testy-2005-11

2011 rok

Testy maturalne z chemii 2005-2011 rok,

poziom rozszerzony

h t t p : / / w w w . c h e m i a . s o s . p l

http://www.chemia.sos.pl/

- 2 -

Testy maturalne z chemii, poziom rozszerzony, 2005-2011 rok

http://www.chemia.sos.pl [email protected]

Omówione odpowiedzi do pytań maturalnych możesz zakupić za 10zł klikając w poniższy link

Tak, chcę zakupić omówione odpowiedzi do pytań maturalnych

Odpowiedzi można również zakupić w sklepie internetowym serwisu Chemia SOS – pomoc z chemii



mailto:[email protected]

http://ww.chemia.sos.pl/pobierz/matura_r.html

http://ww.chemia.sos.pl/pobierz/matura_r.html

http://www.sklep.chemia.sos.pl/

http://www.chemia.sos.pl/pobierz/matura_r.html


- 3 -

1. BUDOWA ATOMU ..................................................................................................................................................... 5 1.1. PRZEMIANY JĄDROWE I PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ ...................................................................................................... 5 1.2. BUDOWA ATOMU ..................................................................................................................................................... 8

2. UKŁAD OKRESOWY PIERWIASTKÓW ............................................................................................................. 10

3. CZĄSTECZKI I WIĄZANIA CHEMICZNE ......................................................................................................... 12

4. PRAWA GAZOWE ................................................................................................................................................... 15

5. WŁAŚCIWOŚCI PIERWIASTKÓW ...................................................................................................................... 16 5.1. LITOWCE ................................................................................................................................................................ 16 5.2. BERYLOWCE .......................................................................................................................................................... 16 5.3. BOROWCE .............................................................................................................................................................. 16 5.4. WĘGLOWCE ........................................................................................................................................................... 16 5.5. TLENOWCE ............................................................................................................................................................. 16 5.6. AZOTOWCE ............................................................................................................................................................ 17 5.7. FLUOROWCE .......................................................................................................................................................... 17 5.8. PIERWIASTKI BLOKU D ........................................................................................................................................... 17 5.9. PORÓWNYWANIE WŁAŚCIWOŚCI ZWIĄZKÓW .......................................................................................................... 19

6. PROJEKTY DOŚWIADCZEŃ ................................................................................................................................. 21

7. REAKCJE REDOKS ................................................................................................................................................. 26

8. OBLICZENIA STECHIOMETRYCZNE ............................................................................................................... 30

9. EKOLOGIA ................................................................................................................................................................ 32

10. SOLE ........................................................................................................................................................................... 34

11. OBLICZENIA STĘŻENIA ROZTWORU .............................................................................................................. 36

12. RÓWNOWAGI JONOWE ........................................................................................................................................ 38 12.1. ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI ............................................................................................................................ 38 12.2. HYDROLIZA ........................................................................................................................................................ 39 12.3. STAŁA I STOPIEŃ DYSOCJACJI ............................................................................................................................. 40 12.4. DYSOCJACJA ...................................................................................................................................................... 42

13. KWASY I ZASADY ................................................................................................................................................... 43

14. WŁAŚCIWOŚCI ROZTWORÓW ........................................................................................................................... 47

15. KINETYKA I RÓWNOWAGA REAKCJI ............................................................................................................. 48 15.1. KINETYKA REAKCJI ............................................................................................................................................ 48 15.2. RÓWNOWAGA REAKCJI ...................................................................................................................................... 50

16. ELEKTROCHEMIA ................................................................................................................................................. 52

17. TERMOCHEMIA ...................................................................................................................................................... 58

18. WĘGLOWODORY.................................................................................................................................................... 60 18.1. WĘGLOWODORY NASYCONE - ALKANY .............................................................................................................. 60 18.2. WĘGLOWODORY NIENASYCONE – ALKENY I ALKINY .......................................................................................... 60 18.3. WĘGLOWODORY AROMATYCZNE ....................................................................................................................... 63

19. ALKOHOLE ............................................................................................................................................................... 64

20. ALDEHYDY I KETONY .......................................................................................................................................... 67

21. KWASY, ESTRY I TŁUSZCZE ............................................................................................................................... 68

22. AMINY, AMIDY I ZWIĄZKI NITROWE.............................................................................................................. 71

23. CUKRY ....................................................................................................................................................................... 72

24. AMINOKWASY, PEPTYDY I BIAŁKA ................................................................................................................. 75

25. TYPY REAKCJI ........................................................................................................................................................ 78



- 4 -

26. IZOMERIA ................................................................................................................................................................. 79 26.1. IZOMERIA KONSTYTUCYJNA ............................................................................................................................... 79 26.2. STEREOIZOMERIA ............................................................................................................................................... 80



- 5 -

1. Budowa atomu

1.1. Przemiany jądrowe i promieniotwórczość Informacja do zadań 1 i 2

Polon 21084Po ulega przemianie α. Okres połowicznego rozpadu tego izotopu wynosi 138 dni.

1.

Napisz równanie tej przemiany. Równanie reakcji: ....................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

2.

W pojemniku umieszczono 1 gram polonu 21084Po . Oszacuj masę tego izotopu, która pozostanie po upływie 414 dni.

......................................................................................................................................................

3. Poniższy schemat przedstawia zdolność przenikania przez materię różnych rodzajów promieniowania jonizującego.

Wypełnij poniższą tabelę, wpisując obok numeru ze schematu odpowiadający mu rodzaj promieniowania (α, β lub γ). Numer ze

schematu Rodzaj promieniowania

1 2 3 neutrony 4

4. 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: ......................................................................................................................................................

5.

Powstawanie pierwiastków we Wszechświecie ilustruje uproszczony ciąg przemian termojądrowych zachodzących na jednym z etapów życia gwiazd.

4 4 8 8 4 12 12 4 A A 4 204 42 2 2 6 6 2 Z Z 2 10He He Be; Be He C; C He X; X He Ne; itd.+ → + → + → + →

Ustal liczbę atomową, liczbę masową i symbol izotopu X. Liczba atomowa: ......................... Liczba masowa: ......................... Symbol: ..............................



- 6 -

6.

Jądro izotopu 23592U ulega dwóm przemianom α, a następnie jednej przemianie β-. Podaj skład jądra atomowego (liczbę

protonów i neutronów), które powstaje w wyniku tych przemian. Liczba protonów: ……………… Liczba neutronów: …………………

7.

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: ......................................................................................................................................................

8.

Jednym z pierwszych sztucznie otrzymanych radionuklidów był izotop azotu 137N . Powstał on w wyniku

napromieniowania izotopu boru 105B cząstkami α pochodzącymi z naturalnej przemiany promieniotwórczej, jakiej ulega izotop

polonu 21084Po

Napisz równania przemian promieniotwórczych opisanych powyżej. Równanie przemiany, jakiej ulega izotop polonu ……………………………………………………………………………………………………………… Równanie przemiany, w której powstaje izotop azotu 13

7N .......................................................................................................................................................

9.

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 3 4 11 1 2 0H H He n+ → +

..............................................1 235 141 92 10 92 56 36 0n U Ba Kr 3 n+ → + +

..............................................1 198 198 10 80 79 1n Hg Au p+ → +

10.

Źródłem neutronów może być reakcja jąder berylu z cząstkami α, którą opisuje równanie: 9 4 A 14 2 Z 0Be He X n+ → +

Podaj liczbę masową (A) i symbol powstającego w tej reakcji nuklidu X. Liczba masowa (A): ............................................. Symbol: ........................................................

Informacja do zadań 11-13 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.

11. Napisz równanie reakcji wytwarzania trytu w wyższych warstwach atmosfery. Uzupełnij poniższy schemat.

+ +



- 7 -

12. Podaj w przybliżeniu, w ilu dm3 wody będącej w naturalnym obiegu znajduje się 1 mol atomów trytu.

.......................................................................................................................................................

13. 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.

Po 40 latach w próbce pozostanie około ................ atomów trytu.

14.

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: ...................................................................................................................................................



- 8 -

1.2. Budowa atomu 15.

Dane są orbitale atomowe oznaczone na rysunkach literami A, B, C i 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.

16.

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 netronów.

a) Ustal liczby masowe A obu izotopów Liczba masowa A pierwszego izotopu: ………………………. Liczba masowa A drugiego izotopu: …………………………… b) Oblicz masę atomową miedzi. Obliczenia: ......................................................................................................................... Odpowiedź: .........................................................................................................................

17.

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 liczbkwantowych

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: ...........................................................................................

18. Atomy pierwiastka X tworzą jony X3+, których konfigurację elektronową można zapisać: 1s22s22p63s23p63d10 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

19.

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: ……………………………………………………………………………………………………………..



- 9 -

20. 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: ...................................................................................................................................................

21. 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: ...............................................................................................................



- 10 -

2. Układ okresowy pierwiastków

22. 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: .........................................................................................................................

23.

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 Wzór tlenku, w którym selen przyjmuje najwyższy stopień utlenienia

6 Przewidywany charakter chemiczny (zasadowy, amfoteryczny, kwasowy, obojętny) tlenku selenu, o którym jest mowa w p. 5.

24. 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: ........................................................................

25. 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.

Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F,

jeżeli uznasz je za fałszywe.



- 11 -

Zdanie P/F 1 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.

2 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.

3 Magnez ma mniejszy promień atomowy niż glin i większą wartość pierwszej energii jonizacji.

26. 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



- 12 -

3. Cząsteczki i wiązania chemiczne

27. 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.

......................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................

28. Określ liczbę wiązań typu σ i typu π między atomami węgla w cząsteczce związku o

następującym wzorze: CH2 C

CH3

CH CH2

Liczba wiązań typu σ: .............................................................. Liczba wiązań typu π: ..............................................................

29.

Podaj liczbę wiązań σ i liczbę wiązań π w cząsteczce węglowodoru o wzorze: CH2=C(CH3)−C≡CH

Liczba wiązań σ: ............................................................................................................................ Liczba wiązań π: ............................................................................................................................

30. 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 CCl4 CH3COOH CO2 H3PO4 KHCO3 Na2SO4 NH4NO3 Rb2O SO3

31. Poniżej przedstawiono kreskowy wzór elektronowy kwasu azotowego(V).

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 „_”).

Typ wiązania Kowalencyjne

niespolaryzowane spolaryzowane ogółem w tym koordynacyjne

Liczba wiązań

32. Podaj liczbę wszystkich wiązań σ i wiązań π w cząsteczce węglowodoru o wzorze:

CH2 CH CCH3

CH2

Liczba wiązań σ : ....................... Liczba wiązań π : .......................

33. 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



- 13 -

34. Narysuj wzór strukturalny lub półstrukturalny (grupowy) węglowodoru, w którego cząsteczce występuje osiem wiązań σ i

jedno wiązanie π.

35.

Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe.

L.p. Zdanie P/F

1 Zasadowy charakter amin związany jest z obecnością wolnej pary elektronowej atomu azotu grupy aminowej, umożliwiającej przyłączenie jonu H+

2 Wartości temperatury wrzenia amin alifatycznych są wyższe niż n-alkanów o porównywalnej masie molowej, gdyż między cząsteczkami amin tworzą się wiązania wodorowe.

3 Fenyloaminę (anilinę) otrzymuje się przez utlenienie nitrobenzenu.

36. 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 cząsteczce wszystkim atomom węgla można

przypisać ten typ hybrydyzacji

A

B

37.

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): –259,3oC, –114,2oC , 776,0oC

Nazwa substancji Rodzaj wiązania Temperatura topnienia, oC Chlorek potasu Chlorowodór Wodór

38. 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.

.......................................................................................................................................................



- 14 -

39. 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 lektroujemny jest atom niemetalu będący donorem pary elektronowej.

b) Uszereguj związki o wzorach: CH3CH3, CH3NH2, CH3OH zgodnie ze wzrastającą lotnością (od najmniejszej do największej).

.......................................................................................................................................................

40. Podaj liczbę wszystkich wiązań σ i wiązań π w cząsteczce związku organicznego o wzorze: CH≡CCHO Liczba wiązań σ : ....................... Liczba wiązań π: .......................

41. 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 po- niższej tabeli.

Kwas siarkowy(VI) Chkor Amoniak Chlorek potasu



- 15 -

4. Prawa gazowe

42. 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: ...................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................

Informacja do zadania 43 i 44 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.

43. 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 dm3.hPa.mol-1.K-1. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................... Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

44. Wskaż gaz (X lub Y), który ma większą gęstość w warunkach normalnych. ......................................................................................................................................................



- 16 -

5. Właściwości pierwiastków

5.1. Litowce

5.2. Berylowce

45. Poniżej przedstawiono ciąg przemian.

Ca Ca(OH)2 CaCO3 CaCl21 2 3 Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji oznaczonych numerami 1, 2 i 3. Równanie reakcji 1.: .................................................................................................................... Równanie reakcji 2.: .................................................................................................................... Równanie reakcji 3.: ....................................................................................................................

5.3. Borowce

46. 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. 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. ......................................................................................................................................................

47.

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: …………………………………….

5.4. Węglowce

48. Spośród podanych niżej minerałów podkreśl te, które są odmianami alotropowymi węgla. • diament • gips • chromit • grafit • cyrkon

5.5. Tlenowce



- 17 -

49. Na poniższym rysunku przedstawiono zestaw do otrzymywania tlenku siarki(IV) i badania jego wpływu na rośliny.

Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji zachodzącej podczas otrzymywania tlenku siarki(IV)

przedstawioną wyżej metodą. ......................................................................................................................................................

5.6. Azotowce

5.7. Fluorowce

50. 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. ......................................................................................................................................................

5.8. Pierwiastki bloku d

51. Na VI stopniu utlenienia chrom tworzy sole: chromiany(VI) i dichromiany(VI). Przeprowadzono doświadczenie, które

zilustrowano za pomocą następujących jonowych równań reakcji: 2CrO4

2- + 2H+ Cr2O72− + H2O

Cr2O72− + 2OH− 2CrO4

2- + 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: ..................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................



- 18 -

52. Przeprowadzono doświadczenie zgodnie z poniższym schematem:

Opisz przewidywane obserwacje (dokonane zaraz po dolaniu roztworu wodorotlenku i po pewnym czasie) oraz napisz

równania zachodzących reakcji chemicznych. Obserwacje: ................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Równania reakcji: ....................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

53.

Poniżej przedstawiono wzory sumaryczne dwóch nierozpuszczalnych w wodzie wodorotlenków chromu. Cr(OH)2 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. ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

54.

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: .............................................................................................................................. ........................................................................................................................................................

55.

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.

Na podstawie powyższego tekstu napisz równania reakcji przebiegających podczas otrzymywania czystego tytanu. ..................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................

56.

Zaproponuj dwuetapową metodę otrzymywania tlenku miedzi(II) z roztworu chlorku miedzi(II), pisząc schemat procesu. W schemacie uwzględnij reagenty i warunki przeprowadzenia reakcji. ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................

Informacja do zadania 57 i 58 Na mieszaninę tlenku miedzi(II) i opiłków miedzi podziałano rozcieńczonym kwasem solnym, a otrzymaną zawiesinę

przesączono. Przesącz miał odczyn kwasowy.

57. Zapisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej, która zachodzi podczas opisanego powyżej

doświadczenia. ………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..

58. Dokonaj analizy tekstu przedstawionego w Informacji i podaj wzory jonów, które znajdowały się w przesączu.



- 19 -

………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..

59. 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 MnO Cr2O3 MnO2 CrO3 Mn2O7

Charakter chemiczny tlenków zasadowy amfoteryczny kwasowy

Określ zależność pomiędzy wartościami stopni utlenienia chromu i manganu w tlenkach a charakterem chemicznym tlenków tych pierwiastków.

.......................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................

60. 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. .......................................................................................................................................................

5.9. Porównywanie właściwości związków

61. 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

Informacja do zadania 62 i 63 Poniżej przedstawiono opisy wybranych metod otrzymywania trzech tlenków. I SO2 – powstaje oprócz siarczanu(VI) miedzi(II) i wody podczas reakcji stężonego kwasu siarkowego(VI) z miedzią w

podwyższonej temperaturze. II Cr2O3 – powstaje oprócz azotu i wody podczas rozkładu dichromianu(VI) amonu. III NO – 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.

62. Napisz w formie cząsteczkowej równania reakcji otrzymywania tlenków (I – III) opisanymi metodami. I: .................................................................................................................................................. II: ................................................................................................................................................. III: ................................................................................................................................................

63. a) Uzupełnij tabelę, wpisując wzory tlenków wymienionych w informacji do zadania, których zachowanie wobec wody,

kwasu i zasady przedstawiono poniżej. Wzór tlenku Reakcja z



- 20 -

H2O HCl NaOH reakcja nie zachodzi reakcja nie zachodzi reakcja nie zachodzi reakcja nie zachodzi reakcja zachodzi reakcja zachodzi reakcja zachodzi reakcja nie 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) : ......................................................................................................



- 21 -

6. Projekty doświadczeń

64. Masz do dyspozycji: blaszkę cynkową, blaszkę miedzianą, roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), roztwór siarczanu(VI) cynku. Zaproponuj doświadczenie, w którym porównasz aktywność miedzi i cynku.

W tym celu: a) przedstaw schematyczny rysunek doświadczenia, b) opisz przewidywane obserwacje, c) napisz, w formie jonowej, równanie(-a) zachodzącej(-ych) reakcji, d) sformułuj wniosek wynikający z tego doświadczenia. Schemat doświadczenia: Obserwacje: ................................................................................................................................ ...................................................................................................................................................... Równanie(-a) reakcji: .................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Wniosek: ....................................................................................................................................

65. Tworzywa sztuczne znajdują szerokie zastosowanie praktyczne. Do ważnych polimerów zaliczamy polietylen (polieten) i

polichlorek winylu (polichloroeten). 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: ................................................................................................................................. ......................................................................................................................................................

66. 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; ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... 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);

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



- 22 -

Informacja do zadania 67 i 68 W celu porównania mocy kwasu chlorowodorowego (solnego) i etanowego (octowego) w tej samej temperaturze

zamierzano wykonać doświadczenie zilustrowane poniższym schematem

Przedstawiony schemat nie jest jednak precyzyjny, a tak wykonane doświadczenie nie pozwoli rzetelnie porównać mocy

obu kwasów.

67. Podaj, o jakie informacje dotyczące substratów reakcji (magnezu oraz kwasów) należy uzupełnić powyższy schemat. Informacja dotycząca magnezu: ………………………………………………………………………………………… Informacja dotycząca kwasów: …………………………………………………………………………………………

68. a) spośród podanych obserwacji wybierz i podaj numery tych, które są prawdziwe

1. W obu probówkach wydziela się gaz 2. W probówce I roztwór zmienia barwę 3. W probówce I magnez rozpuszcza się szybciej 4. W obu probówkach roztwór zmienia barwę 5. W probówce II magnez rozpuszcza się szybciej. 6. 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.

…………………………………………………………………………………………

69. 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)

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: .......................................................................................................................................................



- 23 -

70. 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. ................................................................................................................................................................................................

71. 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)

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: ................................................................................................................................ ......................................................................................................................................................

72. 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.

c) wymień kolejne czynności, które należy wykonać aby sporządzić roztwór. ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................



- 24 -

73. 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.

Nr probówki Odczyn roztworu 1 2 3 4

Nr probów

ki

1 ↓ ↓ - kwasowy

2 ↓ ↓ ↓ kwasowy

3 ↓ ↓ - obojętny

4 - ↓ - obojętny

Oznaczenia zastosowane w tabeli: „↓”- strącanie osadu lub zmętnienie roztworu; „–”- 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:

....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

74.

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: ............................................................................................................................................

75. Przeprowadzono trzy doświadczenia chemiczne, których przebieg zilustrowano na poniższych schematach

Napisz, co zaobserwowano podczas wykonywania tych doświadczeń. Doświadczenie I: ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Doświadczenie II: ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Doświadczenie III: ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................



- 25 -

76. 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. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................



- 26 -

7. Reakcje redoks

77. 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 CH4 CH3OH HCHO CH3CHO Stopień utlenienia węgla

78. Określ stopnie utlenienia atomów węgla (podkreślone symbole) w cząsteczkach, których wzory podano w tabeli.

Wzór cząsteczki CH3CH2OH HCHO HCOOH Stopień utlenienia atomu węgla

79.

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 współczynnikistechiometryczne metodą bilansu elektronowego. Zapisz wzory substancji, które pełniąw tej reakcji rolę utleniacza i reduktora. Bilans elektronowy: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

Zbilansowane równanie reakcji: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Wzór utleniacza: .............................................................................. Wzór reduktora: ...............................................................................

80.

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 utlenieniasiarki

81. 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: ......................................................................................

82.

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



- 27 -

83. Aniony dichromianowe(VI) reagują z anionami jodkowymi w środowisku kwasowym według następującego schematu:

Cr2O72- + I- + H+ → Cr3+ + I2 + H2O

a) Dobierz współczynniki stechiometryczne w równaniu tej reakcji, stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji:

……….Cr2O72- + ………I- + ……..H+ → ……Cr3+ + ……..I2 + ……….H2O

b) Napisz wzór lub symbol jonu, który w tej reakcji pełni rolę utleniacza, i wzór lub symbol jonu, który pełni rolę reduktora. Utleniacz: .......................................................... Reduktor: ..........................................................

84. Badając właściwości związków chromu, przeprowadzono reakcję zachodzącą według poniższego schematu:

Cr2O72- + Zn + H+ → Cr3+ + Zn2+ + H2O

a) dobierz współczynniki stechiometryczne w podanym wyżej schemacie reakcji. Zastosuj metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ………………………………………………………………………………………………………….. Równanie reakcji: ………………………………………………………………………………………………………….. b) Uzupełnij każde z poniższych zdań, wybierając jeden symbol lub wzór spośród podanych w nawiasach. Wybrane

symbole lub wzory podktrśl. Rolę utleniacza w powyższej reakcji pełni (Cr2O7

2-, Zn, H+) Rolę reduktora pełni w tej reakcji: (Cr2O7

2-, Zn, H+) Informacja do zadania 85 i 86 Manganian(VII) potasu ma silne właściwości utleniające. W celu zbadania tych właściwości przeprowadzono doświadczenie

zilustrowane poniższym rysunkiem:

85. Podaj wzory i nazwy systematyczne związków manganu, które powstały w probówkach I, II, III w wyniku redukcji

manganianu(VII) potasu. Nr probówki Wzór związku manganu Nazwa związku manganu I II III

86.

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.

87.

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 ............................................................



- 28 -

88. Tlenek żelaza(III) reaguje w obecności mocnych zasad z silnymi utleniaczami, np. z chlorem, według następującego

schematu: Fe2O3 + Cl2 + OH− → FeO4

2- + Cl− + H2O Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w podanym wyżej schemacie reakcji. Zastosuj metodę bilansu

elektronowego. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji:

…….Fe2O3 + ……Cl2 + ……OH− → ……FeO42- + ……Cl− + ……H2O

89.

Aniony dichromianowe(VI) reagują z kationami żelaza(II) w środowisku kwasowym według następującego schematu: Cr2O7

2- + Fe2+ + H+ → Cr3+ + Fe3+ + 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. ….Cr2O7

2- + ….Fe2+ + ….H+ → ….Cr3+ + ….Fe3+ + ….H2O c) Podaj stosunek molowy utleniacza do reduktora. Stosunek molowy utleniacza do reduktora: ……. : ……

90. 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

91.

Utlenienie etanolu dichromianem(VI) potasu w środowisku kwasowym ilustruje schemat: CH3CH2OH + Cr2O7

2– + H+ → CH3COOH + Cr3+ + H2O Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w tym schemacie , stosując metodę bilansu elektronowego. Bilans elektronowy: ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji: ....... CH3CH2OH + ...... Cr2O7

2– + ...... H+ → ...... CH3COOH + ...... Cr3+ + ....... H2O

92. Określ stopnie utlenienia atomów węgla w cząsteczce kwasu mlekowego (kwasu 2-hydroksypropanowego). Wartości stopni

utlenienia wpisz w odpowiednie pola.

CH3 CH

OH

COOH

93. Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji: MnO4

2- +H+ → MnO4- +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. ……….MnO4

2- +……..H+ → ………..MnO4- +……….MnO2 + ……….H2O



- 29 -

c) Napisz, jakie funkcje pełnią jony MnO42- w tej reakcji.

.......................................................................................................................................................

94. 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: ……………………………………..



- 30 -

8. Obliczenia stechiometryczne

95. 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. Wartość stałej gazowej R wynosi 83,1hPa.dm3.K-1.mol-1 Obliczenia: ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

96.

Mangan można otrzymać w wyniku reakcji MnO2 z glinem, przebiegającej zgodnie z równaniem:

3MnO2 + 4Altemp.

3Mn + 2Al2O3 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: ......................................................................................................................................................

97. 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 83,1hPa.dm3 hPa.mol-1.K-1. Obliczenia: ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

98. Oblicz masę 4dm3 CO2 w temperaturze 300K i pod ciśnieniem 1500hPa. Stała gazowa R=83,14hPa.dm3.K-1.mol-1. Obliczenia: ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: …………………………………………

99. Wolny krzem można otrzymać w laboratorium, redukując SiO2 za pomocą metalicznego magnezu. Proces ten ilustruje

równanie reakcji:

SiO2 + 2Mgtemp.

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=28g.mol–1, MMg=24g.mol–1, MO=16g.mol–1. SiO2 Mg Si MgO

Liczba moli, mol 1 Masa, g 30

100.

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.



- 31 -

101. Sporządzono 200 g roztworu zawierającego 100 g sacharozy. Sacharozę poddano reakcji hydrolizy:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6HCl

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: MC12H22O11 = 342 g/mol, MC6H12O6 = 180 g/mol.

Obliczenia:……………………………………………………………..………………………………… ………………………………..…………………………………………………………………..………………… ………………………………………………..…………………………………………………………………..

Odpowiedź: …………………………………………………………………..

102. 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: ...................................................................................................................................................



- 32 -

9. Ekologia

103. Tworzywa sztuczne znajdują szerokie zastosowanie praktyczne. Do ważnych polimerów zaliczamy polietylen (polieten) i

polichlorek winylu (polichloroeten). 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 Właściwości Zastosowania polietylen odporność na działanie większości rozpuszczalników

organicznych oraz stężonych zasad i kwasów, mała wytrzymałość cieplna

polichlorek winylu odporność na działanie kwasów, tłuszczów, czynników atmosferycznych, dobra wytrzymałość mechaniczna

Informacja do zadań 104 i 105 W poniższej tabeli podano wartości oraz ocenę pH opadów deszczowych.

pH ocena pH opadów deszczowych uwagi poniżej 4,0 bardzo mocno obniżone

kwaśne deszcze 4,1 – 4,5 mocno obniżone 4,6 – 5,0 lekko obniżone 5,1 – 6,0 normalne 6,1 – 6,5 lekko podwyższone

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/dm3.

104. Określ pH badanej wody. Korzystając z informacji przedstawionych w tabeli, podaj jego ocenę.

Wartość pH: ................................................................................................................................ Ocena pH: ...................................................................................................................................

105.

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. ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

106.

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).

.......................................................................................................................................................

107. 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: ………………………………………………..

108. Wody powierzchniowe, wykorzystywane do zaopatrywania ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, muszą spełniać

określone normy. Zgodnie z nimi, najwyższa dopuszczalna zawartość chlorków wynosi 250mg w 1dm3 wody. Z rzeki pobrano próbkę wody o objętości 150cm3 i po analizie stwierdzono, że zawierała ona 25mg chlorków.

Wykonaj odpowiednie obliczenia i oceń przydatność badanej wody do celów spożywczych. Ocena wody …………………………………………………………………………………………………………..



- 33 -

109.

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: …………………………………………………………………………………………………………..

110. Zakwaszenie gleby może być spowodowane procesem nitryfikacji, który przebiega dwuetapowo zgodnie z zapisem:

I. 2NH4+ + 3O2 → 2NO2

- + 4H+ + 2H2O II. 2NO2

- + O2 → 2NO3-

Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie procesu nitryfikacji. …………………………………………………………………………………………………………..

111. 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: ........................................................................................................................



- 34 -

10. Sole

112. 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.

......................................................................................................................................................

113. 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 Na+ Pb2+

Cl- bezbarwny roztwór (osad nie strąca się) biały osad (może się strącić, jeżeli stężenia roztworów są duże) NO3

- bezbarwny roztwór (osad nie strąca się) bezbarwny roztwór (osad nie strąca się) SO4

2- 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. .......................................................................................................................................................

114. Wodorosole wywodzą się z kwasów wieloprotonowych, 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) ………………………………..... Informacja do zadania 115 i 116 W dwóch nieoznakowanych probówkach znajdują się bezbarwne wodne roztwory soli: K2S i K2SO4. Dysponujesz

następującymi odczynnikami: H2SO4)aq), Na2SO4(aq), NaOH(aq)

115. 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: …………………………………………………………………………………………….

116. Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji będącej podstawą rozróżnienia tych soli. Informacja do zadania 117 i 0 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). 117.

Opisz, co zaobserwowano podczas tego doświadczenia. Etap 1: .......................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Etap 2: .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................



- 35 -

118. 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): .......................................................................................................................................................



- 36 -

11. Obliczenia stężenia roztworu

119. 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: ............................................................................................................................

120.

Czysty tytan lub jego stop o składzie masowym 85% Ti, 8% Al, 7% V stosowny jest np. do wytwarzania implantów. 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: .....................................................................................................................................................

121. 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.

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. .......................................................................................................................................................

122. Do 20cm3 roztworu chlorku sodu o stężeniu 3% i gęstości 1,02g/cm3 dodano 80cm3 roztworu chlorku sodu o stężeniu 24% i

gęstości 1,18g/cm3. Oblicz stężenie procentowe otrzymanego roztworu. Odpowiedź: .......................................................................................................................................................

123. 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: .......................................................................................................................................................



- 37 -

124. Stężenie procentowe nasyconego wodnego roztworu chlorku potasu o temperaturze 20oC wynosi 25,37% masowych.

Rozpuszczalność w wodzie tego związku w temperaturze 40oC jest równa 40 g/100 g wody. W przedziale od 0oC do 50oC 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 0oC do 50oC.

Rozpuszczalność, g/100 g H2O 20oC 40oC

Chlorek potasu

125. 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: .......................................................................................................................................................

126. Zmieszano 50 cm3 15-procentowego roztworu KOH o gęstości 1,21 g/cm3 z 10 cm3 2 mol/dm3 roztworu KOH.

Oblicz stężenie molowe otrzymanego roztworu. Obliczenia Odpowiedź: ...................................................................................................................................................

127. Masz do dyspozycji stały BaCl2.2H2O, wodę destylowaną oraz następujący sprzęt laboratoryjny: wagę analityczną, kolbę

miarową na 50 cm3, zlewkę, cylinder miarowy, lejek, sączek, kolbę okrągłodenną, pipetę, krystalizator, naczynko wagowe. Opisz, w jaki sposób uzyskać 50 cm3 0,5 mol/dm3 roztworu mianowanego chlorku baru. 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. ........................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................



- 38 -

12. Równowagi jonowe

12.1. Iloczyn rozpuszczalności

128. Pomiędzy osadem a roztworem trudno rozpuszczalnej soli AnBm ustala się równowaga opisana równaniem:

AnBm(s) nAm+(aq) + mBn-

(aq) Iloczyn stężeń jonów w stanie równowagi w nasyconym roztworze tej soli, który można przedstawić jako zależność:

IR=[Am+(aq)]n[Bn-

(aq)]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/dm3 i roztworu Na2SO4 o stężeniu 0,05 mol/dm3 wytrąci się osad CaSO4 (iloczyn rozpuszczalności CaSO4 IR = 4,93·10-5).

Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

129.

Poniżej przedstawiono wartości iloczynu rozpuszczalności wybranych węglanów w temperaturze 25oC. 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: ........................................................................................................................................................

130.

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. .......................................................................................................................................................

131. 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/dm3

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 25oC. 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: ....................................................................................................................



- 39 -

Należało porównać wartości ........................................................................................................

132. 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 Odpowiedź: ...................................................................................................................................................

12.2. Hydroliza

133. 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 ...................................................................................................................................

134.

Przeprowadzono doświadczenia, które ilustruje poniższy rysunek.

Podaj odczyn roztworów otrzymanych w obu probówkach. Odpowiedź uzasadnij, pisząc w formie jonowej skróconej

równania zachodzących reakcji. probówka odczyn roztworu równanie reakcji

I

II

135.

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: .......................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................



- 40 -

136. 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 CH3CH2COO– NaOH Na+ OH–

137.

Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem.

Określ odczyn wodnych roztworów soli w probówkach I, II i III. Probówka I: ...................................................... Probówka II: .................................................... Probówka III: ...................................................

138. Uzupełnij tabelę, wpisując następujące sole w odpowiednią kolumnę: octan sodu, siarczan(VI) amonu, stearynian potasu,

chlorek sodu, azotan(V) potasu, chlorek glinu. Odczyn zasodowy Odczyn obojętny Odczyn kwasowy

12.3. Stała i stopień dysocjacji

139. W temperaturze 25ºC zmierzono pH wodnego roztworu słabego jednoprotonowego kwasu o stężeniu 0,1 mol/dm3.

Wynosiło ono 4. Oblicz stałą dysocjacji tego kwasu w temperaturze 25ºC. Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

140.

Dysocjacja kwasu ortofosforowego(V) przebiega w roztworach wodnych trójstopniowo: H3PO4 H2PO4

- + H+ Ka1=7,1.10-3 H2PO4

- HPO42- + H+ Ka2=6,3.10-8

HPO42- PO4

3- + H+ 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 Napisz wzór jonu, którego stężenie w wodnym roztworze H3PO4 jest:

a) największe ................................................................ b) najmniejsze ..............................................................

141.

Napisz wyrażenie na stałą równowagi opisanej reakcji: InH + H2O In- + H3O+



- 41 -

142. 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 + H2O In- + H3O+

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

Wskaż postać wskaźnika (InH lub In– ), której stężenie wzrośnie po dodaniu do roztworu mocnej zasady. .......................................................................................................................................................

143. Oblicz pH roztworu kwasu o wzorze ogólnym HR i stężeniu c0=0,2 mol/dm3, jeżeli stopień dysocjacji tego kwasu

α=5%. Obliczenia: …………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………. Odpowiedź: ……………………………………………………………………………………………………………

144. W poniższej tabeli podano wartości stopnia dysocjacji trzech kwasów karboksylowych w ich wodnych roztworach o stężeniu

0,1 mol/dm3 w temperaturze 25oC. 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. .......................................................................................................................................................

145. 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. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

146. W tabeli zestawiono wartości stopnia dysocjacji pewnego jednoprotonowego kwasu w roztworach o różnym stężeniu, w

temperaturze 25oC. CM. 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.



- 42 -

b) Odczytaj z wykresu wartość stopnia dysocjacji badanego kwasu w jego roztworze wodnym o stężeniu 0,5 mola/dm3 . .......................................................................................................................................................

12.4. Dysocjacja



- 43 -

13. Kwasy i zasady

147. Dane są jony: CO3

2− i NH4+

Zaklasyfikuj je do kwasów lub zasad według teorii Brønsteda. Uzasadnij swoją decyzję, pisząc odpowiednie równania reakcji. CO3

2−.......................................................................... NH4

+ ............................................................................ Równania reakcji:

......................................................................................................................................................

......................................................................................................................................................

148. Określ, jaką rolę według teorii Brønsteda pełni jon H2PO4

- w reakcji opisanej równaniem: H2PO4

- HPO42- + H+ Ka2=6,3.10-8

......................................................................................................................................................

149. Korzystając z teorii Brønsteda, napisz równania reakcji ilustrujące zachowanie amoniaku i chlorowodoru w wodzie.

Określ rolę wody w każdym z tych procesów. Równanie reakcji Rola wody

Amoniak

Chlorowodór

150.

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.

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. ....................................................................................................................................................... Informacja do zadań 151, 152 i 153 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 + H2O In- + H3O+

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



- 44 -

151.

Napisz wzory wszystkich drobin (cząsteczek i jonów), które są zasadami i kwasami Brönsteda w reakcji zilustrowanej powyższym równaniem.

Zasady Brönsteda Kwasy Brönsteda

152.

Określ barwę postaci kwasowej (InH) oraz barwę postaci zasadowej (In– ) błękitu bromotymolowego. Postać błękitu bromotymolowego Barwa kwasowa (InH) zasadowa (In–)

153. 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. .......................................................................................................................................................

154. W celu określenia charakteru chemicznego tlenków SiO2 i ZnO przeprowadzono doświadczenie, które ilustruje poniższy

rysunek.

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: …………………………………………………………….

155. Poniżej podano pH wybranych płynów ustrojowych w organizmie pacjenta

1. Sok trzustkowy pH=8,0 2. Sok żołądkowy pH=2,0 3. Ślina pH=6,9 4. Żółć pH=7,4

Uszereguj wymienione płyny ustrojowe, podając ich numery, zgodnie ze wzrostem charakteru kwasowego. …………………………………………………………………………………………………………..

156. Wodny roztwór kwasu ortofosforowgo(V) zawiera drobiny: H3PO4, H3O+, PO4

3-, HPO42-, H2PO4

- Spośród jonów znajdujących się w wodnym roztworze kwasu ortofosforowgo(V) wybierz ten, który jest według tworii

Brønsteda wyłącznie zasadą. Uzasadnij swój wybór, zapisując równanie reakcji tego jonu z wodą. …………………………………………………………………………………………………………..

157. 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



- 45 -

158. W dwóch nieoznakowanych probówkach znajdował się stężony i rozcieńczony roztwór kwasu azotowego(V). W celu

zidentyfikowania tych roztworów przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem.

Sformułowano następujące spostrzeżenia: probówka I: roztwór zabarwił się na kolor niebieskozielony i wydzielał się czerwonobrunatny gaz, 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 ...................................

159.

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:

160. 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 25oC 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. .......................................................................................................................................................

161. Napisz równania reakcji zachodzących po wprowadzeniu H2S do wody. .......................................................................................................................................................

162. 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 Brönsteda tylko zasady Brönsteda kwasu lub zasady Brönsteda

Cząsteczka obojętna X Kation X Anion X



- 46 -

163. 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 ..................................................................................................................

164. Zmierzono pH wodnych roztworów czterech soli o stężeniu 0,01 mol/dm3 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.

....................................................................................................................................................... Informacja do zadań 165 i 166 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

165. Z równań chemicznych podanych w informacji wstępnej wybierz wszystkie cząsteczki i jony, które są zasadami lub

kwasami Brønsteda, i wpisz je w odpowiednie kolumny tabeli. Zasada Brønsteda Kwas Brønsteda

166.

Porównując wartości stałych dysocjacji kwasów, określ, która z postaci hemoglobin: utlenowana czy odtlenowana, ma większą zdolność odłączania jonu wodorowego. Odpowiedź uzasadnij.

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

...........................................................................................................................................................

167. W poniższej tabeli podano wartości stałych dysocjacji wybranych kwasów organicznych i nieorganicznych.

Nazwa kwasu Wartość stałej dysocjacji kwas azotowy(III) 7,1.10-4 4 kwas cyjanowy 3,3.10-4 kwas benzoesowy 5,3.10-5 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. ........................................................................................................................................................... ...........................................................................................................................................................



- 47 -

14. Właściwości roztworów

168. 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.

a) Podaj numer probówki, w której nie otrzymano roztworu właściwego.

...................................................................................................................................................... b) Nazwij metodę, za pomocą której można wydzielić sól znajdującą się w probówce I.

......................................................................................................................................................

169. 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 ..........................................

170.

Przygotowano mieszaninę wody z lodem i wody z etanolem. Wstaw znak X w odpowiednie pola tabeli, tak aby najpełniej scharakteryzować otrzymane mieszaniny.

Układ Mieszanina Jednoskładnikowy Dwuskładnikowy Jednofazowy Dwufazowy Woda z lodem Woda z etanolem



- 48 -

15. Kinetyka i równowaga reakcji

15.1. Kinetyka reakcji

171. Szybkość reakcji: 2SO2 + O2 → 2SO3

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: ...................................................................................................................................................... ...............................................................................................................................................................................

172.

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: ........................................................................................................................................................

173.

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).



- 49 -

174. Szybkość pewnej reakcji zachodzącej w fazie gazowej wyraża się równaniem kinetycznym v=k.cA

2.cB 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: ........................................................................................................................................................

175. Przykładem reakcji katalizowanej jest synteza chlorku nitrozylu. Równanie reakcji bez katalizatora: 2NO + Cl 2 ⇄ 2NOCl Równania reakcji z udziałem katalizatora: 2NO + Br 2 ⇄ 2NOBr

2NOBr + Cl 2 ⇄ 2NOCl + Br 2 Na podstawie podanych wyżej równań uzupełnij poniższe zdania. Katalizatorem reakcji syntezy chlorku nitrozylu jest ................................................................... Produktem przejściowym jest związek o wzorze ........................................................................

176. Na poniższym wykresie zilustrowano zmianę energii podczas przebiegu reakcji opisanej równaniem A(s) + AB2(g) ⇄

2AB(g) .

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).

......................................................................................................................................................

177. Reakcja A + 2B ⇄ C przebiega w temperaturze T według równania kinetycznego v= kcA

.cB2. Początkowe stężenie

substancji A było równe 2 mol/dm3, a substancji B było równe 3 mol/dm3. Szybkość początkowa tej reakcji była równa 5,4 mol.dm-3s-1.

a) Oblicz stałą szybkości reakcji w temperaturze T, wiedząc, że dla reakcji przebiegającej według równania kinetycznego v= kcA

.cB2.stała szybkości k ma jednostkę: mol-2.dm6.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: ……………………………………..

178.

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: ...................................................................................................................................................



- 50 -

15.2. Równowaga reakcji

179. Oceń, jak wpływa na ilość amoniaku powstającego w wyniku reakcji syntezy

N2(g) + 3H2(g) 2NH3 ΔH = - 92,4 kJ

a) obniżenie ciśnienia, b) podwyższenie temperatury, c) wprowadzenie dodatkowej ilości azotu. a) ....................................................................................................................................... b) ....................................................................................................................................... c) .......................................................................................................................................

180. 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) 2NO(g) ∆H=182,5kJ II 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ∆H=-114,1kJ

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. ......................................................................................................................................................

Informacja do zadania 181 i 182 Tlenek azotu(IV) o barwie brunatnej ulega częściowej dimeryzacji, tworząc bezbarwny N2O4. Prowadzi to do ustalenia

równowagi opisanej równaniem: 2NO2(g) N2O4(g)

181. 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. …………………………………………………………………………………………………………..

182. 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. …………………………………………………………………………………………………………..

183. 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: .....................................................................................................................................................



- 51 -

Informacja do zadania 184 i 185 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.

184. Oblicz stężenie równowagowe pary wodnej w temperaturze 700 K. Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po

przecinku. Obliczenia: ..................................................................................................................................................... Odpowiedź: .....................................................................................................................................................

185. 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: .....................................................................................................................................................

186. 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: .......................................................................................................................................................

187. 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: ………………………………………………………………………………

188.

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: .............................................



- 52 -

16. Elektrochemia

189. Podczas elektrolizy wodnego roztworu pewnego elektrolitu na anodzie zachodziła reakcja przedstawiona równaniem:

2H2O → O2 + 4H+ + 4e- Sumaryczne 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: .....................................................................................

190.

Reakcję chemiczną zachodzącą w pewnym ogniwie opisuje równanie: 2Fe3+

(aq) + Sn2+(aq) → 2Fe2+

(aq) + Sn4+(aq)

Przedstaw schemat tego ogniwa i napisz równania reakcji przebiegających w jego półogniwach. Schemat ogniwa: ......................................................................................................................... Równania reakcji: ........................................................................................................................ ......................................................................................................................................................

191.

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: ......................................................................................................................................................

192.

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: ................................................................................ ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Informacja do zadań 193, 194, 195 i 196 Zbudowano ogniwo według schematu przedstawionego na poniższym rysunku.



- 53 -

193. Korzystając z szeregu elektrochemicznego metali, wskaż półogniwo, które stanowiło ujemny biegun ogniwa. .......................................................................................................................................................

194. Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej w czasie pracy ogniwa. .......................................................................................................................................................

195. Wskaż metal (cynk lub kobalt), który jest silniejszym reduktorem. Silniejszym reduktorem jest .........................................................................................................

196. Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F,

jeżeli uznasz je za fałszywe. Lp. Zdanie P/F

1 W czasie pracy ogniwa elektrony przepływają kluczem elektrolitycznym od półogniwa cynkowego do półogniwa kobaltowego.

2 W czasie pracy ogniwa elektrony przepływają zewnętrznym przewodnikiem elektrycznym w kierunku od cynku do kobaltu.

3 Klucz elektrolityczny łączy półogniwa, umożliwiając przepływ jonów między roztworami, i zamyka obwód elektryczny.

4 W czasie pracy ogniwa masa blaszki cynkowej rośnie, a masa blaszki kobaltowej maleje.

197.

Poniżej przedstawiono równania elektrodowe oraz potencjały standardowe dwóch półogniw redoks. Równanie reakcji elektrodowej Potencjał standardowy

Fe3+ + e- Fe2+ E0=+0,77V

MnO4- + 4H+ + 3e- MnO2 + 2H2O E0=+1,69V

Na podstawie: W. Mizerski „Tablice chemiczne”, Warszawa 1997 Napisz sumaryczne równanie reakcji, która zajdzie w ogniwie zbudowanym z tych półogniw. ....................................................................................................................................................... Informacja do zadań 198, 199 i 200 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:

2H2O elektroliza 2H2 + O2

198. Określ funkcję, jaką pełni substancja, którą należy rozpuścić, aby umożliwić elektrolizę wody. .......................................................................................................................................................

199. Spośród soli, których wzory podano poniżej, wybierz tę, której należy użyć w celu przeprowadzenia elektrolitycznego

rozkładu wody. Podkreśl jej wzór. CuCl2 ZnSO4 NaCl Na2SO4

200. Napisz równania reakcji elektrodowych zachodzących w czasie elektrolitycznego rozkładu wody. Równanie reakcji katodowej: ....................................................................................................... Równanie reakcji anodowej: ........................................................................................................



- 54 -

Informacja do zadania 201 i 202 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 reakcji zilustrowana poniższym równaniem: 2Zn + O2 + 2H2O → 2Zn(OH)2

201.

Określ, który metal stanowi w powstałym ogniwie anodę (elektrodę ujemną), a który katodę (elektrodę dodatnią) Anodę stanowi ………………………………………………………………………………………………………….. Katodę stanowi: …………………………………………………………………………………………………………..

202.

Zapisz równania reakcji elektrodowych zachodzących w tym ogniwie podczas opisanego procesu. Równanie reakcji przebiegającej na anodzie ………………………………………………………………………… Równanie reakcji przebiegającej na katodzie ………………………………………………………………………

203.

Zbadano zachowanie cynku, miedzi i srebra w roztworach soli.

Podaj numery probówek, w których zaobserwowano objawy reakcji. .......................................................................................................................................................

204. 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

Produkt wydzielający się na anodzie chlor tlen tlen tlen

Odczyn roztworu w elektrolizerze

stał się zasadowy

pozostał zasadowy

pozostał kwasowy

pozostał obojętny

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 I II III IV

Wzór elektrolitu

205.

Zapisz równania reakcji zachodzących podczas elektrolizy wodnego roztworu NaOH na elektrodach platynowych. Równanie reakcji przebiegającej na katodzie: ....................................................................................................................................................... Równanie reakcji przebiegającej na anodzie: .......................................................................................................................................................



- 55 -

206. 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: .......................................................................................................................................................

207. 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 + 2OH− 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 208 i 209 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+).

208.

Oceń, który metal (cynk czy miedź) powinien być zastosowany do ochrony przed korozją w wilgotnym powietrzu stalowego przedmiotu narażonego na zarysowania.

Wybrany metal: ...............................................

209. 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)

210.

W pewnym ogniwie galwanicznym zachodzi reakcja zilustrowana sumarycznym równaniem: Zn + 2Ag + → Zn 2+ + 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.



- 56 -

b) Oblicz SEM tego ogniwa w warunkach standardowych. SEM: ............................................................................................................................................

211. 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: ............................................................................................................................................

212. 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

1 W ogniwie zbudowanym z półogniw: Cd|Cd2+ i Sn|Sn2+ katodę stanowi półogniwo Cd|Cd2+ 2 Kationy Cu2+ wykazują większą tendencję do przyłączania elektronów niż kationy Zn2+ 3 Siła elektromotoryczna ogniwa Ag|Ag+||Au3+|Au jest w warunkach standardowych równa

2,32 V.

Informacja do zadania 213 i 214 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.

213. 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:

214. Napisz, z jakim biegunem (dodatnim czy ujemnym) źródła prądu stałego połączona jest ta elektroda, której masa

wzrasta podczas procesu elektrorafinacji. .......................................................................................................................................................



- 57 -

215. 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: ...................................................................................................................................................



- 58 -

17. Termochemia

216. Oblicz entalpię tworzenia ( ΔHX) tlenku węgla(II)

C(grafit) + 1/2O2 → CO(g) na podstawie entalpii następujących reakcji: C(grafit) + O2 → CO2(g) ΔH1 = -393,5 kJ·mol-1 CO(g) + 1/2O2 → CO2(g) ΔH2 = -283,0 kJ·mol-1 Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................................

217.

Oblicz standardową entalpię reakcji: N2(g) + 2O2(g) 2NO2(g) na podstawie znanych entalpii reakcji: N2(g) + O2(g) 2NO(g) ∆H=182,5kJ 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) ∆H=-114,1kJ Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

218.

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. Cgrafit + O2(g) → CO2(g) ∆H=-393,5kJ/mol H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(c) ∆H=-285,84kJ/mol C6H6(c) + 15/2O2(g) → 6CO2(g) + 3H2O ∆H=-3267,6kJ/mol

Równanie reakcji: .......................................................................................................................... Obliczenia: ..........................................................................................................................

.................................................................................................................................................... Odpowiedź: ..........................................................................................................................

219. 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. .......................................................................................................................................................

220. Oblicz standardową entalpię uwodornienia propenu 0

xH∆ , jeżeli standardowa entalpia tworzenia propanu 01H∆ wynosi

-104,7kJ/mol, a standardowa entalpia tworzenia propenu 02H∆ wynosi 20kJ/mol.

Na podstawie: W. Mizerski „Tablice chemiczne”, Warszawa 1997

221. Oblicz standardową entalpię (ΔHo) reakcji opisanej równaniem:

Al2O3 (korund) + 3SO3(g) → Al2(SO4)3 (krystaliczny) znając standardowe entalpie tworzenia: 1) 2Al(s) + 3/2O2(g) → Al2O3(korund) ∆H1

0=-1671,0kJ/mol 2) S(rombowa) + 3/2O2(g) → SO3(g) ∆H2

0=-395,5kJ/mol 3) 2Al(s) + 3S(rombowa) + 6O2(g) → Al2(SO4)3(krystaliczny) ∆H3

0=-3437,4kJ/mol Wynik podaj z dokładnością do jednego miejsca po przecinku. Obliczenia: ............................................................................................................................... .................................................................................................................................................. Odpowiedź: ...............................................................................................................................



- 59 -

222. 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 E 1 , o efekcie energetycznym E 2 , o energii

aktywacji E 1 , o energii aktywacji E 2 .

223. 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) ∆H1

0=-393,5kJ 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(c) ∆H1

0=-571,8kJ C2H4(g) + 3O2(g) → 2H2O(c) + 2CO2(g) ∆H1

0=-1411,2kJ Obliczenia: ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................................. Odpowiedź: ............................................................................................................................................



- 60 -

18. Węglowodory

18.1. Węglowodory nasycone - alkany

224. W laboratorium etan otrzymuje się ogrzewając chlorometan z sodem. Reakcja zachodzi zgodnie z równaniem:

2CH3Cl + 2Na → CH3CH3 + 2NaCl Napisz równanie reakcji otrzymywania n-butanu opisaną metodą. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków

organicznych. ........................................................................................................................................................

225.

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 (grupowy) Nazwa systematyczna Węglowodór I Węglowodór II

Informacja do zadania 226 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.

CH3Cl CH3CH3 CH3CH2Cl CH2=CH2 CH3CH2OH1 2 3 4

226. 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.: ..................................................................................................................................................

18.2. Węglowodory nienasycone – alkeny i alkiny

227. 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 228 i 229 Poniżej przedstawiono zależność zawartości węgla (wyrażoną w procentach masowych) w alkanach, alkenach i alkinach od

liczby atomów węgla w cząsteczce.



- 61 -

228. Przyporządkuj wykresom A, B i C nazwy szeregów homologicznych wymienionych w informacji wstępnej.

Wykres A: ................................................................. Wykres B: ................................................................. Wykres C: .................................................................

229.

Określ, do jakiej wartości procentowej zawartości węgla dążą krzywe A i C. Odpowiedź uzasadnij obliczeniami. Obliczenia: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................... Odpowiedź: ......................................................................................................................................................

230.

Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) trzech izomerycznych alkinów zawierających 5 atomów węgla w cząsteczce.

Wzór izomeru I:

Wzór izomeru II:

Wzór izomeru III:

231.

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

232.

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: .......................................................................................................................................................



- 62 -

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.

233.

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:

but-1-en 2-chlorobutan but-2-en butan-2-ol1 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: ..................................................................................................................................................

234. Ester metylowy kwasu 2-metylopropenowego (metakrylan metylu) jest monomerem poli(metakrylanu metylu). Dokończ, stosując wzory półstrukturalne (grupowe), równanie reakcji polimeryzacji tego estru.

CH2 CCH3

COOCH3n

235. Reakcja utleniania alkinów manganianem(VII) potasu w środowisku kwasowym znalazła zastosowanie do określania

budowy tych węglowodorów. Procesy te przebiegają zgodnie z podanymi niżej schematami:

C C R2R

1 KMnO4 / H+

R1COOH + R2COOH

C C HRKMnO4 / H

+

RCOOH + CO2

C C HHKMnO4 / 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). .......................................................................................................................................................

Informacja do zadania 236 i 237 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).

Z ugrupowania ( CR2

R1

) powstaje keton, z ugrupowania ( CH

R

) powstaje kwas, a tlenek węgla(IV) powstaje z

ugrupowania ( H2C= ) .



- 63 -

236. 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. ...................................................................................................................................................

237. 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

238. 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.

18.3. Węglowodory aromatyczne

239. 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 B C+[H] +HCl

240. 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:

CH2 CH2CO

CH3

OCH3OH

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



- 64 -

19. Alkohole

241. Dokonaj analizy schematycznych rysunków przedstawiających trzy doświadczenia i uzupełnij brakujące

informacje, podając wzór substancji X oraz formułując w tabeli obserwacje.

Wzór substancji X: .......................................................................................................................

Probówka Obserwacje I II osad rozpuszcza się i powstaje roztwór o barwie szafirowej III

242.

Poniżej przedstawiono cykl reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych.

cykloheksen cykloheksan chlorocykloheksan

cykloheksanol

1 2

34

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. ..………………………………………………………………………………………………..

243.

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.

………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..

244. 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: ………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..



- 65 -

Informacja do zadań 245, 246 i 247 Poniżej przedstawiono wzory grupowe czterech wybranych izomerów pentanolu.

CH3 C

CH3

CH3

CH2 OH CH3 C

CH3

OH

CH2 CH3 CH3 CH

OH

CH

CH3

CH3 OH CH2 CH2 CH

CH3

CH3

I II III IV 245.

Napisz, posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, równanie reakcji utleniania alkoholu

I za pomocą tlenku miedzi(II) w podwyższonej temperaturze. .......................................................................................................................................................

246. Podaj nazwy systematyczne związków, których wzory oznaczono numerami III i IV. Nazwa związku III: ...................................................................................................................... Nazwa związku IV: ......................................................................................................................

247. Określ rzędowość alkoholi I, II i III. Rzędowość alkoholu I: ................................................................................ Rzędowość alkoholu II: .............................................................................. Rzędowość alkoholu III: ............................................................................

248. 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.

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. 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. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................



- 66 -

249. Poniżej podano dwa ciągi przemian chemicznych, w wyniku których otrzymano związki organiczne B i D.

CH3 CH2 CH3 + Cl2światło CH3 CH CH3

Cl

KOH / H2O [O]A B

C DCH3 CH2 CH3 + Cl2światło CH3 CH2 CH2

Cl

KOH / H2O [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.

......................................................................................................................................................

250. 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.

CH3 CHOH

COOH[O]

..............................................................

Informacja do zadania 251 Poniżej przedstawiono schemat reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych.

H2C CH2 H3C CH3

H3C CH2

Cl

H3C CH2

OH

reakcja 1

reakcja 2

reakcja 3

reakcja 4

251. Napisz, stosując wzory półstrukturalne, równania reakcji oznaczone na schemacie numerami 1–4. Równanie 1: ..................................................................................................................................... Równanie 2: ..................................................................................................................................... Równanie 3: ..................................................................................................................................... Równanie 4: .....................................................................................................................................



- 67 -

20. Aldehydy i ketony

252. Przeprowadzono ciąg reakcji zilustrowanych następującym schematem:

CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH CH3

Cl

CH3CH2CH CH3

OHX?

+NaOHaq +K2Cr2O7aq, H+

I II III

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. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

253. 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. Równanie reakcji: ....................................................................................................................................................... .....................................................................................................................................................................................

254.

Reakcją pozwalającą wykryć w związkach organicznych grupę CH3 CO

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.

.......................................................................................................................................................

.......................................................................................................................................................



- 68 -

21. Kwasy, estry i tłuszcze

255. Związek A, będący chloropochodną pewnego alkanu, poddano przemianom, które ilustruje poniższy schemat.

CH3 CHCH3

O CO

CH3

A+ KOH(aq)

B+ CH3COOH

st. H2SO4

a) Podaj nazwę systematyczną związku A.

.................................................................................................................................................... b) Napisz, używając wzorów półstrukturalnych (grupowych), równanie reakcji, której ulega związek B.

256. 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. ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

257.

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.

Określ, jaka właściwość fizyczna produktów reakcji tłuszczu z zasadą sodową jest podstawą opisanej metody udrażniania rur. ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

258.

Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi), uzupełnij poniższe równania ilustrujące procesy, w których etanol jest substratem lub produktem reakcji.

CH3 CO

O

CH2CH3

CONa

OCH3 CH

CH3

....................... + CH3-CH2-OH + .....................H2SO4

CH3-CH2-OH

+ CH3-CH2-OH

Al2O3/T ....................... + ...........................

....................... + NaOH

259. 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. ....................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................



- 69 -

260. 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 salicylowego.

Na podstawie: John McMurry „Chemia organiczna”, Warszawa 2000 a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w nim wzór kwasu salicylowego.

CH2OH

OH O

COOH

CO

CH3

utlenianie estryfikacji

b) Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) związku, którego reakcja z kwasem salicylowym prowadzi do powstania kwasu

acetylosalicylowego. .......................................................................................................................................................

261. Woski to mieszaniny estrów długołańcuchowych kwasów tłuszczowych i długołańcuchowych alkoholi monohydroksylowych.

Na przykład jednym z głównych składników wosku pszczelego jest związek o wzorze:

CH3 (CH2)14 CO

O (CH2)29 CH3 a) Posługując się wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, uzupełnij poniższe równanie reakcji

hydrolizy tego estru w środowisku zasadowym.

CH3 (CH2)14 CO

O (CH2)29 CH3 + NaOHH2O .................................................

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).

Informacja do zadania 262 i 263 Popularna aspiryna (kwas acetylosalicylowy) o wzorze:

COOH

O CO

CH3

Jest pochodną kwasu salicylowego (kwasu 2-hydroksybebzenokarboksylowego)

262. Posługując się uproszczonymi wzorami półstrukturalnymi (grupowymi) związków organicznych, napisz równanie reakcji

otrzymywania kwasu acetylosalicylowego z kwasu salicylowego i kwasu octowego. ………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..

263. Podaj nazwę grupy dwufunkcyjnych pochodnych węglowodorów, do której należy kwas salicylowy. …………………………………………………………………………………………………………..

264. Zapisz, stosując wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych, równanie reakcji kwasu 2-hydroksypropanowego

(mlekowego) z wodnym roztworem wodorotlenku sodu. .......................................................................................................................................................



- 70 -

265. Podaj wzory półstrukturalne (grupowe) wszystkich produktów całkowitej hydrolizy zasadowej (w roztworze wodnym NaOH)

związku o wzorze: CH2

CH

CH2 O

O

O CO

CO

CO C17H33

C15H31

C17H33

Uwaga: Grupy alkilowe przedstaw w postaci wzorów sumarycznych, tak jak w powyższym wzorze. Wzory grupowe związków: ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

266. 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. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

267. 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. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

268.

Zastąp litery od A do D wzorami półstrukturalnymi odpowiednich związków chemicznych.

CaC2 A B C DH2O H2O

H+, Hg2+

O2 Na

Związek A Związek B Związek C Związek D

269.

Narysuj wzór półstrukturalny produktu reakcji estryfikacji kwasu jednokarboksylowego o trzech atomach węgla i pierwszorzędowego alkoholu monohydroksylowego zawierającego w cząsteczce trzy atomy węgla.



- 71 -

22. Aminy, amidy i związki nitrowe

270. Alanina to kwas 2-aminopropanowy. Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) jonu, jaki tworzy alanina w środowisku silnie kwasowym.

.......................................................................................................................................................

........................................................................................................................................................

271. 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: .......................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

272.

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.



- 72 -

23. Cukry

273. 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: ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

274.

Badano działanie świeżo sporządzonego wodorotlenku miedzi(II) na próbki roztworów wodnych etanolu, etanalu, glicerolu i glukozy. Obserwacje zestawiono w tabeli.

Próbka 1 2 3 4 wodorotlenek miedzi(II) na zimno

klarowny szafirowy roztwór

brak objawów reakcji klarowny szafirowy roztwór

brak objawów reakcji

wodorotlenek miedzi(II) na gorąco

brak danych czarny osad ceglastoczerwony osad

ceglastoczerwony osad

Nazwa badanej substancji ............................. ............................. ............................. .............................

Przeanalizuj zestawione powyżej obserwacje i wpisz do tabeli nazwy substancji, które były w próbkach oznaczonych numerami 1, 2, 3 i 4.

275.

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.

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. Podaj numer probówki, w której w drugim etapie doświadczenia powstał ceglastoczerwony osad Cu2O. Osad powstał w probówce .............................................



- 73 -

276. 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.

Odczynnik Badana substancja

glukoza fruktoza Wodorotlenek miedzi(II) (na zimno) klarowny, szafirowy roztwór klarowny, szafirowy roztwór Wodorotlenek miedzi(II) (na gorąco) ceglastoczerwony osad ceglastoczerwony osad Papierek uniwersalny żółty żółty

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 ....................................................... .

277.

Poniżej przedstawiono wzór D-arabinozy (w projekcji Fischera). CHOCCCCH2 OH

OH HH OHH OH

Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać wzór enancjomeru D-arabinozy.

CHOCCCCH2 OH

278. 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 Hydroliza zachodzi nie zachodzi zachodzi zachodzi Nazwa związku



- 74 -

279. a) Uzupełnij poniższy schemat, wpisując w odpowiednie miejsca „H” i „OH” tak, aby utworzyć wzór D-glukozy w projekcji

Fischera. CHO

CH2 OH 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: .................................................................................................................................. .......................................................................................................................................................

280. 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.

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



- 75 -

24. Aminokwasy, peptydy i białka

281. W celu zbadania wpływu różnych substancji na białko przeprowadzono doświadczenie pokazane na poniższym rysunku:

Podaj, w których probówkach zachodzą następujące procesy:

wysalanie, w probówkach: ......................................................................................................... denaturacja, w probówkach: .................................................................................................... Wyjaśnij, na czym polegają te procesy. Wysalanie: ................................................................................................................................. ...................................................................................................................................................... Denaturacja: ............................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

282.

Glutation o wzorze: NH2 C

H

CH2

COOHCH2 CO N

HCH

CH2 SHCO N

HCH2 COOH

jest tripeptydem występującym w żywych komórkach. Napisz wzory aminokwasów, które powstaną w wyniku całkowitej hydrolizy tego związku.

Wzory: ...................................................................................................................................................... ...................................................................................................................................................................

283.

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

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 hydrofobowe) i (silnie słabo) oddziałują z wodą.



- 76 -

284. 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 kondensacji. Grupa karboksylowa Grupa aminowa

Symbole aminokwasów

285.

Dokonaj analizy schematycznych rysunków przedstawiających dwa doświadczenia u uzupełnij brakujące informacje, podając nazwę lub wzór substancji X oraz formułując obserwacje:

Nazwa lub wzór substancji X ………………………………………………………………………………

Nr probówki Obserwacje I II Białko ścina się i zabarwia na kolor żółty

Informacja do zadań 286 i 287 Dane są aminokwasy o następujących wzorach półstrukturalnych:

CO

NH2

CH2 OH CCH2

O

NH2

CH2 OHCH2 CO

CH

NH2

CH3 OH

CCHO

NH2

CHCH2

CH3CH3

OH OHOH

NH2O

OCHC CCH2

X Y Z

W U

286. Spośród przedstawionych wyżej aminokwasów wybierz ten, który nie może być aminokwasem białkowym. Napisz literę,

którą oznaczono wzór tego aminokwasu. .......................................................................................................................................................

287. Korzystając z podanych wyżej wzorów aminokwasów, napisz wzór półstrukturalny (grupowy) tripeptydu o sekwencji Z-X-U. ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................

Informacja do zadania 288 i 289. Przeprowadzono doświadczenie zilustrowane poniższym rysunkiem.

W obu probówkach nastąpiła zmiana barwy wskaźników.



- 77 -

288. Korzystając z przeprowadzonego doświadczenia, określ charakter chemiczny substancji X.

.......................................................................................................................................................

289. 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 przebiegających w probówkach I i II. Zastosuj wzory

półstrukturalne (grupowe). Probówka I: .................................................................................................................................. Probówka II: .................................................................................................................................

290. 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.

NCOOH

H

NH2HCCH2SH

COOHCH2

HCH2N COOH

H2NHC

HC OHCH3

COOH

OH

291. 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 ..................................... .



- 78 -

25. Typy reakcji

292. Poniżej przedstawiono cykl reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych.

cykloheksen cykloheksan chlorocykloheksan

cykloheksanol

1 2

34

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.

Określ typ każdej reakcji (1. – 4.) z powyższego schematu, wybierając odpowiednią nazwę ze zbioru: substytucja, addycja, eliminacja, kondensacja. 1. ................................................................................................................................................... 2. ................................................................................................................................................... 3. ................................................................................................................................................... 4. ...................................................................................................................................................

Informacja do zadania 293 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.

CH3Cl CH3CH3 CH3CH2Cl CH2=CH2 CH3CH2OH1 2 3 4

293. a) Określ, według jakiego mechanizmu: elektrofilowego, nukleofilowego czy rodnikowego przebiega reakcja

oznaczona na schemacie numerem 2. .......................................................................................................................................................

b) Określ, czy nieorganiczny reagent reakcji oznaczonej na schemacie numerem 4 jest czynnikiem elektrofilowym, czy nukleofilowym. .......................................................................................................................................................

Informacja do zadań 294 Poniżej przedstawiono schemat reakcji zachodzących z udziałem związków organicznych.

H2C CH2 H3C CH3

H3C CH2

Cl

H3C CH2

OH

reakcja 1

reakcja 2

reakcja 3

reakcja 4

294.

Określ typy reakcji (substytucja, addycja, eliminacja) oznaczonych na schemacie numerami 1–4. Typ reakcji 1: ………………………………………………………………………………… Typ reakcji 2: ………………………………………………………………………………… Typ reakcji 3: ………………………………………………………………………………… Typ reakcji 4: …………………………………………………………………………………



- 79 -

26. Izomeria

26.1. Izomeria konstytucyjna i geometryczna

295. Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch pochodnych propanu. Podaj wzór półstrukturalny (grupowy) jednego izomeru każdego z tych związków.

CH3 C

O

CH3

Wzór izomeru:

CH3 CH2 COH

O

Wzór izomeru:

296.

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.

CH3CH2CH CH3

Cl

CH3CH CH2CH3

Cl

CH3CH CH3

Cl

CH3CH2CH2CH2

ClCH3C CH3

Cl

CH3

2-chlorobutan

I II III IV

Typ izomerii Numer wzoru

Izomeria szkieletowa Izomeria położenia podstawnika 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. Zdanie P/F 1. 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. 2-chlorobutan występuje w postaci pary enancjomerów, ponieważ w jego cząsteczce istnieje atom węgla połączony z czterema różnymi podstawnikami.

297.

Przykładem nienasyconego alifatycznego aldehydu jest związek o wzorze:

CH2 CH CH2 CH

O

Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) ketonu będącego izomerem tego aldehydu.

298. Poniżej przedstawiono wzór półstrukturalny (grupowy) etanianu (octanu) etylu.

CH3 CO

O

CH2 CH3 Zapisz wzory półstrukturalne (grupowe) jednego estru i jednego kwasu będących izomerami octanu etylu.

Wzór estru Wzór kwasu



- 80 -

299. Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać wzór izomeru geometryczngo cis węglowodoru o wzorze grupowym:

CH3–CH2–CH=CH–CH2–CH3 Izomer cis:

300.

Spośród poniższych wzorów wybierz wszystkie, które są wzorami izomerów 1,2-dimetylobenzenu (napisz numery, którymi je oznaczono).

CH3CH3

CH3

CH3

CH3 CH3

CH3

I II III IV

Wzory izomerów 1,2-dimetylobenzenu: .....................................................................................

301. 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.

302.

Narysuj dwa izomery geometryczne heks-2-enu.

26.2. Stereoizomeria

303. 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) Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on wzory pary enancjomerów kwasu mlekowego.

C C



- 81 -

304.

Określ, czy etanol może występować w formach enancjomerów. Odpowiedź uzasadnij. ...................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................

305.

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

H C OHCH OH

COOH

COOH Dokonaj analizy budowy cząsteczki kwasu mezo-winowego i określ, czy kwas ten jest czynny optycznie. Uzasadnij swoją

odpowiedź. ………………………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………………………..

306. Poniżej przedstawiono wzory grupowe czterech wybranych izomerów pentanolu.

CH3 C

CH3

CH3

CH2 OH CH3 C

CH3

OH

CH2 CH3 CH3 CH

OH

CH

CH3

CH3 OH CH2 CH2 CH

CH3

CH3

I II III IV Zapisz numer oznaczający wzór tego związku, który może występować w postaci enancjomerów. .......................................................................................................................................................

307. Dane są aminokwasy o następujących wzorach półstrukturalnych:

CO

NH2

CH2 OH CCH2

O

NH2

CH2 OHCH2 CO

CH

NH2

CH3 OH

CCHO

NH2

CHCH2

CH3CH3

OH OHOH

NH2O

OCHC CCH2

X Y Z

W U

Uzupełnij poniższe schematy, tworząc wzory dwóch diastereoizomerów (w projekcji Fischera) aminokwasu oznaczonego

literą W. COOH

CH2CH3

COOH

CH2CH3

308. 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. ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................



- 82 -

309. 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.

CHO

C

C

C

CH2OH



- 83 -

Odpowiedzi 1. Budowa atomu przemiany jądrowe

1.1. Przemiany jądrowe i promieniotwórczość

1.

W czasie przemian promieniotwórczych z jądra atomowego wydzielane jest promieniowanie , czyli jądra helu 42He ,

promienowanie - - czyli elektrony 01e− . W czasie przemiany liczba masowa i liczba atomowa lewej strony i prawej strony

równania reakcji muszą się zgadzać: 210 A 4

84 Z 2Po X He→ + , czyli: 210=A+4, A=206

84=Z+2, Z=82, W układzie okresowym pierwiastków odnajdujemy, że pierwiastkiem o liczbie atomowej 82 jest ołów, Pb, co daje: 210 206 4

84 82 2Po Pb He→ +

2. Czas połowicznego rozpadu jest to czas po którym połowa promieniotwórczego izotopu ulegnie rozpadowi. Ogólnie

można zapisać: po czasie (po 138 dniach) połowa masy pierwotnej izotopu ulegnie rozpadowi, czyli z masy m0 pozostanie 1/2m0 po czasie 2 (276 dniach) ponownie połowa z masy 1/2m0 ulegnie rozpadowi, czyli pozostanie 1/2(1/2m0)=1/4m0

po czasie 3 (414 dniach) ponownie połowa pozostałej masy ulegnie rozpadowi, czyli pozostanie 1/2(1/2(1/2m0))=1/8m0 1/8m0=1/8.1g=1/8g=0,125g.

Zauważmy, że po okresie n pozostanie tylko 0n

1 m2 , gdzie n=t/.

3.

Promieniowanie czyli jądra helu 42He obdarzone są ładunkiem +2 i mają masę 4u. Ze względu na swój duży ładunek charakteryzują się małą przenikalnością. Zatrzymuje je nawet kartka papieru.

Promieniwanie - czyli elektrony mają ładunek (-1). Mniejszy ładunek powoduje, że są nieco bardziej przenikliwe. Zatrzymuje je dopiero folia aluminiowa.

Promieniowanie - promieniowanie elektromagnetyczne jest bardziej przenikliwe od promieniowania i , ale mniej przenikliwe od promieniowania neutronowego.

4.

Okres półtrwania izotopu (czas połowicznego rozpadu), , to czas po którym połowa promieniotwórczego izotopu ulegnie rozpadowi. Jeżeli dla 14C czas połowicznego rozpadu =5730 lat, to po tym czasie zawartość izotopu 14C zmalała dwukrotnie. Po kolejnych 5730 latach (w sumie po 11460 latach) zawartość promieniotwórczego izotopu węgla zmalała ponownie dwukrotnie, czyli w sumie 4 krotnie.

Całość możemy zapisać w postaci szeregu: t=0 masa m0

1 masa 1/2m0 2 masa 1/2(1/2m0)=2-2m0 3 masa 1/2(1/2(1/2m0))=2-3m0 n masa 2-nm0

t=11460lat, =5730lat. n=t/=2, m=2-2m0=1/4m0



- 84 -

5. W równaniach reakcji przemian promieniotwórczych zawsze suma liczby masowej lewej strony musi być równa sumie liczb

masowych prawej strony, oraz suma liczb atomowych lewej strony równania reakcji musi być równa sumie liczb atomowych prawej strony. W podanych przykładach mamy: 12 4 A6 2 ZC He X+ →

12+4=A, czyli A=16 6+2=Z, czyli Z=8 Z układu okresowego pierwiastków odczytamy, że pierwiastkiem X jest tlen: 12 4 166 2 8

16 4 208 2 10

C He O

O He Ne

+ →

+ →

Liczba atomowa 8, liczba masowa 16, symbol O

6.

Przemiana polega na wyrzuceniu z jądra atomu jądra helu 42He , natomiast w przemianie - z jądra zostaje wyrzucony

elektron, który powstaje w wyniku rozpadu neutronu: n → p + e. W równaniach jądrowych reakcji suma liczb masowych A lewej strony równania reakcji musi być równa sumie liczb masowych prawej strony równania reakcji, oraz i suma liczb atomowych Z lewej strony równania reakcji musi się równać sumie liczb atomowych prawej strony równania reakcji:

235 A 4 092 Z 2 1U X 2 He e−→ + +

Z: 92=Z+2.2-1, czyli Z=89; A: 235=2.4+0, czyli A=227 Z układu okresowego pierwiastków możemy odczytać, że powstałym pierwiastkiem jest aktyn, zawierający w jądrze 89

protonów, oraz 227-89=138 neutronów (liczba masowa równa jest sumie protonów i neutronów w jądrze (liczbie nukleonów).

7. Jeżeli w próbce o masie 20g znajduje się 10% promieniotwórczego izotopu, to tego izotopu w próbce znajduje się

(c%=100%.ms/mrozt) ms=c%.mrozt/100%=10%.20g/100%=2g. Okres półtrwania , to czas po którym zaniknie połowa ilości promieniotwórczego izotopu. Po 5,3 lat zostanie 1/2mo po 10,6 lat zostanie 1/2(1/2m0)=1/4m0 po 15,9 lat zostanie 1/2(1/4m0)=1/8m0 Czyli po 15,9 lat zostanie 1/8.2g=0,25g promieniotwórczego kobaltu, oraz 18g trwałego izotopu kobaltu. W sumie po tym czasie w próbce pozostanie 18,25g kobaltu.

8.

Z treści zadania wynika, że cząstki otrzymano w wyniku rozpadu promieniotwórczego izotopu polonu, czyli polon rozpadł

się na nowy pierwiastek i cząstkę . Cząstka to jądro helu i możemy ją zapisać w postaci: 4 42 2lub Heα . Możemy więc

zapisać: 210 A 4

84 Z 2Po X α→ + . W równaniu suma liczb masowych po lewej stronie musi być równa sumie liczb masowych po prawej stronie, oraz suma

liczb atomowych po lewej stronie musi być równa sumie liczb atomowych po prawej stronie. Mamy więc: 210=A+4, czyli A=206, oraz 84=Z+2, czyli Z=82 (w układzie okresowym znajdujemy, że pierwiastkiem X jest ołów).

Równanie rozpadu promieniotwórczego polonu przyjmie postać: 210 206 4

84 82 2Po Pb α→ + Przemianę, w której powstaje izotop azotu możemy zapisać (wiemy że powstał z boru po napromieniowaniu go cząstkami

): 10 4 13 A

5 2 7 ZB N Xα+ → + Z równania reakcji widzimy, że: 10+4=13+A, czyli A=1, oraz 5+2=7+Z, czyli Z=0. W wyniku przemiany powstała cząstka o

ładunku 0 i masie 1. Cząstką taką jest neutron. Równanie przemiany boru w azot przyjmie postać: 10 4 13 1

5 2 7 0B N nα+ → +

9. 2 3 4 11 1 2 0H H He n+ → +

W reakcji tej dwa jądra wodoru (deuter i tryt) łączą się dając nowe jądro, jądro helu. W reakcji tej mamy do czynienia z fuzją jądrową.

1 235 141 92 10 92 56 36 0n U Ba Kr 3 n+ → + +

Neutron rozszczepia ciężkie jądro na dwa lżejsze. Reakcja ta nazywana jest rozczepieniem jądra.

1 198 198 10 80 79 1n Hg Au p+ → +

Cząstka elementarna po zderzeniu z jądrem utworzyła nowe jądro i nową cząstkę elementarną. W reakcji tej mamy do czynienia z reakcją jądrową.



- 85 -


Documents

testy-2005-11