK Wydział Chemii
Zadanie 27. (2pkt) Kwas salicylowy, czyli kwas 2-hydroksybenzenokarboksylowy, w postaci roztworu alkoholowo-wodnego znany jest w handlu jako spirytus salicylowy. Spirytus salicylowy jest łagodnym środkiem odkażającym, stosowanym do dezynfekcji naskórka po otarciach oraz przy zmianach trądzikowych i łojotoku. Zaprojektuj wykrycie dwóch grup funkcyjnych występujących w kwasie salicylowym poprzez uzupełnienie niżej podanych schematów. W schematach uzupełnij nazwę wykrywanej grupy oraz odczynniki i obserwacje. Potrzebne odczynniki dobierz z podanej niżej listy. Lista odczynników do wyboru: rozcieńczony roztwór wodorotlenku sodu z dodatkiem fenoloftaleiny; rozcieńczony roztwór kwasu solnego; rozcieńczony roztwór kwasu solnego z dodatkiem oranżu metylowego; rozcieńczony roztwór chlorku żelaza(III); odczynnik Tollensa; kleik skrobiowy. a) GRUPA FUNKCYJNA I: ………………………………………………(nazwa) Obserwacja:……………………………….… ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ………………………………………………..
b) GRUPA FUNKCYJNA II: ………………………………………………(nazwa) Obserwacja:……………………………….… ……………………………………………….. ……………………………………………….. ……………………………………………….. ………………………………………………..
CKU TODMiDN
12
UMK Wydział Chemii
Zadanie 28. (1pkt) Zaprojektuj otrzymywanie kwasu n-propanokarboksylowego uzupełniając niżej podany schemat. Odpowiedni substrat i odczynnik (odczynniki) wybierz z podanych niżej list. pentan-1-ol; n-pentanal; ester metylowy kwasu propanowego; propan-1-ol; propan-2-ol; propanal; 2-metylopropan-1-ol; keton
Lista substratów (do wyboru):
metylowo-n-propylowy; kwas propanowy; aceton; butan-1-ol, butan-2-ol.
Lista odczynników (do wyboru):
Al2O3;
[Ag(NH3)2]OH;
Br2(aq);
HCl(aq);
Cu2O;
Cu(OH)2/OH-;
NaOH(aq); K2Cr2O7(aq)/ H+; odczynnik Trommera.
................................... ...................................
kwas n-propanokarboksylowy ODCZYNNIK
SUBSTRAT
►Informacja do zadań 29. – 32. Badając właściwości chemiczne aminokwasów przeprowadzono reakcję alaniny (kwasu 2aminopropanowego) z wodnymi roztworami wodorotlenku sodu i kwasu solnego, etanolem oraz reakcję kondensacji.
Zadanie 29. (2pkt) Zapisz skrócone równanie jonowe reakcji alaniny z wodorotlenkiem sodu i podaj nazwę produktu.
a) równanie reakcji: ……………………………………………………….…………
b) nazwa produktu:
…………………………………………………………………
Zadanie 30. (1pkt) Napisz skrócone równanie jonowe reakcji alaniny z kwasem solnym.
………………………………………………………….. CKU TODMiDN
13
UMK Wydział Chemii
Zadanie 31. (1pkt) Narysuj wzór półstrukturalny produktu reakcji alaniny z etanolem.
Zadanie 32. (2pkt) We wzorze strukturalnym produktu kondensacji dwóch cząsteczek alaniny zaznacz i nazwij wszystkie grupy funkcyjne i wiązania.
Zadanie 33. (2pkt) Poniżej przedstawiono wzory produktów pewnych reakcji chemicznych, którym uległa glukoza. a)
CKU TODMiDN
b)
CH2OH │ H–C–OH │ HO–C–H │ H–C–OH │ H–C–OH │ CH2OH 14
COOH │ H–C–OH │ HO–C–H │ H–C–OH │ H–C–OH │ CH2OH UMK Wydział Chemii
Zapisz schematy reakcji, w wyniku których powstają wyżej wymienione związki. W każdym schemacie uwzględnij konkretne warunki proponowanych reakcji. a)
b)
BRUDNOPIS
CKU TODMiDN
15
UMK Wydział Chemii
Opracowanie zadań: mgr Witold Anusiak mgr Mariola Madyda
dr Aleksander Kazubski CKU TODMiDN
CKU TODMiDN IX LO w Toruniu
Pracownia Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UMK 16
UMK Wydział Chemii
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU!
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII
MARZEC ROK 2011
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 33). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Wypełnia zdający przed rozpoczęciem pracy PESEL ZDA JĄCEGO
KOD ZDAJĄCEGO
►Informacja do zadań 1. i 2. Okres połowicznego rozpadu izotopu siarki – 35 jest równy 88 dni. W trakcie jego rozpadu są emitowane cząstki β.
Zadanie 1. (2pkt) Oblicz, ile atomów siarki – 35 pozostanie po 440 dniach z próbki o początkowej masie 8 gramów.
Zadanie 2. (1pkt) Napisz równanie rozpadu izotopu siarki – 35. Równanie rozpadu: …………………………………………………………………………
Zadanie 3. (2pkt) Pewien pierwiastek X należy do bloku energetycznego p układu okresowego i ma następującą konfigurację elektronową:
X: 1s22s22px22py22pz23s23px23py13pz1 Pierwiastek ten tworzy gazowy tlenek o wzorze XO2, którego cząsteczka posiada w swej budowie wiązanie kowalencyjne spolaryzowane i koordynacyjne. a) Podaj liczbę elektronów zawartą w jonie prostym X2- tworzonym przez ten pierwiastek. b) Podaj, ile wiązań σ i ile wiązań π posiada cząsteczka XO2. a) liczba elektronów zawarta w jonie X2- ………………………………………………. b) liczba wiązań σ……………….. liczba wiązań π ……………….
Zadanie 4. (2pkt) Podane wartości liczb kwantowych charakteryzują elektrony walencyjne atomu pewnego pierwiastka:
CKU TODMiDN
n
3
3
3
3
3
4
l
2
2
2
2
2
0
m
-2
-1
0
1
2
0
ms
½
½
½
½
½
½
2
UMK Wydział Chemii
a) Ustal przynależność pierwiastka do bloku energetycznego i określ jego położenie w układzie okresowym. blok
grupa
okres
b) Podaj zapis skrócony konfiguracji elektronowej tego pierwiastka. …………………………………………………………………………………………………
Zadanie 5. (2pkt) Olbrzymią grupę reakcji chemicznych stanowią reakcje redoks. Uzupełnij tabelkę, klasyfikując wymienione poniżej indywidua chemiczne jako te, które mogą pełnić wyłącznie rolę reduktora (R), wyłącznie rolę utleniacza (U) i takie, które mogą pełnić obie te role (U i R): -
Cu2+, Al, SO32-, NO3 , H2O2, S2-, H2 R
U
UiR
Zadanie 6. (2pkt) Spalono całkowicie 20 gram metanu. Powstające CO2 oraz parę wodną zebrano w pojemniku o objętości 100 dm3. (R=83,1hPa·dm3/mol·K) ◦ Oblicz ciśnienie panujące w tym pojemniku, jeśli ogrzano go do temperatury 110 C. Wynik podaj z dokładnością do 2 miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
►Informacja do zadań 7. i 8. Przeprowadzono doświadczenie mające zbadać zależność rozpuszczalności węglanu litu i chlorku sodu od temperatury. Wyniki zebrano w tabeli: ◦
Temperatura [ C] 0 20 40 60 80
CKU TODMiDN
Rozpuszczalność [g/100gH2O] Li2CO3 NaCl 1,53 35,6 1,35 35,9 1,17 36,4 1,00 37,1 0,85 38,0 3
UMK Wydział Chemii
Zadanie 7. (1pkt) Oblicz, z dokładnością do 1 miejsca po przecinku, stężenie procentowe nasyconego ◦ roztworu chlorku sodu w temperaturze 60 C. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 8. (1pkt) Jaki roztwór węglanu litu (nasycony, nienasycony, przesycony) otrzymamy po ochłodzeniu nasyconego w temperaturze 60◦C roztworu tej substancji do temperatury 40◦C? …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 9. (3pkt) Jon ortofosforanowy(V) można wytrącić z roztworu w postaci osadu np. MgNH4PO4. Związek ten powstaje w reakcji dowolnego rozpuszczalnego ortofosforanu(V) z chlorkiem magnezu i chlorkiem amonu. a) Napisz cząsteczkowe równanie reakcji opisanej w informacji. ……………………………………………………………………………………………… b) Oblicz wyjściowe stężenie molowe jonów ortofosforanowych(V), jeżeli masa osadu wytrąconego z 50 cm3 badanego roztworu wynosi 0,0685g, przy założeniu całkowitego strącenia oznaczanych jonów.
CKU TODMiDN
4
UMK Wydział Chemii
► Informacja do zadań 11. i 12. W sześciu probówkach umieszczono następujące sole: probówka I: NaCl
probówka IV: Al(NO3)3
probówka II: MnSO4
probówka V: K2CO3
probówka III: (NH4)2S
probówka VI: (CH3COO)2Ba
Następnie dodano do nich wodę.
Zadanie 10. (1pkt) Podaj wzory soli (spośród podanych w informacji), które w roztworze wodnym wykazują odczyn kwasowy. …………………………………………………………………………………………………..
Zadanie 11 (3pkt) Zapisz jonowe skrócone równania reakcji zachodzących w probówkach III, V i VI. Probówka III ………………………………………………………………………. Probówka V ……………………………………………………………………….. Probówka VI ………………………………………………………….……………
Zadanie 12.(2pkt) Uczeń otrzymał do identyfikacji dwie probówki zawierające rozcieńczone roztwory kwasu azotowego(V) i kwasu siarkowego(VI). Zaproponuj doświadczenie, które pozwoli zidentyfikować zawartość obu probówek, wybierając potrzebne reagenty z podanej niżej listy. Lista reagentów: H2O, roztwór oranżu metylowego, roztwór fenoloftaleiny, Cu, Mg, Fe, NaOH(aq), Pt. W tym celu: a) Wykonaj rysunek ilustrujący przeprowadzane doświadczenie. b) Zapisz, jakich obserwacji dokonujemy prowadząc to doświadczenie. a) Rysunek projektowanego doświadczenia:
b) Obserwacje: ……………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………..…… ……………………………………………………………………………………………….….
CKU TODMiDN
5
UMK Wydział Chemii
►Informacja do zadań 13., 14. i 15. Przeprowadzono 2 doświadczenia przedstawione na rysunkach A. i B.:
Zadanie 13. (2pkt) Podaj obserwacje, jakich dokonano podczas wykonywania tych doświadczeń oraz sformułuj na ich podstawie wnioski dotyczące właściwości jonów chromianowych(VI) i dichromianowych(VI). Doświadczenie
Obserwacja
Wniosek
A.
B.
Zadanie 14. (1pkt) Zapisz skrócone jonowe równanie reakcji przebiegającej w probówce A.
…………………………………………………………………………………………………
Zadanie 15. (1pkt) Wpisz do równania reakcji brakujące produkty reakcji.
K2Cr2O7 + 3K2SO3 + 4H2SO4 → …………… + 4…………. + 4H2O Zadanie 16. (2pkt) Jedną ze znanych Ci teorii kwasów i zasad jest protonowa teoria Brönsteda. a) W podanym poniżej zestawie jonów podkreśl te, które spełniają funkcję wyłącznie kwasów. HSO4‾
CKU TODMiDN
H3 O+
NH4+
H2PO4‾
6
HCO3‾
Cu2+
UMK Wydział Chemii
b) Zapisz równanie reakcji dla jednego z podkreślonych w punkcie a) jonu z anionem fluorkowym. ………………………………………………………………………………………………….
Zadanie 17. (1pkt) Reakcja syntezy amoniaku z pierwiastków jest reakcją, której zmiana entalpii pod stałym ciśnieniem jest ujemna. Zaznacz, które działania przesuną równowagę reakcji na korzyść powstawania amoniaku? a) b) c) d)
Zwiększenie ciśnienia i podniesienie temperatury. Zmniejszenie ciśnienia i chłodzenie układu. Wzrost ciśnienia, usuwanie produktu i chłodzenie układu. Dodatek substratów, wzrost ciśnienia i ogrzewanie układu.
Zadanie 18. (2pkt) 3
-2
Szybkość reakcji A + B → 2C opisuje równanie kinetyczne v = k[A] [B] . Stężenie reagenta A zwiększono 3 razy. Jak należy zmienić stężenie reagenta B (ile razy zmniejszyć lub zwiększyć), aby szybkość reakcji wzrosła 3 razy. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 19. (2pkt) Oblicz entalpię tworzenia glukozy opisanej równaniem: 6C(s) + 6H2(g) + 3O2(g) → C6H12O6(s) znając entalpie następujących reakcji: C(s) + O2(g) → CO2(g)
ΔH1 = -393,51 kJ/mol CO2
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c)
ΔH2 = -285,83 kJ/mol H2O
C6H12O6(s) + 6O2(g) → 6CO2(g) + 6H2O(c)
ΔH3 = -2802,74 kJ/mol C6H12O6
CKU TODMiDN
7
UMK Wydział Chemii
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 20. (3 pkt) Zmieszano 20 cm3 roztworu azotanu(V) srebra(I) o stężeniu 1·10 –5 mol/dm3 i 30 cm3 roztworu KCl o stężeniu 5·10 –5 mol/dm3. Wykonaj odpowiednie obliczenia i oceń, czy po zmieszaniu obu roztworów nastąpiło wytrącenie osadu chlorku srebra(I). (KSOAgCl = 1,6·10 –10) Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 21. (2pkt) Na powierzchni przedmiotów stalowych (będących stopem żelaza i węgla) wystawionych na działanie wody i powietrza po pewnym czasie pojawia się rdza. Jest ona produktem reakcji, które zachodzą w mikroogniwie korozyjnym. Napisz równania reakcji, jakie zachodzą w trakcie tego procesu na półogniwach mikroogniwa korozyjnego. .............................................................................................................
.............................................................................................................
CKU TODMiDN
8
UMK Wydział Chemii
Zadanie 22. (1pkt) Badając zmiany odczynu wodnych roztworów różnych substancji w czasie trwania elektrolizy stwierdzono, że może on pozostawać obojętny, zasadowy lub kwaśny albo zmieniać się z obojętnego na zasadowy lub kwaśny. Możliwa jest również zmiana odczynu z kwasowego na obojętny. Podaj przykład substancji, dla której odczyn jej wodnego roztworu w trakcie elektrolizy zmienia się z kwasowego na obojętny.
…………………………………………….
►Informacja do zadań 23. i 24.
Przez elektrolizer zawierający 200cm3 roztworu azotanu(V) srebra(I) o stężeniu 0,2 mol/dm3 przepuszczono prąd elektryczny o natężeniu 0,5A, co doprowadziło do całkowitego wydzielenia srebra, które było jedynym produktem wydzielającym się na katodzie.
Zadanie 23. (2pkt) Oblicz, jak długo był prowadzony proces elektrolizy, skoro doprowadziło to do całkowitego wydzielenia srebra na elektrodzie. Załóż, że 1F = 96500 C/mol. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 24. (1pkt) Zapisz równanie reakcji zachodzącej podczas elektrolizy roztworu azotanu(V) srebra(I) na anodzie elektrolizera. ...............................................................................................................………………………....
Zadanie 25. (1pkt) Narysuj wzór półstrukturalny oraz podaj nazwę węglowodoru, który poddany reakcji chlorowania daje tylko dwie monochloropochodne.
CKU TODMiDN
9
UMK Wydział Chemii
Zadanie 26. (2pkt) Reakcja nitrowania związków aromatycznych przeprowadzana jest przy użyciu mieszaniny nitrującej w skład której wchodzą stężone kwasy azotowy(V) i siarkowy(VI). Napisz równania reakcji nitrowania toluenu i nitrobenzenu. Równanie reakcji nitrowania toluenu:
Równanie reakcji nitrowania nitrobenzenu:
Zadanie 27. (3pkt) Gliceryna, zwana również glicerolem, występuje w przyrodzie w postaci związanej, przede wszystkim w tłuszczach zwierzęcych i roślinnych. Do niedawna otrzymywano ją głównie w wyniku zmydlania tłuszczów. Obecnie coraz większe ilości tego ważnego związku otrzymywane są z propylenu (propenu). Napisz równania reakcji otrzymywania gliceryny z propylenu opisane poniższym schematem. Wiedząc, że pierwszy etap reakcji jest reakcją podstawiania. Stosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Propylen —Cl2→ A —NaOH→ B —H2O2→ Gliceryna 500˚C
kat.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
Zadanie 28. (2pkt) Utlenianie etanolu manganianem(VII) potasu w środowisku kwaśnym na gorąco ilustruje równanie: –
C2H5OH + MnO4 + H+ → CH3COOH + Mn2+ + H2O Dobierz współczynniki stechiometryczne w tym równaniu, stosując metodę bilansu elektronowego. a) Bilans elektronowy: ...................................................................... ...................................................................... b)
...... C2H5OH + ..... MnO4– + ...... H+ → ..... CH3COOH + ..... Mn2+ + ...... H2O CKU TODMiDN
10
UMK Wydział Chemii
Zadanie 29. (2pkt) Analiza ilościowa pewnego związku X wykazała, że zawiera on: 64,86% wagowych węgla, 13,52% wagowych wodoru oraz tlen. Ustal wzór empiryczny związku X, który jest również jego wzorem rzeczywistym. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 30. (2pkt) Kwas winowy (kwas 2,3-dihydroksybutanodiowy) tworzy kilka izomerów. Stosując wzory projekcyjne Fischera, wpisz do właściwej kolumny po jednej parze izomerów, które są w stosunku do siebie enancjomerami i diastereoizomerami. Enancjomery
Diastereoizomery
Zadanie 31. (2pkt) Cukry złożone zbudowane są m.in. z cząsteczek cukrów prostych A., B., C. i D.
CKU TODMiDN
11
UMK Wydział Chemii
Wskaż z jakich cząsteczek cukrów prostych w wyniku kondensacji lub polikondensacji powstają cząsteczki:
celulozy ……………………………
sacharozy ………………………….
skrobi ……………………………... Zadanie 32. (2pkt) Przeprowadzono kilka doświadczeń z wykorzystaniem alkalicznej zawiesiny wodorotlenku miedzi(II), których celem było zidentyfikowanie czterech nieznanych substancji znajdujących się w wodnych roztworach. Na podstawie przedstawionych niżej wyników doświadczeń, ustal i wpisz do tabeli po jednej nazwie związku, który mógł znajdować się w badanym roztworze.
Doświadczenie
Wynik doświadczenia
Reakcja na zimno
Roztwór barwy szafirowy
Reakcja na gorąco
Osad barwy czarnej
Roztwór barwy Roztwór barwy fioletowej szafirowy
Roztwór barwy niebieskiej
Roztwór barwy Osad barwy Roztwór barwy fioletowej pomarańczowej niebieskiej
Nazwa związku Zadanie 33. (2pkt) W celu zbadania wpływu różnych substancji na zol białka przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku. Ca(NO3)2(aq)
I.
HCl(aq)
II.
C6H12O6(aq)
III.
C2H6O(aq)
HCHO(aq)
IV.
V.
zol białka W probówkach zachodziły różne procesy: wysalania lub denaturacji.
CKU TODMiDN
12
UMK Wydział Chemii
a) Wskaż, w których probówkach nastąpiła denaturacja. Denaturacja nastąpiła w probówkach:
..................................................
b) Wyjaśnij, na czym polega proces wysalania białka. Wysalanie to:................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... BRUDNOPIS
CKU TODMiDN
13
UMK Wydział Chemii
Opracowanie zadań: mgr Witold Anusiak mgr Mariola Madyda Recenzent: dr Aleksander Kazubski
CKU TODMiDN
CKU TODMiDN IX LO w Toruniu Pracownia Dydaktyki Chemii, Wydział Chemii UMK
14
UMK Wydział Chemii
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
SIERPIEŃ 2010
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 14 stron (zadania 1 – 32). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-104
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Konfigurację elektronową atomów (w stanie podstawowym) pewnego pierwiastka X można przedstawić następująco: 1s22s22p63s23p5 Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując liczbę atomową, symbol pierwiastka, fragment konfiguracji elektronowej, który odnosi się do elektronów walencyjnych, oraz najwyższy i najniższy stopień utlenienia pierwiastka X. Liczba atomowa
Symbol pierwiastka
Fragment konfiguracji (elektrony walencyjne)
Najwyższy stopień utlenienia
Najniższy stopień utlenienia
Zadanie 2. (1 pkt) O lotności związku decydują między innymi: masa cząsteczki i zdolność do tworzenia wiązań wodorowych. Związki, których cząsteczki tworzą wiązania wodorowe, mają wyższe temperatury wrzenia niż te, które wiązań wodorowych nie tworzą. Pod ciśnieniem atmosferycznym propan-1-ol wrze w temperaturze 97,5 oC, a propanon (aceton) wrze w temperaturze 56,2 oC. Na podstawie powyższego tekstu podaj nazwę związku bardziej lotnego oraz nazwę związku, którego cząsteczki tworzą wiązania wodorowe. Nazwa związku bardziej lotnego: ................................................................................................ Nazwa związku, którego cząsteczki tworzą wiązania wodorowe: ..............................................
Zadanie 3. (1 pkt) W wyniku bombardowania jąder żelaza i emitowane są pewne cząstki.
54 26
Fe neutronami powstają jądra chromu
51 24
Cr
Uzupełnij poniższy zapis tak, aby przedstawiał równanie reakcji jądrowej, której ulega izotop żelaza 54 Fe . W odpowiednie miejsca wpisz wartości liczb atomowych i masowych izotopów oraz symbole cząstek.
Fe + ………...... →
Cr + ………......
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Informacja do zadania 4 i 5 Tlenki o podanych wzorach: CaO, NO, SiO2, ZnO, SO3 różnią się zachowaniem wobec wody, kwasów i zasad.
Zadanie 4. (1 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w każdy wiersz wzór jednego z wymienionych w informacji tlenków.
Lp.
Reakcja z
Wzór tlenku
wodą
kwasem
zasadą
1.
nie zachodzi
nie zachodzi
zachodzi
2.
nie zachodzi
nie zachodzi
nie zachodzi
3.
zachodzi
zachodzi
nie zachodzi
nie zachodzi
zachodzi
zachodzi
4.
ZnO
Zadanie 5. (3 pkt) Określ charakter chemiczny tlenku cynku. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji tego tlenku z kwasem solnym oraz wodnym roztworem wodorotlenku sodu, wiedząc, że w jednej z tych reakcji powstaje związek kompleksowy o liczbie koordynacyjnej równej 4.
Charakter chemiczny tlenku cynku: ............................................................................................. Równanie reakcji z kwasem solnym: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji z wodorotlenkiem sodu: .......................................................................................................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Zgodnie z teorią Brönsteda reakcje typu kwas-zasada polegają na przeniesieniu protonu z kwasu do zasady. Układ składający się z kwasu i powstającej z niego przez odłączenie protonu zasady nazywa się sprzężoną parą kwas-zasada. Dla przemiany przedstawionej równaniem: HSO −3 + H2O ⇄ SO 23− + H3O + napisz wzory kwasów i wzory zasad, które w tej reakcji tworzą sprzężone pary.
Sprzężona para kwas
zasada
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (1 pkt) W zamkniętym naczyniu zachodzi proces utleniania amoniaku. W pewnych warunkach temperatury i ciśnienia ustalił się stan równowagi reakcji: 4NH3 (g) + 5O2 (g) ⇄ 4NO (g) + 6H2O (g) Napisz, jak zmieni się wydajność reakcji utleniania amoniaku (wzrośnie czy zmaleje) po zmniejszeniu objętości naczynia reakcyjnego w warunkach izotermicznych (T = const).
.......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (3 pkt) Reakcja sodu z wodą zachodzi natychmiast po wprowadzeniu metalu do wody. Reakcja siarki z tlenem wymaga ogrzania siarki w celu zapoczątkowania procesu. Obydwie opisane przemiany są egzotermiczne. a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie procesu, który ma niższą energię aktywacji.
....................................................................................................................................................... b) Wykonaj wykres ilustrujący zmiany energii reagentów podczas przebiegu jednej z opisanych w informacji reakcji. Zaznacz na wykresie odcinek odpowiadający energii aktywacji.
energia, kJ
Wykres:
postęp reakcji
Zadanie 9. (1 pkt) Napisz, czy zastosowanie katalizatora ma wpływ na wartość i znak entalpii reakcji.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 10. (2 pkt) Pewna przemiana chemiczna przebiega w obecności katalizatora w dwóch etapach. Etap I: CH3CHO + I2 → CH3I + HI + CO Etap II: CH3I + HI → CH4 + I2 Ustal wzór katalizatora opisanej przemiany oraz napisz sumaryczne równanie reakcji.
Wzór katalizatora: ........................................................................................................................ Sumaryczne równanie reakcji: .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) W naczyniu umieszczono 1 mol kwasu octowego i 1 mol etanolu. Po dodaniu katalizatora zaczęto ogrzewać mieszaninę reakcyjną. Powstawanie estru kontrolowano, mierząc ilość kwasu octowego pozostającego w mieszaninie. Wyniki pomiarów zamieszczono w poniższej tabeli. Czas, min
0
10
20
30
40
50
60
70
Ilość kwasu, mol
1
0,6
0,4
0,38
0,35
0,33
0,33
0,33
a) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) reagentów organicznych, napisz równanie reakcji otrzymywania octanu etylu.
....................................................................................................................................................... b) Podaj, ile moli estru powstało po ustaleniu się stanu równowagi opisanej reakcji.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (1 pkt) Do trzech probówek zawierających wodny roztwór siarczanu(VI) sodu (Na2SO4) dodano wodne roztwory trzech różnych soli. Do probówki I dodano roztwór chlorku strontu (SrCl2), do probówki II roztwór chlorku wapnia (CaCl2), a do probówki III roztwór chlorku baru (BaCl2). Objętości i stężenia molowe wszystkich roztworów były jednakowe. We wszystkich probówkach zaobserwowano strącenie osadu. Iloczyny rozpuszczalności soli wynoszą odpowiednio: Wzór soli Iloczyn rozpuszczalności
SrSO4
CaSO4
BaSO4
6,0 · 10 –7
3,2 · 10 –5
1,1 · 10 –10
Napisz, w której probówce stężenie jonów siarczanowych(VI) jest największe.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 13. (3 pkt) Do wodnego roztworu siarczanu(VI) żelaza(III) dodawano wodny roztwór wodorotlenku sodu do momentu całkowitego wytrącenia osadu (reakcja I). Osad oddzielono i wyprażono, otrzymując brunatnoczerwony proszek (reakcja II). a) Napisz w formie cząsteczkowej równania zachodzących reakcji.
Równanie I: .................................................................................................................................. Równanie II: ................................................................................................................................. b) Podaj, jaką metodę rozdzielenia mieszaniny należało zastosować, aby wydzielić osad (powstały w reakcji I) z mieszaniny reakcyjnej.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 14. (3 pkt) Zaprojektuj dwuetapową metodę otrzymywania węglanu wapnia przebiegającą według schematu: tlenek metalu X ⎯reagent ⎯⎯ ⎯1→ sól beztlenowa metalu X ⎯reagent ⎯⎯ ⎯2→ węglan metalu X jeśli dysponujesz tlenkiem wapnia, kwasem solnym i wodnym roztworem odpowiedniego węglanu. a) Napisz wzory lub podaj nazwy reagentów oznaczonych na schemacie numerami 1 i 2.
Reagent 1: .................................................................................................................................. Reagent 2: .................................................................................................................................. b) Napisz w formie jonowej odpowiednie równania reakcji.
Równania reakcji: 1: ................................................................................................................................................... 2: ...................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Informacja do zadania 15 i 16 Poniższa tabela przedstawia barwy wybranych wskaźników w zależności od pH roztworów. pH
0
2
4
6
8
10
12
14
żółty
żółty
żółty
żółty
żółty
żółty
granatowy
granatowy
granatowy
czerwony
czerwony
wskaźnik zmiana
I
czerwony
II
żółty
żółty
żółty
zmiana barwy
granatowy
III
granatowy
granatowy
granatowy
granatowy
granatowy
barwy
zmiana barwy
Zadanie 15. (1 pkt) Do wodnego roztworu wodorotlenku sodu dodano niewielką ilość jednego ze wskaźników, a następnie intensywnie mieszając, dodawano kroplami kwas solny. Początkowo w roztworze wskaźnik miał barwę granatową. Podczas wkraplania kwasu mieszanina przybrała najpierw kolor zielony, a po dodaniu nadmiaru kwasu, roztwór zabarwił się na kolor żółty. Napisz, którego wskaźnika (I, II lub III) użyto w opisanym doświadczeniu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 16. (3 pkt) Rozpuszczono w wodzie 2 gramy stałego wodorotlenku sodu, otrzymując roztwór o objętości 5 dm3. a) Oblicz pH otrzymanego roztworu wodorotlenku sodu.
Obliczenia:
Odpowiedź: b) Na podstawie wykonanych obliczeń napisz, jaką barwę będzie miał w tym roztworze wskaźnik oznaczony numerem III.
.......................................................................................................................................................
8
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 17. (2 pkt) W dwóch naczyniach rozpuszczono w wodzie: w jednym naczyniu chlorek glinu, a w drugim etanolan sodu. W każdym z otrzymanych roztworów zanurzono uniwersalny papierek wskaźnikowy. Następnie oba roztwory pozostawiono w zamkniętych naczyniach. Po pewnym czasie stwierdzono, że w jednym z roztworów pojawił się osad, a drugi pozostał klarowny. a) Napisz, na jaki kolor zabarwił się uniwersalny papierek wskaźnikowy w każdym z roztworów.
Roztwór chlorku glinu: ................................................................................................................ Roztwór etanolanu sodu: .............................................................................................................. b) Napisz wzór związku, który wytrącił się w postaci osadu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) Tlenek żelaza(III) redukowano za pomocą tlenku węgla(II), otrzymując metaliczne żelazo i tlenek węgla(IV). Opisany proces przedstawia poniższe równanie reakcji. Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 Oblicz masę tlenku żelaza(III), którego użyto do reakcji, jeżeli w wyniku przemiany otrzymano 300 kg metalicznego żelaza, a wydajność procesu wynosiła 80%. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 19. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. stężony HCl
brunatny, stały MnO2 Stwierdzono, że w probówce powstał bezbarwny roztwór i wydzielił się żółtozielony gaz. Napisz w formie cząsteczkowej równanie opisanej reakcji.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 20. (3 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji: Br − + Cr2O 72 − + H+ → Cr 3+ + Br2 + H 2 O a) 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 redukcji:
....................................................................................................................................................... Równanie reakcji utleniania:
....................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. .......... Br − + .......... Cr2O 72 − + .......... H+ → .......... Cr 3+ + .......... Br2 + .......... H2O
Zadanie 21. (1 pkt) Podczas prowadzonej na elektrodach platynowych elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) srebra na katodzie wydziela się srebro, a na anodzie pewien gaz. Napisz równanie procesu anodowego.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt) Przygotowano półogniwo cynkowe, zanurzając płytkę cynkową w roztworze siarczanu(VI) cynku o stężeniu 1 mol/dm3. Tak sporządzone półogniwo użyto do przygotowania ogniwa o sile elektromotorycznej 1,10 V. Oblicz potencjał standardowy półogniwa metalicznego, które z półogniwem cynkowym utworzy ogniwo o wartości SEM 1,10 V (w warunkach standardowych). Napisz schemat tego ogniwa zgodnie z konwencją sztokholmską.
Obliczenia:
Schemat ogniwa: ..........................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 23. (2 pkt)
Oblicz gęstość metanu CH4 w temperaturze 30 oC i pod ciśnieniem 1013 hPa (stała gazowa R = 83,14 hPa · dm3 · K – 1 · mol – 1). Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 24. (3 pkt) Poniższy schemat ilustruje ciąg przemian chemicznych. HBr
CaC2
H2O
B
HBr
C (produkt główny)
A H 2O HgSO4, H2SO4
D
Na podstawie analizy powyższego schematu napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, a) równanie reakcji otrzymywania substancji A.
....................................................................................................................................................... b) wzór półstrukturalny (grupowy) związku C.
....................................................................................................................................................... c) wzór półstrukturalny (grupowy) i nazwę systematyczną związku D.
Wzór związku D: ......................................................................................................................... Nazwa systematyczna związku D: ...............................................................................................
Zadanie 25. (2 pkt) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, dwa równania reakcji: addycji i substytucji, w wyniku których można otrzymać ten sam związek o wzorze sumarycznym C2H5Cl.
Równanie addycji: ........................................................................................................................ Równanie substytucji: ..................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 26. (2 pkt) Pewien związek organiczny jest bezbarwnym gazem o ostrym zapachu, drażniącym błony śluzowe. Utleniany daje kwas karboksylowy, zaś redukowany − alkohol. Ze względu na silne właściwości bakteriobójcze wodny roztwór tego gazu o stężeniu 40% stosuje się do konserwacji tkanek zwierzęcych i roślinnych. Podczas przechowywania takiego roztworu na dnie naczynia powstaje biały osad. a) Napisz nazwę systematyczną gazu opisanego powyżej.
....................................................................................................................................................... b) Określ typ reakcji, która prowadzi do powstania osadu w wodnym roztworze tego gazu.
....................................................................................................................................................... Informacja do zadania 27 i 28 W poniższej tabeli podane są wartości temperatury wrzenia wybranych alkoholi pod ciśnieniem 1013 hPa.
Nazwa systematyczna alkoholu
Temperatura wrzenia, oC
2,2-dimetylopropan-1-ol
114,0
3-metylobutan-1-ol
131,0
pentan-1-ol
138,0
heksan-1-ol
157,3
heptan-1-ol
176,0 Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003
Zadanie 27. (2 pkt) Na podstawie danych umieszczonych w tabeli podaj dwie zależności między budową alkoholi a ich temperaturami wrzenia.
Zależność 1: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Zależność 2: ................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (1 pkt) Korzystając z powyższej tabeli, wybierz i podaj nazwę jednego alkoholu, który jest homologiem pentan-1-olu.
.......................................................................................................................................................
12
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 29. (3 pkt) W trzech nieoznakowanych probówkach znajdują się wodne roztwory metanolu, kwasu metanowego (mrówkowego) i kwasu etanowego (octowego). W celu identyfikacji tych substancji przeprowadzono doświadczenia: •
Zbadano odczyn roztworu w każdej probówce za pomocą wskaźnikowego papierka uniwersalnego. W probówce I papierek uniwersalny nie zmienił barwy, w probówce II i III zabarwił się na czerwono. • Do probówek II i III dodano roztwór wodorotlenku sodu w celu wytworzenia silnie zasadowego odczynu, a następnie dodano odczynnik Tollensa i ogrzewano w łaźni wodnej. Lustro srebrne powstało tylko na ściankach probówki III. a) Na podstawie opisu wyników reakcji identyfikacyjnych podaj nazwy substancji znajdujących się w probówkach I i II.
W probówce I znajdował się ........................................................................................................ W probówce II znajdował się ....................................................................................................... b) Napisz, czy substancja znajdująca się w probówce III jest w reakcji z odczynnikiem Tollensa utleniaczem, czy reduktorem.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 30. (2 pkt) Seryna jest aminokwasem o wzorze: 2
1
H2N−CH−COOH | 3 CH2−OH a) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) dipeptydu otrzymanego w procesie kondensacji seryny.
Wzór dipeptydu:
b) Określ rzędowość atomu węgla oznaczonego numerem 3.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 31. (1 pkt) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego aminokwasu o wzorze sumarycznym C4H9O2N, który wykazuje czynność optyczną.
Zadanie 32. (1 pkt) Polistyren o wzorze:
CH2
CH
CH3
n jest polimerem, który wykorzystuje się między innymi do produkcji materiałów izolacyjnych. Napisz wzór odpowiedniego związku (monomeru) stanowiącego substrat do produkcji polistyrenu.
14
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-R1_1P-104
Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
WYPE£NIA EGZAMINATOR Suma punktów 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
KOD EGZAMINATORA
KOD ZDAJ¥CEGO
Czytelny podpis egzaminatora
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
Miejsce na naklejkę z kodem
KOD ZDAJĄCEGO MCH-W2D1P-021
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II Czas pracy 120 minut
ARKUSZ II STYCZEŃ ROK 2003
Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 3. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 4. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 5. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 6. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 7. Nie wolno używać korektora. 8. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 9. Brudnopis nie będzie oceniany. 10. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. 11. Do ostatniej kartki arkusza dołączona jest karta odpowiedzi, którą wypełnia egzaminator. Życzymy powodzenia !
(Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy)
PESEL ZDAJĄCEGO
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
2
Informacje do zadań 22., 23., 24., 25. Przeprowadzono następujące doświadczenie:
Zadanie 22. (3 pkt) Napisz równania reakcji spalania jednego, dowolnego składnika benzyny przy różnym dopływie powietrza. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (1 pkt) Który z produktów spalania benzyny przereaguje z wodą wapienną? Odpowiedź uzasadnij odpowiednim równaniem reakcji chemicznej. .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Który z produktów spalania benzyny ma właściwości trujące i dlaczego? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
3
Zadanie 25. (1 pkt) Jaką rolę w opisywanym doświadczeniu pełnią amoniakalny roztwór azotanu(V) srebra i roztwór manganianu(VII) potasu? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (5 pkt) Oblicz rzeczywisty wzór węglowodoru, który w warunkach normalnych jest gazem o gęstości 2,59 g/dm3 i zawiera 82,8% węgla. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 27. (1 pkt) Wyjaśnij, dlaczego wodą nie wolno gasić palącej się benzyny. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
4
Zadanie 28. (2 pkt) Zmieszano roztwory zawierające jednakowe ilości moli siarczanu(VI) potasu i azotanu(V) ołowiu(II). Uzupełnij tekst, który opisuje to doświadczenie. a) Po reakcji w układzie znajdowały się jony: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Odczyn roztworu był: .......................................................................................................................................................
Zadanie 29. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, aby wykazać, że cynk jest bardziej aktywny od wodoru, a srebro mniej aktywne od wodoru. a)
Narysuj schemat doświadczenia lub podaj słowny opis.
....................................................................................................................................................... b) Zapisz obserwacje. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
5
Zadanie 30. (4 pkt) Związek o wzorze sumarycznym C3H6O ma dwa izomery. Jeden z nich łatwo się utlenia, natomiast obydwa ulegają redukcji. a)
Napisz równania redukcji tych związków za pomocą wodoru.
I ………………………………………………………………………………………………. II ………………………………………………………………………………………………. b) Podaj nazwy systematyczne powstałych produktów reakcji redukcji: I ………………………………………………………………………………………………. II ……………………………………………………………………………………………….
Zadanie 31. (4 pkt) Przeprowadzono hydrolizę tristearynianu gliceryny w środowisku zasadowym. a) Napisz równanie hydrolizy tego tłuszczu.
b) Zaproponuj doświadczenie, jakie wykonasz, aby wykryć jeden, wybrany przez Ciebie produkt hydrolizy. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c) Jaki będzie wynik Twojego doświadczenia ? …………………………………………………………………………………………………... ………………………………………………………………………………………………..
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
6
Zadanie 32. (3 pkt) Podczas produkcji miedzi metodą hutniczą emitowane są do atmosfery gazy spalinowe, w skład których wchodzą najczęściej CO2 i SO2. a) Zaproponuj odpowiedni tlenek, który zastosowany w filtrze pochłonie CO2 i SO2. Podaj wzór tego tlenku. …………………………………………………………………………………………………... b) Napisz równanie reakcji zachodzących podczas procesu pochłaniania tlenków: -
węgla(IV) ………………………………………………………………………………….
-
siarki(IV) ………………………………………………………………………………….
Zadanie 33. (6 pkt) Podczas reakcji mieszaniny sproszkowanej miedzi i żelaza ze stężonym kwasem azotowym(V) wydzieliło się 4,48 dm3 gazu, a podczas reakcji tej mieszaniny z kwasem solnym otrzymano 2,24 dm3 gazu (objętości mierzono w warunkach normalnych). a) Podaj, które reakcje nie zachodzą. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... b) Podaj równania zachodzących reakcji w interpretacji jonowej. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c) Oblicz masę miedzi i masę żelaza w mieszaninie. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 34. (1 pkt) Amoniak wg teorii dysocjacji Bröensteda jest zasadą, bo przyjmuje proton zgodnie z reakcją: NH3 + H2O → NH4+ + OH¯ Wyjaśnij, dlaczego amoniak może przyjąć proton? ………………………………………………………………………………………………..
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
7
Zadanie 35. (1 pkt) Wiązanie wodorowe występujące między cząsteczkami alkoholi jest odpowiedzialne za: A. ich niską temperaturę topnienia, B. ich wysoką temperaturę wrzenia, C. ich słabą rozpuszczalność w wodzie, D. ich dużą aktywność chemiczną.
Zadanie 36. (3 pkt) Skomentuj zdania dotyczące związków 1, 2 i 3 wyrazami tak lub nie.
a) Związki te są izomerami ……………... b) Tylko związek oznaczony numerem 1 odbarwia wodę bromową …………….. c) Każdy z nich można spalić całkowicie, a w wyniku spalania 1 mola każdego z nich otrzymamy taką samą liczbę gramów wody ……………..
Zadanie 37. (3 pkt) Pewien związek organiczny: - nie daje próby Tollensa, - ulega hydrolizie, - powstały w wyniku hydrolizy produkt daje pozytywny wynik próby Tollensa, - przed i po hydrolizie związek ten ma słodki smak. a) Napisz wzór sumaryczny tego związku. …………………………………………………………………………………………………... b) Napisz wzory taflowe (w projekcji Hawortha) produktów hydrolizy tego związku.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
8
Zadanie 38. (5 pkt) Badany pierwiastek jest mieszaniną dwóch izotopów. Jądro lżejszego izotopu składa się ze 154 cząstek elementarnych, w tym z 90 neutronów, i jego zawartość w mieszaninie wynosi 51,35% wszystkich atomów. Natomiast jądro drugiego izotopu zbudowane jest ze 156 cząstek elementarnych. a)
Oblicz masę atomową badanego pierwiastka.
b) Podaj liczbę atomową oraz liczby masowe obu izotopów. …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c)
Jaki to pierwiastek?
…………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 39. (1 pkt) Wodorotlenek żelaza (III) można otrzymać w reakcji: A. B. C. D.
żelaza z zasadą sodową, chlorku żelaza (II) z zasadą sodową, chlorku żelaza (III) z zasadą sodową, wodorotlenku żelaza (II) z zasadą sodową.
Zadanie 40. (4 pkt) W wyniku elektrolizy wodnego roztworu substancji X na katodzie i anodzie wydzieliły się gazy w stosunku objętościowym 1 : 1, pH przed elektrolizą wynosiło 7, a po elektrolizie pH > 7. a)
Substancją X może być:
…………………………………………………………………………………………………...
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
9
b) Jaki ładunek przepłynął przez elektrolizer, jeżeli wydzieliło się łącznie 448 cm3 gazów odmierzonych w warunkach normalnych ? (F = 96500 C) …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... c) Wyjaśnij zmianę pH po elektrolizie. …………………………………………………………………………………………………...
Zadanie 41. (3 pkt) Przeprowadzono następujące doświadczenie:
W wyniku doświadczenia w probówce wytrącił się kremowy osad. a)
Podaj, w formie skróconej, jonowe równanie reakcji, która zaszła.
…………………………………………………………………………………………………... b) Oblicz % wydajność tej reakcji, jeżeli roztwór zawierał 42,5g azotanu(V)srebra a wytrącony osad ważył 38g. Obliczenia: …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………...
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
10
Zadanie 42. (2 pkt)
Oblicz rozpuszczalność substancji w temperaturze 200C, jeżeli stężenie procentowe nasyconego roztworu w tej temperaturze wynosi 20%. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 43. (1 pkt) Z podanych niżej opisów właściwości wybierz ten, który najlepiej uzasadnia różnice gęstości wody i tlenu w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury. A. Masy cząsteczkowe obu substancji są różne. B. W cząsteczkach wody występują wiązania kowalencyjne spolaryzowane, a w cząsteczkach tlenu wiązania kowalencyjne. C. Cząsteczki tlenu nie wykazują momentu dipolowego, a między cząsteczkami wody możliwe jest utworzenie wiązań wodorowych. D. Za gęstości obu substancji odpowiedzialne są podwójne wiązania tlen–tlen w cząsteczkach tlenu i spolaryzowane wiązania wodór–tlen w cząsteczkach wody.
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
BRUDNOPIS
11
12
Egzamin maturalny z chemii Arkusz II
Wpisuje zdający przed rozpoczęciem pracy Miejsce na nalepkę z kodem szkoły
PESEL ZDAJĄCEGO
PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII Arkusz II (dla poziomu rozszerzonego) Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Proszę sprawdzić, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak należy zgłosić przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Do arkusza dołączone są tablice chemiczne (3 strony). 3. Proszę uważnie czytać wszystkie polecenia i informacje do zadań. 4. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 5. W rozwiązaniach zadań rachunkowych trzeba przedstawić tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętać o jednostkach. 6. W trakcie obliczeń można korzystać z kalkulatora. 7. Proszę pisać tylko w kolorze niebieskim lub czarnym; nie pisać ołówkiem. 8. Nie wolno używać korektora. 9. Błędne zapisy trzeba wyraźnie przekreślić. 10. Brudnopis nie będzie oceniany. 11. Obok każdego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którą można uzyskać za jego poprawne rozwiązanie. Życzymy powodzenia!
Wpisuje egzaminator / nauczyciel sprawdzający pracę Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
31. 32. 33. 34. 35. 36. 37.
38.
39. 40. 41. 42.
3
2
4
Nr. zadania Maksymalna liczba punktów Uzyskana liczba punktów
43. 44. 45. 46. 47. 48. 49.
50.
51. 52. SUMA
2
4
2
1
2
2
3
4
3
2
3
3
3
3
4
3
1
3
3
60
Zadanie 31. (3 pkt) Próbka pewnego materiału promieniotwórczego zawiera obecnie 40 g izotopu półtrwania równym 5 lat. Oblicz, ile gramów tego izotopu rozpadnie się w ciągu najbliższych 15 lat.
60
Co o okresie
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Informacja do zadania 32. i 33. Poniżej przedstawiono konfiguracje elektronowe atomów kilku pierwiastków. Pierwiastek W: 1s22s1 Pierwiastek X: 1s22s22p63s23p5 Pierwiastek Y: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s1 Pierwiastek Z: 1s22s22p63s23p64s23d104p65s24s105p5
Zadanie 32. (1 pkt) Który z powyższych pierwiastków charakteryzuje się największą elektroujemnością? ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 33. (2 pkt) Spośród pierwiastków W, X, Y i Z wybierz parę takich, których atomy łącząc się tworzą wiązanie o najbardziej jonowym charakterze. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 2 z 12
Informacja do zadania 34. i 35. W temperaturze 1900 K w stanie równowagi reakcji N2 + O 2
2NO
∆H>0
wyznaczono następujące mol·dm–3, [O2] = 0,16 mol·dm–3, [NO] = 0,02 mol·dm–3.
stężenia reagentów: [N2] = 0,64
Zadanie 34. (4 pkt) Oblicz: 1) stałą równowagi reakcji syntezy tlenku azotu(II) w temperaturze 1900 K, 2) początkowe stężenie azotu przy założeniu, że początkowa mieszanina reakcyjna nie zawierała tlenku azotu(II). 1) obliczenie stałej równowagi: ............................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 2) obliczenie początkowego stężenia azotu: ......................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 35. (2 pkt) Określ, jak wzrost temperatury wpływa na: 1) równowagę tej reakcji, 2) wartość stałej równowagi reakcji. 1) wpływ na równowagę reakcji: .......................................................................................................... 2) wpływ na wartość stałej równowagi reakcji: .................................................................................... Strona 3 z 12
Strona 4 z 12
Zadanie 36. (3 pkt) Reakcja chemiczna A + 3B → AB3 przebiega według równania kinetycznego v = k[A][B]3. Określ całkowity rząd tej reakcji oraz oblicz, jak zmieni się szybkość tej reakcji, jeżeli stężenie substratu A zmniejszymy czterokrotnie i równocześnie stężenie substratu B zwiększymy dwukrotnie. Rząd reakcji: ......................................................................................................................................... Obliczenie zmiany szybkości reakcji: ................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 37. (3 pkt) Zaproponuj przykład soli potasowej, której roztwór należy poddać elektrolizie z użyciem elektrod węglowych, by otrzymać z roztworu obojętnego roztwór silnie zasadowy. Odpowiedź uzasadnij, zapisując odpowiednie równania reakcji elektrodowych. Wzór soli: .............................................................................................................................................. Równania reakcji elektrodowych: ......................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 38. (2 pkt) Korzystając z szeregu napięciowego metali wskaż, którego metalu – cynku czy cyny – należy użyć jako protektora do ochrony stalowego (żelaznego) rurociągu przed korozją. Wybór krótko uzasadnij. Wybrany metal: ..................................................................................................................................... Uzasadnienie: ........................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 5 z 12
Zadanie 39. (4 pkt) Oblicz, ile gramów roztworu KOH o stężeniu 10% i ile gramów roztworu tej zasady o stężeniu 10 mol·dm–3 i gęstości d = 1,4 g·cm–3 należy użyć, aby przygotować 200 g roztworu KOH o stężeniu 20%. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 40. (3 pkt) W poniższych przykładach dokończ zapis równań reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. 1) Na2HPO4 + NaOH → ....................................................................................................................... 2) K + H2O → ....................................................................................................................................... 3) BaSO4 + HCl → ...............................................................................................................................
Strona 6 z 12
Zadanie 41. (3 pkt) Dany jest ciąg reakcji: +A Cu
CuCl2
+B
Cu(OH)2
+C
Na2[Cu(OH)4]
Zapisz wzory sumaryczne brakujących w ciągu przemian substratów. Substrat A: ............................................................................................................................................ Substrat B: ............................................................................................................................................. Substrat C: .............................................................................................................................................
Zadanie 42. (3 pkt) Który z wymienionych niżej związków ma charakter amfoteryczny? Zapisz w formie cząsteczkowej dwa równania reakcji, które charakteryzują jego amfoteryczność. Al(NO3)3, CaO, H3PO4, ZnO Odpowiedź: ........................................................................................................................................... Równanie 1.: ......................................................................................................................................... Równanie 2.: .........................................................................................................................................
Informacja do zadań 43. i 44. W celu zidentyfikowania jodku amonu przeprowadzono następujące doświadczenia: roztwór NaOH
roztwór Pb(NO3)2
I.
II.
roztwór NH4I
roztwór NH4I
Zadanie 43. (2 pkt) Zapisz obserwacje do powyższych doświadczeń. Doświadczenie I: ................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Doświadczenie II: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ Strona 7 z 12
Zadanie 44. (2 pkt) Zapisz w skróconej formie jonowej równania reakcji zachodzących w powyższych doświadczeniach. Równanie I: ........................................................................................................................................... Równanie II: ..........................................................................................................................................
Informacja do zadania 45. i 46. Stała dysocjacji wodorotlenku sodu jest bardzo duża, zaś stała dysocjacji kwasu azotowego(III) wynosi 2·10–4.
Zadanie 45. (3 pkt) Na podstawie powyższej informacji określ odczyn wodnego roztworu NaNO2. Zapisz w skróconej formie jonowej równanie hydrolizy tej soli. Jaką rolę według teorii Brönsteda pełni w tej reakcji woda? Odczyn roztworu: .................................................................................................................................. Równanie hydrolizy: ............................................................................................................................. Rola wody: ............................................................................................................................................
Zadanie 46. (3 pkt) Oblicz stopień 0,5 mol·dm–3.
dysocjacji
oraz
pH
roztworu
kwasu
azotowego(III)
o
stężeniu
Obliczenie stopnia dysocjacji: .............................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Obliczenie pH roztworu: ....................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Strona 8 z 12
Zadanie 47. (3 pkt) Określ typ każdej z następujących reakcji: 1) etynu z bromem: ............................................................................................................................... 2) chloroetanu z NaOH w środowisku etanolu: .................................................................................... 3) powstawania polietylenu z etenu.: ....................................................................................................
Zadanie 48. (3 pkt) Aldehydy o odpowiedniej budowie ulegają w środowisku zasadowym reakcji dysproporcjonowania, która przebiega według schematu: aldehyd + zasada → sól kwasu karboksylowego + alkohol Używając wzorów półstrukturalnych zapisz równanie takiej reakcji dla aldehydu benzoesowego (benzenokarboaldehydu) z NaOH. Podaj nazwę węglowodoru, którego pochodnymi są reagenty tej reakcji. Równanie reakcji: ................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Nazwa węglowodoru: ...........................................................................................................................
Zadanie 49. (4 pkt) Pewien ester o wzorze sumarycznym C4H8O2 poddano hydrolizie. Jeden z produktów hydrolizy daje pozytywny wynik próby Tollensa, a drugi poddany utlenieniu daje jako produkt propanon. Zapisz wzór strukturalny estru i podaj jego nazwę. Przedstaw krótko swój tok rozumowania. Wzór strukturalny estru: ........................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Nazwa estru: .......................................................................................................................................... Uzasadnienie: ........................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Strona 9 z 12
Zadanie 50. (3 pkt) O H3C
CH NH2
C
O N
CH2
C
H
N
CH
H
CH3
COOH
Zapisz równanie reakcji pełnej hydrolizy powyższego peptydu i wskaż, który z produktów hydrolizy jest związkiem optycznie czynnym. Napisz wzory stereochemiczne obu enancjomerów tego aminokwasu. Równanie hydrolizy: ............................................................................................................................. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Wzór związku optycznie czynnego: ..................................................................................................... ................................................................................................................................................................ Wzory stereochemiczne: ....................................................................................................................... ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 10 z 12
Zadanie 51. (2 pkt) Poniżej przedstawiono nazwy otrzymywanych pięciu tworzyw, otrzymywanych w procesach polimeryzacji lub polikondensacji: poliamid, polichlorek winylu, poliformaldehyd, polistyren, teflon. Uzupełnij następującą tabelę, wpisując obok wzoru związku nazwę tworzywa, które otrzymuje się na drodze polimeryzacji lub polikondensacji tego związku. Wzór związku
Nazwa tworzywa
1. H2N–(CH2)5–COOH 2.
HCHO
3.
CF2=CF2
4.
CH2=CHCl
Zadanie 52. (1 pkt) Etylen (eten) jest monomerem, z którego w reakcji polimeryzacji otrzymuje się polietylen. Wskaż cechę cząsteczek etylenu, dzięki której mogą one ulegać reakcji polimeryzacji. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Strona 11 z 12
BRUDNOPIS (nie podlega ocenie)
Strona 12 z 12
Strona 13 z 12
Autor: Wioletta Gajda
TEST PRZED MATURĄ 2007
PRZYKŁADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 10 stron (zadania 1–26). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy kaŜdym zadaniu. 3. Pisz czytelnie. UŜywaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 4. Nie uŜywaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 5. Pamiętaj, Ŝe zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 6. Podczas egzaminu moŜesz korzystać z ołówka i gumki (wyłącznie do rysunków), linijki. śyczymy powodzenia! Za rozwiązanie wszystkich zadań moŜna otrzymać łącznie 60 punktów
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
1
Zadanie 1. (1 pkt) Kwas węglowy tworzy sól o wzorze sumarycznym NaHCO3, zwyczajowo nazywaną sodą oczyszczoną. Podaj nazwę systematyczną tej soli. ................................................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt)
Zapisz odpowiednie równania reakcji potwierdzające, Ŝe jon HCO3– jest zarówno kwasem, jak i zasadą w teorii Brönsteda i Lowry’ego. Kwas: ................................................................................................................................................................ Zasada: ................................................................................................................................................................
Zadanie 3. (4 pkt) N2 + O2
2 NO
∆H = 90,37kJ
W którą stronę przesunie się równowaga reakcji, jeŜeli: A. zwiększy się stęŜenie tlenu ...................................................................................................... B. zmniejszy się stęŜenie tlenku azotu(II) .................................................................................... C. ogrzeje się układ ...................................................................................................................... D. zmniejszy się ciśnienie ............................................................................................................
Zadanie 4. (3 pkt) N2 + 3 H2
2 NH3
Jak zmieni się szybkość reakcji, jeśli objętość układu zostanie zmniejszona 3 razy?
2
Zadanie 5. (1 pkt) Uszereguj podane związki, przyjmując za kryterium rosnący stopień utlenienia atomu węgla obecnego w grupach funkcyjnych. HCHO, HCOOH, CH3CHO, CH3COOH. ......................... < ......................... < ......................... < .........................
Zadanie 6. (2 pkt) Oblicz entalpię tworzenia Al2O3(s), wykorzystując podane informacje. 8 Al(s) + 3 Mn3O4(s) → 4 Al2O3(s) + 9 Mn(s) ∆H = –2538 kJ 3 Mn + 2 O2 → Mn3O4(s) ∆H = –1387 kJ
Zadanie 7. (3 pkt) Podaj wzór chemiczny przykładowej soli, której elektroliza w wodnym roztworze przebiega następująco: – na katodzie wydzielił się wodór, a roztwór wokół niej zmienił odczyn na zasadowy; – na anodzie wydzielił się tlen, a roztwór wokół niej zmienił odczyn na kwasowy. Napisz równania reakcji, które przebiegają na anodzie i katodzie. Wzór soli: ...................................................................................................................................... Reakcja anodowa: ................................................................................................................................................................ Reakcja katodowa: ................................................................................................................................................................
Zadanie 8. (3 pkt) Po ustaleniu się równowagi chemicznej 2 A + B C + D stęŜenia równowagowe wynosiły: 3 [A] = 2 mole/dm , [B] = 4 mole/dm3, [C] = [D] = 3 mole/dm3. Oblicz stałą równowagi i stęŜenia początkowe reagentów. 3
Stała równowagi:
StęŜenia początkowe reagentów: ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt)
Określ liczbę atomów węgla o hybrydyzacji sp, sp2, sp3 w cząsteczce związku o podanym wzorze.
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) Okres połowicznego zaniku pierwiastka wynosi 5 dni, a jego masa początkowa 16 g. Ile gramów pierwiastka rozpadnie się w ciągu 15 dni?
Zadanie 11. (3 pkt) Przy jakiej wartości pH zaczyna się wytrącać osad Fe(OH)2 z 0,01 molowego roztworu względem jonów Fe2+
?
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ 4
................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 12. (3 pkt) Uzupełnij tabelę, przyporządkowując do kaŜdej pary związków metodę ich rozróŜnienia: nitrowanie, tworzenie barwnego połączenia z Cu(OH)2, odbarwianie wody bromowej, próba Tollensa, badanie odczynu roztworu wodnego. Para rozróŜnianych związków
Metoda rozróŜnienia
1. etan i etyn 2. etanol i etano–1,2–diol 3. propanal i propanon 4. heksan i benzen 5. glicyna i etyloamina
Zadanie 13. (4 pkt) W reakcji 27 g glinu z nadmiarem wodnego roztworu NaOH powstaje w warunkach normalnych 26,8 dm3 wodoru. Napisz równanie zachodzącej reakcji, oblicz jej wydajność i podaj nazwę systematyczną otrzymanego związku. Równanie zachodzącej reakcji: ................................................................................................................................................................ Wydajność reakcji:
Nazwa systematyczna otrzymanego związku glinu: ................................................................................................................................................................ 5
Zadanie 14. (4 pkt)
Do 100 cm3 50% roztworu KOH o gęstości 1,5 g/cm3 dodano wody, otrzymując 0,5 dm3 roztworu. Oblicz stęŜenie molowe tak uzyskanego roztworu.
Zadanie 15. (2 pkt) Porównując wartości potencjałów standardowych półogniw, napisz równania procesów elektrodowych, jakie będą przebiegały na elektrodzie wykonanej z kadmu w ogniwie miedziowo– kadmowym i kadmowo–cynkowym. Ogniwo miedziowo–kadmowe: ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Ogniwo kadmowo–cynkowe: ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Zapisz schemat jednego z ogniw z zadania 15 i oblicz jego SEM, wiedząc, Ŝe elektrody tych ogniw zanurzone są w 1-molowych roztworach swych soli. Schemat ogniwa: .....................................................................................................................
6
Wartość SEM:
Zadanie 17. (5 pkt) Narysuj wzory Fischera wszystkich stereoizomerów 2,3–dibromobutanu. WskaŜ parę enancjomerów i diastereoizomerów. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Para enencjomerów: ................................................................................................................................................................ Para diastereoizomerów: ................................................................................................................................................................ 7
Zadanie 18. (4 pkt) Pewien ester poddano hydrolizie i otrzymano kwas A i alkohol B. Ogrzewając kwas A ze stęŜonym kwasem siarkowym(VI), otrzymano tlenek węgla(II). Alkohol B utleniono, otrzymując związek C, który reagował z odczynnikiem Tollensa. Alkohol B przepuszczono przez ogrzany tlenek glinu i otrzymano propen. Ustal, jaki ester poddano hydrolizie. Podaj równania przeprowadzonych reakcji. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ Wzór estru: ................................................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) W której probówce nastąpi odbarwienie fioletowego roztworu manganianu(VII) potasu? Na2SO3
H2O2
KOH
KMnO4 + H2SO4
KMnO4 + H2O
KMnO4 + H2O
A.
B.
C.
K2SO3
KMnO4 + KOH D.
Zadanie 20. (1 pkt) Korzystając z tabeli rozpuszczalności, zapisz w postaci równania cząsteczkowego, jak moŜna doświadczalnie zrealizować podaną przemianę. Pb2+ + SO42– → PbSO4↓ Równanie reakcji: ................................................................................................................................................................ 8
Zadanie 21. (1 pkt) Węgiel występuje w postaci odmian alotropowych. Wymień dwie z nich. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 22. (1 pkt) Polichlorek winylu [-CH2–CHCl-]n powstaje w reakcji polimeryzacji pewnego związku. Podaj jego wzór półstrukturalny. ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Określ stopnie utlenienia tlenu w cząsteczkach, których wzory podano w tabeli. Wzór cząsteczki
Na2O2
OF2
O3
H2O
Stopień utlenienia tlenu
Zadanie 24. (2 pkt) Narysuj izomery przestrzenne (cis, trans) pent-2-enu.
9
Zadanie 25. (1 pkt) WskaŜ probówki, w których nie zajdzie reakcja. Br2
Cl2
NaBr I.
Cl2
KCl II.
I2
KI III.
KBr IV.
................................................................................................................................................................
Zadanie 26. (3 pkt) W probówkach znajdują się roztwory wodne sześciu substancji. 1.
CH3OH
2.
Na2CO3
3.
NH4Cl
4.
C2H5ONa
5.
C6H5OH
6.
KCl
Wybierz probówki w których: a) [H+] > [OH-] ................................................................................................................................................................ b) [H+] = [OH-] ................................................................................................................................................................ c) [H+] < [OH-] ................................................................................................................................................................
10
Autor: Hanna Bieszczad TEST PRZED PRÓBNÑ MATURÑ 2007
PRZYK¸ADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Arkusz I POZIOM PODSTAWOWY
ARKUSZ I
Czas pracy: 120 minut Instrukcja dla zdajàcego 1.
Prosz´ sprawdziç, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 7 stron. Ewentualny brak nale˝y zg∏osiç przewodniczàcemu zespo∏u nadzorujàcego egzamin. 2. Prosz´ uwa˝nie czytaç wszystkie polecenia i informacje do zadaƒ. 3. Rozwiàzania i odpowiedzi nale˝y zapisaç czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka˝dym zadaniu. 4. W rozwiàzaniach zadaƒ rachunkowych trzeba przedstawiç tok rozumowania prowadzàcy do ostatecznego wyniku oraz pami´taç o jednostkach. 5. W trakcie obliczeƒ mo˝na korzystaç z kalkulatora. 6. Prosz´ pisaç tylko w kolorze czarnym; nie pisaç o∏ówkiem. 7. Nie wolno u˝ywaç korektora. 8. B∏´dne zapisy trzeba wyraênie przekreÊliç. 9. Brudnopis nie b´dzie oceniany. 10. Obok ka˝dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którà mo˝na uzyskaç za jego poprawne rozwiàzanie. ˚yczymy powodzenia!
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
Za rozwiàzanie wszystkich zadaƒ mo˝na otrzymaç ∏àcznie 50 punktów.
2
Chemia. Arkusz I
Zadanie 1. (2 pkt) Zapisz konfiguracj´ elektronowà glinu oraz podaj elektrony walencyjne tego pierwiastka. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) SpoÊród podanych poni˝ej jonów wybierz te, które posiadajà identycznà konfiguracj´ elektronowà. Ca2+, Al3+, S2–, B3+, Cl– .................................................................................................................................................................
Zadanie 3. (3 pkt) Podaj po jednym przyk∏adzie pierwiastka, z którego atomu naj∏atwiej powstaje kation, oraz pierwiastka, z którego atomu naj∏atwiej powstaje anion. WyjaÊnij przyczyny powstawania jonów. Atom, z którego naj∏atwiej powstaje kation: ......................................................................................... Atom, z którego naj∏atwiej powstaje anion: ........................................................................................... Przyczyny powstawania kationu: ............................................................................................................ ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Przyczyny powstawania anionu: ............................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 4. (2 pkt) Do probówki z bezbarwnà cieczà dodano krople fenoloftaleiny i nie stwierdzono zmiany zabarwienia.
fenoloftaleina
Jaki wniosek mo˝na podaç na podstawie tego doÊwiadczenia? ............................................................................................................ ............................................................................................................ ............................................................................................................ WÊród podanych substancji wybierz t´, która mog∏a znajdowaç si´ w probówce. NH3(aq), K2SO3(aq), H2O, NaOH(aq), LiNO2 ............................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
3
Chemia. Arkusz I
Zadanie 5. (2 pkt) Podaj przyk∏ady zwiàzków odpowiedzialnych za: a) kwaÊne deszcze: ................................................................................................................................. b) efekt cieplarniany: .............................................................................................................................. c) dziury ozonowe: .................................................................................................................................
Zadanie 6. (6 pkt) Zapisz w formie czàsteczkowej równania reakcji opisanych na podanym schemacie. Ca(OH)2 III
I Ca
IV
II V
CaCl2
CaO VI
Reakcja I: ................................................................................................................................................ Reakcja II: .............................................................................................................................................. Reakcja III: ............................................................................................................................................. Reakcja IV: ............................................................................................................................................. Reakcja V: .............................................................................................................................................. Reakcja VI: .............................................................................................................................................
Zadanie 7. (3 pkt) Podaj definicj´ liczby moli. Na tej podstawie wyznacz liczb´ moli fosforu i tlenu znajdujàcych si´ w 106,5 g P2O5. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
4
Chemia. Arkusz I
Zadanie 8. (5 pkt) Przeprowadzono doÊwiadczenie pokazane na rysunku.
HCl
woda wapienna
CaCO3
Opisz trzy zjawiska, które towarzyszà temu procesowi. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Napisz w formie jonowej równania zachodzàcych przemian. I. .............................................................................................................................................................. II. ............................................................................................................................................................ III. ...........................................................................................................................................................
Zadanie 9. (2 pkt) OkreÊl poprawnoÊç poni˝szych stwierdzeƒ. Zaznacz P, gdy zdanie jest prawdziwe, i F, gdy jest fa∏szywe. a) W 22,4 dm3 dowolnej substancji gazowej znajduje si´ 6,02 . 1023 atomów lub czàsteczek. .......... b) W tych samych warunkach ciÊnienia i temperatury obj´toÊci molowe ró˝nych gazów sà sobie równe.
..........
c) Obj´toÊci molowe gazów sà wprost proporcjonalne do ich mas molowych.
..........
d) W warunkach normalnych masa 1 mola glinu jest równa 27 g.
..........
w w w. o p e r o n . p l
5
Chemia. Arkusz I
Zadanie 10. (2 pkt) Wyznacz, w jakiej iloÊci gramów Ca(OH)2 znajduje si´ tyle atomów tlenu, co w 36 g H2O. Zapisz niezb´dne obliczenia. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 11. (2 pkt) Podaj ogólna nazw´ (rodzaj) ka˝dego z poni˝szych procesów, korzystajàc z okreÊleƒ w ramce. stràcanie, spalanie, redoks, zoboj´tnianie a) Pb(NO3)2 + Na2CrO4 $ PbCrO4. + 2 NaNO3
......................................................................
b) Fe + 2 HCl $ FeCl2 + H2-
......................................................................
c) CH4 + 2 O2 $ CO2 + 2 H2O
......................................................................
d) NaOH + HCl $ NaCl + H2O
......................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Oblicz st´˝enie roztworu otrzymanego w wyniku rozcieƒczenia 400 cm3 roztworu 5-molowego za pomocà 100 g wody o g´stoÊci 1 g/cm3. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Korzystajàc z tablicy elektroujemnoÊci pierwiastków, uzupe∏nij tabel´. Zwiàzek N2 BaCl2 HBr
w w w. o p e r o n . p l
Ró˝nica elektroujemnoÊci
Rodzaj wiàzania
6
Chemia. Arkusz I
Zadanie 14. (3 pkt) Uzupe∏nij tabel´. Wzór zwiàzku
Nazwa zwiàzku
IloÊç zwiàzku [mol]
O2
Masa zwiàzku [g]
Obj´toÊç zwiàzku w warunkach normalnych [dm3]
2 mole tlenek siarki(IV)
HCl
64 g 4 kmole
amoniak
17 kg
Zadanie 15. (2 pkt) Wska˝, które z poni˝szych reakcji sà reakcjami redoks. Podaj w nich utleniacz i reduktor. a) 2 Hg + O2 $ 2 HgO b) Ca(NO3)2 + H2SO4 $ CaSO4 + 2 HNO3 c) 2 Fe(OH)2 + H2O2 $ 2 Fe(OH)3 d) FeO + SO3 $ FeSO4 ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Pewien zwiàzek, sk∏adajàcy si´ wy∏àcznie z w´gla i wodoru, zawiera 25% wagowych wodoru. Podaj wzór i nazw´ tego zwiàzku. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Wzór zwiàzku: ........................................................................................................................................ Nazwa zwiàzku: ..................................................................................................................................... w w w. o p e r o n . p l
7
Chemia. Arkusz I
Zadanie 17. (2 pkt) Zapisz równanie reakcji ca∏kowitego spalania propanu i podaj stosunek obj´toÊciowy reagentów. Równanie reakcji: ................................................................................................................................................................. Stosunek obj´toÊciowy reagentów: .................................................................................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Podaj, jakiego nierozga∏´zionego alkanu izomerem ∏aƒcuchowym jest 3-etylo-2,3,4-trimetylopentan. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 19. (4 pkt) Poddano utlenieniu dwa zwiàzki organiczne wed∏ug schematu: [O] CH3CH2CH2OH $ A
[O] CH3CH(OH)CH3 $ B
a) Podaj wzory pó∏strukturalne i nazwy systematyczne zwiàzków A i B. Zwiàzek A: ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Zwiàzek B: ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. b) Zaproponuj sposób doÊwiadczalnego odró˝nienia otrzymanych zwiàzków od siebie. Podaj niezb´dny odczynnik i równanie reakcji. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) OkreÊl poprawnoÊç poni˝szych stwierdzeƒ. Zaznacz P, gdy zdanie jest prawdziwe, i F, gdy jest fa∏szywe. a) Woski to estry wy˝szych kwasów t∏uszczowych z alkoholami jednowodorotlenowymi o d∏ugich ∏aƒcuchach w´glowych.
..........
b) Cukry to estry wy˝szych kwasów t∏uszczowych i gliceryny.
..........
c) Myd∏a to sole wy˝szych kwasów t∏uszczowych.
..........
d) T∏uszcze to sole sodowe jednokarboksylowych kwasów.
..........
w w w. o p e r o n . p l
Autor: Hanna Bieszczad TEST PRZED PRÓBNÑ MATURÑ 2007
PRZYK¸ADOWY ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Arkusz II POZIOM ROZSZERZONY
ARKUSZ II
Czas pracy: 120 minut Instrukcja dla zdajàcego 1.
Prosz´ sprawdziç, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 8 stron. Ewentualny brak nale˝y zg∏osiç przewodniczàcemu zespo∏u nadzorujàcego egzamin. 2. Prosz´ uwa˝nie czytaç wszystkie polecenia i informacje do zadaƒ. 3. Rozwiàzania i odpowiedzi nale˝y zapisaç czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy ka˝dym zadaniu. 4. W rozwiàzaniach zadaƒ rachunkowych trzeba przedstawiç tok rozumowania prowadzàcy do ostatecznego wyniku oraz pami´taç o jednostkach. 5. W trakcie obliczeƒ mo˝na korzystaç z kalkulatora. 6. Prosz´ pisaç tylko w kolorze czarnym; nie pisaç o∏ówkiem. 7. Nie wolno u˝ywaç korektora. 8. B∏´dne zapisy trzeba wyraênie przekreÊliç. 9. Brudnopis nie b´dzie oceniany. 10. Obok ka˝dego zadania podana jest maksymalna liczba punktów, którà mo˝na uzyskaç za jego poprawne rozwiàzanie. ˚yczymy powodzenia!
Arkusz przygotowany przez Wydawnictwo Pedagogiczne OPERON na wzór oryginalnego arkusza maturalnego.
Za rozwiàzanie wszystkich zadaƒ mo˝na otrzymaç ∏àcznie 50 punktów.
2
Chemia. Arkusz II
Zadanie 21. (2 pkt) Dokonaj przyporzàdkowania podanych ni˝ej par nuklidów, przedstawionych wzorami ogólnymi, do odpowiedniej grupy. a)
30 14 X
i
32 16 Y
b)
35 17 E
i
37 17 E
c)
32 18 Z
i
32 17 E
Izotopy: ................................................................................................................................................... Izobary:.................................................................................................................................................... Izotony:....................................................................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt) 200 Podaj, ile czàstek α i β– wyemituje atom o∏owiu 208 82 Pb, przemieniajàc si´ w atom rt´ci 80 Hg. Przedstaw kolejne etapy przemiany schematycznym równaniem.
................................................................................................................................................................. IloÊç wyemitowanych czàstek α: ........................................................................................................... IloÊç wyemitowanych czàstek β–: ..........................................................................................................
Zadanie 23. (2 pkt) Z podanych poni˝ej zwiàzków chemicznych wybierz taki, w którym wyst´pujà jednoczeÊnie wiàzania: kowalencyjne spolaryzowane, koordynacyjne i jonowe. Narysuj wzór strukturalny tego zwiàzku, uwzgl´dniajàc wymienione powy˝ej wiàzania. MgCl2, NH4Cl, NaOH, H2O ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Oceƒ poprawnoÊç poni˝szych stwierdzeƒ opisujàcych wiàzanie w czàsteczce N2. Oznacz P, je˝eli zdanie jest prawdziwe, i F, je˝eli jest fa∏szywe. a) 6 wspólnych elektronów tworzy 1 wiàzanie σ i 2 wiàzania π.
..........
b) 6 wspólnych elektronów tworzy 2 wiàzania σ i 1 wiàzanie π.
..........
c) Jest to wiàzanie potrójne.
..........
w w w. o p e r o n . p l
3
Chemia. Arkusz II
Zadanie 25. (3 pkt) ZdolnoÊç do oddawania i przy∏àczania protonów jest podstawà w∏aÊciwoÊci kwasowo-zasadowych wed∏ug teorii Brönsteda. OkreÊl charakter poni˝szych zwiàzków. Odpowiedê uzasadnij równaniami reakcji. jon NH4+, czàsteczka NH3, jon H3O+ ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 26. (4 pkt) Przeprowadzono trzy doÊwiadczenia przedstawione na rysunku. papierek uniwersalny
P4O10 + H2O
papierek uniwersalny
SiO2 + H2O
papierek uniwersalny
K2O + H2O
Jakà barw´ przyjmie wskaênik w ka˝dej z probówek?
Probówka I: ............................................................................................................................................ Probówka II: ........................................................................................................................................... Probówka III: .......................................................................................................................................... Uzasadnij barw´ wskaênika w probówkach odpowiednimi równaniami reakcji. Probówka I: ............................................................................................................................................ Probówka II: ........................................................................................................................................... Probówka III: .......................................................................................................................................... w w w. o p e r o n . p l
4
Chemia. Arkusz II
Zadanie 27. (2 pkt) Zapisz równania reakcji dysocjacji kwasu siarkowego(VI) oraz podaj wyra˝enia na sta∏e równowagi tych reakcji. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 28. (5 pkt) Do 100 cm3 0,5 molowego roztworu kwasu siarkowego(VI) wrzucono 3 g glinu. Wyznacz obj´toÊç wydzielonego gazu (w warunkach normalnych). Podaj, jaki to gaz. Wykonaj niezb´dne obliczenia. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 29. (5 pkt) Do 200 g 5-procentowego roztworu zasady sodowej dodano 50 g 15-procentowego roztworu kwasu solnego. Dokonujàc niezb´dnych obliczeƒ, podaj, jakà barw´ b´dzie mia∏ papierek uniwersalny zanurzony w roztworze po reakcji. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. w w w. o p e r o n . p l
5
Chemia. Arkusz II
Zadanie 30. (3 pkt) Podaj, jakich reakcji dotyczà poni˝sze opisy. Reakcja I
Reakcja II
A + B $ AB + Q
C + D $ CD – Q
Esubstratów > Eproduktów
Esubstratów < Eproduktów
ΔH < 0
ΔH > 0
Reakcja ..............................................................
Reakcja ..............................................................
Przedstaw interpretacj´ graficznà obu typów reakcji. Reakcja I
Reakcja II
w w w. o p e r o n . p l
6
Chemia. Arkusz II
Zadanie 31. (4 pkt) W podanej reakcji utleniania-redukcji dobierz wspó∏czynniki reakcji, napisz odpowiednie równania po∏ówkowe, podaj nazwy procesów oraz wska˝ utleniacz i reduktor. x Mn+2 + y PbO2 + z H+ $ x MnO4– + y Pb+2 + u H2O
I równanie po∏ówkowe: ........................................................................................................................... Proces: ..................................................................................................................................................... II równanie po∏ówkowe:.......................................................................................................................... Proces: .................................................................................................................................................... Równanie pe∏ne: ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Utleniacz: ................................................................................................................................................ Reduktor: ................................................................................................................................................
Zadanie 32. (4 pkt) Majàc do dyspozycji dowolne odczynniki nieorganiczne, zaproponuj metod´ otrzymywania alkoholu etylowego. Do zapisu równaƒ reakcji u˝yj wzorów pó∏strukturalnych zwiàzków organicznych. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
Zadanie 33. (3 pkt) Podaj nazwy i wzory zwiàzków A, B, C z nast´pujàcego schematu:
HNO3
$
H2SO4
[H] HCl A $ B $ C
Zwiàzek A: ............................................................................................................................................. Zwiàzek B: ............................................................................................................................................. Zwiàzek C: ............................................................................................................................................. w w w. o p e r o n . p l
7
Chemia. Arkusz II
Zadanie 34. (3 pkt) Przeprowadzono reakcj´ nitrowania toluenu. Podaj równanie tej reakcji oraz nazwy systematyczne otrzymanych produktów. Oszacuj, który z produktów znajdujàcych si´ w mieszaninie poreakcyjnej wyst´puje w przewadze. Równanie reakcji: ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Nazwy systematyczne produktów: ................................................................................................................................................................. Produktem, który znajduje si´ w przewadze w mieszaninie poreakcyjnej, jest: ................................................................................................................................................................. Informacja do zadania 35 WÊród 21 aminokwasów bia∏kowych wyst´puje alanina (skrót mi´dzynarodowy Ala) – najprostszy aminokwas optycznie czynny – oraz cysteina (skrót mi´dzynarodowy Cys) – odpowiedzialna za tworzenie mostków disiarczkowych stabilizujàcych wy˝ej rz´dowe struktury bia∏ek. CH3CH(NH2)COOH
HSCH2CH(NH2)COOH
Alanina
Cysteina
Zadanie 35. (3 pkt) Z alaniny i cysteiny mogà powstaç cztery dipeptydy. U˝ywajàc mi´dzynarodowych skrótów aminokwasów, podaj wszystkie dipeptydy mo˝liwe do uzyskania. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Napisz równanie reakcji tworzenia jednego z dipeptydów. Zaznacz w powsta∏ym zwiàzku wiàzanie peptydowe. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
8
Chemia. Arkusz II
Zadanie 36. (3 pkt) Sacharoza to popularny cukier spo˝ywczy. U˝ywana jest jako cukier sto∏owy oraz w procesach przemys∏owych, np. do produkcji miodu sztucznego. Miód ten, zwany cukrem inwertowanym, powstaje w procesie hydrolizy wiàzania glikozydowego wyst´pujàcego w czàsteczce w obecnoÊci enzymu inwertazy. Powstajàcy produkt jest s∏odszy od sacharozy. Podaj równanie reakcji hydrolizy sacharozy (mo˝esz u˝yç wzorów sumarycznych) oraz nazwy otrzymanych produktów. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. Oblicz, ile gramów cukru owocowego powstanie z 1 kg sacharozy. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................
w w w. o p e r o n . p l
(Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy)
KOD KANDYDATA
ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Czas pracy 120 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Nie używaj korektora. 5. Błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
(Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy)
PESEL KANDYDATA
EGZAMIN WSTĘPNY NA AKADEMIĘ MEDYCZNĄ
ROK 2005
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 pkt, co równa się 100 pkt przeliczeniowym do celów rekrutacji
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
2
Zadanie 1. (2 pkt) Zapisz pełną konfigurację elektronową atomu chromu i atomu cynku w stanie podstawowym. chrom ........................................................................................................................................... cynk
.........................................................................................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) Określ stopień utlenienia tlenu w związkach: BaO2
OF2
Al2O3
stopień utlenienia tlenu
Zadanie 3. (3 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując liczbę wiązań typu σ i typu π oraz liczbę wolnych par elektronowych w cząsteczkach podanych substancji. Liczba wiązań
Substancje
typu σ
typu π
Liczba wolnych par elektronowych
CH3 CH CH2 CH3 CH2 OH O C O
Informacja do zadania 4. i 5. 131 53
I ulega przemianie β− z okresem połowicznego rozpadu τ½ = 8 dni. Do tarczycy pacjenta
wprowadzono 4 µmole
131 53
I.
Zadanie 4. (1 pkt) Zapisz równanie rozkładu
131 53
I.
Równanie: ..................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
3
Zadanie 5. (3 pkt) Narysuj wykres
obrazujący zmiany ilości
wprowadzenia. Odczytaj, ile
131 53
131 53
I w tarczycy w ciągu 32 dni od jego
I pozostanie w tarczycy po upływie 12 dni.
Ilość jodu po upływie 12 dni .............................................................
Zadanie 6. (3 pkt) Dobierz współczynniki stechiometryczne reakcji: .....NaNO2 + ....... KI +.......H2SO4 → ..... I2+ .......NO +...... Na2SO4 + ....... K2SO4 +....... H2O Zastosuj metodę bilansu elektronowego. Wskaż utleniacz i reduktor. Bilans elektronowy: ..................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Utleniacz: ............................................................ Reduktor: ....................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
4
◙ Informacja do zadania 7., 8. i 9. W tabeli przedstawiono wartości stałych dysocjacji roztworów wodnych wybranych kwasów w temperaturze 298K: Nazwa kwasu kwas fluorowodorowy kwas azotowy(III) kwas benzoesowy kwas octowy kwas mrówkowy
Stała dysocjacji Ka 6,3 ּ 10-4 2,0 ּ 10-4 6,3 ּ 10-5 1,8 ּ 10-5 1,8 ּ 10-4
Związek stałej dysocjacji Ka i stopnia dysocjacji określa zależność c Ka = α2⋅c, jeśli ≥ 400 . K
Zadanie 7. (1 pkt) Uwzględniając dane z powyższej tabeli uszereguj kwasy, zapisując ich nazwy w kolejności od najsłabszego do najmocniejszego. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Na podstawie odpowiednich obliczeń wskaż kwas, który w roztworze o stężeniu 0,3 mol/dm3 ma stopień dysocjacji α = 2,58%. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (2 pkt) Na podstawie podanych wyżej informacji oblicz w roztworze kwasu octowego o stężeniu 0,01 mol/dm3.
stężenie
jonów
wodorowych
....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
5
Zadanie 10. (4 pkt)
Do 10 cm3 roztworu ZnCl2 o stężeniu 0,15 mol/dm3 dodawano porcjami 20 cm3 roztworu KOH o stężeniu 0,5 mola/dm3. a) Opisz obserwacje, jakich dokonano w trakcie i po zakończeniu dodawania zasady. b) Napisz, w formie jonowej skróconej, równania zachodzących reakcji. a) Obserwacje: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Równania reakcji w formie jonowej skróconej: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) Do dwóch probówek (I i II), w których znajdował się wodny roztwór siarczanu(VI) miedzi(II) włożono: do probówki I drucik żelazny, a do probówki II drucik srebrny. Opisz obserwacje w każdej z probówek i napisz, w formie cząsteczkowej, równanie(-a) zachodzącej(-ych) reakcji. Obserwacja w probówce I: .......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Obserwacja w probówce II: ......................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie(-a) reakcji : .................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
6
Zadanie 12. (4 pkt) 31,6 gramów manganianu(VII) potasu poddano rozkładowi termicznemu. Otrzymano dwa produkty stałe (sól i tlenek) oraz tlen. Zapisz równanie przebiegającej reakcji, a następnie oblicz, ile dm3 tlenu odmierzonego w warunkach normalnych wydzieliło się, jeżeli wydajność tej reakcji wynosiła 90%. Równanie reakcji ........................................................................................................................ Obliczenia:
Odpowiedź ............................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt)
Poniżej zapisano schemat reakcji jakim ulega jon MnO4−. Podaj, w jakim środowisku zachodzą te reakcje, wpisując w puste pola odpowiednio: H+, OH−, H2O. MnO2 + NO3MnO4- + NO2-
2+ Mn++ +
NO3-
2MnO4 + NO3-
Zadanie 14. (2 pkt) Przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu siarczanu(VI) miedzi(II). Zapisz równania reakcji elektrodowych zachodzących podczas elektrolizy. proces katodowy: ..................................................................................................................... proces anodowy: .........................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
7
Zadanie 15. (2 pkt) Reakcja 2A + B C przebiega w fazie gazowej. Szybkość reakcji powstawania produktu C opisuje równanie kinetyczne v = k[A]2[B]. Oblicz i podaj, jak zmieni się szybkość reakcji, jeśli stężenie obu substratów zmniejszy się dwukrotnie. Obliczenia:
Odpowiedź:...................................................................................................................................
Zadanie 16. (4 pkt) Dwa węglowodory „X” i „Y” o wzorze sumarycznym C4H8 różnią się budową. W cząsteczce węglowodoru „X” występuje jedno wiązanie π, a w cząsteczce węglowodoru „Y” występują wyłącznie wiązania σ. Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) węglowodorów „X” i „Y” i podaj ich nazwy systematyczne. Podaj, do jakiego szeregu homologicznego należy węglowodór X, a do jakiego Y. Węglowodór X Wzór półstrukturalny (grupowy)
Nazwa systematyczna Nazwa szeregu homologicznego
Węglowodór Y
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
8
Zadanie 17. (3 pkt) Eten ulega przemianom chemicznym opisanym poniższym schematem: octan etylu
4
octan sodu
2 1 eten
etanol 3 etanolan sodu
Napisz, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, równania reakcji 1-4. Równanie 1. ......................................................................................................................... Równanie 2. ......................................................................................................................... Równanie 3. ......................................................................................................................... Równanie 4. ..........................................................................................................................
Zadanie 18. (2 pkt) W tabeli podano temperatury wrzenia związków organicznych o takiej samej liczbie atomów węgla. Nazwa związków organicznych etan etanol kwas etanowy
Temperatura wrzenia –89°C 78°C 118°C
Na podstawie danych zawartych w tabeli uzupełnij poniższe zdania, wpisując odpowiednie słowa z nawiasu: a) Zdolność do tworzenia wiązań wodorowych wzrasta w kolejności (kwas karboksylowy, alkan, alkohol)............................................................................................................................. b) Temperatura wrzenia związków o takiej samej liczbie atomów węgla w cząsteczkach .............................................. (wzrasta, maleje) ze wzrostem ich zdolności do tworzenia wiązań wodorowych.
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
9
Zadanie 19. (2 pkt) W wyniku polimeryzacji węglowodoru o wzorze: CH=CH2
otrzymuje się tzw. polistyren – związek o szerokim zastosowaniu. Narysuj fragment łańcucha polistyrenu zbudowany z trzech monomerów. Podaj jedno praktyczne zastosowanie polistyrenu. fragment łańcucha .......................................................................................................................
zastosowanie ................................................................................................................................
Zadanie 20. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, za pomocą którego można odróżnić następujące dwa ciekłe węglowodory: n-heksan i benzen. W tym celu: a) wybierz odczynniki spośród: wodny roztwór manganianu(VII) potasu, amoniakalny roztwór tlenku srebra, zawiesina wodorotlenku miedzi(II), woda bromowa, bromek żelaza(III), b) zapisz obserwacje dla n-heksanu i benzenu, c) stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych zapisz równania zachodzących reakcji lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. n-heksan Odczynniki Obserwacje
Równanie reakcji
benzen
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
10
Zadanie 21. (1 pkt) Paracetamol o wzorze:
to składnik wielu leków, stosowany m.in. jako środek przeciwbólowy. Wpisz w pola tabeli barwy, jakie przyjmą roztwory po reakcji paracetamolu z roztworem FeCl3 i roztworem stężonego HNO3. Roztwór paracetamolu + FeCl3
Roztwór paracetamolu + HNO3
Obserwacje
Zadanie 22. (2 pkt) Kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) wykazuje właściwości typowe dla kwasów karboksylowych oraz alkoholi. Zapisz wzory produktów: a) reakcji utlenienia słabym utleniaczem, b) reakcji z wodnym roztworem NaOH. O CH3 CH C OH OH
[O]
O CH3 CH C OH OH
NaOH
Zadanie 23. (4 pkt) Poniżej podano struktury A, B, C kwasu winowego. A B COOH COOH H C OH HO C H H C OH H C OH COOH COOH
C COOH H C OH HO C H COOH
Wskaż struktury (strukturę) przedstawiające: a) parę enancjomerów .............................................................................................................. b) parę diastereoizomerów........................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
11
c) należącą do szeregu konfiguracyjnego D ..................................................................... d) nie wykazującą czynności optycznej ...........................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Informacji o budowie białek dostarcza charakterystyka ich struktur (od pierwszorzędowej do czwartorzędowej). Podaj nazwy wiązań utrzymujących struktury białek: b)
a) H C H
C O
N H
H C H
c) H C H
S S
H C
O C N H O C N H
H
Zadanie 25. (1 pkt) Związek chemiczny o wzorze: O HS CH2CH C N CH COOH NH2 H CH2OH jest dipeptydem. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) aminokwasów, które powstają w wyniku hydrolizy tego dipeptydu. Wzory:
12
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2005 r.
BRUDNOPIS
(Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy)
KOD KANDYDATA
ARKUSZ EGZAMINACYJNY Z CHEMII Czas pracy 120 minut
EGZAMIN WSTĘPNY
Instrukcja dla zdającego
NA
1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 12 stron. Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi należy zapisać czytelnie w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Nie używaj korektora. 5. Błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
(Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy)
PESEL KANDYDATA
AKADEMIĘ MEDYCZNĄ
ROK 2006
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 50 pkt, co równa się 100 pkt przeliczeniowym do celów rekrutacji
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
2
Zadanie 1. (1 pkt) Liczba atomowa pierwiastka E wynosi 38. Przedstaw pełną konfigurację elektronową (na podpowłokach) dwudodatniego jonu pierwiastka E. Podaj, do jakiego bloku energetycznego (s, p, d, f) należy ten pierwiastek. Konfiguracja elektronowa jonu: .................................................................................................. Pierwiastek E należy do bloku energetycznego: .........................................................................
Zadanie 2. (2 pkt) 27 Izotop fosforu 30 15 P można otrzymać przez bombardowanie jąder 13 Al cząstkami α. Napisz równanie tej reakcji jądrowej i podaj nazwę cząstki elementarnej powstającej w tej przemianie.
Równanie reakcji jądrowej: ......................................................................................................... Nazwa cząstki elementarnej: ........................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) „(...) Energia potrzebna do oderwania najsłabiej związanego elektronu od izolowanego atomu w stanie gazowym nosi nazwę energii jonizacji. Energię tę wyznacza się spektroskopowo i wyraża się w kJ·mol-1. Ponieważ od większości atomów można oderwać jeden, dwa, trzy... elektrony, mówi się o pierwszej drugiej, trzeciej... energii jonizacji. (...)” J. D. Lee: Zwięzła Chemia Nieorganiczna, Wydawnictwo Naukowe PWN Warszawa 1999, wydanie piąte, s. 105.
W poniższej tabeli przedstawiono wartości pierwszej energii jonizacji atomów wybranych metali 1. grupy układu okresowego pierwiastków. Symbol metalu
Cs
K
Li
Na
Rb
Energia jonizacji, kJ·mol-1
375 419 520 496 403
Na podstawie danych zawartych w tabeli określ, jak zmieniają się wartości energii jonizacji w podanej grupie układu okresowego wraz ze wzrostem liczby atomowej pierwiastków. Podaj jedną przyczynę takiej zależności. Określenie zależności: .................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Przyczyna: .................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
3
Zadanie 4. (3 pkt) Tlenek N2O otrzymuje się ogrzewając ostrożnie azotan(V) amonu: NH4NO3 → N2O + 2H2O W wyniku rozkładu 400 g azotanu(V) amonu powstało 103,3 dm3 N2O w temperaturze 323 K i pod ciśnieniem 1040 hPa. Oblicz wydajność reakcji otrzymywania tego tlenku powyższą metodą. Stała gazowa R = 83,14 hPa·dm3·K-1·mol-1. Obliczenia:
Odpowiedź: .............................................................................................................................
Zadanie 5. (2 pkt) Poniżej zapisano równanie reakcji ilustrujące syntezę amoniaku. 3H2(g) + N2(g) ⇄ 2NH3(g)
∆ H = -92 kJ
a) Zapisz wyrażenie na stężeniową stałą równowagi tej reakcji.
....................................................................................................................................................... b) Określ, jak zmieni się (wzrośnie, zmaleje) wartość stałej równowagi tej reakcji, jeśli zwiększymy temperaturę układu. .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
4
►Informacja do zadania 6. i 7. W celu wykazania charakteru chemicznego wodorotlenku cynku(II) przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. NaOH(aq)
HCl(aq)
I
II Zn(OH)2 (s)
Zadanie 6. (2 pkt) a) Zapisz obserwacje, których dokonano, przeprowadzając ten eksperyment. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... b) Określ charakter chemiczny wodorotlenku cynku(II). .......................................................................................................................................................
Zadanie 7. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które zachodzą podczas tego doświadczenia lub zaznacz, że reakcja nie zachodzi. Numer probówki I II
Równanie reakcji
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
5
►Informacja do zadania 8. i 9. W poniższej tabeli podano wartości entalpii tworzenia tlenku żelaza(III) i tlenku glinu w temperaturze 298 K i pod ciśnieniem 1013 hPa. Nazwa tlenku
Entalpia tworzenia, kJ·mol-1
tlenek żelaza(III)
- 822,1
tlenek glinu
- 1675,7
Przeprowadzono reakcję redukcji 1 mola tlenku żelaza(III) metalicznym glinem.
Zadanie 8. (1 pkt) Napisz równanie reakcji redukcji tlenku żelaza(III) metalicznym glinem. .......................................................................................................................................................
Zadanie 9. (3 pkt) Oblicz entalpię reakcji redukcji 1 mola tlenku żelaza(III) metalicznym glinem, przyjmując wartości podane w informacji wstępnej. Określ typ reakcji ze względu na jej efekt energetyczny. Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................ Typ reakcji: .................................................................................................................................
Zadanie 10. (1 pkt) W poniższej tabeli podano wartości iloczynów rozpuszczalności PbSO4 i BaSO4 w temperaturze 25°C. Wzór soli
PbSO4
BaSO4
Iloczyn rozpuszczalności
1,1·10-8
1,1·10-10
Do roztworu stanowiącego mieszaninę równych objętości roztworów Pb(NO3)2 i Ba(NO3)2 o tych samych stężeniach molowych dodawano kroplami roztwór Na2SO4. Oceń, który z siarczanów (PbSO4 czy BaSO4) zacznie wytrącać się jako pierwszy. Jako pierwszy zacznie wytrącać się osad: ...................................................................................
6
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
Zadanie 11. (3 pkt) Do zlewki zawierającej 100 g wody wprowadzono 35,5 g soli uwodnionej o wzorze CuSO4 · 5H2O, otrzymując roztwór nasycony w temperaturze 20 oC. Oblicz stężenie procentowe (w procentach siarczanu(VI) miedzi(II) w temperaturze 20 oC.
masowych)
nasyconego
roztworu
Obliczenia:
Odpowiedź: ................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Sód można otrzymać w wyniku elektrolizy stopionego chlorku sodu. Napisz równania reakcji zachodzących na elektrodach grafitowych podczas tego procesu. Katoda: ......................................................................................................................................... Anoda: .......................................................................................................................................... ►Informacja do zadań 13. i 14. Poniżej przedstawiono zbiór kilku półogniw metalicznych. Ag/Ag+, Al/Al3+, Cu/Cu2+, Mg/Mg2+, Pb/Pb2+ Stężenia jonów metali we wszystkich półogniwach są równe 1 mol·dm-3, a temperatura wynosi 25oC. Z powyższego zbioru półogniw wybrano dwa, z których zbudowano ogniwo galwaniczne o maksymalnej wartości siły elektromotorycznej.
Zadanie 13. (2 pkt) Korzystając z szeregu elektrochemicznego metali, przedstaw schemat ogniwa opisanego w informacji do zadania. Zapisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w tym ogniwie. Schemat ogniwa: .......................................................................................................................... Równanie reakcji: ........................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
7
Zadanie 14. (1 pkt) Oblicz siłę elektromotoryczną tego ogniwa w warunkach standardowych. Obliczenia:
Odpowiedź: .................................................................................................................................
Zadanie 15. (4 pkt) Masz do dyspozycji wodne roztwory: kwasu siarkowego(VI), wodorotlenku potasu, siarczanu(IV) sodu, manganianu(VII) potasu. Zaprojektuj doświadczenie, podczas którego dokonasz redukcji jonów manganianowych(VII) do jonów manganianowych(VI). W tym celu: a) spośród wymienionych wyżej substancji wybierz potrzebne odczynniki, b) napisz obserwacje, jakich dokonasz podczas tego doświadczenia, uwzględniając zmianę zabarwienia roztworu, c) napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji chemicznej i dobierz w nim współczynniki stechiometryczne metodą bilansu elektronowego. a) Wzory lub nazwy odczynników: ............................................................................................. ....................................................................................................................................................... b) Obserwacje: ............................................................................................................................ ....................................................................................................................................................... c) Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Zbilansowane równanie reakcji w formie jonowej skróconej: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
8
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
Zadanie 16. (1 pkt) Reakcje bromowania alkanów wykazują ogólną prawidłowość polegającą na tym, że najłatwiej ulega podstawieniu atom wodoru związany z trzeciorzędowym atomem węgla, a najtrudniej atom wodoru związany z pierwszorzędowym atomem węgla. Przeprowadzono proces bromowania 2-metylobutanu, w którym stosunek molowy substratów wynosił 1:1. Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) organicznego produktu, którego w wyniku bromowania 2-metylobutanu uzyskano najwięcej.
Zadanie 17. (2 pkt) Substancję określoną symbolem E 211 stosuje się powszechnie do konserwowania żywności. Jest to benzoesan sodu – sól sodowa kwasu benzenokarboksylowego. Określ odczyn wodnego roztworu benzoesanu sodu. Odpowiedź uzasadnij, zapisując w formie jonowej skróconej odpowiednie równanie reakcji. Związki organiczne przedstaw w formie wzorów półstrukturalnych (grupowych). Odczyn roztworu: ......................................................................................................................... Równanie reakcji:
Zadanie 18. (2 pkt) Aldehyd A ulega reakcji redukcji, której produktem jest alkohol B. W wyniku procesu dehydratacji (eliminacji wody) z alkoholu B powstaje 2-metylo-but-1-en. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) aldehydu A i alkoholu B. Wzór półstrukturalny aldehydu A: ....................................................................................................................................................... Wzór półstrukturalny alkoholu B: .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
9
►Informacja do zadania 19., 20. i 21. Benzen poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat. NH3Cl HNO3 / H2SO4
X 1
H2 / Ni
2
HCl
Y 3
Zadanie 19. (3 pkt) Stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, napisz równania reakcji przebiegających według podanego schematu.
1.: ..................................................................................................................................................
2.: ..................................................................................................................................................
3.: ..................................................................................................................................................
Zadanie 20. (1 pkt) Podaj nazwę grupy związków organicznych, do której należy związek Y. .......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) a) Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, nazwij typ reakcji 1. ....................................................................................................................................................... b) Podaj jedno uzasadnienie użycia stężonego kwasu siarkowego(VI) jako katalizatora w reakcji 1. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
10
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
Zadanie 22. (2 pkt) Aminokwasy mogą występować w roztworach wodnych w kilku formach jonowych, trwałych przy określonym pH środowiska. W roztworze o pH = 6 glicyna występuje głównie w formie jonu obojnaczego o wzorze: CH2 - COO − | NH3+ Zapisz wzory jonów glicyny, które występują w największym stężeniu a) w roztworze o pH = 8.
b) w roztworze o pH = 3,5.
►Informacja do zadania 23. i 24. Aspartam jest syntetycznym środkiem słodzącym o następującym wzorze półstrukturalnym (grupowym): NH2 HOOC
CH2
CH
C O
NH
CH CH2
COOCH3 C6H5
Zadanie 23. (2 pkt) Określ liczbę grup karboksylowych, aminowych, liczbę wiązań peptydowych oraz liczbę asymetrycznych atomów węgla w cząsteczce tego związku. Liczba grup karboksylowych: .................................................................................................... Liczba grup aminowych: ............................................................................................................ Liczba wiązań peptydowych: ..................................................................................................... Liczba asymetrycznych atomów węgla: .....................................................................................
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
11
Zadanie 24. (2 pkt) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków, które są produktami hydrolizy wiązania estrowego w aspartamie.
►Informacja do zadania 25. i 26. Przeprowadzono doświadczenia zilustrowane poniższym rysunkiem. zawiesina Cu(OH)2
I glicerol (propano-1,2,3-triol)
II formalina (wodny roztwór metanalu)
III glukoza(aq)
Zadanie 25. (1 pkt) Zapisz, jakich obserwacji dokonano po dodaniu świeżo sporządzonej zawiesiny Cu(OH)2 do probówek I i III. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (1 pkt) Po dodaniu świeżo sporządzonej zawiesiny Cu(OH)2 do probówek I, II i III, probówki te ogrzano. Wyjaśnij, dlaczego po ogrzaniu zawartości probówek ceglastopomarańczowy osad wytrącił się tylko w probówkach II i III, a nie wytrącił się w probówce I. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
12
Egzamin wstępny z chemii na Akademię Medyczną, 2006 r.
BRUDNOPIS
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU! Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy
PESEL KANDYDATA
KOD KANDYDATA
EGZAMIN WSTĘPNY Z CHEMII
MCH-R1_1P-083
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut
ROK 2008
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 15 stron (zadania 1 – 30). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (2 pkt) Liczba masowa (A) pewnego izotopu pierwiastka E jest równa 234. Neutrony stanowią 60,68% liczby nukleonów. Oblicz wartość liczby atomowej (Z) tego pierwiastka. Obliczenie:
Odpowiedź: ................................................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) Sztuczne przemiany jądrowe można podzielić miedzy innymi na - reakcje jądrowe przebiegające według schematu: cząstka + jądro → nowe jądro + nowa cząstka - rozszczepienia jądrowe przebiegające według schematu: neutron + duże jądro → średnie jądro + średnie jądro + kilka neutronów - fuzje jądrowe przebiegające według schematu: jądro lekkie + jądro lekkie → nowe jądro + cząstka Na podstawie powyższego tekstu obok podanych równań przemian jądrowych wpisz nazwy tych przemian. 2 1
H + 31 H→ 42 He+ 01 n
1 0
141 92 1 n + 235 92 U → 56 Ba + 36 Kr + 3 0 n ...........................................................................................
1 0
198 1 n + 198 80 Hg → 79 Au + 1 p
...........................................................................................
...........................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt)
Źródłem neutronów może być reakcja jąder berylu z cząstkami α, którą opisuje równanie: 9 4
Be +
4 2
He →
A Z
X
+
1 0
n
Podaj liczbę masową (A) i symbol powstającego w tej reakcji nuklidu X. Liczba masowa (A): ............................................. Symbol: ........................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Przykładem reakcji katalizowanej jest synteza chlorku nitrozylu. Równanie reakcji bez katalizatora:
2NO + Cl2 ⇄ 2NOCl
Równania reakcji z udziałem katalizatora:
2NO + Br2 ⇄ 2NOBr 2NOBr + Cl2 ⇄ 2NOCl + Br2
Na podstawie podanych wyżej równań uzupełnij poniższe zdania. Katalizatorem reakcji syntezy chlorku nitrozylu jest ................................................................... Produktem przejściowym jest związek o wzorze ........................................................................
Zadanie 5. (3 pkt) W cząsteczkach związków organicznych orbitalom atomowym atomów węgla można przypisać różne typy hybrydyzacji. Uzupełnij poniższą tabelę. Schemat zhybrydyzowanych orbitali atomowych
Typ hybrydyzacji
A.
Wzór półstrukturalny i nazwa systematyczna węglowodoru, w którego cząsteczkach wszystkim atomom węgla można przypisać ten typ hybrydyzacji Wzór:
Nazwa: ................................................................ Wzór:
B.
Nazwa: .................................................................
Zadanie 6. (1 pkt) Przygotowano mieszaninę wody z lodem i wody z etanolem. Wstaw znak X w odpowiednie pola tabeli, tak aby najpełniej scharakteryzować otrzymane mieszaniny. Układ Mieszanina
Woda z lodem Woda z etanolem
Jednoskładnikowy
Dwuskładnikowy
Jednofazowy
Dwufazowy
4
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 7. (3 pkt) Jedną z podstawowych właściwości fizycznych, którymi różnią się substancje o wiązaniach jonowych, kowalencyjnych spolaryzowanych i kowalencyjnych (niespolaryzowanych) jest ich temperatura topnienia. Uzupełnij tabelę, przyporządkowując podanym substancjom odpowiedni rodzaj wiązania i prawdopodobną temperaturę topnienia. Wybierz spośród: rodzaj wiązania: kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe, temperatura topnienia (pod ciśnieniem 1013 hPa): –259,3 oC, –114,2 oC , 776,0 oC Nazwa substancji Chlorek potasu
Rodzaj wiązania
Temperatura topnienia, oC
Chlorowodór Wodór
Zadanie 8. (1 pkt) Na wykresie przedstawiono zmiany energii podczas przebiegu reakcji zachodzącej zgodnie ze schematem: A + B → C + D
Dokonaj analizy wykresu. Wybierz i podkreśl wszystkie określenia charakteryzujące tę reakcję. Reakcja: egzoenergetyczna, endoenergetyczna, o efekcie energetycznym E1, o efekcie energetycznym E2, o energii aktywacji E1, o energii aktywacji E2.
Zadanie 9. (1 pkt) Napisz równania reakcji zachodzących po wprowadzeniu H2S do wody. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
5
Informacja do zadania 10. i 11. Poniżej przedstawiono opisy wybranych metod otrzymywania trzech tlenków. I
SO2
II Cr2O3 III NO
– powstaje oprócz siarczanu(VI) miedzi(II) i wody podczas reakcji stężonego kwasu siarkowego(VI) z miedzią w podwyższonej temperaturze. – powstaje oprócz azotu i wody podczas rozkładu dichromianu(VI) amonu. – powstaje oprócz wody w wyniku reakcji amoniaku z tlenem w obecności katalizatora platynowego.
Tlenki te różnią się charakterem chemicznym, co można wykazać, badając ich zachowanie wobec wody, kwasów i zasad.
Zadanie 10. (3 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji otrzymywania tlenków (I – III) opisanymi metodami. I: .................................................................................................................................................. II: ................................................................................................................................................. III: ................................................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) a) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory tlenków wymienionych w informacji do zadania, których zachowanie wobec wody, kwasu i zasady przedstawiono poniżej. Wzór tlenku
H2O
Reakcja z HCl
NaOH
– – +
– + –
– + +
(+) reakcja zachodzi, (–) reakcja nie zachodzi
b) Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji tlenku reagującego z kwasem solnym i z zasadą sodową, wiedząc, że głównym produktem reakcji tego tlenku ze stężonym wodnym roztworem NaOH jest związek kompleksowy (hydroksokompleks), w którym liczba koordynacyjna jonu centralnego wynosi 6. Równanie reakcji z HCl(aq): ......................................................................................................... ......................................................................................................... Równanie reakcji z NaOH(aq): ...................................................................................................... .......................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 12. (3 pkt)
Zaprojektuj sposób przygotowania 200 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol/dm3. W tym celu: a) oblicz, jaką masę substancji należy użyć do przygotowania roztworu. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... b) wybierz i zaznacz litery opisujące odpowiedni sprzęt laboratoryjny.
A.
B.
C.
D.
E.
c) wymień kolejne czynności, które należy wykonać aby sporządzić roztwór. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt) Zgodnie z koncepcją Brönsteda, kwas to substancja, której cząsteczki zdolne są do oddawania protonów, zasada jest to substancja, której cząsteczki mogą przyłączać protony. Według Brönsteda rolę kwasu może spełniać cząsteczka obojętna, jon ujemny lub dodatni. Również zasady mogą być cząsteczkami obojętnymi, jonami ujemnymi lub dodatnimi. Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, PWN, Warszawa, 1987.
Z podanego zbioru cząsteczek i jonów wybierz i wpisz do tabeli wzory tych, które w roztworach wodnych mogą pełnić rolę tylko kwasów, tylko zasad oraz kwasów lub zasad Brönsteda. H3O+, HCOO–, HS–, [Al(OH) (H2O)5]2+, CH3NH2, CH3COOH W roztworze wodnym może pełnić rolę tylko kwasu tylko zasady kwasu lub zasady Brönsteda Brönsteda Brönsteda Cząsteczka obojętna
–––
Kation Anion
––– –––
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 14. (3 pkt) W tabeli zestawiono wartości stopnia dysocjacji pewnego jednoprotonowego kwasu w roztworach o różnym stężeniu, w temperaturze 25 oC. c, mol/dm3
0,1
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
α, %
7,5
5,3
3,8
3,1
2,7
2,6
a) Na podstawie danych z tabeli wykonaj wykres zależności stopnia dysocjacji tego kwasu od stężenia molowego jego roztworu wodnego.
b) Odczytaj z wykresu wartość stopnia dysocjacji badanego kwasu w jego roztworze wodnym o stężeniu 0,5 mola/dm3. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 15. (3 pkt) W pewnym ogniwie galwanicznym zachodzi reakcja zilustrowana sumarycznym równaniem: Zn + 2Ag+ → Zn2+ + 2Ag a) Uzupełnij poniższy rysunek ilustrujący działanie tego ogniwa. W tym celu wpisz przy znakach (–) i (+) słowo anoda lub katoda w zależności od tego, które z półogniw pełni tę rolę. Wpisz w odpowiednie miejsca symbole metali i wzory jonów stanowiących elementy składowe obu półogniw.
.................................... (–) .....................
................
(+) .................................. ........................
................
b) Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. SEM: ............................................................................................................................................
Zadanie 16. (2 pkt) Oblicz, ile minut należy prowadzić proces elektrolizy wodnego roztworu azotanu(V) srebra prądem o natężeniu 2A, aby pokryć przedmiot metalowy warstwą srebra o masie 5,4 g. W obliczeniach przyjmij, że stała Faradaya F = 96 500 C/mol a masa molowa srebra MAg = 108 g/mol. Obliczenia:
Odpowiedź....................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (2 pkt) Oblicz standardową entalpię tworzenia etenu z węgla i wodoru: 2C(s) + 2H2(g) → C2H4(g) znając efekty energetyczne reakcji: C(s) + O2(g) → CO2(g) 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c) C2H4(g) + 3O2(g) → 2H2O(c) + 2CO2(g)
ΔH 10 = −393,5 kJ ΔH 02 = −571,8 kJ ΔH 30 = −1411,2 kJ
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 18. (2 pkt) Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) oraz podaj nazwy systematyczne dwóch węglowodorów o wzorze sumarycznym C5H10, wiedząc, że węglowodór I nie odbarwia wody bromowej, a węglowodór II odbarwia ją. Węglowodór I Wzór półstrukturalny
Nazwa systematyczna
Węglowodór II
10
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 19. (2 pkt) Reakcja utleniania alkinów manganianem(VII) potasu w środowisku kwasowym znalazła zastosowanie do określania budowy tych węglowodorów. Procesy te przebiegają zgodnie z podanymi niżej schematami: +
KMnO4 , H R1-C≡C-R2 ⎯⎯ ⎯⎯ ⎯→ R1COOH + R2COOH KMnO4 , H + R-C≡C-H ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ RCOOH + CO2 KMnO4 , H + H-C≡C-H ⎯⎯ ⎯ ⎯ ⎯→ 2CO2
Na podstawie powyższej informacji napisz wzory półstrukturalne (grupowe) alkinów, które poddano reakcji z zakwaszonym roztworem manganianu(VII) potasu, jeżeli otrzymano a) kwas etanowy (octowy) i tlenek węgla(IV).
....................................................................................................................................................... b) kwas etanowy (octowy) i kwas n–butanowy (masłowy).
.......................................................................................................................................................
Zadanie 20. (2 pkt) Odwracalną reakcję estryfikacji kwasu etanowego z etanolem ilustruje równanie: CH3COOH + CH3CH2OH⇄ CH3COOCH2CH3 + H2O W naczyniu o objętości 1 dm3 zmieszano 1,25 mola kwasu etanowego, 2,00 mole alkoholu etylowego oraz niewielką ilość stężonego H2SO4 i ogrzewano do ustalenia stanu równowagi. Oblicz, z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku, liczbę moli estru w mieszaninie poreakcyjnej, jeżeli stężeniowa stała równowagi (Kc) tej reakcji, w opisanych warunkach wynosi 1,00.
Obliczenia:
Odpowiedź....................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 21. (2 pkt) Utlenienie etanolu dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym ilustruje schemat: CH3CH2OH + Cr2O72– + H+ → CH3COOH + Cr3+ + H2O Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne, stosując metodę bilansu elektronowego.
Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ....... CH3CH2OH + ...... Cr2O72– + ...... H+ → ...... CH3COOH + ...... Cr3+ + ....... H2O
Zadanie 22. (4 pkt) W celu identyfikacji wodnych roztworów kwasu etanowego (octowego) i heksadekanianu (palmitynianu) potasu zbadano ich odczyn przy użyciu wskaźnikowych papierków uniwersalnych. a) Uzupełnij poniższą tabelę, podając zabarwienie papierka uniwersalnego i określając odczyn każdego roztworu. Zabarwienie papierka uniwersalnego
Odczyn roztworu
kwas octowy palmitynian potasu
b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które decydują o odczynie roztworów badanych substancji.
.......................................................................................................................................................
.......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 23. (2 pkt) Przeprowadzono identyfikację roztworów: glukozy, sacharozy, laktozy i skrobi, wykonując szereg doświadczeń. Na podstawie przedstawionych niżej wyników doświadczeń, ustal i wpisz do tabeli nazwy zidentyfikowanych związków. Doświadczenie
Wynik doświadczenia
Próba Trommera
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
Efekt Tyndala
występuje
nie występuje
nie występuje
nie występuje
Próba Tollensa
negatywna
pozytywna
pozytywna
negatywna
zachodzi
nie zachodzi
zachodzi
zachodzi
Hydroliza Nazwa związku
Zadanie 24. (3 pkt) a) Uzupełnij poniższy schemat, tworząc wzór D-glukozy w projekcji Fischera.
CHO
CH2OH
b) Zaprojektuj doświadczenie pozwalające udowodnić, że cząsteczki glukozy zawierają grupy hydroksylowe przy sąsiednich atomach węgla. Wybierz odczynnik spośród: zawiesina Cu(OH)2, Br2(aq), FeCl3(aq), AgNO3(aq). Napisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność grup hydroksylowych przy sąsiednich atomach węgla.
Odczynnik: ................................................................................................................................... Obserwacje: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
13
Informacja do zadań 25. – 27. Dane są aminokwasy o następujących wzorach półstrukturalnych:
X CH2 COOH
Y CH2 CH2 CH2 COOH
NH2
Z CH3 CH COOH NH2
NH2
W CH3 CH2 CH CH COOH CH3 NH2
U HOOC CH2 CH COOH NH2
Zadanie 25. (1 pkt) Spośród przedstawionych wyżej wzorów aminokwasów wybierz ten, który nie może być aminokwasem białkowym. Napisz literę, którą oznaczono ten aminokwas.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (1 pkt) Korzystając z podanych wyżej wzorów aminokwasów, napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu o sekwencji Z-X-U.
Zadanie 27. (1 pkt) Uzupełnij poniższe schematy, tworząc wzory dwóch diastereoizomerów (w projekcji Fischera) aminokwasu oznaczonego literą W.
COOH
COOH
CH2CH3
CH2CH3
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 28. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego). Wartości stopni utlenienia wpisz w odpowiednie pola.
H3C
CH
COOH
OH
Zadanie 29. (1 pkt) Kwas mlekowy (kwas 2-hydroksypropanowy) wykazuje właściwości typowe dla kwasów karboksylowych oraz alkoholi. Grupa hydroksylowa pod wpływem utleniaczy przekształca się w grupę karbonylową. Na podstawie powyższych informacji uzupełnij schemat reakcji utleniania kwasu mlekowego, wpisując wzór półstrukturalny (grupowy) powstającego produktu organicznego. [O] CH3 CH COOH
OH
...............................................................................
Zadanie 30. (2 pkt) Imbir stosowany jest w medycynie naturalnej np. do leczenia przeziębień. Za ostry zapach imbiru i jego właściwości lecznicze odpowiedzialne są różne związki, między innymi zingeron o wzorze:
O CH2 CH2 C
CH3
O CH3 OH Na podstawie analizy wzoru zingeronu oceń poprawność poniższych zdań. Wpisz w odpowiednim wierszu tabeli literę P, jeśli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeśli uznasz zdanie za fałszywe. 1.
W cząsteczce zingeronu występuje grupa karbonylowa.
2.
Zingeron może ulegać reakcji nitrowania.
3.
Zingeron daje pozytywny wynik próby Tollensa.
4.
Zingeron może reagować z wodorotlenkiem sodu.
5.
W cząsteczce zingeronu znajduje się grupa estrowa.
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
15
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU! Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy
PESEL KANDYDATA
KOD KANDYDATA
EGZAMIN WSTĘPNY Z CHEMII
MCH-R1_1P-093
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut
ROK 2009
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 15 stron (zadania 1 – 35). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt) Dwa pierwiastki chemiczne X i Y leżą w dwóch sąsiadujących ze sobą okresach układu okresowego i należą do dwóch różnych bloków konfiguracyjnych. Związek chemiczny tych pierwiastków jest substancją o znacznym udziale wiązania jonowego. Spośród następujących pierwiastków: wodór, tlen, magnez i glin wybierz parę, która spełnia warunki podane w informacji, i napisz wzór związku utworzonego przez te pierwiastki. Wzór związku: .............................................................................................................................
Zadanie 2. (1 pkt) Podaj wartość głównej liczby kwantowej (n) i wartość pobocznej liczby kwantowej (l) opisujących stan kwantowo-mechaniczny elektronów podpowłoki 3p. Wartość głównej liczby kwantowej (n)
Wartość pobocznej liczby kwantowej (l)
Zadanie 3. (1 pkt) Przebieg reakcji jądrowej zilustrowanej równaniem 14 7
N + 24He → 11p + 178O
można przedstawić w postaci skróconej 14N(α, p)17O. W nawiasie na pierwszym miejscu zapisuje się symbol cząstki, która jest substratem, natomiast na drugim miejscu umieszcza się symbol cząstki, która jest produktem reakcji jądrowej. Korzystając z powyższej informacji oraz układu okresowego pierwiastków, podaj symbol i liczbę masową nuklidu AE będącego produktem przemiany przedstawionej za pomocą skróconego zapisu 9Be(α, n)AE.
Symbol: ........................................
Liczba masowa: ........................................
Zadanie 4. (1 pkt) Przeanalizuj położenie magnezu i wapnia w układzie okresowym pierwiastków, a następnie spośród zdań podanych poniżej wybierz te, które są prawdziwe, i napisz ich numery. 1. Reaktywność wapnia jest większa niż reaktywność magnezu. 2. Magnez jest silniejszym reduktorem niż wapń. 3. Udział wiązania jonowego w MgO jest mniejszy niż w CaO. 4. Atom wapnia wykazuje mniejszą zdolność do oddawania elektronów niż atom magnezu. .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 5. (2 pkt) Pewien metal tworzy z wodorem związek, w którym stosunek molowy metalu do wodoru jest równy 1 : 1. Podczas reakcji wodorotlenku tego metalu z tlenkiem węgla(IV) powstaje sól obojętna o masie molowej 138 g · mol–1. a) Napisz wzór sumaryczny opisanej soli. Zastosuj ogólny symbol metalu M. ....................................................................................................................................................... b) Ustal masę molową metalu występującego w opisanej soli.
Odpowiedź:
Zadanie 6. (1 pkt) Kwas siarkowodorowy, będący kwasem dwuprotonowym, dysocjuje dwustopniowo. H2S + H2O ⇄ H3O+ + HS − HS − + H2O ⇄ H3O+ + S2– Spośród jonów występujących w roztworze wodnym H2S wybierz ten, który według teorii Brönsteda jest jonem amfiprotycznym (tzn. może pełnić rolę zarówno kwasu, jak i zasady), i napisz jego wzór. .......................................................................................................................................................
Zadanie 7. (2 pkt) Stałe dysocjacji kwasowej dwóch kwasów HX i HY są odpowiednio równe: Ka(HX) = 1,75 ⋅ 10 −5 , Ka(HY) = 1,00 ⋅ 10 −2 . Odczyn wodnego roztworu soli NH4X jest obojętny. a) Podaj przybliżoną wartość stałej dysocjacji zasadowej NH3(aq). ....................................................................................................................................................... b) Określ odczyny wodnych roztworów dwóch soli: NaX i NH4Y. Odczyn NaX(aq): ........................................................................................................................... Odczyn NH4Y(aq): .........................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 8. (1 pkt) Porównaj wartości stałej dysocjacji zasadowej metyloaminy i trimetyloaminy (podane w poniższej tabeli) i na tej podstawie napisz, która z nich jest mocniejszą zasadą. Nazwa związku
Stała dysocjacji, Kb
Metyloamina
5,0 ⋅10 − 4
Trimetyloamina
7,4 ⋅10 − 5
Mocniejszą zasadą jest .................................................................................................................
Zadanie 9. (2 pkt)
Roztwór słabego kwasu HR o stężeniu c0 = 0,01 mol · dm–3 ma stopień dysocjacji α = 1%. Podaj zależność wiążącą stężenie jonów H + ze stopniem dysocjacji i oblicz stężenie jonów wodorowych oraz pH tego roztworu. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 10. (2 pkt) Na podstawie danych zawartych w Karcie wybranych tablic chemicznych porównaj budowę cząsteczek oraz właściwości chlorowodoru i bromowodoru i napisz wzór tego z nich, a) w którego cząsteczce wiązanie jest silniej spolaryzowane ....................................................................................................................................................... b) w którego cząsteczce atom wodoru połączony jest z niemetalem o większym promieniu atomowym ....................................................................................................................................................... c) który wobec wody wykazuje silniejsze właściwości kwasowe. .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 11. (2 pkt) Do przeprowadzenia doświadczeń chemicznych stosowane są często roztwory nazywane zwyczajowo: woda amoniakalna, woda chlorowa i woda wapienna. a) Określ pH wymienionych roztworów, wpisując odpowiednie wyrażenie: pH<7 lub pH = 7 lub pH>7. Woda amoniakalna: ...................................................................................................................... Woda chlorowa: ........................................................................................................................... Woda wapienna: ........................................................................................................................... b) Napisz w formie jonowej równanie reakcji, której przebieg decyduje o odczynie wody amoniakalnej. .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Cyna w związkach chemicznych przyjmuje stopień utlenienia II lub IV. W reakcji cyny z gorącym, stężonym kwasem siarkowym(VI) wydziela się inny gaz niż w reakcji tego metalu z gorącym, stężonym kwasem solnym. Sole powstające w tych dwóch reakcjach różnią się nie tylko rodzajem anionu, ale również stopniem utlenienia cyny. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji opisanych w informacji. Równanie reakcji cyny z kwasem siarkowym(VI): ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji cyny z kwasem solnym: .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Spośród podanych niżej równań reakcji wybierz i napisz numery tych, które przedstawiają procesy utleniania – redukcji. I
2BaO2 → 2BaO + O2↑
II BaO2 + H2SO4 → H2O2 + BaSO4 III MnO2 + 4HCl → MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O IV 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2↑ .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
6
Informacja do zadania 14 i 15 W poniższej tabeli podane są wartości rozpuszczalności dwóch substancji stałych w wodzie w różnych temperaturach.
NaCl
10 °C 35,8
Rozpuszczalność, g/100 g H2O 20 °C 30 °C 40 °C 36,0 36,3 36,6
50 °C 37,0
NaNO3
80,0
88,0
114,0
Substancja
96,0
104,0
Zadanie 14. (1 pkt) Na podstawie danych z powyższej tabeli ustal i napisz wzór soli oraz podaj temperaturę, w której nasycony roztwór tej soli ma stężenie równe około 49% masowych (w przybliżeniu do liczby całkowitej).
Wzór soli: ...................................................... Temperatura: .......................................................
Zadanie 15. (2 pkt) Do 100 g wody dodano 45 g stałego NaCl i otrzymano mieszaninę niejednorodną o temperaturze 20 °C. Oblicz, jaką najmniejszą ilość wody należy dodać do otrzymanej mieszaniny, aby sól uległa całkowitemu rozpuszczeniu (w temperaturze 20 °C). Wynik podaj w gramach. Skorzystaj z tabeli podanej w informacji wstępnej. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (2 pkt) Przemysłowa metoda otrzymywania amoniaku polega na jego bezpośredniej syntezie z azotu i z wodoru. Reakcję prowadzi się w obecności katalizatora, w temperaturze około 700 K i pod ciśnieniem około 20 MPa. Entalpia tworzenia amoniaku ΔHo = – 45,94 kJ · mol–1. Określ wpływ obniżenia temperatury (przy niezmienionym ciśnieniu) na szybkość reakcji oraz na wydajność syntezy amoniaku. Szybkość procesu: ........................................................................................................................ Wydajność procesu: .....................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 17. (1 pkt) Poniżej opisano trzy przemiany chemiczne. Równanie reakcji I
2HI(g) → H2(g) + I2(g)
II
S(s) + O2(g) → SO2(g)
Opis
III 2CaSO4 · H2O(s) + 3H2O(c) → 2(CaSO4 · 2H2O)(s)
Energia jest przekazywana z otoczenia do układu. Entalpia reakcji jest mniejsza od zera (ΔH < 0). Energia wewnętrzna substratów jest większa niż energia wewnętrzna produktu.
Zakwalifikuj opisane przemiany do egzoenergetycznych lub endoenergetycznych. Reakcja I: ..................................................................................................................................... Reakcja II: .................................................................................................................................... Reakcja III: ...................................................................................................................................
Informacja do zadania 18 i 19 Standardowy potencjał ( E yo ) półogniwa metalicznego Y⏐Y 2+ jest bardziej ujemny niż standardowy potencjał ( Exo ) półogniwa metalicznego X⏐X 2+.
Zadanie 18. (1 pkt) Na podstawie powyższej informacji wskaż, który z metali (X czy Y) jest silniejszym reduktorem. Silniejszym reduktorem jest .........................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt)
Zbudowano ogniwo ze standardowych półogniw X⏐X 2+ i Y⏐Y 2+. Określ, w którym kierunku podczas pracy ogniwa będzie przebiegała reakcja w półogniwie X⏐X2+ oraz w półogniwie Y⏐Y2+, wpisując w zaznaczone pola, w podanych poniżej schematach, odpowiedni znak wybrany z nawiasu („→” albo „←”).
X2+ + 2e–
X
Y2+ + 2e–
Y
8
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 20. (2 pkt) Wodny roztwór azotanu(V) potasu poddano elektrolizie z użyciem elektrod platynowych. Proces przebiegający na anodzie można zilustrować równaniem: 2H2O → O2↑ + 4H + + 4e − Korzystając z powyższej informacji, określ odczyn roztworu w przestrzeni anodowej po przeprowadzeniu elektrolizy. Napisz równanie reakcji, która zaszła na katodzie podczas opisanego procesu. Odczyn roztworu w przestrzeni anodowej: .................................................................................. Równanie reakcji zachodzącej na katodzie: .......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Podczas elektrolizy kwasu solnego (przebiegającej na elektrodach platynowych) zaszły następujące reakcje chemiczne: Katoda: 2H + + 2e − → H2↑ Anoda: 2Cl − → Cl2↑ + 2e − i przepłynął ładunek 48250 C. Stała Faradaya F = 96500 C · mol–1. Oblicz łączną objętość gazów (w przeliczeniu na warunki normalne) wydzielonych na obu elektrodach. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 22. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego można otrzymać metan w pracowni szkolnej. a) Wybierz odpowiednie odczynniki z listy: • kwas solny (HCl) • stały węglik wapnia (CaC2) • stały węglik glinu (Al4C3) • stały wodorotlenek sodu (NaOH) i napisz ich wzory. Wzory odczynników: ................................................................................................................... b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji otrzymywania metanu. .......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (1 pkt) Metan można zbierać, wprowadzając go do probówek: • wypełnionych wodą, odwróconych dnem do góry i zanurzonych w naczyniu z wodą, • odwróconych dnem do góry. Podaj właściwości metanu, które pozwalają na zbieranie tego gazu opisanymi metodami. Właściwość, która pozwala na zbieranie metanu „nad wodą”: ....................................................................................................................................................... Właściwość, która pozwala na zbieranie metanu do naczynia odwróconego dnem do góry: .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt) Podczas reakcji wodorotlenku miedzi(II) ze związkiem organicznym o wzorze sumarycznym C3H8O2, którego cząsteczki są chiralne, nastąpił zanik osadu wodorotlenku i powstał roztwór o szafirowym zabarwieniu. Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) opisanego związku i zaznacz we wzorze ten fragment cząsteczki, którego obecność powoduje opisany wynik reakcji z wodorotlenkiem miedzi(II).
10
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 25. (2 pkt) Reakcja spalania pewnego alkenu opisana jest następującym równaniem termochemicznym: 2CnH2n (g) + 3nO2(g) → 2nCO2(g) + 2nH2O(c) ΔHo = –2822,0 kJ Standardowe entalpie tworzenia reagentów są odpowiednio równe:
Δ H two . (CO2(g)) = ΔH1 = –393,5 kJ · mol–1 Δ H two . (H2O(c)) = ΔH2 = –286,0 kJ · mol–1 Δ H two . (CnH2n(g)) = ΔH3 = 52,0 kJ · mol–1 Na podstawie podanych informacji oblicz, ile atomów węgla znajduje się w cząsteczce opisanego alkenu. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 26. (2 pkt) Węglowodory łańcuchowe o wzorze sumarycznym C4H8 mogą występować zarówno w postaci izomerów konstytucyjnych, jak i izomerów geometrycznych zwanych też izomerami cis-, trans- (Z, E). a) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) węglowodoru o wzorze sumarycznym C4H8, w którego cząsteczce znajduje się rozgałęziony łańcuch węglowy.
b) Uzupełnij poniższy rysunek tak, aby przedstawiał wzór półstrukturalny izomeru cis- pewnego węglowodoru o wzorze sumarycznym C4H8.
C=C
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 27. (3 pkt) Propanal poddano przemianom zilustrowanym schematem: Al 2 O3 , T H 2 / katalizator HBr propanal ⎯⎯⎯⎯⎯ → X ⎯⎯ ⎯ ⎯→ CH3‒CH=CH2 ⎯⎯ ⎯→ Y (produkt główny)
1
3
2
a) Dokonaj analizy powyższego schematu i napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie redukcji propanalu. ....................................................................................................................................................... b) Określ typ reakcji oznaczonej w schemacie numerem 2, stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej. ....................................................................................................................................................... c) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) produktu Y.
Zadanie 28. (2 pkt) W celu identyfikacji dwóch substancji organicznych, oznaczonych literami X i Y, przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg ilustruje poniższy rysunek. X
Y
II
I FeCl3(aq)
CuSO4(aq) + NaOH(aq)
Zaobserwowano, że w probówce I pojawiło się charakterystyczne fioletowe zabarwienie roztworu. W probówce II wytrącił się ceglastoczerwony osad. Spośród wymienionych związków: metylobenzen, propan-2-ol, benzenol (fenol), propanon, glukoza wybierz te, których użyto w doświadczeniu, i napisz ich nazwy. Substancja X: ............................................................................................................................... Substancja Y: ...............................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 29. (3 pkt) a) Dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym poniżej schemacie reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. CH3CHCH3 + Cr2 O 72 − + H + → CH3CCH3 + Cr 3 + + H2O
OH Bilans elektronowy:
O
Równanie reakcji: ........ CH3CHCH3 + ........ Cr2 O 72 − + ........ H + → ........ CH3CCH3 + ........ Cr 3 + + ........ H2O OH O b) Napisz wzór reagenta (cząsteczki lub jonu), który w tej reakcji pełni rolę reduktora. Reduktor: ......................................................................................................................................
Zadanie 30. (3 pkt) Przebieg pewnej reakcji chemicznej przedstawia schemat: OR2 R1
CHO + 2R2
H+
OH ⇄ R1
C
OR2 + H2O
H gdzie R1, R2 – grupy węglowodorowe a) Napisz, do jakiej grupy związków organicznych należy każdy z substratów reakcji opisanej powyższym schematem.
Substrat 1 (R1–CHO): .................................................................................................................. Substrat 2 (R2–OH): ..................................................................................................................... b) Narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) substratów, których należy użyć, aby otrzymać opisanym sposobem związek o wzorze CH3CH(OCH2CH3)2.
Substraty reakcji
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 31. (3 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, podczas którego zajdzie reakcja chemiczna i które potwierdzi, że kwas etanowy (octowy) jest kwasem słabszym od kwasu siarkowego(VI). W tym celu: a) uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując w odpowiednie miejsca wzory użytych odczynników wybranych z listy:
• • • •
CH3COONa(aq) Na2SO4(aq) CH3COOH(aq) H2SO4(aq)
Schemat doświadczenia: ……………………..
……………...……
b) napisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia
....................................................................................................................................................... c) napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji, która przebiegała podczas tego eksperymentu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 32. (1 pkt) Ester organiczny o wzorze sumarycznym C4H8O2 poddano hydrolizie w odpowiednich warunkach, otrzymując jednowodorotlenowy alkohol II-rzędowy i kwas monokarboksylowy o masie molowej 46 g/mol. Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) tego estru.
14
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 33. (2 pkt) Estry, podobnie jak wiele innych związków organicznych, można redukować wodorem cząsteczkowym zgodnie ze schematem: redukcja R1COOR2 ⎯⎯⎯→ R1CH2OH + R2OH (R1, R2 – grupy węglowodorowe) Reakcję tę nazywa się uwodornieniem katalitycznym.
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji katalitycznego uwodornienia propanianu etylu (propionianu etylu) oraz podaj nazwy systematyczne powstających alkoholi.
Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... Nazwy systematyczne alkoholi: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 34. (2 pkt) Napisz, stosując wzory sumaryczne, równanie reakcji hydrolizy maltozy prowadzonej w środowisku o odczynie kwasowym. Określ, czy powstały w tej reakcji produkt jest ketoheksozą czy aldoheksozą.
Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... Produkt reakcji jest .......................................................................................................................
Zadanie 35. (1 pkt) Spośród zdań podanych poniżej wybierz te, które są prawdziwe, i napisz ich numery.
1. Cząsteczka kwasu 2-aminopropanowego (alaniny) jest chiralna. 2. Wiązanie –CONH– występuje w cząsteczkach: biuretu, peptydów i białek. 3. Hydroliza białek polega na rozrywaniu wiązań peptydowych. 4. Denaturacja białek, spowodowana ich ogrzewaniem, jest procesem odwracalnym.
.......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
15
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU! Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy
PESEL KANDYDATA
KOD KANDYDATA
EGZAMIN WSTĘPNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
MCH-R1_1P-103
ROK 2010
Czas pracy 150 minut Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1 – 37). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
2
Informacja do zadania 1 i 2 Powłoki walencyjne atomów trzech pierwiastków I, II i III mają w stanie podstawowym następujące konfiguracje elektronowe: I: 5s2
II: 4s13d10
III: 4s24p4
Zadanie 1. (2 pkt) a) Podaj symbole tych pierwiastków. Pierwiastek I: ........................ Pierwiastek II: ........................ Pierwiastek III: ....................... b) Określ blok konfiguracyjny (energetyczny) s, p lub d układu okresowego, do którego należy pierwiastek II. Blok konfiguracyjny: .......................................
Zadanie 2. (1 pkt) Przedstaw konfigurację elektronową powłoki walencyjnej atomu pierwiastka III za pomocą schematu klatkowego (graficznie). 4s24p4
Zadanie 3. (2 pkt) Podczas rozszczepienia jąder izotopu uranu 235 92
U + 01 n →
235
U zachodzi m.in. reakcja opisana równaniem:
140 56
Ba +
93 36
Kr + 3 01 n
Jej przebieg można przedstawić zapisem uproszczonym:
235
U (n, 3n) 140 Ba , 93 Kr
Rozszczepienie jąder izotopu plutonu 239 Pu zachodzi w podobny sposób: jądro tego izotopu rozszczepia się na jedno jądro izotopu 95 Nb , jedno jądro pewnego izotopu A E oraz trzy neutrony, co ilustruje zapis uproszczony: 239 Pu (n, 3n) 95 Nb , A E Ułóż równanie tej przemiany dla izotopu plutonu 239 Pu. W równaniu podaj wartości liczb atomowych i liczb masowych wszystkich izotopów oraz symbol pierwiastka E.
.......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (2 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe.
Lp.
Zdanie
P/F
W wiązaniu koordynacyjnym wspólna para elektronowa pochodzi od dwóch 1. atomów tworzących to wiązanie. Kowalencyjne wiązanie podwójne tworzą dwie pary elektronów, z których 2. jedna stanowi wiązanie σ, a druga wiązanie π. Wiązanie jonowe tworzy się w wyniku przeniesienia jednego lub kilku 3. elektronów z atomu bardziej elektroujemnego do atomu mniej elektroujemnego i elektrostatycznego przyciągania się powstałych jonów.
Zadanie 5. (2 pkt) Wzory soli wchodzących w skład minerałów przedstawia się często w postaci tlenkowej, wyróżniając w nich tlenek metalu i tlenek niemetalu, np. wzór ortofosforanu(V) wapnia Ca3(PO4)2 można zapisać jako 3CaO·P2O5. Próbka fosforytu, którego podstawowym składnikiem jest ortofosforan(V) wapnia, zawiera 20% masowych P2O5. Oblicz, jaki procent masowy ortofosforanu(V) wapnia Ca3(PO4)2 zawiera ta próbka. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 6. (1 pkt) Poniżej podano równania dwóch reakcji chemicznych prowadzących do powstania tlenku węgla(IV). A. 2CO (g) + O2 (g) ⇄ 2CO2 (g) B. CO (g) + H2O (g) ⇄ CO2 (g) + H2 (g) Wskaż reakcję (A lub B), w której wzrost ciśnienia spowoduje wzrost jej wydajności.
Wzrost ciśnienia spowoduje wzrost wydajności reakcji oznaczonej literą .................................
Zadanie 7. (1 pkt) W poniższej tabeli podano wartości stałej równowagi dwóch reakcji w wybranych temperaturach i pod ciśnieniem 1013 hPa. Reakcja
Równanie reakcji
Wartość stałej równowagi w temperaturze 298 K
400 K
600 K
800 K
I
CO (g) + 2H2 (g) ⇄ CH3OH (g)
2,50·104
1,92
1,14·10-4
6,95·10-7
II
2CH4 (g) ⇄ C2H2 (g) + 3H2 (g)
3,27·10-55
2,72·10-38
1,92·10-21
7,81·10-13
Na podstawie: W. Mizerski: Tablice chemiczne, Warszawa 1997
Analizując zmianę stałych równowagi ze wzrostem temperatury, określ, czy reakcje I i II są egzo- czy endotermiczne.
Reakcja I jest ......................................................................................... Reakcja II jest .........................................................................................
Zadanie 8. (1 pkt) Podaj wartość standardowej entalpii reakcji B ( ΔH oB ), znając wartość standardowej entalpii reakcji A ( ΔH oA ).
A. 2H2 (g) + O2 (g) → 2H2O (g) B. H2O (g) → H2 (g) +
1 2
ΔH oA = – 484 kJ
O2 (g)
Standardowa entalpia reakcji B ΔH oB = ...........................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 9. (3 pkt) a) Zaprojektuj doświadczenie, którego celem jest otrzymanie wodorotlenku miedzi(II). Uzupełnij poniższy schemat doświadczenia, wpisując wzory potrzebnych odczynników wybranych spośród następujących: CuO (s)
NaOH (aq)
Cu
H2O
CuSO4 (aq)
................................
...........................
b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji. ...................................................................................................................................................... c) Probówkę z otrzymanym wodorotlenkiem miedzi(II) ogrzewano przez kilka minut. Napisz, jakie zmiany zaobserwowano. ......................................................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt) Roztwór o masie 100 g zawiera rozpuszczone sole: KCl, NaCl i NaBr. Stężenia procentowe tych soli w roztworze są takie same i wynoszą cp = 2% (masowych). Zakładając, że sole są całkowicie zdysocjowane, oblicz, których jonów (K+, Na+, Br– czy Cl–) jest w roztworze najwięcej. Podaj liczbę moli tych jonów. Wyniki pośrednie i wynik końcowy podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
6
Informacja do zadań 11–13 W celu zbadania właściwości wodorotlenku cynku wykonano doświadczenia zilustrowane poniższym rysunkiem. nadmiar NaOH (stęż.)
nadmiar HCl (aq)
II
I
Zn(OH)2
Zn(OH)2
Zadanie 11. (1 pkt) Napisz, jakie zmiany zaobserwowano w każdej probówce podczas tych doświadczeń. Probówka I: ....................................................................................................................................................... Probówka II: .......................................................................................................................................................
Zadanie 12. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji przebiegających w probówkach I i II, wiedząc, że produktem jednej z nich jest jon kompleksowy o liczbie koordynacyjnej równej 4. Probówka I: ....................................................................................................................................................... Probówka II: .......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (1 pkt) Na podstawie obserwacji zmian zachodzących w probówkach I i II określ charakter chemiczny wodorotlenku cynku. .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 14. (3 pkt) Zmieszano jednakowe objętości roztworów chlorku wapnia i siarczanu(VI) sodu o stężeniach molowych równych 0,02 mol dm 3 . Sprawdź, wykonując odpowiednie obliczenia, czy po zmieszaniu roztworów wytrącił się osad siarczanu(VI) wapnia. Iloczyn rozpuszczalności tego związku wynosi I so (CaSO4 ) 6,1 105 .
Obliczenia:
Odpowiedź:
Informacja do zadania 15 i 16 W wyniku reakcji jonu HPO 24 oraz cząsteczek SO 2 i NH 3 z wodą zaszły następujące przemiany: reakcja I: jon HPO 24 uległ przemianie w jon H 2 PO 4 reakcja II:
cząsteczka SO 2 uległa przemianie w jon HSO3
reakcja III: cząsteczka NH3 uległa przemianie w jon NH 4
Zadanie 15. (2 pkt) Napisz, jaką funkcję (kwasu czy zasady Brönsteda) pełniła woda w reakcji I i III. W reakcji I woda pełniła funkcję ......................................................... W reakcji III woda pełniła funkcję ........................................................
Zadanie 16. (1 pkt) Napisz równanie reakcji II. ......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
8
Informacja do zadania 17 i 18 W celu porównania mocy kwasów: chlorowodorowego (solnego), etanowego (octowego) i węglowego wykonano doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem. HCl (aq)
HCl (aq)
I
CH3COONa (aq)
CH3COOH (aq)
II
Na2CO3 (aq)
III
Na2CO3 (aq)
Do każdej probówki dodano po kilkanaście kropli roztworu kwasu. Użyte w doświadczeniu roztwory kwasów miały jednakowe stężenie molowe równe 1 mol·dm-3. Po zakończeniu doświadczenia sformułowano następujące spostrzeżenia: - u wylotu probówki I wyczuwalny był zapach octu, - w probówkach II i III widoczne były pęcherzyki gazu.
Zadanie 17. (2 pkt) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji przebiegającej w probówce I oraz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła w probówce II. Probówka I: ....................................................................................................................................................... Probówka II: .......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Uszereguj kwasy: chlorowodorowy, etanowy i węglowy zgodnie ze wzrostem ich mocy (od najsłabszego do najmocniejszego), podając we właściwej kolejności ich nazwy. .......................................................................................................................................................
Zadanie 19. (2 pkt) Określ odczyn wodnego roztworu KNO2 oraz wodnego roztworu NH4Cl. Napisz w formie jonowej skróconej równania zachodzących reakcji hydrolizy. Wzór soli KNO2 NH4Cl
Odczyn roztworu
Równanie reakcji
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 20. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzór cząsteczki chloru oraz wzory jonów zawierających chlor. ClO3
Cl2
Cl
ClO 4
Z powyższego zbioru wybierz wzory tych drobin, które w reakcjach utleniania i redukcji mogą być wyłącznie utleniaczami, wyłącznie reduktorami oraz utleniaczami lub reduktorami (wypełnij tabelę). Wzory drobin, które w reakcjach utleniania i redukcji mogą być wyłącznie utleniaczami
wyłącznie reduktorami
utleniaczami lub reduktorami
Zadanie 21. (3 pkt) Reakcja kationów ceru(IV) z anionami arsenianowymi(III) przebiega zgodnie ze schematem: Ce 4 AsO33 H 2 O Ce 3 AsO34 H
a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddanych lub pobranych elektronów (w formie jonowo-elektronowej) równanie procesu redukcji i równanie procesu utleniania dokonujących się w czasie tej reakcji. Równanie procesu redukcji: ...................................................................................................................................................... Równanie procesu utleniania: ......................................................................................................................................................
b) Dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu tej reakcji.
..... Ce 4 ..... AsO 33 ..... H 2 O ..... Ce3 ..... AsO 34 ..... H
10
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 22. (2 pkt)
W ogniwie galwanicznym katodę stanowi półogniwo Cu/Cu2+. Siła elektromotoryczna tego ogniwa w warunkach standardowych wynosi 0,60 V.
Korzystając z szeregu elektrochemicznego metali, ustal za pomocą obliczeń, jakie półogniwo stanowi anodę tego ogniwa. Napisz schemat tego półogniwa. Obliczenia:
Odpowiedź:
Informacja do zadania 23 i 24 Wykonano doświadczenie polegające na przepuszczeniu prądu elektrycznego przez rozcieńczony wodny roztwór kwasu siarkowego(VI).
Zadanie 23. (2 pkt) a) Napisz równanie reakcji, która w czasie doświadczenia zachodziła na anodzie. A (+): ...........................................................................................................................................
b) Oceń, czy w czasie doświadczenia pH roztworu uległo zmianie. .......................................................................................................................................................
Zadanie 24. (2 pkt)
Podczas doświadczenia na katodzie wydzieliło się 4,48 dm3 wodoru w warunkach normalnych. Oblicz, ile sekund prowadzono proces elektrolizy, jeżeli natężenie prądu elektrycznego było równe 4 A. Załóż, że wydajność procesu wynosiła 100%. Przyjmij, że stała Faradaya F = 96500 C·mol-1. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 25. (2 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce kwasu propanowego. Wypełnij tabelę, wpisując stopień utlenienia atomu węgla, którego symbol został podkreślony. CH3-CH2-COOH CH3-CH2-COOH CH3-CH2-COOH Stopnie utlenienia atomów węgla
Zadanie 26. (1 pkt) W reakcji substytucji elektrofilowej jednopodstawionych pochodnych benzenu charakter podstawnika już obecnego w pierścieniu benzenowym decyduje o położeniu drugiego podstawnika. Trzy możliwe produkty dwupodstawione (orto, meta i para) zazwyczaj nie tworzą się w równych ilościach. W poniższej tabeli przedstawiono dane eksperymentalne dotyczące kierunku nitrowania metylobenzenu. Wydajność produktów nitrowania metylobenzenu, % orto
meta
para
63
3
34
Na podstawie: J. McMurry: Chemia organiczna, Warszawa 2003
Narysuj wzór głównego produktu mononitrowania metylobenzenu oraz wzór produktu, którego w tej reakcji powstanie najmniej. Wzór głównego produktu mononitrowania metylobenzenu:
Wzór produktu, którego powstanie najmniej:
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 27. (1 pkt) Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać wzory dwóch izomerów geometrycznych węglowodoru o wzorze grupowym CH3–CH=C(CH3)–CH2–CH3 Izomer 1:
Izomer 2:
C
C
C
C
Zadanie 28. (2 pkt) Badając czystość próbki wody, stwierdzono, że jest ona zanieczyszczona benzenolem (fenolem). W badanej wodzie nie wykryto innych zanieczyszczeń.
Zaprojektuj doświadczenie, które wykaże obecność benzenolu w badanej wodzie. a) Podkreśl nazwę potrzebnego odczynnika, wybranego spośród następujących: zawiesina wodorotlenku miedzi(II)
woda bromowa
odczynnik Tollensa
b) Napisz, co potwierdzi obecność fenolu w wodzie. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 29. (1 pkt) Poniżej podano wybrane właściwości dwóch związków organicznych. a) W reakcji z wodorotlenkiem miedzi(II) tworzy związek kompleksowy barwy szafirowej. b) Daje pozytywny wynik próby Tollensa. c) Reaguje z sodem, a jednym z produktów jest wodór.
Spośród opisanych właściwości a, b i c wybierz wszystkie, które wykazuje propanal, oraz wszystkie, które wykazuje propano-1,2,3-triol (glicerol). Odpowiednie litery wpisz poniżej. Propanal: .................................................
Propano-1,2,3-triol: ...........................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 30. (1 pkt) Estry można redukować przez katalityczne uwodornienie za pomocą wodoru cząsteczkowego. Reakcja ta przebiega pod zwiększonym ciśnieniem i w podwyższonej temperaturze. Ester ulega rozszczepieniu z utworzeniem pierwszorzędowego alkoholu, odpowiadającego „kwasowej części” estru, oraz alkoholu lub fenolu, z którego ester uprzednio zsyntetyzowano. Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd: Chemia organiczna, Warszawa 1998
Uzupełnij schemat opisanego procesu redukcji estru, podając wzory półstrukturalne (grupowe) powstałych produktów.
CH3 – CH – CH – COOC2H5
H2
+
CH3 CH3
Zadanie 31. (2 pkt) Polimer, którego wzór przedstawiono poniżej, stosowany jest między innymi do wyrobu klejów oraz jako spoiwo do farb emulsyjnych.
CH2
CH O
C
O CH3
n
a) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jego monomeru.
b) Określ, do jakiej grupy związków organicznych należy zaklasyfikować monomer. ......................................................................................................................................................
14
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 32. (1 pkt) W wyniku całkowitej hydrolizy pewnego triglicerydu (tłuszczu) w wodnym roztworze NaOH otrzymano palmitynian i stearynian sodu w stosunku molowym 2:1 oraz glicerol.
Zaproponuj wzór półstrukturalny (grupowy) triglicerydu poddanego hydrolizie.
Zadanie 33. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzór aldehydu D-glicerynowego (D-2,3-dihydroksypropanalu) w projekcji Fischera. CHO H
C
OH
CH 2OH
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać wzór aldehydu L-glicerynowego.
CHO C C
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
15
Informacja do zadania 34 i 35 Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny (grupowy) waliny. CH3
CH
CH
COOH
CH3 NH2
Aminokwas ten rozpuszcza się w wodzie. W roztworze o pH = 5,96 (punkt izoelektryczny) występuje w postaci soli wewnętrznej, tzw. jonu obojnaczego.
Zadanie 34. (1 pkt) Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jonu, jaki walina tworzy w środowisku silnie kwasowym.
Zadanie 35. (1 pkt) Napisz wzór półstukturalny (grupowy) dipeptydu powstałego w wyniku kondensacji waliny.
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
16
Informacja do zadania 36 i 37 Podczas ogrzewania mocznika (diamidu kwasu węglowego) zachodzi reakcja kondensacji. Jednym z produktów tej reakcji jest tak zwany biuret. Proces ilustruje następujące równanie: NH2 C
O
NH2 NH2 C
O
ogrzewanie
O
C
NH2 NH + NH3
O
C NH2
NH2
Poniższy rysunek przedstawia przebieg doświadczenia, w czasie którego ogrzewano krystaliczny mocznik. zwilżony uniwersalny papierek wskaźnikowy
krystaliczny mocznik
Zadanie 36. (1 pkt) Opisz możliwe do zaobserwowania podczas tego doświadczenia zmiany, które świadczą o tym, że jednym z produktów reakcji jest amoniak. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 37. (2 pkt) Biuret, podobnie jak białka, reaguje z wodorotlenkiem miedzi(II), tworząc związek kompleksowy o fiołkowym zabarwieniu. Reakcja ta nosi nazwę reakcji biuretowej i służy do wykrywania białek.
a) Napisz wzór tego fragmentu cząsteczki biuretu, który występuje również w białkach.
b) Podaj nazwę tego fragmentu cząsteczki biuretu. .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
ARKUSZ ZAWIERA INFORMACJE PRAWNIE CHRONIONE DO MOMENTU ROZPOCZĘCIA EGZAMINU! Wypełnia kandydat przed rozpoczęciem pracy
PESEL KANDYDATA
KOD KANDYDATA
EGZAMIN WSTĘPNY Z CHEMII
MCH-R1_1P-113
POZIOM ROZSZERZONY Czas pracy 150 minut
ROK 2011
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 32). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL. Życzymy powodzenia!
Za rozwiązanie wszystkich zadań można otrzymać łącznie 60 punktów
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt) Konfiguracja elektronowa atomu arsenu w stanie podstawowym jest następująca: 33
As : 1s2 2s22p6 3s23p63d10 4s24p3
Narysuj klatkowy model rozmieszczenia elektronów walencyjnych atomu arsenu.
Zadanie 2. (1 pkt) Napromieniowanie izotopu
10
(
B cząstkami α
4 2
He ) wywołuje reakcję jądrową, której
przebieg ilustruje schemat: 10 5
Powstający w jej wyniku izotop
A1 Z1
B + 42 He →
A1 Z1
X + 01 n
X jest nietrwały i samorzutnie ulega przemianie β +
(e) 0 + 1
zgodnie ze schematem: A1 Z1
X→
A2 Z2
Y + 01 e +
Podaj symbol pierwiastka Y oraz wartość liczby masowej (A2) izotopu tego pierwiastka, powstającego w powyżej opisanych przemianach.
Symbol pierwiastka Y: ..................................... Liczba masowa A2: .........................................
Zadanie 3. (2 pkt) Cząsteczka amoniaku ma kształt piramidy, co zilustrowano na poniższym schemacie.
Uzupełnij poniższe zdania, podkreślając jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
1. W cząsteczce amoniaku atomowi azotu przypisuje się hybrydyzację ( sp / sp2 / sp3 ). 2. Spośród ( dwóch / trzech / czterech ) zhybrydyzowanych orbitali atomu azotu jeden jest obsadzony przez ( wiążącą / niewiążącą ) parę elektronową. Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2005
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (2 pkt) Pierwiastki X i Y leżą w tej samej grupie układu okresowego, przy czym jeden znajduje się w trzecim, a drugi w piątym okresie. Elektroujemność pierwiastka X jest większa niż elektroujemność pierwiastka Y. Oba pierwiastki tworzą związki z wodorem, których wartości temperatury topnienia i wrzenia (pod ciśnieniem atmosferycznym) podano w tabeli. Temperatura topnienia, ºC
Temperatura wrzenia, ºC
Wodorek pierwiastka X
– 85,4
– 60,2
Wodorek pierwiastka Y
– 51,0
– 2,1
Wodorki obu pierwiastków rozpuszczają się w wodzie, tworząc roztwory o odczynie kwasowym. a) Na podstawie danych zawartych w tabeli określ stan skupienia wodorków obu pierwiastków w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem atmosferycznym.
Stan skupienia Wodorek pierwiastka X Wodorek pierwiastka Y Najwyższy stopień utlenienia pierwiastków X i Y jest taki sam. Tlenek, w którym pierwiastek X przyjmuje swój najwyższy stopień utlenienia, jest bezwodnikiem kwasu bardzo mocnego, zaś analogiczny tlenek pierwiastka Y jest bezwodnikiem kwasu bardzo słabego. b) Korzystając z powyższych informacji, napisz, w którym okresie leży pierwiastek X, a w którym pierwiastek Y, oraz określ przynależność obu pierwiastków do konfiguracyjnego (energetycznego) bloku układu okresowego (s, p lub d).
Pierwiastek X leży w okresie .......................... , a pierwiastek Y leży w okresie ...................... Blok energetyczny: ..........................................
Zadanie 5. (1 pkt) Z podanego zbioru wybierz i podkreśl wzory wszystkich substancji, które nie są jonowe.
CO2
N2
Na2CO3
NaOH
NO2
NH4Cl
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 6. (2 pkt) Szybkość pewnej reakcji chemicznej zachodzącej zgodnie z równaniem stechiometrycznym A+B→C opisuje równanie kinetyczne v = k ⋅ cA ⋅ cB
Stała szybkości tej reakcji w temperaturze 20 oC ma wartość k = 0,1 dm3·mol–1·s–1. Sporządzono roztwór, w którym początkowe stężenie substancji A wynosiło 0,2 mol·dm–3, a początkowe stężenie substancji B było równe 0,4 mol·dm–3. Temperatura roztworu była utrzymywana na poziomie 20 oC. Oblicz szybkość reakcji substancji A i B (w temperaturze 20 ºC) w momencie, w którym stężenie molowe substratu A zmalało do połowy jego początkowej wartości. Pamiętaj o podaniu wyniku z jednostką.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 7. (2 pkt) Reakcję otrzymywania amoniaku z azotu i wodoru można opisać równaniem N2 (g) + 3H2 (g) R 2NH3 (g) Δ Hº = –91,88 kJ a) Określ, czy reakcja syntezy amoniaku jest egzotermiczna, czy endotermiczna.
....................................................................................................................................................... b) Ustal wartość standardowej entalpii tworzenia amoniaku.
Odpowiedź:
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 8. (3 pkt) Przemysłowa metoda otrzymywania azotanu(V) amonu z amoniaku składa się z trzech etapów, które można opisać w uproszczeniu jako: Etap 1: utlenienie amoniaku tlenem z powietrza (przy udziale katalizatora platynowego) do tlenku azotu(IV) i pary wodnej, Etap 2: reakcja wytworzonego w etapie pierwszym tlenku azotu(IV) z wodą, której produktami są kwas azotowy(V) i tlenek azotu(II), Etap 3: zobojętnienie otrzymanego w etapie drugim kwasu azotowego(V) amoniakiem. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących podczas każdego z wymienionych etapów otrzymywania azotanu(V) amonu z amoniaku.
Etap 1: .......................................................................................................................................... Etap 2: .......................................................................................................................................... Etap 3: ..........................................................................................................................................
Zadanie 9. (1 pkt) Część amoniaku rozpuszczonego w wodzie ulega reakcji opisanej równaniem: NH3 + H2O R NH +4 + OH– Wskaż drobiny (cząsteczki lub jony), które w reakcji amoniaku z wodą tworzą sprzężone pary kwas-zasada. Wpisz ich wzory do tabeli.
Sprzężona para 1
Kwas 1:
Zasada 1:
Sprzężona para 2
Kwas 2:
Zasada 2:
Zadanie 10. (1 pkt)
Pewną objętość kwasu solnego o stężeniu molowym 0,1 mol·dm–3 rozcieńczono wodą tak, że pH otrzymanego roztworu było o dwie jednostki większe od pH roztworu początkowego. Ustal stosunek objętości otrzymanego kwasu solnego (Vk) i objętości początkowej kwasu solnego (Vp).
Obliczenia:
Odpowiedź:
Vk Vp
=
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 11. (2 pkt) Oblicz stężenie molowe wodnego roztworu HNO3 o stężeniu 24,00% (w procentach masowych) i gęstości równej 1,14 g·cm–3. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 12. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg potwierdzi amfoteryczne właściwości wodorotlenku cynku. a) Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując wzory użytych odczynników wybranych spośród następujących: HCl (aq)
H2S (aq)
NaOH (aq)
K2CrO4 (aq)
Schemat doświadczenia:
...............
...............
I
II
zawiesina świeżo wytrąconego osadu Zn(OH)2
b) Napisz, jakie obserwowane w tym doświadczeniu zmiany potwierdzą amfoteryczne właściwości wodorotlenku cynku.
....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
7
c) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które zaszły w obu probówkach, wiedząc, że produktem jednej z nich jest związek kompleksowy o liczbie koordynacyjnej równej 4.
Probówka I: ...................................................................................................................................................... Probówka II: ......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (2 pkt) Szkliwo to tkanka pokrywająca powierzchnię zęba. Głównym składnikiem szkliwa jest związek o wzorze Ca10(PO4)6(OH)2. Substancja ta nadaje powierzchni zęba bardzo dużą twardość, ale odpowiada za wrażliwość szkliwa na działanie kwasów. W środowisku o odczynie kwasowym ulega rozpuszczeniu (roztworzeniu), ponieważ reaguje z jonami H+, tworząc monowodorofosforan(V) wapnia o wzorze CaHPO4, który jest rozpuszczalny w wodzie. Proces ten nosi nazwę odwapnienia szkliwa. a) Dokończ poniższy schemat, wpisując wzory produktów i uzgadniając współczynniki stechiometryczne, tak aby otrzymać jonowy zapis równania reakcji, w której Ca10(PO4)6(OH)2 ulega całkowitemu rozpuszczeniu.
Ca10(PO4)6(OH)2 + ...... H+ R .................................................................................................... b) Określ, jak wpłynie na wydajność procesu odwapnienia szkliwa
– stosowanie pasty do zębów zawierającej jony wapnia Ca2+. ................................................................................................................................................ – obniżenie pH środowiska jamy ustnej, np. przez picie napojów o niskim pH. ................................................................................................................................................
Zadanie 14. (1 pkt) Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących w czasie elektrolizy wodnego roztworu NaCl z zastosowaniem elektrod grafitowych.
Równanie reakcji katodowej: ...................................................................................................... Równanie reakcji anodowej: .......................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 15. (3 pkt) Poniżej przedstawiono schematy, równania reakcji elektrodowych i potencjały standardowe dwóch półogniw redoks. Schemat półogniwa
Równanie reakcji elektrodowej
Potencjał standardowy
Pt|Sn2+,Sn4+
Sn4+ + 2e– ' Sn2+
Eº = 0,151 V
Pt|Fe2+,Fe3+
Fe3+ + e– ' Fe2+
Eº = 0,771 V
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001
a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zachodzi w pracującym ogniwie galwanicznym zbudowanym z powyższych półogniw.
....................................................................................................................................................... b) Napisz schemat ogniwa galwanicznego zbudowanego z tych półogniw zgodnie z konwencją sztokholmską.
....................................................................................................................................................... c) Oblicz siłę elektromotoryczną (SEM) tego ogniwa galwanicznego.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 16. (4 pkt) Reakcja wodorotlenku chromu(III) z anionami chloranowymi(I) w środowisku zasadowym przebiega zgodnie ze schematem: Cr(OH)3 + ClO − + OH − ⎯ ⎯→ CrO 24− + Cl− + H 2 O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania dokonujących się w czasie tej reakcji.
Równanie procesu redukcji: ......................................................................................................... Równanie procesu utleniania: ...................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
⎯→ ...... CrO 24− + ...... Cl− + ...... H 2 O ...... Cr(OH)3 + ...... ClO − + ...... OH − ⎯ c) Określ funkcję, jaką w tej reakcji pełnią aniony chloranowe(I).
.......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
9
Informacja do zadań 17.–19.
Do zlewki zawierającej 35,0 cm3 wodnego roztworu substancji A dodawano kroplami wodny roztwór substancji B, stale mierząc pH otrzymywanej mieszaniny. Uzyskano następujący wykres zależności mierzonego pH od objętości dodanego roztworu substancji B:
14,0 12,0 10,0 pH
8,0 6,0 4,0 2,0 0,0
0,0
10,0 20,0 30,0 objętość roztworu substancji B, cm3
40,0
50,0
Zadanie 17. (1 pkt)
Korzystając z wykresu, ustal, ile cm3 roztworu substancji B należy użyć, aby przereagowała ona całkowicie z substancją A zawartą w 35,0 cm3 roztworu.
......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Korzystając z wykresu, określ, jaką barwę przyjmie fenoloftaleina w roztworze otrzymanym przez zmieszanie 35,0 cm3 roztworu substancji A z 40,0 cm3 roztworu substancji B.
......................................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) Spośród podanych poniżej wzorów wybierz wzór związku, który w opisanym doświadczeniu mógł być substancją A, oraz wzór związku, który mógł być substancją B.
KNO3
CH3COOK
C2H5OH
KOH
HNO3
Substancja A: ................................................. Substancja B: ...................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 20. (3 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg ilustruje poniższy schemat. odczynnik X I
II
KMnO4 (aq) + H2SO4 (aq)
KMnO4 (aq) + KOH (aq)
Początkowo roztwory w probówce I i II były fioletowe. Po dodaniu do nich odczynnika X zaobserwowano, że w obu probówkach roztwory zmieniły barwę. a) Spośród poniższych wzorów wybierz i podkreśl wzór odczynnika X, który dodano do obu probówek.
K2SO4
K2SO3
KNO3
b) Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując numery probówek (I lub II), w których zaobserwowano opisane zmiany.
Zaobserwowane zmiany po dodaniu wybranego odczynnika
Numer probówki
Roztwór w probówce stał się zielony. Roztwór w probówce odbarwił się. c) Określ czynnik, który spowodował różny przebieg reakcji odczynnika X z jonami manganianowymi(VII) w obu probówkach.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (1 pkt) Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczkach związków organicznych, których wzory podano w tabeli.
Wzór związku organicznego
CH3OH
HCHO
HCOOH
Stopień utlenienia atomu węgla
Zadanie 22. (2 pkt) Przeprowadzono ciąg reakcji zgodnie z następującym schematem: HC
CH
+ HCl I
A
p, T, katalizator
II
CH2
CH Cl n
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
11
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równania reakcji oznaczonych numerami I i II.
Równanie reakcji I: ...................................................................................................................................................... Równanie reakcji II: ......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (1 pkt) Benzenokarboaldehyd (aldehyd benzoesowy) o wzorze C6H5CHO w obecności stężonych roztworów zasad ulega reakcji Cannizzaro. Reakcja ta zachodzi zgodnie ze schematem:
aldehyd
stężony roztwór NaOH
alkohol + sól kwasu karboksylowego
Każdy z produktów tej reakcji zawiera w cząsteczce taką samą resztę węglowodorową, co reagujący aldehyd. Na podstawie: R.T. Morrison, R.N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1994
Uzupełnij poniższy schemat reakcji dla benzenokarboaldehydu, wpisując w puste pola wzory półstrukturalne (grupowe) produktów tej reakcji. O
H C
2
+
+ NaOH
benzenokarboaldehyd
alkohol
sól kwasu karboksylowego
Zadanie 24. (2 pkt) Pewien kwas alkanowy ma następujący wzór półstrukturalny (grupowy): H3C
CH
CH3
COOH
a) Podaj nazwę systematyczną tego kwasu.
...................................................................................................................................................... b) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) innego kwasu alkanowego o takim samym wzorze sumarycznym.
......................................................................................................................................................
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
12
Informacja do zadań 25.–27. Tymianek właściwy jest aromatyczną rośliną stosowaną jako przyprawa oraz w lecznictwie ludowym. W zależności od pochodzenia zawiera on od 0,1 do 1,5 procent masowych olejku eterycznego. W skład tego olejku wchodzą karwakrol i tymol, których wzory przedstawiono poniżej.
CH3
CH3 OH OH
CH
CH CH3
H3C
H3C
karwakrol
CH3 tymol
Na podstawie: J. Górnicka, Apteka natury, Warszawa 2003
Zadanie 25. (1 pkt) Ustal i napisz wzór sumaryczny tymolu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeśli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe. a) Cechy budowy cząsteczek karwakrolu i tymolu:
1. 2. 3.
Karwakrol i tymol to izomery, ponieważ mają taki sam wzór sumaryczny, ale różnią się wzorami strukturalnymi. W cząsteczkach obu związków sześciu atomom węgla można przypisać hybrydyzację sp2, a czterem atomom węgla – hybrydyzację sp3. Cząsteczki karwakrolu i tymolu są chiralne.
b) Właściwości chemiczne karwakrolu i tymolu:
1.
Karwakrol i tymol są fenolami, tworzą więc z roztworem chlorku żelaza(III) kompleksy o charakterystycznym zabarwieniu.
2.
Karwakrol i tymol nie wykazują zdolności tworzenia estrów.
3.
Karwakrol i tymol nie ulegają reakcji nitrowania.
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 27. (2 pkt) Karwakrol poddano działaniu roztworu NaOH, a następnie do mieszaniny poreakcyjnej wprowadzono tlenek węgla(IV) zgodnie z następującym schematem: CH3 OH
+ NaOH (aq)
+ CO2 + H2O A
I
temperatura pokojowa
B
II
CH H3C
CH3
karwakrol Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych A i B, będących produktami reakcji oznaczonych numerami I i II.
Produkt organiczny reakcji II:
Produkt organiczny reakcji I:
Zadanie 28. (2 pkt) Poniżej podano wzory półstrukturalne (grupowe) pięciu związków organicznych oznaczone numerami I – V. O
CH≡CH
CH3–CH2–OH
I
II
CH3–CH2–C
O CH3–CH2–C
OH
III
NH2
CH3–NH2
IV
V
Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując obok każdej właściwości jeden numer wzoru związku wykazującego tę właściwość.
Właściwość 1.
Odwodnienie (dehydratacja) tej substancji jest laboratoryjną metodą otrzymywania etenu (etylenu).
2.
Związek ten ulega reakcji hydrolizy zasadowej i kwasowej.
3. 4. 5.
W warunkach laboratoryjnych związek ten jest gazem o charakterystycznym zapachu, który bardzo dobrze rozpuszcza się w wodzie, tworząc roztwór o odczynie zasadowym. Związek ten reaguje z wodnym roztworem NaOH, tworząc sól, a nie reaguje z kwasem solnym. Addycja wody do tej substancji (wobec HgSO4 i H2SO4) stanowi ważną metodę otrzymywania etanalu.
Numer wzoru
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 29. (3 pkt) Poniższy schemat ilustruje ciąg reakcji chemicznych, których produktem organicznym jest związek oznaczony literą X. + KOH środowisko C2H5OH
CH3 H3 C
C
Cl
CH3
1
H2C
C
CH3 + H2O środowisko kwasowe CH3
2
X
a) Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) związku oznaczonego literą X i podaj jego nazwę systematyczną.
Wzór związku X: ......................................................................................................................... Nazwa związku X: ....................................................................................................................... b) Stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej, określ typ reakcji 1 i 2.
Typ reakcji 1: ......................................................................................... Typ reakcji 2: ......................................................................................... c) Określ mechanizm (rodnikowy, elektrofilowy, nukleofilowy) reakcji 2.
Mechanizm reakcji 2: ...................................................................................................................
Zadanie 30. (2 pkt) Dwa związki sąsiadują w szeregu homologicznym alkanali (aldehydów, które są pochodnymi alkanów). Stosunek mas molowych tych związków jest równy 1,241. Wykonując odpowiednie obliczenia, ustal wzór sumaryczny związku o mniejszej liczbie atomów węgla w cząsteczce.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 31. (2 pkt) Fenyloalanina w stanie stałym oraz w roztworach wodnych o pH = 5,48 występuje w postaci jonów obojnaczych o następującym wzorze półstrukturalnym (grupowym):
O CH2 CH + NH3
C O
Uzupełnij poniższe schematy, wpisując wzory półstrukturalne (grupowe) organicznych produktów reakcji. O CH2 CH
+ OH–
C +
'
+ H2O
+ H3O+ '
+ H2O
O
NH3
O CH2 CH
C
+ NH3
O
Zadanie 32. (2 pkt) Uzupełnij poniższą tabelę, tak aby otrzymać wzory (w projekcji Fischera) pary enancjomerów oraz pary diastereoizomerów.
Para enancjomerów:
CHO
CHO
H
C
OH
C
HO
C
H
C
CH2OH
CH2OH
Para diastereoizomerów:
CHO
CHO
H
C
OH
C
HO
C
H
C
CH2OH
CH2OH
16
Egzamin wstępny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
PESEL
MCH-R1_1P-113
Miejsce na naklejkê z nr PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
WYPE£NIA EGZAMINATOR Suma punktów 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
KOD EGZAMINATORA
KOD ZDAJ¥CEGO
Czytelny podpis egzaminatora
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
CZERWIEC 2012
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 16 stron (zadania 1 – 37). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-123
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt) Rozszczepienie radioizotopu
235
235 92
U przebiega zgodnie ze schematem:
U +
1 0
n →
92 36
Kr +
A Z
E + 3 01 n
Podaj symbol oraz liczbę atomową i liczbę masową nuklidu
A Z
E.
Zadanie 2. (1 pkt) Poniżej podano konfiguracje elektronowe atomów trzech pierwiastków. Cu: 1s2 2s22p6 3s23p6 4s13d10 C:
1s2 2s12p3
Cr:
1s2 2s22p6 3s23p6 4s13d5
Podaj symbol pierwiastka, dla którego przedstawiono konfigurację elektronową atomu w stanie wzbudzonym.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 3. (2 pkt) a) Uzupełnij poniższe zdanie, podkreślając właściwe określenia w każdym nawiasie. Fluorowodór ma ( wyższą / niższą ) temperaturę wrzenia niż chlorowodór, ponieważ pomiędzy cząsteczkami fluorowodoru ( tworzą się / nie tworzą się ) wiązania wodorowe, a między cząsteczkami chlorowodoru ( tworzą się / nie tworzą się ) wiązania wodorowe.
b) Uzupełnij poniższe zdanie, wpisując wzory wybrane z poniższego zestawu. NH3,
CO,
HNO3,
CaF2
Wiązanie koordynacyjne, nazywane też wiązaniem donorowo-akceptorowym, występuje w cząsteczkach: .......................................................................................................................... .
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych tlenków metali i niemetali. Al2O3
CaO
SiO2
SO2
CO
Na2O NO P4O10
Z powyższego zbioru wybierz i wpisz do tabeli wzory tych tlenków, które reagują z wodą w temperaturze pokojowej, tworząc zasady lub kwasy. Wzory tlenków, które w reakcji z wodą tworzą zasady
kwasy
Zadanie 5. (1 pkt) Pewien metal ma barwę srebrzystobiałą, wysoką temperaturę topnienia i wrzenia, nie reaguje z kwasami nieutleniającymi, ulega działaniu kwasu azotowego(V), reaguje ze stężonym, gorącym kwasem siarkowym(VI). Chlorek, bromek i jodek tego metalu są światłoczułe i rozkładają się na pierwiastki pod wpływem światła słonecznego. Na podstawie: Encyklopedia szkolna. Chemia, Kraków 2005
Podaj symbol lub nazwę tego metalu. ...................................................................
Zadanie 6. (2 pkt) Wodorotlenek glinu roztwarza się zarówno w kwasach, jak i w zasadach. W tych ostatnich przechodzi w tetrahydroksoglinian lub, przy dużym nadmiarze jonów OH , w heksahydroksoglinian. Procesy te można zilustrować następującym schematem: Al(OH)3
+OH
-
A
+2OH
-
B
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004
a) Uzupełnij powyższy schemat, podając wzory jonów oznaczonych literami A i B.
Wzór jonu A: ................................................................................................................................
Wzór jonu B: ................................................................................................................................ b) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji wodorotlenku glinu z kwasem siarkowym(VI).
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (2 pkt) Wykonano dwa doświadczenia, których przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. HCl (stęż.)
NaOH (stęż.)
II
I
NH4Cl (aq)
Na2CO3 (aq)
a) Napisz, co zaobserwowano podczas reakcji zachodzących w probówkach I i II. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji przebiegającej w probówce II.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (3 pkt) Dysponujesz następującymi odczynnikami: Cu
NaOH (aq)
HCl (aq)
CuSO4 (aq)
H2O
a) Wybierz odczynniki spośród podanych powyżej i opisz kolejne czynności, które należy wykonać w celu otrzymania roztworu chlorku miedzi(II). ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... b) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji zachodzących podczas tego doświadczenia. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 9. (2 pkt) W dwóch reaktorach przebiegały reakcje: 1) H2 (g) + I2 (g) ⇄ 2HI (g)
∆H° = 53 kJ
2) 3H2 (g) + N2 (g) ⇄ 2NH3 (g)
∆H° = –92 kJ
Po pewnym czasie w obu reaktorach ustalił się stan równowagi. Określ, jak zmieni się wydajność reakcji otrzymywania jodowodoru oraz otrzymywania amoniaku (wzrośnie, zmaleje, nie ulegnie zmianie), jeżeli a) po ustaleniu stanu równowagi zostanie zwiększone ciśnienie w warunkach izotermicznych. Wydajność reakcji 1) ................................................................................................................... Wydajność reakcji 2) ................................................................................................................... b) po ustaleniu stanu równowagi zwiększona zostanie temperatura w warunkach izobarycznych. Wydajność reakcji 1) ................................................................................................................... Wydajność reakcji 2) ...................................................................................................................
Zadanie 10. (2 pkt) Poniżej przedstawiono wzory wybranych jonów i cząsteczek. HSO 4
OH
NH 4
CO 32
H2O
H3 O
HCl
a) Wybierz i wpisz do tabeli wzory cząsteczek i jonów, które zgodnie z teorią Brönsteda są w roztworach wodnych wyłącznie kwasami, oraz te, które są wyłącznie zasadami. Kwasy
Zasady
b) Spośród wymienionych wyżej drobin wybierz te, które tworzą sprzężone pary kwaszasada. Napisz ich wzory w tabeli. Wzór kwasu Sprzężona para I Sprzężona para II
Wzór zasady
6
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Zadanie 11. (2 pkt) Do 120,00 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) srebra o gęstości 1,10 g · cm–3 o nieznanym stężeniu dodano wodę i otrzymano 500 cm3 roztworu o stężeniu 0,13 mol · dm–3. Oblicz stężenie procentowe (w procentach masowych) roztworu azotanu(V) srebra przed rozcieńczeniem wodą. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 12. (1 pkt) Ortofosforan(V) baru można wytrącić, i wodoroortofosforanu(V) sodu (Na2HPO4).
mieszając
roztwory:
chlorku
baru
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji otrzymywania ortofosforanu(V) baru przedstawioną metodą.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 13. (3 pkt) Do roztworu zawierającego 2 mole azotanu(V) srebra(I) dodano rozcieńczony roztwór zawierający 4 mole kwasu chlorowodorowego (reakcja I). Powstały osad odsączono, a do przesączu dodano roztwór zawierający 1 mol wodorotlenku wapnia (reakcja II). a) Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji I i w formie jonowej skróconej równanie reakcji II.
Równanie reakcji I: ...................................................................................................................... Równanie reakcji II: ..................................................................................................................... b) Określ pH roztworu otrzymanego w reakcji przesączu z wodorotlenkiem wapnia, stosując zapis: pH=7 lub pH<7 lub pH>7. Roztwór ma pH .............................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 14. (1 pkt) Fenoloftaleina zmienia barwę w roztworze wodnym o 8,3 ≤ pH ≤ 10,0. Z roztworów I i II o podanych stężeniach jonów wodorotlenkowych wybierz ten, w którym fenoloftaleina zabarwi się na kolor malinowy. I c OH = 10-9 mol · dm 3 II c OH = 10-5 mol · dm 3 Fenoloftaleina zabarwi się na kolor malinowy w roztworze ..............................
Zadanie 15. (2 pkt) Synteza amoniaku przebiega w fazie gazowej zgodnie z równaniem: 3H2 + N2 ⇄ 2NH3. Równanie kinetyczne opisujące zależność szybkości tej reakcji od stężeń substratów ma postać: v = k · (c H )3 · c N 2
2
Wykonaj odpowiednie obliczenia i określ, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje i ile razy) szybkość tej reakcji, jeżeli przy niezmienionej ilości reagentów i niezmienionej temperaturze ciśnienie reagujących gazów zmaleje dwukrotnie. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 16. (1 pkt) W trzech nieoznakowanych probówkach znajdowały się: stężony kwas siarkowy(VI), rozcieńczony kwas azotowy(V) i stężony kwas azotowy(V). W celu identyfikacji zawartości probówek przeprowadzono reakcje tych kwasów z miedzią i zanotowano obserwacje. Probówka I Zaobserwowano intensywne wydzielanie się brunatnego gazu.
Probówka II Wydzielał się bezbarwny gaz o ostrym, duszącym zapachu.
Probówka III Po delikatnym ogrzaniu zawartości probówki stwierdzono wydzielanie się bezbarwnego gazu, który po zetknięciu z powietrzem stawał się brunatny.
Wpisz do poniższej tabeli wzory kwasów znajdujących się w probówkach I, II i III, uwzględniając, czy kwas był stężony, czy rozcieńczony. Probówka I Wzór kwasu
Probówka II
Probówka III
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 17. (2 pkt) W 3 dm3 wodnego roztworu kwasu o wzorze ogólnym HY w pewnej temperaturze znajduje się 5,418·1023 jonów Y i 4,50 mola niezdysocjowanych cząsteczek HY. Oblicz stałą dysocjacji kwasu HY. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 18. (1 pkt) Nadtlenek wodoru może wykazywać w reakcjach właściwości redukujące lub utleniające. Podaj, w której reakcji (1. czy 2.) nadtlenek wodoru pełni rolę reduktora. -
1) 2I + H2O2 + 2H+ → I2 + 2H2O -
2) 2MnO4 + 5H2O2 + 6H+ → 2Mn2+ + 5O2 + 8H2O Rolę reduktora nadtlenek wodoru pełni w reakcji .....................
Zadanie 19. (3 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji: Cr(OH)3 (s) + IO 3 + OH → CrO 24 + I + H2O a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem pobieranych lub oddawanych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów utleniania i redukcji zachodzących podczas tej reakcji. Równanie procesu utleniania: ....................................................................................................................................................... Równanie procesu redukcji: ....................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie. ...... Cr(OH)3 (s) + ...... IO 3 + ...... OH → ...... CrO 24 + …… I + …… H2O
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 20. (2 pkt) Trzy płytki metalowe o znanych masach zanurzono do roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) zgodnie z poniższym rysunkiem. Al Ag Cd
CuSO4 (aq) Po pewnym czasie płytki wyjęto z roztworu, osuszono i zważono. Okazało się, że masa płytki kadmowej zmalała. a) Określ, jak zmieniły się (wzrosły, nie uległy zmianie, zmalały) masy pozostałych płytek. Masa płytki glinowej ..................................................................................... Masa płytki srebrnej ...................................................................................... b)
Uzasadnij, dlaczego masa płytki kadmowej zmalała.
....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (2 pkt) Regenerowalnym ogniwem stosowanym w pojazdach mechanicznych jest akumulator ołowiowy, zwany kwasowym, o schemacie: (–) Pb | H2SO4 (aq) | PbO2, Pb (+) Podczas rozładowywania zachodzą w nim następujące reakcje: elektroda dodatnia: PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- → PbSO4 + 2H2O elektroda ujemna: Pb + SO42- → PbSO4 + 2ePodczas ładowania akumulatora zachodzą reakcje odwrotne. a) Korzystając z powyższych informacji, napisz w formie cząsteczkowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej podczas ładowania akumulatora.
....................................................................................................................................................... b) Uzupełnij poniższe zdania. W zdaniu 1. podkreśl jedno określenie w nawiasie, a w zdaniu 2. podaj wzór odpowiedniego związku. 1. Podczas ładowania akumulatora stężenie kwasu siarkowego(VI) ( maleje / wzrasta ). 2. Podczas rozładowywania akumulatora obie elektrody ołowiane pokrywają się .....................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 22. (2 pkt) Podczas elektrolizy wodnych roztworów niektórych soli kwasów beztlenowych na katodzie wydziela się gazowy produkt, a roztwór wokół katody zmienia odczyn. a) Spośród poniżej przedstawionych wzorów soli i nazw wskaźników wybierz wzór soli, która ulega opisanej przemianie, oraz nazwę wskaźnika, który potwierdzi zmianę odczynu roztworu. – roztwory soli: CuCl2, NaCl – wskaźniki: fenoloftaleina, oranż metylowy
Wzór soli: ...............................................
Nazwa wskaźnika: ...............................................
b) Określ, jak zmieni się barwa wybranego wskaźnika w przestrzeni katodowej. Odpowiedź uzasadnij, pisząc odpowiednie równanie reakcji elektrodowej.
Wskaźnik zmieni barwę na ........................................................................................ Równanie reakcji:
.......................................................................................................................................................
Zadanie 23. (1 pkt) Pewien węglowodór ma wzór sumaryczny C5H10. Korzystając z zawartych w tabeli informacji dotyczących budowy cząsteczki tego węglowodoru, przedstaw jego wzór półstrukturalny (grupowy). Liczba wiązań
Liczba atomów węgla
σ
π
I-rzędowych
II-rzędowych
III-rzędowych
IV-rzędowych
15
0
1
3
1
0
Zadanie 24. (1 pkt) Przedstaw wzór półstrukturalny (grupowy) powstałego głównego produktu reakcji addycji dwóch moli cząsteczek bromowodoru do jednego mola cząsteczek but-1-ynu zgodnie z regułą Markownikowa.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 25. (2 pkt) Ważnym monomerem do produkcji kauczuku syntetycznego jest 2-metylobuta-1,3-dien, zwany izoprenem. Można go otrzymać z propenu w wieloetapowym procesie. W etapie I następuje dimeryzacja propenu na katalizatorze glinoorganicznym (AlR3). W etapie II następuje izomeryzacja 2-metylopent-1-enu, a w III piroliza (rozkład pod wpływem wysokiej temperatury) produktu izomeryzacji. I propen
III
II 2-metylopent-1-en
2-metylopent-2-en
izopren + metan
Korzystając z powyższej informacji i przedstawionego ciągu przemian, napisz równania reakcji etapu I i III, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych. Równania reakcji:
Etap I: ...........................................................................................................................................
Etap III: ........................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) Poniżej przedstawiono równania reakcji całkowitego spalania metanu i propanu. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O C3H8 + 5O2 → 3CO2 + 4H2O Po całkowitym spaleniu 16,80 dm 3 mieszaniny gazów składającej się z metanu i propanu, zmierzonej w warunkach normalnych (p = 1013,25 hPa, T = 273,15 K) otrzymano 38,28 dm 3 tlenku węgla(IV) zmierzonego w temperaturze 373,15 K i pod ciśnieniem normalnym. Oblicz zawartość procentową (w % objętościowych) propanu w mieszaninie gazów. Stała gazowa R = 83,14 dm 3 · hPa · mol 1 · K 1 . Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
12
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
Informacja do zadania 27. i 28. Benzenol (hydroksybenzen, fenol) jest silną trucizną. Obecność grupy hydroksylowej w cząsteczce benzenolu sprzyja reakcjom podstawienia, grupa ta działa bowiem aktywująco. W niektórych przypadkach, ze względu na dużą reaktywność benzenolu, trudno jest zatrzymać reakcję na etapie monopodstawienia. Przykładem jest reakcja benzenolu z bromem, która zachodzi w stosunku molowym n C6 H 5OH : n Br2 = 1 : 3 i prowadzi do powstania trudno rozpuszczalnej tribromopochodnej. Reakcję bromowania benzenolu można wykorzystać do oznaczania zawartości tego związku w ściekach przemysłowych.
Zadanie 27. (3 pkt) a) Napisz, korzystając z powyższej informacji, równanie reakcji benzenolu z bromem. Związki organiczne przedstaw za pomocą uproszczonych wzorów strukturalnych.
b) Podaj nazwę systematyczną organicznego produktu reakcji. ....................................................................................................................................................... c) Określ, według jakiego mechanizmu nukleofilowego) zachodzi opisana reakcja.
(rodnikowego,
elektrofilowego
czy
.......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (2 pkt) Podczas badania próbki ścieku fabrycznego stwierdzono, że benzenol (jedyny fenol w tym ścieku) zawarty w 150 cm 3 tej próbki reaguje z 0,007665 g bromu. Graniczna wartość stężenia fenoli w wodzie podziemnej klasy IV wynosi 0,05 mg · dm 3 . Oblicz, ile razy stężenie benzenolu w próbce ścieku fabrycznego jest większe od wartości granicznej stężenia fenoli dla wody podziemnej klasy IV. W obliczeniach przyjmij przybliżone wartości mas molowych: M Br = 80 g · mol 1 , M C = 12 g · mol 1 , M O = 16 g · mol 1 , M H = 1 g · mol 1 . Obliczenia :
Odpowiedź :
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 29. (1 pkt) Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich aldehydów, które można otrzymać w wyniku utlenienia alkoholi o wzorze C4H9OH.
Zadanie 30. (2 pkt) Zaprojektuj doświadczenie, którego przebieg pozwoli na potwierdzenie obecności etano-1,2-diolu w probówce I i benzenolu w probówce II. a) Wybierz odczynnik, który potwierdzi obecność etano-1,2-diolu w probówce I, oraz odczynnik, który potwierdzi obecność benzenolu w probówce II. Uzupełnij schemat doświadczenia, wpisując nazwy lub wzory odczynników wybranych spośród następujących: wodny roztwór AgNO3 z dodatkiem wodnego roztworu NH3 zawiesina Cu(OH)2 wodny roztwór FeCl3 .........................
I
etano-1,2-diol
.........................
II
benzenol (aq)
b) Napisz, co potwierdzi obecność etano-1,2-diolu w probówce I oraz benzenolu w probówce II. Probówka I: .................................................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................
Zadanie 31. (1 pkt) Spośród poniższych wzorów wybierz wszystkie, które przedstawiają związki mogące wykazywać czynność optyczną, i napisz ich numery. HO–CH2CH(OH)CHO CH3CH(OH)CH3 CH3CH2CH(OH)COOH CH3CH2CH(OH)CH3 I II III IV Czynność optyczną mogą wykazywać związki ......................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 32. (1 pkt) Moc łańcuchowych kwasów karboksylowych zależy między innymi od liczby atomów węgla w cząsteczce, a także od obecności połączonych z atomami węgla atomów pierwiastków o dużej elektroujemności, np. chloru. Wpływ elektroujemnych atomów jest następujący: im większa jest ich liczba w cząsteczce, tym moc kwasu jest większa, im bardziej atomy te są oddalone od grupy karboksylowej, tym moc kwasu jest mniejsza. Uszereguj podane poniżej kwasy zgodnie ze wzrostem ich mocy i napisz ich numery. CH3CH(Cl)CH2COOH I
C2H5C(Cl2)COOH II
C2H5CH2COOH III
C2H5CH(Cl)COOH IV
.......................................................................................................................................................
Zadanie 33. (1 pkt) Monohydroksylowe hydroksykwasy w odpowiednich warunkach ulegają międzycząsteczkowej estryfikacji. Wiązania estrowe mogą tworzyć się między wieloma cząsteczkami hydroksykwasów, prowadząc do powstawania poliestrów. Napisz równanie reakcji powstawania łańcuchowego estru z trzech cząsteczek kwasu 2-hydroksypropanowego (mlekowego), uzupełniając poniższy schemat.
3 HO CH COOH
+
CH3
Zadanie 34. (1 pkt) Cząsteczka aminokwasu o wzorze ogólnym H2N–CH(R)–COOH w silnie kwasowym roztworze ma dwie grupy o charakterze kwasowym: (I) –NH3+ i (II) –COOH. Stałe kwasowości Ka (stałe dysocjacji) dla obu grup wynoszą: Ka(I)≈10–10, Ka(II)≈10–3. Oceń, która grupa kwasowa w pierwszej kolejności będzie oddawała proton, gdy do zakwaszonego roztworu aminokwasu doda się zasadę. Odpowiedz i zilustruj zachodzący proces, zapisując w formie jonowej skróconej równanie reakcji tego aminokwasu (w formie występującej w środowisku kwasowym) z zasadą.
W pierwszej kolejności będzie oddawała proton grupa ...............................................................
Równanie reakcji:
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 35. (1 pkt) Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg przedstawiono na poniższym schemacie. Pb(NO3)2 (aq)
I
NaCl (aq)
H2SO4 (stęż.)
II
III
(NH4)2SO4 (aq)
IV
roztwór białka jaja kurzego Podaj numery probówek, w których białko jaja kurzego uległo odwracalnej koagulacji (wysoleniu).
Białko uległo wysoleniu w probówkach ......................................................................................
Zadanie 36. (1 pkt) Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe. Zdanie 1. Reakcja ksantoproteinowa zachodzi podczas działania stężonego kwasu azotowego(V) na białko i w jej wyniku pojawia się charakterystyczne pomarańczowe zabarwienie, które pod działaniem roztworu amoniaku zmienia się na żółte. 2. Reakcja ksantoproteinowa polega na nitrowaniu reszt aminokwasowych występujących w cząsteczkach białek i zawierających pierścienie aromatyczne. 3. Reakcja biuretowa zachodzi podczas działania siarczanu(VI) miedzi(II) na białko w środowisku zasadowym, w wyniku czego powstaje związek kompleksowy o barwie zielonej.
P/F
Zadanie 37. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzór aspartamu (syntetycznego środka słodzącego). O
O
H2N CH C CH2
NH CH C CH2
O CH3
COOH
Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) trzech związków, które powstają w wyniku całkowitej hydrolizy aspartamu.
16
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
Centralna Komisja Egzaminacyjna
Układ graficzny © CKE 2010
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
CZERWIEC 2013
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1 – 38). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-133
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt) W 1919 roku Ernest Rutherford dokonał pierwszej sztucznej przemiany jądrowej, w której cząstka α zderzała się z jądrem 14N. Uzupełnij schemat przemiany jądrowej zrealizowanej przez Rutherforda, wiedząc, że jednym z jej produktów jest proton.
14
+
N+
Zadanie 2. (1 pkt) Konfiguracja elektronowa atomów w stanie podstawowym dwóch chemicznych, oznaczonych umownie literami X i Y, jest następująca: X: 1s22s22p63s2
pierwiastków
Y: 1s22s22p3
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe. Zdanie 1. 2. 3.
P/F
Wszystkim elektronom podpowłok 1s i 2s w atomach pierwiastków X i Y odpowiadają te same wartości pobocznej liczby kwantowej. W atomie pierwiastka X nie ma dwóch elektronów zajmujących poziomy orbitalne o tej samej wartości głównej liczby kwantowej. Elektrony obsadzające poziomy orbitalne 2s atomów pierwiastków X i Y są sparowane, co oznacza, że odpowiadają im różne wartości pobocznej liczby kwantowej.
Zadanie 3. (2 pkt) Na budowę przestrzenną cząsteczek i jonów ma wpływ liczba wiązań σ tworzonych przez atom centralny drobiny oraz liczba wolnych par elektronowych tego atomu. Poniżej przedstawiono wzory czterech drobin.
H 3O
BCl3
NH 4
CH 4
a) Spośród drobin, których wzory przedstawiono powyżej, wybierz i napisz wzór drobiny, której atom centralny ma w obrębie powłoki walencyjnej wolną parę elektronową.
........................................................................... b) Spośród drobin, których wzory przedstawiono powyżej, wybierz i napisz wzory wszystkich, w których występuje wiązanie koordynacyjne.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Informacja do zadania 4. i 5. Próbkę mieszaniny węglanu wapnia i tlenku wapnia o znanej masie poddano prażeniu. Po kilkunastu minutach ogrzewania stwierdzono, że masa produktu przestała się zmieniać i jest o 20,75% mniejsza od początkowej masy próbki.
Zadanie 4. (1 pkt) Wyjaśnij ubytek masy analizowanej mieszaniny w czasie jej ogrzewania, zapisując równanie zachodzącej reakcji.
......................................................................................................................................................
Zadanie 5. (2 pkt) Oblicz zawartość węglanu wapnia w mieszaninie przed jej wyprażeniem. Wynik podaj w procentach masowych z dokładnością do liczb całkowitych.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 6. (2 pkt) Pewna reakcja chemiczna zachodzi w trzech następujących po sobie etapach. Etap 1.
I H 2 O 2 IO H 2 O
Etap 2.
IO I 2H I 2 H 2 O
Etap 3.
I 2 2S2 O32 S4 O62 2I
a) Przeanalizuj podany mechanizm reakcji i na jego podstawie napisz sumaryczne równanie przemiany w formie jonowej skróconej. Podaj wzór drobiny, która pełni funkcję katalizatora.
Równanie reakcji: ........................................................................................................................ Wzór katalizatora: ........................................... b) Napisz wzory wszystkich produktów przejściowych opisanej przemiany.
......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (1 pkt) Rozkład tlenku azotu(IV) zachodzi zgodnie z równaniem: 1 O2 (g) 2 W tabeli podano wartości stałej równowagi reakcji rozkładu tlenku azotu(IV) w różnych temperaturach.
NO2 (g)
NO (g) +
Temperatura, K
298
400
600
800
1000
1500
Stała równowagi
6,60·10–7
2,39·10–4
7,96·10–2
1,47
8,42
84,50
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Przeanalizuj podane informacje i napisz, czy reakcja rozkładu tlenku azotu(IV) jest egzotermiczna, czy endotermiczna.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 8. (2 pkt) Wodorotlenek sodu reaguje z kwasem solnym zgodnie z równaniem: NaOH + HCl → NaCl + H2O Zobojętniono 20,0 cm3 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,1 mol · dm–3, dodając do niego 20,0 cm3 kwasu solnego o tym samym stężeniu. Oblicz, jak zmieniło się (wzrosło albo zmalało i ile razy w stosunku do wartości początkowej) stężenie jonów wodorotlenkowych po zobojętnieniu roztworu wodorotlenku sodu kwasem solnym.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Informacja do zadań 9.–11. Podany schemat przedstawia ciąg przemian prowadzonych w roztworach wodnych z udziałem związków chromu.
Cr2(SO4)3 (aq)
1
Cr(OH)3 (s)
2
Na[Cr(OH)4] (aq)
3
Na2CrO4 (aq)
Zadanie 9. (1 pkt) Wykonano doświadczenie, podczas którego przeprowadzono reakcje zgodnie z powyższym schematem. W tabeli zapisano spostrzeżenia dokonane w czasie doświadczenia. Każdemu opisowi spostrzeżeń przyporządkuj reakcję, wpisując do tabeli numer (1–3), którym jest oznaczona na schemacie.
Opis spostrzeżeń
Numer reakcji
Szarozielony osad roztwarza się i powstaje roztwór o barwie zielonej. Zielony roztwór zmienia barwę na żółtą. Wytrąca się szarozielony osad, a roztwór odbarwia się.
Zadanie 10. (2 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji oznaczonych na schemacie numerami 1 i 2.
Równanie reakcji 1.: .................................................................................................................... Równanie reakcji 2.: ....................................................................................................................
Zadanie 11. (3 pkt) Reakcję oznaczoną na schemacie numerem 3 można przeprowadzić, stosując jako utleniacz nadtlenek wodoru w środowisku o odczynie silnie zasadowym. a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby pobranych lub oddanych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania zachodzących podczas tej przemiany.
Równanie procesu redukcji: ...................................................................................................................................................... Równanie procesu utleniania: ...................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Cr(OH) 4
H 2O2
OH
CrO 24
H 2O
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Informacja do zadania 12. i 13. Iloczyn rozpuszczalności siarczanu(VI) baru Kso= [Ba 2 ] [SO 24 ] w temperaturze 25 °C ma wartość 1 · 10–10. Siarczan baru praktycznie nie rozpuszcza się w kwasach i zasadach.
Zadanie 12. (2 pkt) Wykonaj obliczenia i napisz, czy po zmieszaniu równych objętości roztworów siarczanu(VI) potasu i chlorku baru o stężeniu 2 · 10–3 mol · dm–3 każdy wytrąci się osad siarczanu(VI) baru.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 13. (1 pkt) Związki baru są trujące, a mimo to siarczan(VI) baru jest stosowany w diagnostyce rentgenowskiej przewodu pokarmowego jako kontrast, który podaje się pacjentom doustnie. Uzupełnij poniższe zdania, wybierając jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Wybrane określenie podkreśl.
1. Siarczan(VI) baru bardzo ( słabo / dobrze ) rozpuszcza się w wodzie i ( nie reaguje / reaguje ) z kwasem solnym zawartym w soku żołądkowym. 2. Węglan baru bardzo ( słabo / dobrze ) rozpuszcza się w wodzie i ( nie reaguje / reaguje ) z kwasem solnym zawartym w soku żołądkowym, a więc ( może / nie może) być zastosowany jako kontrast zamiast siarczanu(VI) baru.
Zadanie 14. (1 pkt) W celu wykrycia obecności jonów manganu(II) w roztworze analizowaną próbkę zakwasza się i dodaje się do niej stały PbO2, a następnie ogrzewa. Jeżeli w próbce były jony Mn2+, roztwór po reakcji przyjmuje charakterystyczne fioletowe zabarwienie. Napisz wzór jonu, który odpowiada za uzyskanie przez roztwór fioletowej barwy, oraz określ rolę, jaką pełni tlenek ołowiu(IV) w opisanej metodzie wykrywania jonów manganu(II).
Wzór jonu: ...............................................
Rola PbO2: ............................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 15. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wybrane właściwości chemiczne bizmutu. I Bi + H+ → reakcja nie zachodzi II 2Bi + 3Cl2 → 2BiCl3 Określ, czy potencjał standardowy układu Cl2/Cl – mierzony względem standardowej elektrody wodorowej jest dodatni, czy ujemny.
......................................................................................................................................................
Informacja do zadania 16. i 17. Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg ilustruje schemat. W roztworze znajdującym się w każdej zlewce zanurzono na kilka minut zważone blaszki wykonane z różnych metali. Ag I
Zn II
Cu III
Ag IV
Cu V
Al VI
CuSO4 (aq)
CuSO4 (aq)
HNO3 (stęż.)
HCl (stęż.)
AgNO3 (aq)
NaOH (stęż.)
Jednym z produktów reakcji, która zaszła po zanurzeniu w stężonym roztworze NaOH blaszki z glinu, jest jon o wzorze Al(OH) 4 .
Zadanie 16. (3 pkt) Wpisz do tabeli numery blaszek, których masa zmalała, wzrosła oraz nie zmieniła się.
Masa zmalała: Masa wzrosła: Masa nie zmieniła się:
Zadanie 17. (1 pkt) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła po zanurzeniu blaszki z glinu w stężonym roztworze NaOH.
......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Informacja do zadania 18. i 19. Zbudowano zestaw doświadczalny zgodnie z poniższym rysunkiem. woltomierz
()
klucz elektrolityczny
(+)
H2 (g)
Pt
Me (s)
MeSO4 (aq)
H2SO4 (aq) I
II
Stwierdzono, że siła elektromotoryczna (SEM) ogniwa w warunkach standardowych jest równa 0,28 V.
Zadanie 18. (1 pkt) Zidentyfikuj metal Me i napisz, stosując jego symbol chemiczny, równanie reakcji elektrodowej, która zachodzi w półogniwie I.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 19. (1 pkt) Oblicz, jak zmieniła się (wzrosła czy zmalała i o ile) liczba moli jonów wodoru w roztworze w półogniwie II po przepłynięciu przez obwód ładunku elektrycznego o wartości 96500 C. Stała Faradaya ma wartość F = 96500 C · mol–1.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Informacja do zadania 20. i 21. W czasie elektrolizy roztworów wodnych można – dobierając materiał, z jakiego wykonane są elektrody – wpływać na rodzaj zachodzących na nich procesów. Ma to szczególne znaczenie w przypadku elektrod pełniących funkcję anody. Anody grafitowe nie ulegają zmianom w czasie elektrolizy, natomiast anody wykonane z metali innych niż platyna, iryd, złoto i tantal ulegają utlenianiu. Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
Zadanie 20. (1 pkt) Przeprowadzono elektrolizę wodnego roztworu siarczanu(VI) cynku na elektrodach grafitowych oraz na elektrodach cynkowych. Określ potencjał elektrody (dodatni lub ujemny), na której w obu opisanych doświadczeniach zachodziła ta sama reakcja elektrodowa. ......................................................................................................................................................
Zadanie 21. (3 pkt) a) Napisz równania reakcji przebiegających w czasie elektrolizy siarczanu(VI) cynku na anodzie grafitowej i na anodzie cynkowej.
roztworu
Anoda grafitowa: ......................................................................................................................... Anoda cynkowa: .......................................................................................................................... b) Opisz zmianę, jaką można zaobserwować w przestrzeni anodowej w czasie elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) cynku na elektrodach grafitowych.
...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (2 pkt)
Standardowa molowa entalpia spalania etenu C2H4 (g) wynosi ΔspH° = –1411,2 kJ · mol–1, a standardowa molowa entalpia spalania etynu C2H2 (g) wynosi ΔspH° = –1301,1 kJ · mol–1. Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.
Oceń, w którym przypadku można uzyskać więcej energii wydzielonej na sposób ciepła: podczas izobarycznego spalania całkowitego 20 gramów etenu czy podczas izobarycznego spalania całkowitego 20 gramów etynu. Wykonaj odpowiednie obliczenia w odniesieniu do warunków standardowych.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 23. (1 pkt) Benzen reaguje z chlorem, ulegając – w zależności od warunków – reakcji substytucji albo addycji, zgodnie ze schematem:
+ Cl2
chlorobenzen
+ Cl2 promieniowanie UV
FeCl3
1,2,3,4,5,6-heksachlorocykloheksan
Napisz równania przedstawionych na schemacie reakcji substytucji i addycji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone reagentów organicznych.
Reakcja substytucji:
....................................................................................................................................................... Reakcja addycji:
.......................................................................................................................................................
Informacja do zadań 24.–27. Dane są cztery bromopochodne węglowodorów o następujących wzorach półstrukturalnych:
I
CH3 CH2 CH2 CH2 Br
II
CH3 CH CH2 Br CH3
III
CH3 CH CH2 CH3
CH3
IV
CH3 C Br
Br
CH3
Zadanie 24. (1 pkt) Spośród podanych wzorów wybierz wzór bromopochodnej zdolnej do tworzenia izomerów optycznych i uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał budowę obu enancjomerów.
C
C
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 25. (1 pkt) Podaj numer, którym oznaczono wzór bromopochodnej węglowodoru zawierającej w cząsteczce atom węgla na dodatnim formalnym stopniu utlenienia.
......................................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) Alkeny można otrzymać w laboratorium w reakcjach eliminacji, działając alkoholowym roztworem wodorotlenku potasu na bromopochodne węglowodorów. Spośród podanych wzorów (I–IV) wybierz wzór tej bromopochodnej, z której w opisanej reakcji jako produkt główny powstaje alken zdolny do występowania w postaci izomerów geometrycznych. Napisz nazwę systematyczną tej bromopochodnej i uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał budowę izomerów geometrycznych cis i trans alkenu.
Nazwa systematyczna bromopochodnej: .................................................................................... Schemat: izomer cis
C
H C 2
CH 2
C
izomer trans
C
H C 2
CH 2
C
Zadanie 27. (1 pkt) W wyniku zasadowej hydrolizy bromopochodnych węglowodorów powstają alkohole. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich alkoholi pierwszorzędowych, jakie można otrzymać w reakcjach zasadowej hydrolizy bromopochodnych węglowodorów o wzorach podanych w informacji wprowadzającej.
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Informacja do zadania 28. i 29. W celu ustalenia budowy węglowodoru o wzorze C5H10 poddano go przemianom, których przebieg przedstawia schemat. + H2 / kat.
C5H10 + HCl
1
2-metylobutan
2
C5H11Cl
+ KOH / H2O
3
C5H12O
+ CuO / temp.
4
keton
Zadanie 28. (2 pkt) Zidentyfikuj przedstawione w schemacie substancje, pisząc a) wzory półstrukturalne (grupowe) związku o wzorze C5H11Cl oraz związku, który jest ketonem.
Wzór C5H11Cl
Wzór ketonu
b) nazwy systematyczne związków o wzorach C5H10 i C5H12O.
Nazwa systematyczna C5H10: ...................................................................................................... Nazwa systematyczna C5H12O: ....................................................................................................
Zadanie 29. (3 pkt) a) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równania reakcji oznaczonych na schemacie numerami 1 i 4.
Równania reakcji:
1. ...................................................................................................................................................
4. ................................................................................................................................................... b) Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (rodnikowy, elektrofilowy, nukleofilowy) reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2.
Typ reakcji: ................................................................................................................................... Mechanizm reakcji:.......................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 30. (1 pkt) Niektóre kwasy karboksylowe ulegają dekarboksylacji, która polega na rozerwaniu wiązania między grupą karboksylową oraz resztą cząsteczki i wydzieleniu tlenku węgla(IV). Opisana reakcja ma duże znaczenie w przemianach związków organicznych w organizmach, np. w wyniku dekarboksylacji aminokwasów powstają aktywne fizjologicznie biogenne aminy. Uzupełnij schemat ilustrujący dekarboksylację histydyny, pisząc wzór półstrukturalny (grupowy) organicznego produktu przemiany.
H N H C N
C CH2 CH C C
H
NH2
O dekarboksylacja + CO2 OH
Zadanie 31. (2 pkt) W tabeli podano wartości standardowej molowej entalpii tworzenia etanolu oraz produktów jego całkowitego spalania. Związek
Standardowa entalpia tworzenia ΔtwH°
C2H5OH (c)
–287,0 kJ · mol–1
H2O (c)
–285,8 kJ · mol–1
CO2 (g)
–393,5 kJ · mol–1
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
Oblicz wartość standardowej molowej entalpii spalania etanolu ∆spH° C2H5OH (c) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 3H2O (c) Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 32. (3 pkt) W tabeli podano wartości stałej dysocjacji Kb amoniaku i wybranych amin w temperaturze 25 °C. Związek Kb
NH3
C6H5NH2
C2H5NH2
CH3NH2
(CH3)2NH
(C2H5)2NH
1,8 · 10–5
4,2 · 10–10
5,1 · 10–4
4,5 · 10–4
5,4 · 10–4
1,0 · 10–3
Na podstawie: R. T. Morrison, R. N. Boyd, Chemia organiczna, Warszawa 1994.
a) Spośród wymienionych amin pierwszorzędowych wybierz i napisz wzór tej, która jest najsłabszą zasadą.
....................................................................................................................................................... b) Przeanalizuj zależność między budową amin i wartościami ich stałej dysocjacji. Na podstawie dostrzeżonych relacji oszacuj rząd stałej dysocjacji zasadowej Kb N,N-dimetyloaniliny o wzorze C6H5N(CH3)2. Podkreśl wybraną odpowiedź.
rząd 10–11
rząd 10–9
c) Uzupełnij poniższe zdania, wybierając jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Wybrane określenie podkreśl.
1. W przypadku pochodnych amoniaku, których wartości stałej dysocjacji Kb przedstawiono w tabeli, można stwierdzić, że im większa liczba atomów wodoru podstawiona jest grupami alkilowymi, tym ( silniejsze / słabsze ) są właściwości zasadowe związku. 2. Grupy arylowe związane z atomem azotu ( zmniejszają / zwiększają ) stałą dysocjacji zasadowej amin.
Informacja do zadania 33. i 34. Aminy RNH2 w roztworach wodnych dysocjują zgodnie z równaniem: RNH2 + H2O
Zadanie 33. (2 pkt)
RNH3+ + OH
Oblicz pH roztworu aminy o stężeniu 1 mol · dm–3. Przyjmij, że stała dysocjacji zasadowej tej aminy ma wartość Kb = 10–4.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 34. (1 pkt) Napisz, jak dodatek stałego wodorotlenku sodu do wodnego roztworu aminy wpłynie na wartość stopnia jej dysocjacji.
......................................................................................................................................................
Zadanie 35. (2 pkt) Kwas 2-aminopropanowy (alanina) reaguje zarówno z kwasami, jak i z zasadami. a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji alaniny z wodorotlenkiem potasu. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) reagentów organicznych.
...................................................................................................................................................... b) Spośród poniżej podanych wzorów wybierz i podkreśl wzory wszystkich substancji, które – podobnie jak alanina – reagują zarówno z wodorotlenkiem potasu i z kwasem solnym.
CH3COOH
CH3NH2
Al(OH)3
ZnO
H2SO4
CO
CaO
Zadanie 36. (1 pkt) Uzupełnij poniższe zdania, wybierając jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. Wybrane określenie podkreśl.
Hydrolizę związków organicznych można prowadzić w roztworach kwasów, wtedy jony H+ pełnią funkcję ( inhibitora / katalizatora ). Podobnie jak jony H+ działają enzymy typu hydrolaz, przyspieszając reakcje hydrolizy zachodzące w układach biologicznych. W ślinie znajduje
się
zaliczana
do
hydrolaz
amylaza,
która
ułatwia
rozszczepienie
( celulozy / skrobi ) m.in. na maltozę. Na podstawie: J. Bojarski, Ćwiczenia z preparatyki i analizy organicznej, Kraków 1996.
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 37. (1 pkt) Spalanie tworzyw sztucznych prowadzi do emisji substancji szkodliwych. Reakcję całkowitego spalania poli(chlorku winylu) można zilustrować równaniem:
2
[ CH2
CH Cl
]n
+ 5n O2
4n CO2 + 2n HCl + 2n H2O
Aby zidentyfikować produkty spalania poli(chlorku winylu), przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg przedstawia schemat.
powietrze wata poli(chlorek winylu)
H2O
Spośród poniższych wzorów wybierz wzór odczynnika, który wprowadzony do wody w probówce spowoduje wytrącenie osadu świadczącego o obecności chlorowodoru w produktach spalania poli(chlorku winylu). Wybrany wzór podkreśl.
KOH (aq)
AgNO3 (aq)
Na2CO3 (aq)
(CH3COO)2Ba (aq)
Zadanie 38. (1 pkt) W trakcie doświadczenia zauważono, że na wacie umieszczonej w rurce gromadzi się sadza. Napisz równanie takiej reakcji spalania poli(chlorku winylu), której przebieg tłumaczy gromadzenie się sadzy na wacie umieszczonej w rurce.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
PESEL
MCH-R1_1P-133
Miejsce na naklejkê z nr. PESEL
WYPE£NIA ZDAJ¥CY
WYPE£NIA EGZAMINATOR Suma punktów 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
KOD EGZAMINATORA
KOD ZDAJ¥CEGO Czytelny podpis egzaminatora
Układ graficzny © CKE 2013
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczęcia egzaminu.
WPISUJE ZDAJĄCY KOD
PESEL
Miejsce na naklejkę z kodem
EGZAMIN MATURALNY Z CHEMII POZIOM ROZSZERZONY
CZERWIEC 2014
Instrukcja dla zdającego 1. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 17 stron (zadania 1–35). Ewentualny brak zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego egzamin. 2. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy każdym zadaniu. 3. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania prowadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach. 4. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra tylko z czarnym tuszem/atramentem. 5. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 6. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie będą oceniane. 7. Możesz korzystać z karty wybranych tablic chemicznych, linijki oraz kalkulatora. 8. Na tej stronie oraz na karcie odpowiedzi wpisz swój numer PESEL i przyklej naklejkę z kodem. 9. Nie wpisuj żadnych znaków w części przeznaczonej dla egzaminatora.
Czas pracy: 150 minut
Liczba punktów do uzyskania: 60
MCH-R1_1P-143
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
2
Zadanie 1. (1 pkt) Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe. Zdanie
P/F
1. Atom o konfiguracji powłoki walencyjnej 4s24p3 zawiera w rdzeniu atomowym 18 elektronów. 2. Jony K , S 2 , Ca 2 mają taką samą konfigurację elektronową. 3. Elektrony w jonach Na , F , Mg 2 rozmieszczone są na podpowłokach 1s, 2s i 2p.
Zadanie 2. (1 pkt) Poniżej przedstawiono symbole nuklidów. 48 22
50 24
E
E
120 50
E
50 22
E
24 12
112 50
E
E
54 24
E
Podaj, jaką liczbę pierwiastków chemicznych prezentuje zbiór nuklidów o podanych symbolach. Liczba pierwiastków: ...................................................................................................................
Zadanie 3. (1 pkt) W tabeli przedstawiono wartości liczb kwantowych opisujących stan czterech elektronów. Liczby kwantowe Numer elektronu
główna n
poboczna l
magnetyczna m
magnetyczna spinowa ms
I
3
2
1
+1/2
II
4
2
–1
+1/2
III
3
1
1
–1/2
IV
3
2
0
+1/2
Podaj numery dwóch elektronów, które należą do tej samej podpowłoki energetycznej, oraz napisz symbol tej podpowłoki. Numery elektronów: .................................................................................................................... Symbol podpowłoki: ....................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
3
Zadanie 4. (2 pkt) Trzy pierwiastki X, Y i Z mają liczby atomowe o wartościach równych kolejno: 8, 17 i 20. a) Stosując symbole chemiczne pierwiastków X, Y i Z, napisz wzory substancji powstających w wyniku połączenia atomów lub jonów: I – pierwiastków X i Z II – pierwiastków Y i Z III – pierwiastka Y I .........................................
II .........................................
III .........................................
b) Określ charakter chemiczny związku I, zapisując w formie jonowej równanie odpowiedniej reakcji chemicznej. .......................................................................................................................................................
Zadanie 5. (1 pkt) W wyniku emisji cząstki β z jądra radioizotopu I powstało jądro ołowiu emisji cząstki α z jądra radioizotopu II powstało jądro ołowiu 212 Pb.
210
Pb, a w wyniku
Ustal symbole chemiczne radioizotopów I i II oraz podaj wartości liczb A i Z.
Radioizotop I
Radioizotop II
Zadanie 6. (2 pkt) Oblicz okres półtrwania τ 1/ 2 izotopu fransu 223 Fr, jeżeli z próbki o masie początkowej 0,64 grama po upływie 1 godziny i 45 minut pozostało 0,02 grama izotopu. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
4
Zadanie 7. (2 pkt) a) Napisz wzór elektronowy dichlorku karbonylu (fosgenu) COCl2 i wzór elektronowy kwasu metanowego (mrówkowego). Wzór elektronowy dichlorku karbonylu
Wzór elektronowy kwasu metanowego
b) Podaj liczbę wolnych (niewiążących) par elektronowych oraz liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach tych związków.
Nazwa związku
Liczba wolnych (niewiążących) par elektronowych
wiązań σ
wiązań π
dichlorek karbonylu kwas metanowy
Zadanie 8. (2 pkt) Amoniak otrzymuje się na skalę przemysłową w wyniku bezpośredniej syntezy azotu z wodorem w obecności katalizatora, pod zwiększonym ciśnieniem i w temperaturze 773 K, zgodnie z równaniem: katalizator, p,T N2 + 3H2 2NH3 Przygotowano stechiometryczną mieszaninę azotu z wodorem i zainicjowano reakcję, którą przerwano, gdy przereagowało 20% objętościowych azotu użytego do syntezy. Oblicz w procentach objętościowych skład mieszaniny poreakcyjnej, w chwili, gdy przerwano reakcję. Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku. Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
5
Zadanie 9. (2 pkt) Bezbarwny tetratlenek diazotu ulega przemianie zilustrowanej równaniem: N2O4 (g) ⇄ 2NO2 (g)
ΔH = 62,8 kJ
Uzupełnij poniższe zdania dotyczące tej przemiany. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie. 1. Obniżenie o kilkanaście stopni temperatury mieszaniny tlenków NO2 i N2O4 będących w stanie równowagi w temperaturze pokojowej spowoduje (wzrost / zmniejszenie) intensywności brunatnopomarańczowej barwy mieszaniny. 2. Zachodzi wówczas w większym stopniu proces (dysocjacji / asocjacji) (N2O4 / NO2). 3. Stała równowagi (asocjacji / dysocjacji) (N2O4 / NO2) maleje.
Zadanie 10. (2 pkt) Oblicz standardową entalpię tworzenia etanolu z pierwiastków. Skorzystaj z podanych równań reakcji i z wartości standardowych entalpii spalania. Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
1 O2 ( g) →H2O (c) 2 C (grafit) + O2 (g) → CO2 (g)
ΔH 1o = – 285,83 kJ · mol 1
H2 (g) +
ΔH 2o = – 393,51 kJ · mol 1
C2H5OH (c) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) +3H2O (c)
ΔH 3o = – 1357,20 kJ · mol 1
Na podstawie: Witold Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
6
Zadanie 11. (1 pkt) Spośród cząsteczek i jonów o poniższych wzorach wybierz i podkreśl wzory tych, które mogłyby pełnić funkcję donorów pary elektronowej podczas tworzenia wiązania koordynacyjnego.
CH4
NH 4
H2O
NH3
Zadanie 12. (3 pkt) W trzech zlewkach rozpuszczono w wodzie trzy różne sole w temperaturze 20 ºC. W dwóch probówkach powstały roztwory nasycone, a w jednej – roztwór nienasycony. Przebieg doświadczenia zilustrowano na poniższym schemacie. 43 g NaNO3
I
50 g H2O
43 g Pb(NO3)2
43 g NaNO2
II
50 g H2O
III
50 g H2O
Rozpuszczalność tych soli w wodzie w temperaturze 20 ºC podano w tabeli. Rozpuszczalność, g na 100 g H2O NaNO3
Pb(NO3)2
NaNO2
87,2
55,7
82,0
Na podstawie: Witold Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
a) Podaj numer zlewki, w której otrzymano roztwór nienasycony.
Roztwór nienasycony otrzymano w zlewce nr .......................................................................... . b) Oblicz stężenie, wyrażone w procentach masowych, tego z dwóch roztworów nasyconych, który ma wyższe stężenie. Wynik podaj z dokładnością do liczby całkowitej.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
7
Zadanie 13. (2 pkt) Oblicz stężenie molowe nasyconego w temperaturze 20 ºC wodnego roztworu chlorku sodu. Rozpuszczalność chlorku sodu w tej temperaturze wynosi 35,89 g na 100 g wody, a gęstość roztworu d = 1,20 g · cm 3 . Wynik podaj z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
Obliczenia:
Odpowiedź:
Zadanie 14. (2 pkt) Spośród tlenków o wzorach: CrO
SO3
MnO
ZnO
CrO3
wybierz ten, który ma charakter amfoteryczny. Napisz w formie jonowej skróconej dwa równania reakcji tego tlenku potwierdzające jego charakter amfoteryczny. Określ, jakie właściwości wykazuje tlenek w każdej reakcji.
W reakcji zilustrowanej równaniem: ...................................................................................................................................................... wykazuje właściwości ................................................................................................................ . W reakcji zilustrowanej równaniem: ...................................................................................................................................................... wykazuje właściwości ................................................................................................................ .
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
8
Zadanie 15. (1 pkt) Przebieg reakcji zachodzącej po zmieszaniu stężonych roztworów chlorku żelaza(III) i węglanu sodu jest złożony, a ostatecznymi produktami są wodorotlenek żelaza(III) i tlenek węgla(IV). Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie tej reakcji.
......................................................................................................................................................
Zadanie 16. (4 pkt) Zaprojektuj doświadczenie umożliwiające rozróżnienie kwasu solnego i roztworu chlorku wapnia. a) Uzupełnij poniższy schemat doświadczenia. Wpisz wzór lub nazwę wybranego odczynnika z listy zaproponowanej poniżej. wodny roztwór azotanu(V) srebra wodny roztwór węglanu sodu wodny roztwór azotanu(V) sodu
Schemat doświadczenia odczynnik:
........................................................................
I
II
HCl (aq)
CaCl2 (aq)
b) Napisz obserwacje potwierdzające obecność kwasu solnego w probówce I i roztworu chlorku wapnia w probówce II.
Probówka I: ................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................... Probówka II: ................................................................................................................................ ....................................................................................................................................................... c) Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji przebiegających w probówkach.
Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: ................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
9
Zadanie 17. (3 pkt) W celu identyfikacji zawartości sześciu probówek (I–VI) zawierających wodne roztwory następujących substancji: BaCl2
NaOH
KI
Cl2
Na2SO4
(NH4)2SO4
wykonano pięć doświadczeń. Do ich wykonania pobrano próbki roztworów z probówek. Poniżej przedstawiono obserwacje przeprowadzonych doświadczeń. 1. Po zmieszaniu próbek roztworów z probówek I i V oraz lekkim ogrzaniu wyczuwalny był drażniący zapach, a umieszczony u wylotu probówki zwilżony uniwersalny papierek wskaźnikowy zmienił barwę na niebieską. 2. Po zmieszaniu próbek roztworów z probówek II i III pojawił się biały osad. 3. Po zmieszaniu próbek roztworów z probówek III i V pojawił się biały osad. 4. Zmieszanie próbek roztworów z probówek IV i VI spowodowało zmianę barwy roztworu na żółtobrunatną. 5. Roztwór z probówki IV zabarwił płomień palnika na fioletowo. a) Napisz wzory substancji, których roztwory znajdowały się w probówkach I, II, III, IV, V i VI.
Nr probówki
I
II
III
IV
V
VI
Wzór substancji
b) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej po zmieszaniu roztworów z probówek I i V i po lekkim ogrzaniu.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 18. (1 pkt) Wodny roztwór pewnego związku nieorganicznego ma pOH = 9 Napisz, jakiego wodnego roztworu (kwasu czy zasady) należy do niego dodać, aby otrzymać roztwór o pH = 7.
Należy użyć ............................................................................................................................... .
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
10
Zadanie 19. (3 pkt) Spośród związków o wzorach: NH4NO3
NaNO2
NaOH
Al2O3
NaH
wybierz i wpisz do tabeli trzy wzory tych, które po rozpuszczeniu w wodzie utworzą roztwory o pH > 7. Napisz w formie jonowej równania procesów potwierdzających powstanie takich roztworów.
Uwaga: Wodorki litowców są związkami typu soli, mają budowę jonową, a ich sieci krystaliczne są zbudowane z kationów metalu i anionów wodorkowych H . Reagują z wodą, a jony H przyjmują protony od cząsteczek wody z wytworzeniem cząsteczek H2. Wzór związku
Równanie w formie jonowej
Zadanie 20. (3 pkt) Jony azotanowe(V) pod wpływem metalicznego glinu w środowisku zasadowym przekształcają się w amoniak zgodnie ze schematem Al + NO 3 + OH + H2O → [Al(OH)6] 3 + NH3 a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem oddanych lub pobranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów utleniania i redukcji.
Równanie procesu utleniania: ....................................................................................................................................................... Równanie procesu redukcji: ....................................................................................................................................................... b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
.......... Al + .......... NO 3 + .......... OH + .......... H2O → .......... [Al(OH)6] 3 + .......... NH3
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
11
Zadanie 21. (1 pkt) Reakcje zilustrowane poniższymi równaniami mogą przebiegać samorzutnie. Zn + 2H → Zn 2 + H2 Cu 2 + H2 → Cu + 2H Uszereguj jony Cu 2 , Zn 2 , H zgodnie ze wzrostem ich właściwości utleniających.
.......................................................................................................................................................
Zadanie 22. (1 pkt) Poniżej przedstawiono równania procesów elektrodowych i wartości standardowego potencjału redukcji (w temperaturze 25 ºC) dla dwóch układów. I2 + 2e ⇄ 2I
Eº = 0,54 V
Fe 3 + e ⇄ Fe 2
Eº = 0,77 V
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2004.
Ustal kierunek przebiegu reakcji zilustrowanej poniższym równaniem i uzupełnij symbol strzałki.
2Fe 2 + I2
2Fe 3 + 2I
Zadanie 23. (2 pkt) Po zanurzeniu blaszki miedzianej w roztworze azotanu(V) srebra można zaobserwować, że płytka pokrywa się nalotem, a roztwór przyjmuje niebieskie zabarwienie. a) Napisz schemat ogniwa elektrochemicznego, z zaznaczeniem biegunów („+” i „–”), w którym zachodzi taka sama reakcja (zilustrowana równaniem sumarycznym), jaka jest opisana w przedstawionej informacji.
....................................................................................................................................................... b) Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych.
.......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
12
Zadanie 24. (2 pkt) Cztery wodne roztwory spośród roztworów następujących elektrolitów: H2SO4, HCl, Ca(NO3)2, CuSO4 i NaCl – poddano elektrolizie na elektrodach platynowych. Zaobserwowano, że w elektrolizerze II i III produktami elektrolizy były wodór i chlor. W przestrzeni katodowej elektrolizera II odczyn roztworu zmienił się na zasadowy. W elektrolizerze I i IV produktami elektrolizy były wodór i tlen. Odczyn roztworu w elektrolizerze IV pozostał kwasowy. Napisz wzory elektrolitów poddanych elektrolizie w elektrolizerach I, II, III i IV.
Wzór elektrolitu w elektrolizerze I
II
III
IV
Zadanie 25. (1 pkt) Podczas elektrolizy soli kwasów karboksylowych na anodzie zachodzi proces zilustrowany równaniem: 2R – COO → 2CO2 + R – R + 2e Podaj wzory soli sodowych (A i B), które poddano elektrolizie, jeżeli w wyniku tego procesu oprócz tlenku węgla(IV) na anodzie wydzielił się wodór (podczas elektrolizy soli A) butan (podczas elektrolizy soli B).
Wzór soli A: ................................................................................................................................. Wzór soli B: .................................................................................................................................
Zadanie 26. (2 pkt) W wyniku reakcji jednego mola pewnego węglowodoru z jednym molem bromu otrzymano jeden produkt, którego masa molowa M = 188 g · mol–1. a) Podaj sumaryczny wzór tego węglowodoru.
Wzór węglowodoru: ..................................................................................................................... b) Określ typ opisanej reakcji, stosując podział charakterystyczny dla chemii organicznej.
Typ reakcji: ..................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
13
Zadanie 27. (2 pkt) Dwa węglowodory (I i II) o wzorze sumarycznym C3H6 należą do różnych szeregów homologicznych. Jeden z nich (węglowodór I) ulega hydratacji w środowisku kwasowym. a) Napisz wzory półstrukturane (grupowe) lub uproszczone tych węglowodorów.
Wzór węglowodoru I
Wzór węglowodoru II
b) Napisz równanie reakcji hydratacji węglowodoru I w środowisku kwasowym zgodnie z regułą Markownikowa. Związki organiczne przedstaw za pomocą wzorów półstrukturalnych (grupowych).
.......................................................................................................................................................
Zadanie 28. (2 pkt) Cząsteczka pewnego alkanu zawiera pięć grup metylowych oraz po jednym drugo-, trzecioi czwartorzędowym atomie węgla. a) Określ liczbę węglowodorów spełniających ten warunek.
Liczba węglowodorów: ................................................................................................................ b) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) oraz nazwę systematyczną węglowodoru (spełniającego warunek podany w informacji), który tworzy cztery różne monochloropochodne.
Wzór węglowodoru
Nazwa węglowodoru
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
14
Zadanie 29. (1 pkt) Uzupełnij poniższy schemat procesu. Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) substancji A, B, C i D.
H3C
CH
CH3
Al2O3, T
Br2
A
OH
B
KOH / H2O
C
HBr KOH / H2O
D
Wzory substancji: A ....................................................................
B ....................................................................
C ....................................................................
D ....................................................................
Zadanie 30. (1 pkt) Poniżej przedstawiono opis substancji należących do pewnej grupy związków organicznych. Związki, których cząsteczki mają jedną lub kilka grup hydroksylowych, nie są alkoholami. W niewielkich ilościach otrzymujemy je w wyniku destylacji smoły węglowej. Ulegają reakcjom związanym z obecnością grupy hydroksylowej. Mają silniejsze właściwości kwasowe niż alkohole alifatyczne. Reagują z wodnymi roztworami wodorotlenków, tworząc związki o charakterze soli. Ulegają również reakcjom podstawienia, np. reakcji nitrowania. Z solami żelaza(III) tworzą związki kompleksowe o intensywnej barwie od fioletowej do czerwonobrunatnej. Określ, do jakiej grupy związków zaliczamy opisane substancje. .......................................................................................................................................................
Zadanie 31. (1 pkt) Określ formalne stopnie utlenienia atomów węgla (podkreślonych i oznaczonych numerami 1, 2, 3, 4 i 5) w cząsteczkach o podanych niżej wzorach. H – CHO 1
CH3 – OH 2
Numer atomu węgla Formalny stopień utlenienia atomu węgla
CH3 – CHO 3 1
CH3 – COOH 4 2
3
H – COOH 5 4
5
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
15
Zadanie 32. (1 pkt) Do zbadania właściwości glukozy użyto zawiesiny świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II). W etapie pierwszym doświadczenia do probówki z niewielką ilością zawiesiny Cu(OH)2 dodano wodny roztwór glukozy i zawartość probówki wymieszano. Następnie, w etapie drugim doświadczenia, zawartość probówki łagodnie ogrzano. Opisz zmiany, które zaobserwowano w probówce podczas obu etapów doświadczenia.
Etap pierwszy: .............................................................................................................................. .................................................................................................................................................... Etap drugi: .................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................
Zadanie 33. (1 pkt) Poniżej przedstawiono wzory dwóch aldoheksoz w projekcji Fischera. CHO HO
H
CHO H
OH
H
OH
HO
H
H
OH
HO
H
H
OH
H
CH2OH D-altroza
OH
CH2OH D-galaktoza
Aldoheksozy te poddano utlenianiu kwasem azotowym(V) w podwyższonej temperaturze. W wyniku utlenienia grupy aldehydowej i grupy –CH2OH zawartych w ich cząsteczkach powstały dikarboksylowe polihydroksykwasy. Wskaż, która aldoheksoza (D-altroza czy D-galaktoza) po utlenieniu przekształciła się w optycznie czynny kwas dikarboksylowy.
Aldoheksoza: ................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
16
Zadanie 34. (1 pkt) Wykonano doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie. glukoza (aq) + NaHCO3 (aq) I
frukoza (aq) + NaHCO3 (aq)
olej roślinny
II
III
woda bromowa Podaj numery probówek, w których zaobserwowano objawy reakcji.
Numery probówek: ......................................................................................................................
Zadanie 35. (2 pkt) W dwóch nieoznakowanych probówkach znajdują się osobno: tripeptyd (Gly-Ala-Gly) w stanie stałym oraz wysuszone białko jaja kurzego. Zaprojektuj doświadczenie, które pozwoli na rozróżnienie tych substancji. a) Podkreśl wzór odczynnika wybranego z podanej niżej listy. stężony roztwór NaOH + CuSO4 (aq) stężony roztwór HNO3 b) Napisz, jakie obserwacje pozwolą zidentyfikować każdą z badanych substancji po wprowadzeniu do nich wybranego odczynnika.
Probówka z tripeptydem: ............................................................................................................. ....................................................................................................................................................... Probówka z białkiem: ................................................................................................................... .......................................................................................................................................................
Egzamin maturalny z chemii Poziom rozszerzony
BRUDNOPIS
17
