O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:
● konfigurację elektronową atomu pierwiastka X w jednym ze stanów wzbudzonych przedstawia zapis:

● łączna liczba elektronów na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d atomu w stanie podstawowym pierwiastka Z jest dwa razy większa od liczby elektronów walencyjnych atomu pierwiastka X.

 

1. Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, numer grupy układu okresowego oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.

2. Wpisz do tabeli wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, opisujące stan kwantowo-mechaniczny jednego z niesparowanych elektronów o najwyższej energii atomu pierwiastka X w przedstawionym stanie wzbudzonym.

3. Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu Z2+ w stanie podstawowym. Zastosuj zapis konfiguracji elektronowej z uwzględnieniem podpowłok.

Wybierz parę pierwiastków, których atomy w stanie podstawowym mają różne liczby niesparowanych elektronów. Zaznacz poprawną odpowiedź.

A. krzem i tytan
B. siarka i tytan
C. krzem i żelazo
D. siarka i nikiel

Tlenek krzemu (SiO 2), nazywany potocznie krzemionką, jest bardzo rozpowszechniony
w przyrodzie. Czysta krzemionka występuje w postaci krystalicznej, np. jako minerał kwarc.
Poniżej przedstawiono zdjęcie kryształów kwarcu oraz model jego struktury krystalicznej.

Dokończ zdanie. Zaznacz odpowiedź spośród A–D i jej uzasadnienie spośród 1.–4.

Kwarc można zaliczyć do kryształów

Podczas bombardowania folii aluminiowej cząstkami alfa zachodzą procesy jądrowe z równoczesną emisją pozytonów i neutronów. Stwierdzono, że przemiana jest dwuetapowa: w pierwszej reakcji jądrowej powstają niestabilne jądro i neutron, a potem następuje rozpad β+ tego niestabilnego jądra, któremu towarzyszy emisja neutrino ν.

Napisz równania opisanej przemiany jądrowej. Uzupełnij poniższe schematy.

Promieniotwórczość ciężkojonowa to szczególny i rzadki rodzaj promieniotwórczości. Polega na emisji z ciężkiego jądra atomowego jąder atomów lekkiego pierwiastka. Równania takich rozpadów promieniotwórczych zapisuje się zgodnie z zasadami zachowania: ładunku elektrycznego jąder oraz liczby nukleonów.

Napisz równanie rozpadu jądra promieniotwórczego izotopu Ac 89 223 , z którego jest emitowane jądro izotopu węgla zawierające 8 neutronów.

Atom siarki tworzy z atomami fluoru m.in. cząsteczki o wzorze SF2 i SF6.

 

1. Narysuj wzór elektronowy cząsteczki SF2 – zaznacz kreskami wspólne pary elektronowe oraz wolne pary elektronowe atomów siarki i fluoru. Określ kształt cząsteczki (liniowa, kątowa, tetraedryczna).

Wzór elektronowy:

Kształt cząsteczki:

 

2. Poniżej zamieszczono model ilustrujący kształt cząsteczki SF6.

Wykaż na podstawie teorii VSEPR (odpychanie par elektronowych powłoki walencyjnej), że przedstawiony model jest poprawną ilustracją kształtu cząsteczki SF6.

Zbadano wpływ zmian temperatury (doświadczenie I) i zmian ciśnienia (doświadczenie II) w układzie na wydajność otrzymywania produktu X w reakcji opisanej schematem:
aA (g) + bB (g) ⇄ xX (g)

Wyniki pomiarów zamieszczono w poniższych tabelach. Zawartość produktu X w mieszaninie równowagowej wyrażono w procentach objętościowych.

Na podstawie przedstawionych wyników pomiarów wybierz spośród wymienionych poniżej proces, który zachodził w badanym układzie. Napisz numer wybranego procesu. Odpowiedź uzasadnij.

 

Numer procesu:

Uzasadnienie:

 

 

Przeprowadzono doświadczenie, którego celem była obserwacja zmian energii wewnętrznej badanego układu w wyniku przemiany chemicznej. W procesie przeprowadzonym w warunkach izotermiczno-izobarycznych wprowadzono do cylindra gazowy tlen oraz sproszkowane żelazo i zamknięto ten cylinder ruchomym tłokiem. Schemat doświadczenia przedstawiono na poniższym rysunku.

W warunkach doświadczenia reakcja zachodziła z niewielką szybkością. Ścianki cylindra umożliwiały wymianę ciepła z otoczeniem.

 

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

W wyniku przebiegu opisanego procesu tlen się zużywa, a tłok przesuwa się (w dół / w górę), wykonując pracę nad układem. Przemianie żelaza w tlenek żelaza(III) towarzyszyło odprowadzenie ciepła do otoczenia, co oznacza, że ta reakcja jest procesem (endoenergetycznym / egzoenergetycznym).

Reakcja rozkładu azotanu(V) ołowiu(II) jest procesem endoenergetycznym i przebiega zgodnie z równaniem:

2Pb(NO 3) 2 → 2PbO + 4NO 2↑ + O 2↑

Wartości standardowych entalpii tworzenia związków biorących udział w opisanej reakcji podano w poniższej tabeli.

Oblicz, ile energii na sposób ciepła należy dostarczyć, aby całkowicie rozłożyć 3,31 g Pb(NO 3)2.

Do reaktora o stałej pojemności, z którego usunięto powietrze, wprowadzono próbkę gazowego związku A i zainicjowano reakcję. W zamkniętym reaktorze ustaliła się równowaga opisana równaniem:

A (g) ⇄ 2B (g)

Mierzono stężenie związku A w czasie trwania reakcji. Tę zależność przedstawiono na poniższym wykresie:

Z poniższych wykresów wybierz ten, który jest ilustracją zależność stężenia związku B od czasu trwania reakcji. Zaznacz wykres A, B, C albo D i uzasadnij swój wybór.

 

Uzasadnienie:

Skład mieszaniny można wyrazić za pomocą ułamków molowych. Ułamek molowy składnika A, 𝑥𝑥𝑛𝑛(A), to iloraz liczby moli tego składnika, 𝑛𝑛A, i sumy liczb moli wszystkich składników mieszaniny. Np. dla mieszaniny trójskładnikowej A, B, C:

W pewnych warunkach ciśnienia i temperatury sporządzono mieszaninę dwóch gazowych substancji: wodoru i jodu, w zamkniętym reaktorze o objętości V = 20,0 dm 3.

Po zainicjowaniu procesu opisanego równaniem:

uzyskano w stanie równowagi mieszaninę o składzie: 𝑚𝑚(I 2 ) = 381 g, 𝑛𝑛(HI) = 1,50 mol oraz pewną ilość wodoru. Sumaryczna liczba moli wszystkich składników uzyskanej mieszaniny równowagowej wynosiła 6,00 moli.

 

1. Oblicz wartość stężeniowej stałej równowagi reakcji syntezy jodowodoru w warunkach temperatury i ciśnienia, w których wykonano pomiar, oraz oblicz skład początkowej mieszaniny substratów reakcji w ułamkach molowych.

 

2. Narysuj wykres przedstawiający zmiany liczby moli wszystkich reagentów w czasie trwania reakcji: od momentu rozpoczęcia eksperymentu – P, przez moment, w którym układ osiągnął stan równowagi – R, do momentu zakończenia eksperymentu – Z. W tym celu narysuj trzy krzywe obrazujące zmiany liczb moli reagentów i wprowadź oznaczenia tych krzywych: n(H2), n(I 2) oraz n(HI).

3. Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.

Termograwimetria to technika badania związków chemicznych pozwalająca m.in. na rejestrację zmian masy próbki w trakcie jej rozkładu termicznego. Wynikiem takiego badania jest krzywa zwana termogramem, ilustrująca zmianę masy próbki w funkcji wzrastającej ze stałą szybkością temperatury.
Próbkę zawierającą 3∙10–4 mola uwodnionego węglanu kobaltu(II), CoCO3∙xH2O, ogrzewano w atmosferze argonu. Rejestrowano zmiany masy próbki wraz z rosnącą temperaturą w przedziale od 0 °C do 550 °C. Badanie prowadzono do chwili, w której masa próbki nie ulegała już dalszym zmianom. Stwierdzono, że rozkład termiczny zachodzi w dwóch etapach. Analiza gazowych produktów rozkładu powstających w trakcie eksperymentu w obu etapach wykazała, że w każdym z nich wydziela się tylko jeden rodzaj gazu, w każdym z etapów – inny. Uzyskany termogram przedstawiono na schemacie.

Na podstawie obliczeń ustal przebieg rozkładu hydratu węglanu kobaltu(II) – napisz równania reakcji przebiegających w I i II etapie rozkładu.

Obliczenia:

Równanie reakcji rozkładu w I etapie:

Równanie reakcji rozkładu w II etapie:

Przeprowadzono doświadczenie, w którym na podstawie zachodzącej reakcji chemicznej można stwierdzić, że wolny chlor jest silniejszym utleniaczem niż wolny brom.

 

1. Uzupełnij schemat przeprowadzonego doświadczenia – zaznacz po jednym wzorze odczynnika w zestawach I i II.

2. Do probówki zawierającej kilka cm3 bezbarwnego rozpuszczalnika CHCl3 wlano podobną objętość odczynnika, który został wybrany z zestawu I, a następnie zawartość probówki energicznie wstrząsano. Zaobserwowano rozdzielenie się cieczy na dwie warstwy (etap 1.). Następnie do probówki dodano odczynnik wybrany z zestawu II, ponownie wstrząsano zawartość probówki i zaobserwowano rozdzielenie się cieczy na dwie warstwy (etap 2.).

Zaznacz numer zdjęcia, na którym zilustrowany jest wynik po etapie 1., oraz numer zdjęcia przedstawiającego wynik po etapie 2. doświadczenia.

3. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas przeprowadzonego doświadczenia.

Jod bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie i jego nasycony roztwór, nazywany wodą jodową, w temperaturze 25°C ma stężenie ok. 1,3·10‒3 mol·dm‒3. Dużo lepiej jod rozpuszcza się (roztwarza) w roztworze zawierającym jony jodkowe, gdyż przebiega tam reakcja opisana równaniem:

I2 + I‒ ⇄ I3 –

Stężeniowa stała tej równowagi w temperaturze 25°C jest równa 700. W niektórych schorzeniach tarczycy stosuje się tzw. płyn Lugola, który można przyrządzić, jeśli wymiesza się 1 g jodu i 2 g jodku potasu z 97 g wody.

 

1. Oblicz masę jodu rozpuszczonego w 100 g nasyconego wodnego roztworu w temperaturze 25°C. Oblicz, ile razy masa jodu, który rozpuszczono, aby przygotować 100 g płynu Lugola, jest większa niż masa jodu w 100 g wody jodowej. Przyjmij, że gęstość wody jodowej jest równa 1,0 g·cm–3.

 

2. Oblicz równowagowe stężenie jonów jodkowych (I‒) w płynie Lugola w temperaturze 25°C. Przyjmij, że gęstość tego roztworu w temperaturze pokojowej jest równa 1,05 g·cm‒3.

 

3. Jon trijodkowy I3-  ma budowę liniową.
Narysuj wzór elektronowy jonu trijodkowego. Zaznacz kreskami wszystkie wspólne i wolne pary elektronowe atomów. 

 

4. W roztworze wodnym o odczynie zasadowym cząsteczki jodu ulegają reakcji dysproporcjonowania, w wyniku czego tworzą się jony jodkowe i jony jodanowe(I). Jodany(I) są tak nietrwałe, że łatwo ulegają kolejnej przemianie, której produktami są jodki i jodany(V).
Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji zachodzącej po wprowadzeniu jodu do wodnego roztworu wodorotlenku sodu.

W poniższych tabelach zamieszczone są dane dotyczące wodnych roztworów jodku potasu.

Tabela 1. Zależność rozpuszczalności jodku potasu (KI) od temperatury

Tabela 2. Zależność gęstości roztworów jodku potasu od stężenia (t = 20 °C)

Przygotowano 100 g wodnego roztworu jodku potasu w temperaturze t = 20°C, a następnie go rozcieńczono, dodając 195 g wody i utrzymując stałą temperaturę 20°C.

Na podstawie zamieszczonych informacji narysuj wykres zależności rozpuszczalności jodku potasu od temperatury, a następnie oblicz stężenie molowe roztworu otrzymanego po zmieszaniu 100 g roztworu nasyconego i 195 g wody w temperaturze 20°C.

 

 

Obliczenia: