Zadanie I. [16 punktów] W zadaniach od 1 5 jedna odpowiedź jest poprawna.

Transkrypt

1 Zadanie I. [16 punktów] W zadaniach od 1 5 jedna odpowiedź jest poprawna. Zad.1. Żywice epoksydowe należą do grupy polimerów będących duroplastami. Znajdują one zastosowanie jako laminaty, kleje i surowiec do budowy form twardych. Cechą charakterystyczną tych żywic jest: A. uformowane i utwardzone nie stają się plastyczne pod wpływem wysokiej temperatury; B. uformowane i utwardzone pod wpływem ciepła miękną, a po ochłodzeniu ponownie twardnieją; C. są niezwykle plastyczne (można je łatwo rozciągać i ściskać), niezależnie od temperatury; D. są niezwykle twarde (podobnie jak duraluminium), ale zarazem kruche. Zad.2. Wybierz odpowiedź, w której poprawnie uszeregowano związki wg wzrastającej kwasowości: A. fenol, alkohol etylowy, kwas octowy, kwas mlekowy; B. kwas mlekowy, kwas octowy, kwas mrówkowy, fenol; C. kwas mrówkowy, kwas octowy, kwas mlekowy, fenolan sodu; D. alkohol etylowy, fenol, kwas fluorowodorowy, kwas jodowodorowy. Zad.3. Miedź tworzy jedno i dwudodatnie kationy. O jonach tych można powiedzieć, że: A. mają taki sam promień; B. mają taki sam ładunek jądra; C. mają taką samą liczbę niesparowanych elektronów; D. posiadają elektrony na 3 powłokach. Zad.4. W pewnym aminokwasie stosunek masowy C:H:O:N wynosi: 1 : 0,19 : 0,44 : 0,39 Aminokwasem tym jest: A. kwas glutaminowy B. kwas asparaginowy C. asparagina D. lizyna Zad.5. W cząsteczce octanu propylu znajduje się: A. 13 wiązań typu B. 15 wiązań typu C. 16 wiązań typu D. 2 wiązania typu W zadaniach nr 6 10 jedna, dwie, trzy lub wszystkie odpowiedzi mogą być poprawne. Zad.6. Chlorek żelaza(iii) można otrzymać w reakcji: A. kwasu solnego z żelazem; B. syntezy z pierwiastków; C. wodnych roztworów chlorku sodu i azotanu(v) żelaza(iii); D. chloru z roztworem bromku żelaza(iii). Zad.7. Zaznacz substancje, w których występują atomy węgla o hybrydyzacji sp 2 : A. fuleren C 60 B. diament C. kwas octowy D. grafen Zad.8. Do 10 cm 3 roztworu AlCl 3 o stężeniu 0,6 mol/dm 3 i dodano 30 cm 3 roztworu wodorotlenku sodu o stężeniu 0,2 mol/dm 3. Wydzielony osad odsączono. Wybierz informacje prawdziwe: A. dodanie do przesączu kolejnej porcji NaOH (aq) powoduje wytrącenie białego, galaretowego osadu, B. przesącz ma odczyn zasadowy, C. dodanie do przesączu roztworu azotanu(v) srebra(i) powoduje wydzielenie białego, serowatego osadu, który ciemnieje na świetle, D. dodanie do przesączu roztworu kwasu azotowego(v) powoduje wytrącenie osadu. Zad.9. Gaśnice tetrowe były powszechnie stosowane jako gaśnice samochodowe. W tych gaśnicach stosowanym środkiem gaśniczym jest tetrachlorometan, rozpylany za pomocą sprężonego gazu nośnego, np. azotu. Tetrachlorometan może być wykorzystywany, jako środek gaśniczy do gaszenia samochodów, ponieważ: A. jego pary są znacznie cięższe od powietrza; B. nie przewodzi prądu elektrycznego; C. dobrze rozpuszcza się w wodzie; D. nie jest palny. 1

2 Zad.10. Płytkę cynkową o masie 15 g zanurzono w roztworze azotanu(v) srebra(i). Po pewnym czasie płytkę wyjęto i zważono. Masa płytki wyniosła 17,3 g. Wybierz prawdziwe stwierdzenia: A. wydzieliło się 2,3 g srebra; B. roztwór zabarwił się na niebiesko; C. roztworzył się 1 g cynku; D. utleniaczem w tym procesie są kationy srebra(i). W zadaniach wybierz prawidłową odpowiedź A, B, C lub D oraz jej uzasadnienie I, II, III lub IV. Zad.11. Do przewożenia stężonego kwasu azotowego(v) stosuje się zbiorniki wykonane z: A. miedzi I. B. platyny II. ponieważ C. glinu III. D. żelaza IV. tylko metale szlachetne nie reagują z kwasem azotowym(v) i trzeba je stosować bez względu na cenę. metal ten ulega pasywacji, a powstająca warstwa tlenku zabezpiecza zbiornik przed roztworzeniem. jest to tani metal, reaguje z kwasem azotowym(v), ale szczelne zamknięcie zbiornika i zablokowanie dopływu powietrza zatrzymuje reakcję. metale półszlachetne nie reagują z kwasem azotowym(v) i są stosunkowo tanie. Zad.12. Podczas I wojny światowej po raz pierwszy na dużą skalę została wykorzystana broń chemiczna w formie gazów bojowych. Analizując właściwości wymienionych gazów, można wnioskować, że gazem wykorzystanym był: A. dwutlenek węgla I. B. tlenek azotu(i) II. ponieważ C. wodór III. D. chlor IV. tworzy z tlenem znajdującym się w powietrzu mieszaninę wybuchową (mieszaninę piorunującą), której wybuch niszczył okopy i fortyfikacje. jest cięższy od powietrza przez co wypełnia okopy, jest silnie toksyczny, łatwo rozpuszcza się w wodzie i reaguje z nią tworząc żrące kwasy. jest cięższy od powietrza przez co wypełnia okopy, nie podtrzymuje spalania przez co utrudnia wystrzały z broni i jest duszący dla żołnierzy. gaz ten nie posiada zapachu przez co nie był szybko wykrywany przez żołnierzy. Zad.13. Zbadano odczyn 0,1 mol/dm 3 kwasu chlorowodorowego. Następnie rozcieńczono roztwór dziesięciokrotnie i ponownie zbadano ph. Stwierdzono: A. brak zmian ph B. C. D. spadek ph o 1 jednostkę stałe ph bliskie 1 wzrost ph o 1 jednostkę ponieważ I. II. III. IV. stężenie jonów H + zmalało dziesięciokrotnie, a log10 =1 stężenie jonów H + wzrosło dziesięciokrotnie, a log10 =1 stopień dysocjacji wzrasta wraz z rozcieńczeniem. jest to mocny kwas, a zatem ph jego roztworów się nie zmienia. 2

3 Wojewódzki Konkurs Wiedzy Chemicznej dla uczniów klas maturalnych (II Etap 2016/2017) Kod ucznia Zadanie II. [10 punktów] 1. Stała równowagi reakcji etanolu z kwasem octowym w obecności kwasu siarkowego(vi) w pewnej temperaturze wynosi 4. a) Zapisz równanie tej reakcji stosując wzory półstrukturalne związków organicznych: [0,5 pkt] b) Podaj wyrażenie na stężeniową stałą równowagi zapisanej reakcji: [0,5 pkt] c) Oblicz stężenia substratów i produktów w stanie równowagi, jeżeli mieszanina wyjściowa zawierała 92,14 g alkoholu etylowego, 60,05 g kwasu octowego i 90,08 g wody. W obliczeniach załóż, że objętość układu w trakcie reakcji nie uległa zmianie i wynosi 1 dm 3. [2 pkt] 2. Narysuj wzór półstrukturalny kwasu, który jest izomerem octanu etylu. Kwas ten posiada w swojej budowie jeden III-rzędowy atom węgla. Podaj nazwę systematyczną tego kwasu... wzór kwasu 3. Rysunek przedstawia drogę reakcji pomiędzy alkoholem etylowym a kwasem octowym. Zmiana entalpii tej reakcji H 1 = 12 kj/mol, a energia aktywacji tego procesu wynosi 57,5 kj/mol. Na rysunku zaznacz odcinek i opisz go symbolami zastosowanymi poniżej, odpowiadający: a) zmianie entalpii tej reakcji ( H 1) b) energii aktywacji tej reakcji (E a1) c) energii aktywacji reakcji odwrotnej (E a2).... nazwa systematyczna [1,5 pkt] 3

4 stężenie kwasu mrówkowego c kw [mol/dm 3 ] Wojewódzki Konkurs Wiedzy Chemicznej dla uczniów klas maturalnych (II Etap 2016/2017) d) Podaj ile wynosi w kj/mol energia aktywacji E a2 reakcji odwrotnej. [1,5 pkt] 4. Posługując się wzorami półstrukturalnymi, napisz równanie reakcji zasadowej hydrolizy poniższego związku. Podaj nazwy systematyczne powstałych produktów. Nazwy produktów.. 5. Jeden ze związków, który powstał w procesie opisanym w punkcie 4. wykazuje czynność optyczną. Narysuj wzory izomerów optycznych tego związku. Zaznacz * asymetryczny atom węgla dla każdego z izomerów. 6. Reakcja pomiędzy etanolem a kwasem mrówkowym, w pewnej temperaturze, w obecności kwasu siarkowego(vi), w wodnym roztworze zawierającym nadmiar etanolu i wody przebiega zgodnie z równaniem kinetycznym: V = k [HCOOH], gdzie V- oznacza szybkość reakcji, k - stałą szybkości reakcji (k=1, min -1 ), [HCOOH] - stężenie kwasu mrówkowego. Poniżej przedstawiono wykres zależności stężenia kwasu mrówkowego od czasu przebiegu reakcji a) Korzystając z wykresu, oblicz ile wynosi średnia szybkość podanej reakcji, w przedziale czasu od 240 do 420 min. Szybkość reakcji podaj w jednostkach [mol dm -3 min -1 ] czas [min] b) Wykorzystując równanie kinetyczne tej reakcji oraz wykres, podaj po jakim czasie szybkość reakcji będzie równa 1, mol dm -3 min -1 4

5 Zadanie III. [10 punktów] Kod ucznia 1. Aminokwasy pełnią istotną rolę w przemianach biochemicznych w organizmie ludzkim, będąc m.in. składnikiem wielu białek. Cząsteczki aminokwasów mogą łączyć się ze sobą poprzez wiązanie peptydowe (amidowe) i tworzyć tzw. peptydy. Cząsteczki aminokwasów charakteryzuje tzw. punkt izoelektryczny. Punkt izoelektryczny (pi) jest to takie ph środowiska, przy którym cząsteczka aminokwasu w danych warunkach tworzy tzw. jon obojnaczy. a) Narysuj wzór półstrukturalny tripeptydu złożonego z alaniny, glicyny i waliny o sekwencji: GLY-ALA-VAL, oraz zaznacz (zakreśl) wszystkie wiązania peptydowe w narysowanym tripeptydzie: [1,5 pkt] b) Punkt izoelektryczny waliny wynosi pi= 5,96. Narysuj wzór półstrukturalny jonu obojnaczego waliny oraz formę jaką przyjmie ten aminokwas w środowisku o ph= Jon obojnaczy waliny ph=9 2. a) Napisz równanie reakcji zasadowej hydrolizy mocznika b) W wyniku zasadowej hydrolizy mocznika uzyskano 4 dm 3 NH 3 (odmierzonego w warunkach normalnych). Wiedząc, że reakcja przebiega z wydajnością 70%, oblicz ile gramów mocznika uległo rozkładowi. Wynik podaj z dokładnością do dwóch miejsc po przecinku. 3. Histydyna, której wzór podano na poniższym rysunku jest jednym z 20 aminokwasów tworzących białka. Określ hybrydyzację orbitali walencyjnych atomów węgla i azotu w cząsteczce tego związku. Odpowiedzi wpisz do odpowiednich tabel. Atom azotu Hybrydyzacja Atom węgla Hybrydyzacja Atom węgla Hybrydyzacja N1 C1 C4 N2 C2 C5 N3 C3 C6 5

6 4. Uzupełnij poniższą tabelę - narysuj wory półstrukturalne cząsteczek: Nr związku Nazwa związku Wzór półstukturalny (grupowy) I. Amoniak NH 3 II. Dietyloamina III. Fenyloamina IV. Etyloamina Uszereguj związki (wymienione w powyższej tabeli) według malejących właściwości zasadowych (wpisz numery, którymi zostały oznaczone): [0,5 pkt] 5. Pochodną aniliny: m-chloroanilinę można otrzymać w trzech etapach używając benzenu jako substratu. Mając do dyspozycji benzen i odczynniki nieorganiczne: HNO 3 (stęż), H 2 SO 4 (stęż), Cl 2, FeCl 3, H 2, Ni napisz trzy kolejne równania reakcji opisujące syntezę m-chloroaniliny. Dla I i II etapu podaj nazwy produktów. Kolejne etapy I etap Równania reakcji: II etap. benzen... III etap.... m-chloroanilina [3 pkt] 6

7 Zadanie IV. [10 punktów] Kod ucznia Kwas peroksosiarkowy(vi), zwany też kwasem Caro, to związek o wzorze sumarycznym H 2 SO 5, który w swojej strukturze posiada wiązanie pojedyncze między atomami tlenu O O, czyli grupę nadtlenkową. Obecność tego wiązania decyduje o bardzo dużej reaktywności tej substancji. Roztwór tego kwasu jest w stanie bardzo szybko roztworzyć wiele materiałów organicznych i nieorganicznych, przez co uzyskał miano roztworu pirania. W warunkach laboratoryjnych kwas ten można otrzymać przez działanie roztworem nadtlenku wodoru na stężony kwas siarkowy(vi). 1. Zapisz opisane równanie reakcji otrzymywania ww. kwasu. 2. Określ typ hybrydyzacji atomów tlenu w cząsteczce nadtlenku wodoru. 3. Narysuj wzór elektronowy (kreskowy) cząsteczki kwasu peroksosiarkowego(vi). 4. Na wzorze z pkt. 3 podaj stopnie utlenienia wszystkich atomów tlenu. 5. Oblicz jakie jest stężenie roztworu kwasu peroksosiarkowego(vi) otrzymanego przez reakcję 50 cm 3 30% nadtlenku wodoru (gęstość 1,11 g/cm 3 ) z 10 cm 3 kwasu siarkowego(vi) o stężeniu 96% (gęstość 1,84 g/cm 3 ), przy założeniu 70% wydajności reakcji. W obliczeniach należy zaniedbać zjawisko kontrakcji. [2 pkt] 7

8 6. Kwas Caro działa niszcząco na różnego rodzaju materiały. Przykładowo produkty spożywcze tj. żelkowy miś zostają całkowicie roztworzone przez ten kwas. Podczas tego procesu kwas peroksosiarkowy(vi) przekształca się w kwas siarkowy(vi), a pozostałe produkty tego procesu są takie same jak w przypadku całkowitego spalania węglowodorów. Opisując ten proces w znacznym uproszczeniu można przyjąć, że miś jest zbudowany wyłącznie z glukozy, a glukoza reaguje tylko z kwasem kwas peroksosiarkowym(vi). Zapisz równanie opisanej reakcji i uzgodnij je metodą bilansu elektronowego. Wskaż utleniacz i reduktor oraz procesy utleniania oraz redukcji. Wskazówka: dla atomów węgla zawartych w glukozie możesz przyjąć uśredniony stopień utlenienia. utleniacz: reduktor:.. [2 pkt] 7. Oblicz masę misia (z glukozy), którego może rozłożyć 100 cm 3 kwasu Caro o stężeniu 10% i gęstości 1,2 g/cm 3, zakładając 100% wydajność reakcji. [2 pkt] 8