Zadanie 1. (1p)
Występujący w przyrodzie lit stanowi mieszaninę dwóch trwałych izotopów o parzystej i nieparzystej liczbie masowej. Liczby masowe obu izotopów różnią się o 1. Wyznaczona doświadczalnie średnia masa atomowa litu wynosi 6,941 u.
Określ wartości obu liczb masowych trwałych izotopów litu i wpisz je do poniższego schematu.
Informacja do zadań 2.-3.
Poniżej przedstawiono graficzny zapis konfiguracji elektronowej pięciu pierwiastków oznaczonych numerami I−V.
Zadanie 2. (1p)
Napisz numery, którymi oznaczono pierwiastki spełniające warunki określone w poniższej tabeli.
| Numer, którym oznaczono pierwiastek występujący w związkach chemicznych wyłącznie w postaci jednododatnich kationów | |
| Numery wszystkich pierwiastków, dla których podano konfigurację elektronową ich atomów w stanie podstawowym |
Zadanie 3. (1p)
Określ przynależność pierwiastków oznaczonych numerami I−V do bloków konfiguracyjnych układu okresowego pierwiastków. Wypełnij tabelę – wpisz numery, którymi oznaczono te pierwiastki.
| Blok konfiguracyjny | s | p | d |
| Numer pierwiastka |
Zadanie 4. (1p)
Elektronami walencyjnymi atomów pierwiastków z bloków s i p są elektrony podpowłoki s lub elektrony podpowłoki s i podpowłoki p zewnętrznej powłoki elektronowej. Elektronami walencyjnymi atomów pierwiastków z bloku d mogą być ponadto elektrony nienależące do najwyższego poziomu energetycznego.
Wpisz do tabeli symbole pierwiastków chemicznych, których atomy w stanie podstawowym mają poniżej przedstawione konfiguracje elektronów walencyjnych.
| Konfiguracja elektronów walencyjnych | 7s1 | 6s26p3 | 3d54s2 |
| Symbol pierwiastka |
Zadanie 5.1 (1p)
Określ liczbę kationów wapnia znajdujących się w krysztale chlorku wapnia, w którym obecnych jest 1,204 · 1024 anionów chlorkowych.
Zadanie 5.2 (1p)
Wyjaśnij, dlaczego promień kationu wapnia jest mniejszy od promienia atomu wapnia.
Zadanie 6. (2p)
Zgodnie z prawem okresowości w każdej z grup układu okresowego znajdują się pierwiastki o podobnych właściwościach.
Korzystając z powyższej informacji, napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji zachodzących między substancjami, których nazwy podano poniżej, albo zaznacz, że reakcja nie zachodzi.
- rubid i woda:
- tlenek selenu(VI) i wodorotlenek sodu:
Informacja do zadań 7.-8.
Związki jonowe, w których liczba kationów jest równa liczbie anionów, tworzą proste kryształy jonowe. W tego typu kryształach kationy i aniony sąsiadują bezpośrednio z taką samą liczbą jonów przeciwnego znaku, co oznacza, że mają jednakową liczbę koordynacyjną.
Poniżej przedstawiono model sieci krystalicznej NaCl.
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
Zadanie 7. (1p)
Spośród wzorów wymienionych poniżej wybierz i podkreśl wzory wszystkich związków tworzących proste kryształy jonowe.
Zadanie 8. (1p)
Zadanie 9. (1p)
Aby wyjaśnić budowę przestrzenną cząsteczki wody i cząsteczki amoniaku, przyjmuje się ten sam typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomów tlenu i azotu. Dzięki obecności co najmniej jednej wolnej pary elektronowej w powłoce walencyjnej atomu centralnego cząsteczki obu związków mają zdolność przyłączania jonu H+.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, lub F – jeśli jest fałszywa.
| 1. | Kąt między wiązaniami tlen – wodór w cząsteczce wody jest mniejszy od kąta między wiązaniami azot – wodór w cząsteczce amoniaku. | P | F |
| 2. | Aby wytłumaczyć budowę przestrzenną cząsteczki wody i amoniaku, należy założyć hybrydyzację typu sp2 orbitali walencyjnych atomu centralnego cząsteczki. | P | F |
| 3. | Wszystkie atomy wodoru w kationie amonowym NH4+ i wszystkie atomy wodoru w kationie oksoniowym H3O+ są nierozróżnialne (równocenne). | P | F |
Zadanie 10. (2p)
W poniższej tabeli przedstawiono rozpuszczalność chlorku potasu w wodzie w temperaturze 20 ºC i 40 ºC.
| Rozpuszczalność soli w wodzie, g KCl w 100 g H2O, w temperaturze | |
| 20 ºC | 40 ºC |
| 34,2 | 40,2 |
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
Oblicz, ile gramów KCl należy dodać do 250 gramów nasyconego w temperaturze 20 ºC roztworu tej soli, aby po ogrzaniu mieszaniny do 40 ºC dodana sól rozpuściła się całkowicie, a roztwór pozostał nasycony. Wynik zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
Informacja do zadania 11.
Zadanie 11.1 (2p)
Napisz w formie jonowej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równania procesów utleniania i redukcji zachodzących podczas opisanej przemiany.
Zadanie 11.2 (2p)
Uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.
Informacja do zadań 12.-14.
Reakcję kwasu azotowego(V) z wodorotlenkiem potasu ilustruje równanie:
HNO3 + KOH → KNO3 + H2O
Zmieszano 400 gramów wodnego roztworu wodorotlenku potasu o stężeniu 10% masowych oraz 400 gramów wodnego roztworu kwasu azotowego(V) o stężeniu 10% masowych.
Zadanie 12. (1p)
Ustal, jaki odczyn miał otrzymany roztwór.
Zadanie 13. (2p)
Oblicz pH otrzymanego roztworu, jeżeli jego gęstość jest równa 1,1 g · cm–3. Wynik zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
Zadanie 14. (2p)
Oblicz, jaki procent masy otrzymanego roztworu stanowi masa azotanu(V) potasu. Wynik zaokrąglij do pierwszego miejsca po przecinku.
Informacja do zadania 15.
Dany jest zbiór substancji o następujących nazwach: azotan(III) sodu, chlorek amonu, etyloamina, metan, metanal, mocznik, tlenek potasu.
Zadanie 15.1 (1p)
Napisz nazwy lub wzory tych substancji spośród wymienionych powyżej, które po dodaniu do wody tworzą roztwory o odczynie zasadowym.
Zadanie 15.2 (1p)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, zachodzącej po dodaniu jednej z wymienionych substancji do wody, w wyniku której powstał roztwór o odczynie kwasowym.
Zadanie 15.3 (1p)
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki mocznika – oznacz kreskami wiązania oraz wolne pary elektronowe.
Informacja do zadań 16.-19.
W celu określenia składu jakościowego dwuskładnikowego stopu glinu i metalu Me przeprowadzono dwuetapowe doświadczenie.
Etap 1.: Do 10,0 g stopu dodano nadmiar stężonego roztworu wodorotlenku sodu i zaobserwowano, że część stopu uległa roztworzeniu, przy czym w reakcji wydzielał się palny gaz, o gęstości mniejszej od gęstości powietrza. Masa nieprzereagowanej części stopu wynosiła 8,1 g. Otrzymany po oddzieleniu roztworu metal Me poddano dalszym badaniom.
Etap 2.: Do nieprzereagowanego składnika dodano nadmiar roztworu HNO3 i zaobserwowano wydzielenie bezbarwnego gazu, który u wylotu probówki zmieniał barwę na brązową. W powstałym roztworze były obecne jony Me+ . Po ustaniu wydzielania się gazu do roztworu dodano nadmiar wodnego roztworu wodorotlenku sodu i zaobserwowano pojawienie się osadu.
Zadanie 16. (1p)
Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej po dodaniu stężonego roztworu wodorotlenku sodu do glinu, jeżeli w reakcji powstaje anion tetrahydroksoglinianowy.
Zadanie 17. (1p)
Uzupełnij poniższe zdania dotyczące 2. etapu doświadczenia. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
Bezbarwny gaz wydzielający się w reakcji metalu Me z roztworem HNO3 to (NO / NO2). Oznacza to, że do reakcji użyto (stężonego / rozcieńczonego) roztworu kwasu. Zmiana barwy gazu u wylotu probówki jest spowodowana reakcją tego gazu z (O2 / H2).
Zadanie 18. (2p)
Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia postawiono hipotezę:
Metal tworzący z glinem opisany stop musi być metalem leżącym w szeregu napięciowym za wodorem. Metalem tym może być miedź.
Oceń poprawność hipotezy. Uzasadnij swoją opinię przez podkreślenie właściwego zwrotu w każdym nawiasie i dokończenie zdania 1. i 2.
1. Metal tworzący z glinem stop (musi / nie musi) być metalem leżącym w szeregu napięciowym za wodorem, gdyż …
2. Metalem tym (może / nie może) być miedź, gdyż …
Zadanie 19. (2p)
W etapie 2. doświadczenia zachodzą procesy opisane schematem:
Me → Me+ → Me2O
Otrzymany osad (Me2O) wysuszono w podwyższonej temperaturze i uzyskano 8,7 g suchej masy. Oblicz masę molową metalu wchodzącego w skład stopu aluminiowego.
Informacja do zadań 20.-21.
Superfosfat to rozpuszczalny w wodzie nawóz łatwo przyswajalny przez rośliny. W celu otrzymania superfosfatu z saletry norweskiej – Ca(NO3)2 – zaplanowano doświadczenie, którego przebieg zilustrowano na poniższym schemacie:
Zadanie 20. (2p)
Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 1 oraz w formie cząsteczkowej równanie reakcji oznaczonej na schemacie numerem 2, wiedząc, że superfosfat jest jedynym produktem tej reakcji.
Zadanie 21. (1p)
Rośliny przyswajają fosfor w postaci jonów − H2PO4 i HPO42− .
Oceń, czy w glebie o odczynie zasadowym zawierającej dużą ilość jonów wapnia i magnezu nawożenie superfosfatem będzie efektywne. Uzasadnij swoją ocenę.
Zadanie 22. (2p)
Sporządzono taką mieszaninę heksanu i heptanu, w której na jeden mol C6H14 przypadają dwa mole C7H16.
Napisz równania reakcji zachodzących podczas całkowitego spalania tej mieszaniny oraz określ, jaki jest stosunek liczby moli tlenku węgla(IV) do liczby moli wody w produktach całkowitego spalania opisanej mieszaniny.
Zadanie 23. (1p)
Pewne cykliczne jednopierścieniowe nasycone związki organiczne są izomerami symetrycznego ketonu i mają masę molową mniejszą niż 60 g · mol–1.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch związków organicznych spełniających opisane warunki.
Informacja do zadań 24.-25.
Przeprowadzono ciąg reakcji zgodnie z następującym schematem:
Zadanie 24. (1p)
Określ typ reakcji nitrowania benzenu (addycja, eliminacja, substytucja) oraz jej mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy).
Zadanie 25. (1p)
Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji, która zachodzi w etapie III opisanego ciągu przemian.
Informacja do zadania 26.
Nitrowanie benzenu dokonuje się pod wpływem mieszaniny nitrującej, w której skład wchodzą stężony kwas azotowy(V) i stężony kwas siarkowy(VI). W mieszaninie tej zachodzą następujące reakcje:
Reakcje te opisuje sumaryczne równanie:
Zadanie 26.1 (1p)
Określ, jaką funkcję – kwasu czy zasady Brønsteda – pełni kwas azotowy(V) w reakcji 1.
Zadanie 26.2 (1p)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
W reakcji nitrowania stężony kwas siarkowy(VI) odgrywa podwójną rolę. Po pierwsze, jest jej (katalizatorem / substratem), ponieważ w czasie reakcji (ulega / nie ulega) zużyciu. Ponadto kwas siarkowy(VI) jest substancją (silnie / słabo) wiążącą wodę, dlatego – zgodnie z regułą przekory – jego obecność sprawia, że wydajność tworzenia nitrobenzenu się (zmniejsza / zwiększa).
Zadanie 27. (2p)
Pewien związek organiczny X o wzorze sumarycznym C5H12O reaguje z sodem, a jednym z produktów tej reakcji jest wodór. W wyniku utleniania związku X tlenkiem miedzi(II) powstaje optycznie czynny aldehyd, a tlenek miedzi(II) redukuje się do miedzi metalicznej.
Napisz równania reakcji związku X z sodem i tlenkiem miedzi(II). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.
Informacja do zadania 28.
Zadanie 28.1 (1p)
Uzupełnij schemat ilustrujący proces otrzymywania propanalu z propanu – wpisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych oraz odczynnik wybrany spośród wymienionych poniżej.
alkoholowy roztwór NaOH zakwaszony roztwór KMnO4 wodny roztwór NaOH
Zadanie 28.2 (1p)
Narysuj wzór półstrukturalny (grupowy) związku C i podaj jego nazwę systematyczną.
Informacja do zadań 29.-30.
Do kolby kulistej wprowadzono 2 mole pewnego ciekłego estru R1COOR2, 2 mole wody i 1 mol bezwodnego ciekłego kwasu karboksylowego R1COOH. Naczynie zamknięto korkiem z osadzoną chłodnicą zwrotną i ogrzewano do temperatury T wyższej od temperatury panującej w laboratorium. W kolbie zachodził proces opisany równaniem:
R1COOR2 (c) + H2O (c) ⇄ R1COOH (c) + R2OH (c)
Reakcję przerwano, kiedy w kolbie ustalił się stan równowagi dynamicznej. W warunkach doświadczenia stężeniowa stała równowagi hydrolizy estru R1COOR2 jest równa 1,0.
Zadanie 29. (2p)
Oblicz, ile moli alkoholu R2OH znajdowało się w kolbie w momencie osiągnięcia stanu równowagi dynamicznej przez układ.
Zadanie 30. (1p)
Poniżej wymieniono cztery modyfikacje opisanego doświadczenia.
I Wprowadzenie do kolby dwóch moli zamiast jednego mola kwasu karboksylowego R1COOH.
II Wprowadzenie do kolby trzech moli zamiast dwóch moli wody.
III Wprowadzenie do kolby jednego mola zamiast dwóch moli estru R1COOR2
IV Wprowadzenie do kolby stężonej zasady sodowej.
Spośród wymienionych modyfikacji doświadczenia wybierz te, które spowodują zwiększenie ilości otrzymywanego alkoholu R2OH w wyniku opisanej hydrolizy estru. Napisz numery, którymi je oznaczono.
Zadanie 31. (2p)
Produktami hydrolizy kwasowej pewnego estru o masie molowej 116 g · mol–1 są nasycony alkohol monohydroksylowy i nasycony kwas monokarboksylowy. Wiadomo ponadto, że wskutek utleniania otrzymanego alkoholu powstaje ten sam kwas karboksylowy, który jest produktem hydrolizy estru.
Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) opisanych substancji i podaj ich nazwy.
Informacja do zadań 32.-34.
| Badany związek | Odczyn wodnego roztworu | Właściwości redukujące |
| aldehyd octowy | obojętny | tak |
| kwas octowy | kwasowy | nie |
Zadanie 32. (1p)
Wypełnij poniższą tabelę – wpisz wyniki doświadczenia z udziałem aldehydu i kwasu mrówkowego.
| Badany związek | Odczyn wodnego roztworu | Właściwości redukujące |
| aldehyd octowy | ||
| kwas octowy |
Zadanie 33. (1p)
Oceń, czy przebieg doświadczenia z udziałem aldehydu mrówkowego i kwasu mrówkowego potwierdził sformułowany przez uczniów ogólny wniosek na temat odczynu i właściwości redukujących alkanali i kwasów alkanowych. Odpowiedź uzasadnij.
Zadanie 34. (1p)
Napisz w formie jonowej równanie reakcji aldehydu octowego z odczynnikiem Trommera. Pamiętaj, że reakcja zachodzi w środowisku silnie zasadowym.
Zadanie 35. (1p)
W celu przygotowania frytek pokrojone ziemniaki smaży się w rozgrzanym tłuszczu. Skrobia ulega wówczas częściowej dekstrynizacji, która polega na rozpadzie niektórych wiązań α-1,4-O-glikozydowych w cząsteczkach skrobi.
Otocz kółkiem w podanym fragmencie wzoru amylozy jedno wiązanie ulegające rozerwaniu w czasie obróbki termicznej ziemniaków.
Informacja do zadania 36.
Niepasteryzowane mleko pozostawione w temperaturze pokojowej zmienia z czasem swoje właściwości. Bakterie obecne w mleku przekształcają laktozę C12H22O11 w kwas mlekowy CH3CH(OH)COOH. Wskutek fermentacji mlekowej laktozy następuje kwaśnienie mleka i jego zsiadanie w postaci skrzepu nazywanego kazeiną.
Zadanie 36.1 (1p)
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby powstało równanie reakcji fermentacji mlekowej laktozy. Zastosuj wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu mlekowego. Pamiętaj, że w reakcji fermentacji mlekowej laktozy uczestniczy woda.
Zadanie 36.2 (1p)
Napisz, stosując wzór półstrukturalny (grupowy) kwasu mlekowego, równanie reakcji dysocjacji jonowej tego kwasu.
Zadanie 36.3 (1p)
Nazwij technikę laboratoryjną, dzięki której możliwe staje się wyodrębnienie kazeiny z kwaśnego mleka.
Informacja do zadania 37.
Albumina mleka krowiego jest białkiem globularnym, którego polipeptydowy łańcuch zwinięty jest w kłębek. Białko to jest rozpuszczalne w wodzie.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
Zaprojektuj doświadczenie, w wyniku którego możliwe stanie się potwierdzenie obecności białka w wodnym roztworze albuminy mleka krowiego.
Zadanie 37.1 (1p)
Uzupełnij schemat doświadczenia – wpisz nazwę potrzebnego odczynnika wybranego spośród następujących:
– świeżo wytrącony wodorotlenek miedzi(II)
– woda bromowa z dodatkiem wodorowęglanu sodu
– wodny roztwór azotanu(V) srebra z dodatkiem wodnego roztworu amoniaku.
Zadanie 37.2 (1p)
Sformułuj obserwację, która potwierdzi obecność białka w badanej próbce.
Informacja do zadania 38.
W wyniku działania stężonego kwasu azotowego(V) na tripeptyd Ala-Ser-Tyr zaobserwowano powstanie żółtego osadu. Następnie tripeptyd ten poddano częściowej hydrolizie przebiegającej zgodnie ze schematem:
Ala-Ser-Tyr + woda → dipeptyd + aminokwas
Produkty hydrolizy rozdzielono i ponownie przeprowadzono próbę ze stężonym kwasem azotowym(V). Zaobserwowano, że żółty osad pojawił się tylko w próbce zawierającej dipeptyd.
Zadanie 38.1 (1p)
Uzupełnij schemat hydrolizy tripeptydu – zastosuj trzyliterowe symbole aminokwasów.
Zadanie 38.2 (1p)
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał enancjomery aminokwasu otrzymanego w wyniku opisanej hydrolizy tripeptydu.