Zadanie 1. (1p)
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.
Zadanie 2. (1p)
| Zdanie | P/F | |
| 1. | Wszystkim elektronom podpowłok 1s i 2s w atomach pierwiastków X i Y odpowiadają te same wartości pobocznej liczby kwantowej. | |
| 2. | W atomie pierwiastka X nie ma dwóch elektronów zajmujących poziomy orbitalne o tej samej wartości głównej liczby kwantowej. | |
| 3. | Elektrony obsadzające poziomy orbitalne 2s atomów pierwiastków X i Y są sparowane, co oznacza, że odpowiadają im różne wartości pobocznej liczby kwantowej. |
Zadanie 3. (2p)
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.
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.
Informacja do zadań 4.-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. (1p)
Wyjaśnij ubytek masy analizowanej mieszaniny w czasie jej ogrzewania, zapisując równanie zachodzącej reakcji.
Zadanie 5. (2p)
Oblicz zawartość węglanu wapnia w mieszaninie przed jej wyprażeniem. Wynik podaj w procentach masowych z dokładnością do liczb całkowitych.
Zadanie 6. (2p)
Pewna reakcja chemiczna zachodzi w trzech następujących po sobie etapach.
Etap 1. I– + H2O2 → IO– + H2O
Etap 2. IO– + I– + 2H+ → I2 + H2O
Etap 3.I2 + 2S2O32- → S4O62- + 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.
b) Napisz wzory wszystkich produktów przejściowych opisanej przemiany.
Zadanie 7. (1p)
Rozkład tlenku azotu(IV) zachodzi zgodnie z równaniem:
W tabeli podano wartości stałej równowagi reakcji rozkładu tlenku azotu(IV) w różnych temperaturach.
| 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. (2p)
Wodorotlenek sodu reaguje z kwasem solnym zgodnie z równaniem:
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.
Informacja do zadań 9.-11.
Podany schemat przedstawia ciąg przemian prowadzonych w roztworach wodnych z udziałem związków chromu.
Zadanie 9. (1p)
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. (2p)
Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji oznaczonych na schemacie numerami 1 i 2.
Zadanie 11. (3p)
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.
b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Informacja do zadań 12.-13.
Iloczyn rozpuszczalności siarczanu(VI) baru Kso = [Ba2+]·[SO42-] temperaturze 25 °C ma wartość
1 · 10–10. Siarczan baru praktycznie nie rozpuszcza się w kwasach i zasadach.
Zadanie 12. (2p)
Zadanie 13. (1p)
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. (1p)
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).
Zadanie 15. (1p)
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.
Informacje do zadań 16.-17.
Jednym z produktów reakcji, która zaszła po zanurzeniu w stężonym roztworze NaOH blaszki z glinu, jest jon o wzorze Al(OH)4–.Zadanie 16. (3p)
Wpisz do tabeli numery blaszek, których masa zmalała, wzrosła oraz nie zmieniła się.
Zadanie 17. (1p)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zaszła po zanurzeniu blaszki z glinu w stężonym roztworze NaOH.
Informacja do zadań 18.-19.
Zbudowano zestaw doświadczalny zgodnie z poniższym rysunkiem.
Stwierdzono, że siła elektromotoryczna (SEM) ogniwa w warunkach standardowych jest równa 0,28 V.
Zadanie 18. (1p)
Zidentyfikuj metal Me i napisz, stosując jego symbol chemiczny, równanie reakcji elektrodowej, która zachodzi w półogniwie I.
Zadanie 19. (1p)
Informacja do zadań 20.-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. (1p)
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. (3p)
a) Napisz równania reakcji przebiegających w czasie elektrolizy roztworu siarczanu(VI) cynku na anodzie grafitowej i na anodzie cynkowej.
b) Opisz zmianę, jaką można zaobserwować w przestrzeni anodowej w czasie elektrolizy wodnego roztworu siarczanu(VI) cynku na elektrodach grafitowych.
Zadanie 22. (2p)
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.
Zadanie 23. (1p)
Benzen reaguje z chlorem, ulegając – w zależności od warunków – reakcji substytucji albo addycji, zgodnie ze schematem:
Napisz równania przedstawionych na schemacie reakcji substytucji i addycji. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone reagentów organicznych.
Informacja do zadań 24.-27.
Dane są cztery bromopochodne węglowodorów o następujących wzorach półstrukturalnych:
Zadanie 24. (1p)
Spośród podanych wzorów wybierz wzór bromopochodnej zdolnej do tworzenia izomerów optycznych i uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał budowę obu enancjomerów.
Zadanie 25. (1p)
Podaj numer, którym oznaczono wzór bromopochodnej węglowodoru zawierającej w cząsteczce atom węgla na dodatnim formalnym stopniu utlenienia.
Zadanie 26. (2p)
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.
Schemat:
Zadanie 27. (1p)
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.
Informacja do zadań 28.-29.
W celu ustalenia budowy węglowodoru o wzorze C5H10 poddano go przemianom, których przebieg przedstawia schemat.
Zadanie 28. (2p)
Zidentyfikuj przedstawione w schemacie substancje, pisząc
a) wzory półstrukturalne (grupowe) związku o wzorze C5H11Cl oraz związku, który jest ketonem.
b) nazwy systematyczne związków o wzorach C5H10 i C5H12O.
Zadanie 29. (3p)
a) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równania reakcji oznaczonych na schemacie numerami 1 i 4.
b) Określ typ (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (rodnikowy, elektrofilowy, nukleofilowy) reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2.
Zadanie 30. (1p)
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.
Zadanie 31. (2p)
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°
Wynik podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.
Zadanie 32. (3p)
W tabeli podano wartości stałej dysocjacji Kb amoniaku i wybranych amin w temperaturze 25 °C.
| Związek | NH3 | C6H5NH2 | C2H5NH2 | CH3NH2 | (CH3)2NH | (C2H5)2NH |
| Kb | 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 zadań 33.-34.
Aminy RNH2 w roztworach wodnych dysocjują zgodnie z równaniem:
Zadanie 33. (2p)
Zadanie 34. (1p)
Napisz, jak dodatek stałego wodorotlenku sodu do wodnego roztworu aminy wpłynie na wartość stopnia jej dysocjacji.
Zadanie 35. (2p)
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. (1p)
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.
Zadanie 37. (1p)
Spalanie tworzyw sztucznych prowadzi do emisji substancji szkodliwych. Reakcję całkowitego spalania poli(chlorku winylu) można zilustrować równaniem:
Aby zidentyfikować produkty spalania poli(chlorku winylu), przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg przedstawia schemat.
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. (1p)
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.