Chemia, poziom rozszerzony — maj 2026

O dwóch pierwiastkach oznaczonych literami A i Q wiadomo, że:

A. jest metalem o liczbie atomowej mniejszej od 36.

Q. jest niemetalem, który występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek i jest głównym składnikiem powietrza.

W atomie pierwiastka A w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane, a ich liczba jest o jeden większa od liczby elektronów walencyjnych w atomie pierwiastka Q.

Benzokaina to ester etylowy kwasu 4-aminobenzoesowego (4-aminobenzenokarboksylowego). Benzokaina jest ciałem stałym, słabo rozpuszczalnym w wodzie.

O pierwiastku A wiadomo, że jest metalem o liczbie atomowej mniejszej od 36 i że w jego atomie w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane, a ich liczba jest o jeden większa od liczby elektronów walencyjnych w atomie pierwiastka Q — niemetalu tworzącego cząsteczki dwuatomowe, głównego składnika powietrza.

Roztwór w probówce zawiera jony AO4²⁻ pochodzące z soli K2AO4.

Do dwóch probówek z tym roztworem dodano: do pierwszej wodny roztwór kwasu siarkowego(VI), a do drugiej — wodny roztwór wodorotlenku potasu. Zmiany świadczące o przebiegu reakcji zaobserwowano tylko w jednej probówce.

Pierwiastek Q jest niemetalem, który występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek i jest głównym składnikiem powietrza.

Pewien jonowy związek X składa się z wapnia, z węgla i z azotu. Masa wapnia stanowi 50% masy całego związku, a masa węgla — 15% jego masy. Wzór empiryczny związku X jest też wzorem rzeczywistym. Anion związku X ma taką samą strukturę elektronową jak tlenek węgla(IV).

Przebieg reakcji jądrowych można przedstawić w postaci zapisu skróconego. Na pierwszym miejscu podaje się symbol jądra bombardowanego, następnie w nawiasie — kolejno — symbole cząstki bombardującej i lekkiej cząstki emitowanej, a na końcu symbole jąder produktów.

Jądro izotopu plutonu 239/94 Pu po pochłonięciu neutronu rozszczepia się na mniejsze fragmenty, czemu towarzyszy emisja neutronów. Jeden z możliwych przebiegów rozszczepienia zapisano tak:

239/94 Pu (1/0 n, 2 · 1/0 n) 144/56 Ba, A/Z X

Dwie krystaliczne substancje — A i B — tworzą różnego typu kryształy. W tabeli podano wybrane właściwości tych substancji.

Hydroliza substancji A w środowisku kwasowym przebiega zgodnie ze schematem:

A → B + C (w obecności jonów H⁺ i wody)

Przygotowano wodny roztwór substancji A o stężeniu 0,10 mol·dm⁻³, zakwaszono go kwasem solnym i utrzymywano temperaturę 25 °C. Co 30 minut mierzono stężenie substancji A. Wyniki pomiarów przedstawiono na wykresie.

Zdjęcie A ilustruje wygląd probówki z wodnym roztworem pewnej soli potasu zawierającej mangan. Do tej probówki dodano wodny roztwór siarczanu(IV) potasu, a następnie jej zawartość wymieszano. Wygląd probówki po reakcji przedstawiono na zdjęciu B.

Potencjał półogniwa Me^n+/Me w temperaturze 298 K opisuje równanie Nernsta:

E = E° + (0,059/n)·log c(Me^n+), gdzie E° to potencjał standardowy tego półogniwa.

Zbudowano ogniwo galwaniczne o SEM = 1,084 V w temperaturze 298 K. Anodą było półogniwo z blaszki cynkowej zanurzonej w roztworze chlorku cynku o stężeniu 1,0 mol·dm⁻³, a katodą — półogniwo z blaszką metalu Me w roztworze jonów Me²⁺. Każdy roztwór miał objętość 500 cm3.

Roztwór katodowy otrzymano przez rozpuszczenie w wodzie równomolowej mieszaniny dwóch uwodnionych soli o łącznej masie 22,05 g: siarczanu(VI) o wzorze MeSO4·5H2O oraz chlorku o wzorze MeCl2·xH2O, w którym liczba moli wody nie była znana.

Do wodnego roztworu soli znajdującego się w probówce wkraplano pipetą wodny roztwór innej soli (zdjęcie 1.) i zaobserwowano zmianę pokazaną na zdjęciu 2. Do wyboru są:

Sól w roztworze w pipecie: KCl, K2CrO4, Fe(NO3)3, K2Cr2O7

Sól w roztworze w probówce: CuSO4, Cr(NO3)3, AgNO3, (NH4)2SO4

Aby oznaczyć stężenie określonych jonów w roztworze, strąca się je całkowicie w postaci trudno rozpuszczalnego osadu, który po odsączeniu suszy się i praży do uzyskania stałej masy. W przypadku żelaza(III) z nadmiarem jonów wodorotlenkowych wydziela się uwodniony tlenek żelaza(III):

2Fe³⁺ + 6OH⁻ → Fe2O3·3H2O↓

Wyodrębniony ilościowo osad praży się w temperaturze około 1000 °C do uzyskania bezwodnego Fe2O3.

Z próbki roztworu o objętości 100 cm3 całkowicie strącono uwodniony tlenek żelaza(III). Osad wyodrębniono, przeniesiono do tygla i prażono do uzyskania stałej masy tlenku żelaza(III), równej 0,040 g.

Uczniowie porównywali barwy różnych wskaźników pH w wodnych roztworach HCl, NaCl i NaOH. Wszystkie roztwory miały jednakowe stężenie, równe 0,1 mol·dm⁻³. W doświadczeniu użyto:

A. fenoloftaleiny — dodanej do jednej probówki

B. czerwieni Kongo — dodanej do dwóch probówek

C. błękitu bromotymolowego — dodanego do trzech probówek

Każdy roztwór badano z zastosowaniem dwóch wybranych wskaźników.

Jon CO3²⁻ reaguje z cząsteczką wody zgodnie z równaniem:

CO3²⁻ + H2O ⇄ HCO3⁻ + OH⁻

Równowagę tej reakcji opisuje stała dysocjacji zasadowej:

Kb = [HCO3⁻] · [OH⁻] / [CO3²⁻]

Iloczyn stałej dysocjacji kwasowej jonu HCO3⁻ i stałej dysocjacji zasadowej sprzężonej z nim zasady CO3²⁻ jest równy iloczynowi jonowemu wody: Ka · Kb = Kw. W temperaturze 25 °C Kw = 1,00·10⁻¹⁴.

Poniżej przedstawiono w przypadkowej kolejności wzory trzech związków: dwa z nich występują w produktach rafinacji ropy naftowej, a jeden jest stosowany jako dodatek do paliwa, bo zapobiega zbyt gwałtownemu spalaniu w komorze silnika (antydetonator).

Źródłem informacji o budowie związku jest m.in. indeks niedoboru wodoru, czyli liczba równa sumarycznej liczbie pierścieni i liczbie wiązań π w strukturze związku organicznego. Wartość indeksu to także liczba cząsteczek wodoru, które należy dodać do cząsteczki danego związku, aby przekształcić ją w acykliczną cząsteczkę nasyconą.

Materiał do nr 2

Dwa węglowodory — A i B — mają po 6 atomów węgla w cząsteczkach, taki sam wzór sumaryczny oraz jednakowy indeks niedoboru wodoru równy 2. W obecności katalizatora platynowego oba reagują z wodorem i tworzą związki nasycone. Do reakcji jednego mola węglowodoru B potrzeba dwa razy więcej wodoru niż do reakcji jednego mola węglowodoru A. Ponadto wiadomo, że:

A. w cząsteczkach węglowodoru A nie występują trzeciorzędowe atomy węgla.

B. łańcuch węglowodoru B jest nierozgałęziony i zawiera cztery atomy węgla o hybrydyzacji sp2; w wyniku polimeryzacji B można otrzymać związek o wzorze pokazanym na rycinie.

Niektóre aldehydy w obecności mocnych zasad ulegają reakcji dysproporcjonowania, prowadzącej do powstania alkoholu i soli kwasu karboksylowego. Dotyczy to związków, których cząsteczki nie zawierają atomów wodoru związanych z atomem węgla połączonym z grupą aldehydową — np. 2,2-dimetylopropanalu:

2CH3−C(CH3)2−CHO + KOH → CH3−C(CH3)2−CH2−OH + CH3−C(CH3)2−COOK

Jeżeli do reakcji użyje się mieszaniny dwóch aldehydów, na ogół powstaną cztery produkty: dwa alkohole i sole dwóch kwasów. Wyjątek stanowią reakcje, w których jednym z substratów jest metanal. Ma on na tyle silne właściwości redukujące, że w warunkach reakcji utlenia się do kwasu (powstaje HCOOK), a drugi aldehyd redukuje się do alkoholu.

Ketony, których cząsteczki zawierają grupę metylową związaną z karbonylowym atomem węgla, ulegają tzw. reakcji haloformowej, czyli utlenieniu za pomocą jonów XO⁻, gdzie X może być chlorem, bromem lub jodem. W pierwszym etapie procesu powstaje odpowiedni anion kwasu karboksylowego RCOO⁻ oraz haloform CHCl3 (chloroform).

W pewnych warunkach sole sodu i potasu kwasów karboksylowych ulegają w roztworach wodnych reakcji:

2R−COOK + 2H2O → R−R + 2CO2 + 2KOH + H2

Tę przemianę stosuje się do otrzymywania symetrycznych alkanów prostych i rozgałęzionych. Jednak gdy rozgałęzienie znajduje się przy atomie węgla związanym z grupą karboksylową, reakcja przebiega z małą wydajnością lub nie zachodzi.

Reakcja Hecka jest stosowana do łączenia cząsteczek dwóch różnych związków organicznych z utworzeniem nowego wiązania węgiel–węgiel. Jednym z substratów tej reakcji jest halogenopochodna węglowodoru aromatycznego (halogenek arylu), a drugim — związek nienasycony z podwójnym wiązaniem przy skrajnym atomie węgla.

Do reakcji Hecka użyto 0,1570 g bromobenzenu i 0,1081 g kwasu propenowego. W wyniku przemiany opisanej poniższym równaniem otrzymano 0,1245 g kwasu cynamonowego.

C6H5Br + C3H4O2 → C9H8O2 + HBr

(bromobenzen + kwas propenowy → kwas cynamonowy + HBr)

Kwas cynamonowy i kwas kawowy są naturalnymi antyoksydantami występującymi w roślinach.

Kwas cynamonowy i kwas kawowy są naturalnymi antyoksydantami występującymi w roślinach.

Cząsteczka dwufunkcyjnego, nasyconego związku organicznego X zawiera cztery atomy węgla. Obie grupy funkcyjne tego związku mogą reagować z sodem, ale tylko jedna z nich reaguje z wodorotlenkiem sodu. W wyniku utleniania związku X za pomocą jonów dichromianowych(VI) w obecności jonów H⁺ otrzymuje się kwas bursztynowy o wzorze HOOC−CH2−CH2−COOH.

Nauczyciel polecił uczniom zaprojektowanie ciągu przemian, które umożliwią przekształcenie benzenu w związek o wzorze pokazanym niżej. Uczniowie przedstawili dwa projekty, każdy składający się z trzech etapów.

Pewien tripeptyd zbudowany z aminokwasów białkowych ma masę molową 249 g·mol⁻¹, a w jego cząsteczce znajdują się jedna grupa −SH oraz jedna reszta aminokwasu, którego cząsteczki są achiralne. Wiadomo też, że wolną grupę aminową ma reszta aminokwasu o najmniejszej masie cząsteczkowej, a reszta aminokwasu o największej masie cząsteczkowej ma wolną grupę karboksylową.

Przeprowadzono doświadczenie, do którego użyto odczynnika Tollensa i roztworu pewnego cukru wybranego spośród podanych: glukoza, fruktoza, maltoza, sacharoza. Wynik doświadczenia przedstawiono na zdjęciu.