Zadanie 1. (3p)
Z konfiguracji elektronowej atomu (w stanie podstawowym) pierwiastka X wynika, że w tym atomie:
- elektrony rozmieszczone są w czterech powłokach elektronowych
- elektrony walencyjne rozmieszczone są w dwóch powłokach elektronowych
- liczba elektronów walencyjnych sparowanych jest dwa razy większa od liczby elektronów niesparowanych
- liczba elektronów niesparowanych jest większa niż jeden.
a) Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbol pierwiastka X, dane dotyczące jego położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego), do którego należy pierwiastek X.
b) Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu pierwiastka X opisujący rozmieszczenie elektronów walencyjnych w podpowłokach.
c) Dla jednego z niesparowanych elektronów walencyjnych podaj wartości dwóch charakteryzujących go liczb kwantowych: głównej i pobocznej. Ich wartości wpisz do tabeli.
Zadanie 2. (2p)
Nawozy sztuczne, stosowane w celu zwiększenia zawartości składników mineralnych w glebie, przygotowuje się przez mieszanie różnych związków chemicznych w odpowiednich proporcjach.
Oblicz, w jakim stosunku masowym, w zaokrągleniu do liczb całkowitych, należy zmieszać azotan(V) potasu (saletrę potasową) i azotan(V) amonu (saletrę amonową), aby otrzymać nawóz zawierający 20,90% masowych azotu.
Informacja do zadań 3.-4.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Zadanie 3. (1p)
Oblicz i wpisz do tabeli stopnie utlenienia potasu, chloru i tlenu we wszystkich reagentach reakcji I i II.
Zadanie 4. (2p)
Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz, jaką funkcję pełnią atomy danego pierwiastka w reakcjach I i II. Określ, czy oddają, czy przyjmują elektrony, oraz podaj nazwę procesu, któremu ulegają.
1. W reakcji I chlor w KClO3 pełni wyłącznie funkcję ……………………………………………………. , ponieważ …………………………………………………….. elektrony i ulega procesowi ……………………………………………………… .
2. W reakcji I tlen w KClO3 pełni wyłącznie funkcję …………………………………………………… , ponieważ …………………………………………………….. elektrony i ulega procesowi ………………………………………………………. .
3. W reakcji II chlor w KClO3 pełni funkcję …………………………………………………………….. , ponieważ ………………………………………………………………………… elektrony i ulega procesowi ………………………………………………………………………………………………………………………………….. .
Informacje do zadań 5.-8.
Dany jest ciąg przemian chemicznych:
Zadanie 5. (2p)
- glinu z wodorotlenkiem sodu
- glinu z kwasem solnym
Zadanie 6. (2p)
a) Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, w wyniku której powstaje związek X.
b) Określ charakter chemiczny związku X oraz zaprojektuj doświadczenie potwierdzające przewidywany charakter chemiczny tego związku.
Zadanie 7. (1p)
Na etykietach środków do udrażniania rur można przeczytać, że jednym z głównych składników tych preparatów jest wodorotlenek sodu.
Wyjaśnij, dlaczego tego typu preparatów nie powinno stosować się do czyszczenia instalacji aluminiowych.
Zadanie 8. (1p)
Pojemniki używane do transportu stężonego kwasu azotowego(V) mogą być wykonane z glinu.
Podaj nazwę procesu chemicznego, który to umożliwia, i wyjaśnij, na czym on polega.
Zadanie 9. (2p)
Wykonano doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie.
Wypełnij poniższą tabelę. Napisz w formie jonowej skróconej równania reakcji, które przebiegały w probówkach podczas doświadczenia. Jeżeli w danej probówce reakcja nie zachodziła, zaznacz ten fakt.
Informacja do zadań 10.-12.
Przeprowadzono doświadczenie, podczas którego do wodnego roztworu mocnego elektrolitu dodawano kroplami wodny roztwór innego mocnego elektrolitu i za pomocą pehametru mierzono pH mieszaniny reakcyjnej. Przebieg doświadczeń zilustrowano poniższym schematem.
Opisane doświadczenie jest przykładem miareczkowania alkacymetrycznego (kwasowo-zasadowego), które polega na dodawaniu z biurety roztworu, nazywanego titrantem, do kolby z próbką, nazywaną analitem. W miareczkowaniu wykorzystuje się stechiometryczną zależność między analitem i titrantem.
Dany jest zestaw elektrolitów o wzorach:
Zadanie 10. (2p)
Zadanie 11. (1p)
Zadanie 12. (2p)
Do 10 cm3 analitu dodawano kroplami titrant o stężeniu 0,1 mol · cm-3.
a) Z wykresu umieszczonego w informacji do zadań 10.−12. odczytaj objętość titranta potrzebną do zobojętnienia analitu oraz podaj stężenie molowe analitu.
b) Oblicz masę substancji w analicie.
Zadanie 13. (2p)
W temperaturze T do probówki z wodą i probówki z roztworem kwasu octowego (etanowego) dodano próbki stałego octanu sodu (etanianu sodu) o jednakowej masie. Zawartość probówek mieszano aż do rozpuszczenia soli.
Oceń, jak zmieni się (wzrośnie czy zmaleje) pH roztworu w każdej z probówek po dodaniu octanu sodu (etanianu sodu). Odpowiedź uzasadnij, pisząc słowne wyjaśnienie lub zapisując w formie jonowej skróconej odpowiednie równania reakcji.
Informacja do zadań 14.-15.
Na wykresie przedstawiono zależność rozpuszczalności dwóch soli – KNO3 i Pb(NO3)2 – w wodzie od temperatury.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.
Zadanie 14. (3p)
Wodny roztwór KNO3 o stężeniu 2,0 mol · dm−3 i gęstości 1,12 g · cm−3 pozostawiono w otwartym naczyniu w temperaturze 80 ºC.
Na podstawie odpowiednich obliczeń oceń, czy zmniejszenie objętości roztworu z 200 cm3 do 190 cm3 wywołane parowaniem rozpuszczalnika poskutkuje pojawieniem się osadu w naczyniu. Uzasadnij swoją ocenę.
Zadanie 15. (1p)
W temperaturze 60 ºC sporządzono dwa roztwory zgodnie z poniższym rysunkiem.
Uzupełnij zdania, tak aby były prawdziwe. Podkreśl jedno z wyrażeń w każdym nawiasie.
Otrzymane roztwory miały (takie same / różne) stężenia wyrażone w procentach masowych. Po obniżeniu temperatury obu roztworów o 20 ºC masa otrzymanego osadu w I zlewce była (większa / mniejsza) od masy osadu otrzymanego w II zlewce.
Informacja do zadań 16.-17.
Ciekły amoniak należy do rozpuszczalników protonowych zdolnych do przyłączania protonu. Do rozpuszczalników protonowych można stosować definicję kwasu i zasady Brønsteda. Pod względem chemicznym ciekły amoniak wykazuje wiele analogii do wody. Ulega więc autodysocjacji, którą opisuje równanie:
Podczas autodysocjacji ciekłego amoniaku powstaje kwas słabszy od kwasu octowego i mocna zasad. Iloczyn stężeń jonów powstających w wyniku autodysocjacji ciekłego amoniaku jest w temperaturze 223 K wielkością stałą i wynosi 10–30.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Zadanie 16. (2p)
a) Napisz, jaką funkcję (kwasu czy zasady Brønsteda) pełni w ciekłym amoniaku jon NH4+, a jaką – jon NH2–.
b) W ciekłym amoniaku rozpuszczono pewną substancję. Podaj, jakie jest stężenie molowe jonów NH2– w powstałym roztworze w temperaturze 223 K, jeżeli stężenie jonów NH4+ w tym roztworze wynosi 10–19 mol · dm–3.
Zadanie 17. (1p)
Napisz, zgodnie z teorią Brønsteda, równanie dysocjacji kwasu octowego w ciekłym amoniaku.
Zadanie 18. (2p)
Po zmieszaniu 140,00 cm3 wodnego roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,54 mol · dm–3
z 60,00 cm3 kwasu solnego o stężeniu 2,06 mol · dm-3 przebiegła reakcja opisana równaniem
a objętość powstałego roztworu była sumą objętości roztworów wyjściowych.
Oblicz pH otrzymanego roztworu. W obliczeniach pośrednich nie należy zaokrąglać uzyskanych wartości liczbowych. Wynik końcowy zaokrąglij do drugiego miejsca po przecinku.
Informacja do zadań 19.-20.
Na poniższym schemacie zilustrowano ciąg przemian chemicznych.
Zadanie 19. (1p)
Podkreśl poprawne dokończenie zdania.
Substancją oznaczoną literą X w powyższym schemacie jest
A. eten.
B. etyn.
C. etanol.
D. etano-1,2-diol.
Zadanie 20. (1p)
Posługując się podziałem charakterystycznym dla chemii organicznej, określ typ reakcji 3. Podkreśl poprawną odpowiedź.
A. addycja
B. eliminacja
C. polimeryzacja
D. substytucja
Zadanie 21. (2p)
Jedną z reakcji, której ulega etyn (acetylen), jest addycja kwasu octowego (etanowego). Przebiega ona zgodnie z równaniem:
Produktem reakcji jest octan winylu. Octan winylu poddany polimeryzacji daje poli(octan winylu), który znajduje wielostronne zastosowanie w produkcji klejów, mas szpachlowych, pokryć podłogowych oraz powłok malarskich (farb lateksowych).
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
a) Uzupełnij poniższe zdanie. Podkreśl w każdym nawiasie poprawną liczbę wiązań.
W cząsteczce octanu winylu jest ( 9 / 10 / 11 ) wiązań typu δ i ( 1 / 2 / 3 ) typu π.
b) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch różnych fragmentów tego polimeru, złożonych z dwóch monomerów.
Zadanie 22. (2p)
Pewien konserwant należy do estrów kwasu 4-hydroksybenzoesowego o wzorze ogólnym
Masa molowa tego konserwantu jest równa 166 g · mol–1.
a) Napisz równanie reakcji estryfikacji prowadzącej do powstania tego estru.
b) Podaj liczbę atomów węgla o hybrydyzacji sp2 w cząsteczce tego estru.
Zadanie 23. (2p)
Toluen (metylobenzen) reaguje z chlorem. W zależności od warunków przeprowadzania procesu powstają różne chloropochodne toluenu.
Poniżej przedstawiono wzory dwóch monochloropochodnych metylobenzenu.
a) Napisz, w jakich warunkach zachodzi reakcja toluenu z chlorem, w wyniku której powstaje monochloropochodna oznaczona numerem I, a w jakich – reakcja, w wyniku której powstaje monochloropochodna oznaczona numerem II.
b) Przeczytaj poniższy tekst i uzupełnij zdania: wpisz w odpowiedniej formie określenia wybrane spośród podanych, tak aby powstały zdania prawdziwe.
Chlorowanie toluenu prowadzące do powstania monochloropochodnej o wzorze oznaczonym numerem I jest reakcją …………………….………….…, a w reakcji tej toluen zachowuje się w sposób typowy dla …………………………………..….. . W reakcji prowadzącej do powstania monochloropochodnej o wzorze oznaczonym numerem II toluen zachowuje się w sposób typowy dla …………………………………..……………. .
Zadanie 24. (1p)
Przykładami organicznych substancji wykorzystywanych do konserwowania artykułów kosmetycznych są związki znane pod nazwami handlowymi PCMX i METHAFORM.
W tabeli poniżej podano ich nazwy systematyczne.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe lub uproszczone) tych związków.
Nazwa handlowa | PCMX | METHAFORM |
Wzór cząsteczki |
|
|
Nazwa | 4-chloro-3,5-dimetylofenol | 1,1,1-trichloro-2-metylopropan-2-ol |
Zadanie 25. (2p)
Do kolby stożkowej zawierającej 50 cm3 wodnego roztworu manganianu(VII) potasu o nieznanym stężeniu dodano 30 cm3 wodnego roztworu szczawianu potasu (K2C2O4) o stężeniu 0,25 mol · dm-3 (etap 1.). Przebiegła reakcja opisana równaniem:
Po pewnym czasie roztwór się odbarwił. Następnie, w celu usunięcia pozostałej ilości szczawianu potasu, do tej mieszaniny dodano 30 cm3 wodnego roztworu azotanu(V) wapnia o stężeniu 0,1 mol · dm-3 (etap 2.). Przebiegła reakcja opisana równaniem:
Wytrącony osad odsączono, wysuszono i zważono. Jego masa była równa 0,32 g.
Oblicz stężenie molowe manganianu(VII) potasu w badanej próbce.
Informacja do zadań 26.-27.
Zadanie 26. (1p)
Zadanie 27. (1p)
Zadanie 28. (2p)
Aldehydy i ketony ulegają redukcji wodorem do odpowiednich alkoholi, przy udziale katalizatora, np. platyny.
Estry ulegają redukcji, dając alkohole pierwszorzędowe. Reduktorem stosowanym zazwyczaj do redukcji estrów jest tetrahydroglinian litu (LiAlH4). Redukcja estrów przebiega według schematu:
Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2003.
a) Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji redukcji propanalu wodorem. Zaznacz warunki prowadzenia procesu.
b) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków otrzymanych w wyniku redukcji propanianu etylu.
Zadanie 29. (2p)
W cząsteczce pewnego związku organicznego stosunek liczby atomów węgla, wodoru i tlenu wynosi 1 : 2 : 1, natomiast masa molowa tego związku jest równa 90 g · mol–1.
Poniżej podano dwie dodatkowe informacje dotyczące opisanego związku.
1. W jego cząsteczce można wyróżnić dwie różne grupy funkcyjne, a w roztworze wodnym związek ten dysocjuje z odszczepieniem jonu wodorowego.
2. Jego cząsteczka jest chiralna.
Ustal, czy do narysowania wzoru półstrukturalnego (grupowego) opisanego związku organicznego należy wykorzystać informacje 1. i 2. W tym celu uzupełnij zdania I–III. Podkreśl wybrany zwrot w każdym nawiasie, uzasadnij swoje stanowisko i napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tego związku.
I Do ustalenia wzoru półstrukturalnego (grupowego) związku (należy wykorzystać informację 1. / nie trzeba wykorzystywać informacji 1.), ponieważ ……………………………… .
II Do ustalenia wzoru półstrukturalnego (grupowego) związku (należy wykorzystać informację 2. / nie trzeba wykorzystywać informacji 2.), ponieważ ……………………………… .
III Opisany związek ma wzór półstrukturalny (grupowy): …………………………………….
Zadanie 30. (1p)
Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie.
Napisz, jakie objawy reakcji (lub ich brak) umożliwią rozróżnienie substancji dodawanych do probówek I, II i III.
Informacja do zadań 31.-32.
Zadane 31. (2p)
a) Wyjaśnij, dlaczego podany przez uczniów cel doświadczenia oraz sformułowany wniosek były błędne.
b) Podaj poprawny cel opisanego doświadczenia.
Zadane 32. (3p)
W probówce I zaszła reakcja glukozy z odczynnikiem Trommera zgodnie z poniższym
schematem:
a) Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem pobranych lub oddanych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów redukcji i utleniania.
b) Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Zadane 33. (1p)
Przeprowadzono doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na schemacie:
Wpisz do tabeli literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeżeli jest fałszywe.
Zdanie | P/F |
We wszystkich probówkach zaobserwowano wytrącenie osadu. |
|
Tylko w probówce IV nastąpiło zniszczenie otoczki solwatacyjnej białka. |
|
Przemiana, która zaszła w probówce I i II, jest procesem nieodwracalnym. |
|
Informacja do zadań 34.-36.
Pewien aminokwas białkowy z grupy aminokwasów obojętnych zawiera 34,28% masowych węgla, 13,33% masowych azotu, 45,71% masowych tlenu oraz wodór.
Zadanie 34. (2p)
Na podstawie odpowiednich obliczeń wykaż, że aminokwas o podanym składzie procentowym ma wzór sumaryczny C3H7NO3.
Zadanie 35. (1p)
Do wodnego roztworu aminokwasu opisanego w informacji wprowadzono kwas solny.
Przed wykonaniem doświadczenia pH roztworu aminokwasu było równe pI.
Napisz w formie jonowej skróconej, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji zachodzącej podczas doświadczenia.
Zadanie 36. (1p)
Aminokwasy pod wpływem kwasu azotowego(III), otrzymywanego w środowisku reakcji ze względu na jego nietrwałość, ulegają deaminacji, która przebiega zgodnie z poniższym schematem:
Napisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji opisanego w informacji aminokwasu z kwasem azotowym(III).