Budowa materii
Zadanie 1
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:
● konfigurację elektronową atomu pierwiastka X w jednym ze stanów wzbudzonych przedstawia zapis:
● łączna liczba elektronów na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d atomu w stanie podstawowym pierwiastka Z jest dwa razy większa od liczby elektronów walencyjnych atomu pierwiastka X.
Zadanie 1.1 (2p)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, numer grupy układu okresowego oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.
| Symbol pierwiastka | Numer grupy | Symbol bloku | |
| pierwiastek X | |||
| pierwiastek Z |
Zadanie 1.2 (1p)
Wpisz do tabeli wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, opisujące stan kwantowo-mechaniczny jednego z niesparowanych elektronów o najwyższej energii atomu pierwiastka X w przedstawionym stanie wzbudzonym.
| Liczby kwantowe | główna liczba kwantowa, n | poboczna liczba kwantowa, l |
| Wartości liczb kwantowych |
Zadanie 1.3 (1p)
Zadanie 2 (1p)
Wybierz parę pierwiastków, których atomy w stanie podstawowym mają różne liczby niesparowanych elektronów. Zaznacz poprawną odpowiedź.
A. krzem i tytan
B. siarka i tytan
C. krzem i żelazo
D. siarka i nikiel
Zadanie 3 (1p)
Tlenek krzemu (SiO2), nazywany potocznie krzemionką, jest bardzo rozpowszechniony w przyrodzie. Czysta krzemionka występuje w postaci krystalicznej, np. jako minerał kwarc. Poniżej przedstawiono zdjęcie kryształów kwarcu oraz model jego struktury krystalicznej.
Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź spośród A–D i jej uzasadnienie spośród 1.–4.
Kwarc można zaliczyć do kryształów
Zadanie 4 (1p)
Podczas bombardowania folii aluminiowej cząstkami alfa zachodzą procesy jądrowe z równoczesną emisją pozytonów i neutronów. Stwierdzono, że przemiana jest dwuetapowa: w pierwszej reakcji jądrowej powstają niestabilne jądro i neutron, a potem następuje rozpad β+ tego niestabilnego jądra, któremu towarzyszy emisja neutrino ν.
Napisz równania opisanej przemiany jądrowej. Uzupełnij poniższe schematy.
Zadanie 5 (1p)
Promieniotwórczość ciężkojonowa to szczególny i rzadki rodzaj promieniotwórczości. Polega na emisji z ciężkiego jądra atomowego jąder atomów lekkiego pierwiastka. Równania takich rozpadów promieniotwórczych zapisuje się zgodnie z zasadami zachowania: ładunku elektrycznego jąder oraz liczby nukleonów.
Na podstawie: W.D. Loveland, D.J. Morrissey, G.T. Seaborg, Modern Nuclear Chemistry, Willey-Interscience, 2006.
Napisz równanie rozpadu jądra promieniotwórczego izotopu 22389Ac, z którego jest emitowane jądro izotopu węgla zawierające 8 neutronów.
Zadanie 6
Zadanie 6.1 (1p)
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki SF2 – zaznacz kreskami wspólne pary elektronowe oraz wolne pary elektronowe atomów siarki i fluoru. Określ kształt cząsteczki (liniowa, kątowa, tetraedryczna).
Zadanie 6.2 (1p)
Poniżej zamieszczono model ilustrujący kształt cząsteczki SF6.
Wykaż na podstawie teorii VSEPR (odpychanie par elektronowych powłoki
walencyjnej), że przedstawiony model jest poprawną ilustracją kształtu cząsteczki SF6
Chemia fizyczna
Zadanie 7 (2p)
Zbadano wpływ zmian temperatury (doświadczenie I) i zmian ciśnienia (doświadczenie II) w układzie na wydajność otrzymywania produktu X w reakcji opisanej schematem:
aA (g) + bB (g) ⇄ xX (g)
Wyniki pomiarów zamieszczono w poniższych tabelach. Zawartość produktu X w mieszaninie równowagowej wyrażono w procentach objętościowych.
Na podstawie przedstawionych wyników pomiarów wybierz spośród wymienionych
poniżej proces, który zachodził w badanym układzie. Napisz numer wybranego procesu.
Odpowiedź uzasadnij.
Zadanie 8 (1p)
Przeprowadzono doświadczenie, którego celem była obserwacja zmian energii wewnętrznej
badanego układu w wyniku przemiany chemicznej. W procesie przeprowadzonym
w warunkach izotermiczno-izobarycznych wprowadzono do cylindra gazowy tlen oraz
sproszkowane żelazo i zamknięto ten cylinder ruchomym tłokiem. Schemat doświadczenia
przedstawiono na poniższym rysunku.
W warunkach doświadczenia reakcja zachodziła z niewielką szybkością. Ścianki cylindra
umożliwiały wymianę ciepła z otoczeniem.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
W wyniku przebiegu opisanego procesu tlen się zużywa, a tłok przesuwa się (w dół / w górę), wykonując pracę nad układem. Przemianie żelaza w tlenek żelaza(III) towarzyszyło odprowadzenie ciepła do otoczenia, co oznacza, że ta reakcja jest procesem (endoenergetycznym / egzoenergetycznym).
Zadanie 9 (2p)
Reakcja rozkładu azotanu(V) ołowiu(II) jest procesem endoenergetycznym i przebiega zgodnie z równaniem:
2Pb(NO3)2 → 2PbO + 4NO2↑ + O2↑
Wartości standardowych entalpii tworzenia związków biorących udział w opisanej reakcji podano w poniższej tabeli.
| Pb(NO3)2 | PbO | NO2 | |
| standardowa entalpia tworzenia Δ Ho , kJ ⋅ mol−1 | −449,2 | −218,6 | 34,2 |
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
Oblicz, ile energii na sposób ciepła należy dostarczyć, aby całkowicie rozłożyć 3,31 g Pb(NO3)2.
Zadanie 10 (1p)
Do reaktora o stałej pojemności, z którego usunięto powietrze, wprowadzono próbkę gazowego związku A i zainicjowano reakcję. W zamkniętym reaktorze ustaliła się równowaga opisana równaniem:
A (g) ⇄ 2B (g)
Mierzono stężenie związku A w czasie trwania reakcji. Tę zależność przedstawiono na poniższym wykresie:
Z poniższych wykresów wybierz ten, który jest ilustracją zależność stężenia związku B
od czasu trwania reakcji. Zaznacz wykres A, B, C albo D i uzasadnij swój wybór.