Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:
• elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach
• w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛.

Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą – przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.

 

1. Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X oraz – dla każdego z nich –
najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów
niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.

2. Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał graficzny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej kationu X3+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij numery powłok i symbole podpowłok.

3. Uzupełnij tabelę i napisz równania reakcji:

• w formie cząsteczkowej – tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia
z wodą (reakcja 1.)
• w formie jonowej – tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia z wodorotlenkiem potasu (reakcja 2.).

Użyj symboli A i X.

 

Równanie reakcji 1.:

 

Równanie reakcji 2.:

Nadtlenek wodoru jest to substancja nietrwała, którą należy przechowywać w zimnym i ciemnym miejscu, gdyż w innych warunkach ulega powolnemu rozkładowi. Postęp rozkładu nadtlenku wodoru można badać np. za pomocą techniki miareczkowania.
W termostatowanym naczyniu umieszczono roztwór H2O2 o pewnym stężeniu, który utrzymywano w temperaturze 40*C. W równych odstępach czasowych z tego roztworu pobierano próbki, które schładzano i miareczkowano za pomocą zakwaszonego roztworu manganianu(VII) potasu o stężeniu 0,0020 mol ∙ dm−3. Podczas miareczkowania zachodziła reakcja opisana równaniem:

 

 

 

Wyznaczenie objętości zużytego roztworu KMnO4 pozwoliło obliczyć stężenie molowe H2O2 w próbce. Objętość każdej pobieranej próbki była równa 2,0 cm3. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabeli.

 

 

 

1. Uzupełnij poniższą tabelę, a następnie narysuj wykres przedstawiający zależność stężenia nadtlenku wodoru od czasu. Wartość stężenia zapisz w zaokrągleniu do trzeciego miejsca po przecinku.

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

Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru wraz z upływem czasu (rośnie / maleje / nie ulega zmianie). Szybkość reakcji rozkładu nadtlenku wodoru w temperaturze 40*C jest (większa niż / mniejsza niż / taka sama jak) w temperaturze 20*C.

Reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem baru przebiega zgodnie z równaniem:

H3O+ + OH– → 2H2O

Oblicz, ile 𝐜𝐦𝟑 wodnego roztworu wodorotlenku baru o stężeniu molowym równym 𝟎, 𝟎𝟐𝟎 𝐦𝐨𝐥 ∙ 𝐝𝐦−𝟑 należy dodać do 𝟐𝟓 𝐜𝐦𝟑 kwasu solnego o pH = 1,5, aby otrzymany roztwór miał pH równe 3,7. Przyjmij, że objętość powstałego roztworu jest sumą objętości użytych roztworów.

Przemiany katalizowane przez jeden z produktów są nazywane reakcjami autokatalitycznymi. Reakcja jodowania acetonu, prowadzona w roztworze wodnym w obecności jonów hydroniowych, przebiega w dwóch etapach:

 

1. Napisz, który etap: 1. czy 2., opisanego mechanizmu jodowania acetonu, decyduje o szybkości powstawania produktu. Wpisz właściwy numer poniżej.

 

 

2. Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji jodowania acetonu. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

 

3. Napisz wzór drobiny, która pełni funkcję katalizatora w reakcji jodowania acetonu. Rozstrzygnij, czy reakcja jodowania acetonu jest zaliczana do reakcji autokatalitycznych.

Katalizator:
Rozstrzygnięcie:

Chlorki kwasowe otrzymuje się przez podstawienie grupy –OH kwasu karboksylowego atomem chloru. Zazwyczaj stosuje się w tym celu chlorek tionylu o wzorze SOCl2, ponieważ produkty nieorganiczne – tlenek siarki(IV) oraz chlorowodór – są gazami i można je łatwo oddzielić od produktu organicznego. Chlorki kwasowe to bardzo reaktywne pochodne kwasów karboksylowych. Ich reakcje z alkoholami przebiegają szybko i praktycznie nieodwracalnie. Ten proces można zilustrować równaniem:

1. Napisz równanie reakcji otrzymywania chlorku benzoilu opisaną metodą. Zastosuj wzór półstrukturalny (grupowy) lub uproszczony odpowiedniego kwasu karboksylowego.

2. Wyjaśnij, dlaczego reakcja powstawania estru z chlorku kwasowego i alkoholu zachodzi z większą wydajnością niż reakcja otrzymywania identycznego estru z kwasu
karboksylowego i alkoholu w obecności H2SO4. W odpowiedzi porównaj przebieg obu reakcji.

 

3. Wiele estrów znajduje zastosowanie w przemyśle perfumeryjnym. Przykładem takiego estru jest cynamonian benzylu, którego wzór przedstawiono poniżej.

a) Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) lub uproszczone:

• chlorku kwasu karboksylowego
• alkoholu,

które biorą udział w reakcji otrzymywania cynamonianiu benzylu.

b) Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne sześciu związków organicznych oznaczonych literami A–F.

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

Cynamonian benzylu powstaje zarówno w reakcji chlorku kwasowego z alkoholem, jak również w reakcji związku (A / C) ze związkiem (D / F). W środowisku zasady sodowej cynamonian benzylu ulega hydrolizie, w której jednym z produktów jest związek (A / B / E).

Na poniższym schemacie przedstawiono ciąg przemian związków organicznych A, B i C:

 

 

 

1. Napisz wzory półstrukturalne (grupowe) związków oznaczonych na schemacie literami A, B i C.

 

 

2. Określ typ reakcji (addycja, eliminacja, substytucja) oraz mechanizm (elektrofilowy, nukleofilowy, rodnikowy) reakcji oznaczonych na schemacie numerami 1. i 2.

Znanych jest kilkadziesiąt izotopów galu, które powstają w różnych reakcjach jądrowych, ale tylko nieliczne z nich są trwałe. Promieniotwórcze izotopy galu zwykle ulegają rozpadowi 𝛽–, jeżeli mają nadmiar neutronów, lub innym przemianom – przy niedomiarze neutronów.

 

1. Izotop galu o liczbie masowej równej 72 ulega rozpadowi 𝛽–.

Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz symbol pierwiastka, którego izotop powstaje w wyniku opisanej przemiany, oraz liczbę masową tego izotopu.

2. Izotop 67Ga otrzymuje się w wyniku bombardowania izotopu cynku 68Zn pewnymi cząstkami. W reakcji jednego jądra 68Zn z jedną taką cząstką powstają dwa neutrony i jedno jądro 67Ga.

Napisz równanie opisanej przemiany, której ulega jądro izotopu 68Zn. Uzupełnij wszystkie pola w poniższym schemacie.

Energia sieciowa związków jonowych to ilość energii potrzebna do rozłożenia jednego mola krystalicznej substancji na jony leżące nieskończenie daleko od siebie. Jej wartość zależy od rozmiarów jonów i ich ładunków. Wraz ze wzrostem energii sieciowej rosną wartości temperatury topnienia substancji krystalicznych.

W tabeli przedstawiono wartości energii sieciowej halogenków wybranych litowców.

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

Energia sieciowa 𝑥 chlorku litu wynosi około (640 / 740 / 840) kJ ∙ mol−1, a energia sieciowa 𝑦 bromku sodu wynosi około (640 / 740 / 840) kJ ∙ mol−1. Temperatura topnienia chlorku sodu jest równa 801 °C, a temperatura topnienia jodku sodu jest równa (662 / 882) °C.

 

2. W poniższej tabeli przedstawiono wartości energii sieciowej dwóch związków oraz promieni tworzących je jonów.

 

Wyjaśnij, dlaczego – mimo zbliżonych rozmiarów jonów – energia sieciowa tlenku magnezu różni się znacznie od energii sieciowej fluorku litu

Liczba koordynacyjna to liczba najbliższych atomów lub jonów otaczających dany atom lub jon w sieci krystalicznej kryształu.
Tlenek germanu(IV) jest krystalicznym ciałem stałym. Istnieje w dwóch odmianach: alfa, α-GeO2, oraz beta, β-GeO2. Fragmenty struktur obu odmian przedstawiono poniżej (atomy Ge – szare, atomy O – czerwone).

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

W odmianie α-GeO2 liczba koordynacyjna dla atomu germanu wynosi (dwa / cztery / sześć). W strukturze odmiany β-GeO2 dla orbitali walencyjnych atomu germanu zakłada się hybrydyzację (sp2 / sp3).

Zmieszano równe objętości dwóch wodnych roztworów: azotanu(V) srebra(I) o stężeniu c1 = 1 ∙ 10−4 mol ∙ dm−3 i chlorku potasu o stężeniu c2 = 2 ∙ 10−6 mol ∙ dm−3. Podczas doświadczenia utrzymywano temperaturę równą 25 °C.

Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz wartość iloczynu stężeń kationów srebra(I) i anionów chlorkowych po zmieszaniu roztworów oraz wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.

Iloczyn stężeń kationów srebra(I) i anionów chlorkowych w otrzymanej mieszaninie jest równy ….. . Jego wartość jest (mniejsza / większa) od wartości iloczynu rozpuszczalności chlorku srebra(I), dlatego osad tej soli się (nie wytrąci / wytrąci).

Zbadano odczyn wodnych roztworów trzech soli: NaHCO3, ZnCl2 i CH3COONH4 za pomocą uniwersalnych papierków wskaźnikowych. Wyniki doświadczenia pokazano na zdjęciu.

 

 

 

1. Uzupełnij tabelę. Przyporządkuj numery probówek do wzorów badanych soli.

 

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

W 150 cm3 wodnego roztworu chlorku manganu(II) o stężeniu molowym 𝑐 = 0,678 mol ∙ dm−3 i gęstości 𝑑 = 1,07 g ∙ cm−3 rozpuszczono 6,00 g hydratu tej soli o wzorze MnCl2 ∙ 4H2O.

Na podstawie: Z. Dobkowska, K.M. Pazdro, Szkolny poradnik chemiczny, Warszawa 2020.

Oblicz, jaki procent masy otrzymanego roztworu stanowi masa chlorku manganu(II). Załóż, że objętość roztworu się nie zmieniła. Przyjmij wartości mas molowych: MMnCl2 = 126 g ∙ mol–1 oraz MMnCl2 ∙ 4H2O = 198 g ∙ mol–1.

Jony FeO4 2– mogą powstać podczas reakcji Fe(OH)3 z jonami ClO– w nasyconym roztworze NaOH, zilustrowanej poniższym schematem:
Fe(OH)3 + ClO– + OH– → FeO42– + Cl– + H2O

Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.

Napisz w formie jonowej skróconej z uwzględnieniem liczby oddawanych lub pobieranych elektronów (zapis jonowo-elektronowy) równanie reakcji utleniania zachodzącej podczas opisanej przemiany. Uwzględnij środowisko reakcji. Uzupełnij
współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

Równanie reakcji utleniania:

…… Fe(OH)3 + …… ClO– + …… OH– → …… FeO42– + …… Cl– + …… H2O

Poniżej przedstawiono równania reakcji, które przebiegają w wybranych półogniwach redoks.

W tych półogniwach elementem przewodzącym jest platyna – nie bierze ona udziału w reakcji elektrodowej.

 

1. Uzupełnij poniższy zapis, tak aby powstał schemat ogniwa galwanicznego zbudowanego z półogniw A i B, które generuje prąd w warunkach standardowych. Napisz, które półogniwo pełni funkcję anody, a które – katody w pracującym ogniwie.

 

 

2. Napisz w formie jonowej sumaryczne równanie reakcji, która zachodzi w pracującym ogniwie zbudowanym z półogniw A i B.

Stężeniowa stała równowagi reakcji zilustrowanej poniższym równaniem:

 

 

w temperaturze T wynosi 1,0.

 

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

 

 

2. W reaktorze o pojemności 1,0 dm3 zmieszano w temperaturze T tlenek węgla(IV) i wodór. Sumaryczna liczba moli tych reagentów była równa 10.

Oblicz początkową liczbę moli tlenku węgla(IV) i początkową liczbę moli wodoru w mieszaninie, jeżeli wiadomo, że do momentu ustalenia się stanu równowagi w temperaturze T przereagowało 60 % wodoru.