Maturalne karty pracy 1 - klucz odpowiedzi cz.2 PDF

Preview

Summary

Klucz odpowiedzi do maturalnych kart pracy z chemii...

Description

ROZWIĄZANIA ZADAŃ Z MATURALNYCH KART PRACY, CZĘŚĆ 2.

1. Chemia organiczna jako chemia związków węgla Numer zadania

Oczekiwana odpowiedź

1.

C8H10

2.

37,3 dm3

3.

Tak Wzór elementarny: C3H6O

4.

Wzór półstrukturalny:

5.

Mieszaninę CaCO3, cukru oraz wody można rozdzielić, przeprowadzając najpierw sączenie. Wydzieli się wówczas CaCO3. Następnie należy wykonać krystalizację. Wydzieli się wówczas cukier.

6.

3,56 dm3

7.

lub

lub

lub

Skrócony zapis konfiguracji elektronowej atomu pierwiastka chemicznego X w stanie podstawowym (z uwzględnieniem podpowłok). Najniższy stopień utlenienia pierwiastka chemicznego X w związkach chemicznych. Najwyższy stopień utlenienia pierwiastka chemicznego X w związkach chemicznych. Wzór związku chemicznego pierwiastka X z wodorem Wzór tlenku, w którym pierwiastek chemiczny X przyjmuje najwyższy stopień utlenienia Charakter chemiczny tlenku pierwiastka chemicznego X na najwyższym stopniu utlenienia.

[He] 2s2 2p2

–IV IV CH4 CO2

kwasowy

Symbol pierwiastka chemicznego: N 8.

Uniwersalny papierek wskaźnikowy zmienił kolor na niebieski, ponieważ wydzielił się amoniak. Związek chemiczny

Liczba atomów węgla w stanie hybrydyzacji

Liczba wiązań σ

Liczba wiązań π

sp

sp2

sp3

A.

0

2

2

11

1

B.

2

0

1

6

2

9.

1

10.

11.

12.

C14H22N2O3 Obserwacje: W wyniku ogrzewania substancji organicznej zawierającej węgiel i wodór z tlenkiem miedzi(II), następuje zmiana barwy mieszaniny z czarnej na miedzianą. Na ściankach probówki u jej wylotu pojawiają się krople cieczy. Klarowny roztwór wody wapiennej mętnieje. Wniosek: W wyniku utlenienia wodoru występującego w badanym związku organicznym powstaje woda, natomiast w wyniku utlenienia węgla znajdującego się w tym związku chemicznym powstaje tlenek węgla(IV). %12C = 98,85%, %13C = 1,15%

2. Węglowodory Numer zadania

Oczekiwana odpowiedź

1.

1307,12 kJ

2.

[CO2] = 0,025

3.

kJ 55,59 g

mol ; [H2] = 0,225 dm3

mol ; [CO] = 0,075 dm3

mol ; [H2O] = 0,075 dm3

mol dm3

Równanie reakcji chemicznej: 4.

4 C + 5 H2 → C4H10 – 783,8

5.

C3H6

6.

7.

8.

kg mol

Związek

Typ hybrydyzacji

chemiczny

atomów węgla

A. B.

Liczba wiązań σ

Liczba wiązań π

sp2, sp3

12

2

sp

3

2

D.

Wzór półstrukturalny:

lub

lub

lub

Nazwa systematyczna: 1,2-dimetylocykloheksan

9.

lub 1,3-dimetylocykloheksan lub 1,4-dimetylocykloheksan Przeprowadzone doświadczenie chemiczne umożliwia zweryfikowanie postawionej hipotezy. TAK / NIE

2

a)

10.

11. 12.

b) CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2 2 [Ag(NH3)2]OH + C2H2 → Ag2C2 + 4 NH3 + 2 H2O 10,64 dm3 Związek Nazwa Wzór półstrukturalny systematyczna chemiczny 2-metylopropen

X

13.

2-bromo-2-metylopropan

Y 14.

C4H8 Izomery

Wzór półstrukturalny

Nazwa systematyczna

1.

but-1-en

2.

but-2-en

3.

2-metylopropen

15.

16. 17.

Informacje

Wzór półstrukturalny

Nazwa systematyczna

Wszystkie atomy węgla mają hybrydyzację sp3. Nie odbarwia wody bromowej i zakwaszonego roztworu KMnO4. W cząsteczce występują wyłącznie wiązania σ.

cykloheksan

Nie wykazuje izomerii cis-trans. Nie ulega reakcji addycji. Cztery atomy węgla mają hybrydyzację sp3, a dwa atomy węgla – sp2. Odbarwia wodę bromową i zakwaszony roztwór KMnO4. W cząsteczce występują wiązania σ i jedno wiązanie π. Nie wykazuje izomerii cis-trans. Cztery atomy węgla mają hybrydyzację

heks-1-en

heks-2-en 3

sp3, a dwa atomy węgla – sp2. Odbarwia wodę bromową i roztwór KMnO4. W cząsteczce występują wiązania σ i jedno wiązanie π. Wykazuje izomerię cis-trans.

a) Równanie reakcji chemicznej:

18.

Nazwa systematyczna produktu: 2,3,4,5-tetrametyloheksan b)

Nazwa systematyczna produktu A: 2-metylobut-2-en Nazwa systematyczna produktu B: 2-metylobutan a) W związku chemicznym A między atomami węgla występuje wiązanie podwójne, natomiast w związku chemicznym B występują wyłącznie wiązania pojedyncze. b)

19. c) Obserwacje: Barwa zawartości probówki

20.

6%

21.

C9H12

Probówka

przed zmieszaniem reagentów

po zmieszaniu reagentów

1.

brunatna

bezbarwna

2.

brunatna

brunatna

a)

22.

1. Kumen i mezytylen to izomery, które różnią się wzorami strukturalnymi, ale mają taki sam wzór sumaryczny.

P

2. W cząsteczkach obu związków chemicznych sześciu atomom węgla można przypisać hybrydyzację sp2, a trzem atomom węgla – hybrydyzację sp3.

P

3. Kumen i mezytylen są homologami, a nie są izomerami.

F

4. Cząsteczki kumenu mogą występować w postaci enancjomerów.

F 4

5. W cząsteczkach obu związków chemicznych występuje wiązanie zdelokalizowane, mają zatem charakter aromatyczny.

P

b) 1. Kumen i mezytylen to związki aromatyczne  w obecności bromku żelaza(III) odbarwiają wodę bromową.

P

2. Kumen i mezytylen nie ulegają reakcji redukcji wodorem.

F

3. Oba związki chemiczne nie ulegają reakcji nitrowania za pomocą mieszaniny nitrującej.

F

4. Z wodnym roztworem chlorku żelaza(III) tworzą barwne kompleksy o charakterystycznej różowej barwie.

F

5. W reakcji z chlorem w obecności światła tworzą odpowiednie chloropochodne.

P

23. 24.

5

25.

20% CH4, 80% C3H8 Wzór monomeru, z którego otrzymano polimer A:

26. Wzór monomeru, z którego otrzymano polimer B:

27.

II, III a) I. CH2=CH–CH2–CH2–CH3 II. CH3–CH=CH–CH2–CH2–CH3

III.

IV. 28. V. b) II, IV c) Wzór izomeru cis

29. 30.

fenyloeten sp sp2

Wzór izomeru trans

sp3

31.

32.

Jest to izomeria konstytucyjna położenia podstawnika. a) 6

b) Roztwór barwi się na żółto. c)

lub

33.

Jest węglowodorem aromatycznym, więc reaguje z mieszaniną nitrującą.

T

N

Reaguje z bromem dopiero w obecności światła.

T

N

W reakcji z roztworem chlorku żelaza(III) tworzy kompleksy o charakterystycznym zabarwieniu.

T

N

W reakcji z chlorowodorem powstaje 1-chloro-1-fenyloetan.

T

N

34.

35.

1.

Limonen należy do węglowodorów cyklicznych.

2.

Limonen nie odbarwia wody bromowej.

3.

Limonen należy do węglowodorów nienasyconych.

P F P

Równanie reakcji chemicznej: 36.

37.

0,33 dm3 Wzór półstrukturalny węglowodoru:

Wzory półstrukturalne monochloropochodnych:

7

Wzór półstrukturalny produktu nitrowania:

Wzór półstrukturalny

Nazwa systematyczna butan

38. 2-metylobutan 2,3-dimetylobutan 1.

2. 39. 3.

40. 41.

4. C20H12 II, V, VII A: 1-metylonaftalen

42.

B: metylocykloheksan

43.

C: 1,2,3,4,5,6-heksachlorocykloheksan 11

44.

W cząsteczce β-karotenu występuje układ sprzężonych wiązań podwójnych.

P

W cząsteczce β-karotenu występuje układ skumulowanych wiązań podwójnych.

F

β-karoten ulega reakcjom addycji.

P

45.

T →

a) 8

b) Obserwacje: Powstaje brunatny osad. Równanie reakcji chemicznej: 3 C2H4 + 2 KMnO4 + 4 H2O → 3 C2H4(OH)2 + 2 MnO2 + 2 KOH 46.

HC ≡ CH 1 C6H6 2 C6H5CH3 → →

Wzór półstrukturalny węglowodoru: 47.

Równanie reakcji chemicznej:

kat .

48.

→

49.

Wzór półstrukturalny:

50.

Nazwa systematyczna: propanon B Nazwa polimeru: polibuta-1,3-dien

+ 4 H2

51. Wzór monomeru: a) trans 52.

b) 6 c) 0,33 dm3 Wzór sumaryczny: C5H10

53.

Wzory izomerów szkieletowych:

54. 55.

CH3–CH2–CH2–CH=CH2 CH3–CH=CH–CH2–CH3 33,3% C3H8 Mg2C3 + 4 H2O → 2 Mg(OH)2 + CH≡C–CH3

3. Jednofunkcyjne pochodne węglowodorów Numer zadania 1.

Oczekiwana odpowiedź a) Gaz wydzielił się w probówkach: 3. i 4. Równania reakcji chemicznych: Probówka 3.: Ca + 2 C6H5COOH → Ca2+ + 2 C6H5COO– + H2 Probówka 4.: CO32– + 2 C6H5COOH → CO2 +2 C6H5COO– + H2O b) Probówka 1.: C6H5COOH + OH– → C6H5COO– + H2O 9

Probówka 2.: Cu(OH)2 + 2 C6H5COOH → Cu2+ + 2 H2O + 2 C6H5COO– c) 160 cm3 a) Wzór związku chemicznego X: Nazwa związku chemicznego Y: propanon 2. b)

+ HBr →

+ CuO →

+ Cu + H2O

a)

Wzór półstrukturalny: 3.

Nazwa systematyczna: butan-2-ol

b)

+ CuO →

+ Cu + H2O

Wzór strukturalny alkoholu X: 4. Wzór półstrukturalny alkoholu Y:

Wzór półstrukturalny alkoholu Z: 5.

CH3COOH + CH≡CH

CH2=CH–O–CO–CH3

6.

a) Nazwa lub wzrór substancji X: sód lub potas lub magnez lub inny, aktywny metal Probówka 7.

8.

Obserwacje

1. 2.

Wydziela się bezbarwny, palny gaz. Osad roztwarza się, roztwór przyjmuje szafirowe zabarwienie.

3.

Uniwersalny papierek wskaźnikowy zabarwił się na kolor niebieskozielony.

b) np. 2 C6H5OH + 2 Na → 2 C6H5ONa + H2 a)

10

b) Probówka 1.: Po dodaniu żółtego roztworu (FeCl 3) do bezbarwnego związku chemicznego mieszanina przyjęła fioletowe zabarwienie. Probówka 2. – Po dodaniu żółtego roztworu (FeCl3) do bezbarwnego związku chemicznego roztwór stał się żółty. c) Związek A jest fenolem, ma grupę –OH połączoną z pierścieniem aromatycznym, i tworzy związki kompleksowe z jonami Fe3+ o charakterystycznym zabarwieniu. Związek B jest alkoholem i nie ulega tej reakcji chemicznej. 1.

Geranial jest związkiem nienasyconym, więc odbarwia wodę bromową.

T

N

2.

W reakcji geranialu z amoniakalnym roztworem tlenku srebra(I) na ściankach probówki osadza się metaliczne srebro.

T

N

3.

Cząsteczki cytronellalu i neralu mogą występować w postaci enancjomerów.

T

N

4.

Geranial reaguje z kwasami karboksylowymi, tworząc estry.

T

N

9.

10.

Cholesterol można zakwalifikować do alkoholi.

T

N

Cholesterol jest tłuszczem nasyconym.

T

N

Cholesterol jest alkoholem II-rzędowym.

T

N

Cholesterol daje pozytywny wynik w próbie Trommera.

T

N

Cholesterol jest związkiem hydrofilowym.

T

N

T

N

Cholesterol jest związkiem chemicznym o wzorze sumarycznym C27H46O. Wzór półstrukturalny homologu:

11.

Wzór półstrukturalny izomeru:

11

1.

2. 12. 3. 4.

13.

4,15% a) CH3CH2COOCH3 + 2 H2  CH3CH2CH2OH + CH3OH

14.

b) CH3COOCH2CH3 etanian etylu a)

15. b) Br2

Ag2O/NH3 (odczynnik Tollensa)

CH3OH

16. 17.

Cp = 0,289%, Cm = 0,024

18.

1,39 g

mol dm3

19.

20.

Liczba wiązań podwójnych: 2 Probówka 1.: Powstała mieszanina o brunatnej barwie. Probówka 2.: Powstała mieszanina o brunatnej barwie. Probówka 3.: Roztwór bromu odbarwił się, powstała bezbarwna mieszanina.

21.

22.

Wzór kwasu karboksylowego: CH3– (CH2)28–COOH 12

Wzór alkoholu: CH3–(CH2)28–CH2–OH

23.

Odczyn wodnego roztworu fenyloetyloaminy: zasadowy Równanie reakcji chemicznej: 24.

25. 26. 27. 28. 29.

30.

31.

pH = 8 HCOOH,

CH3COOH,

C6H5OH,

CO(NH2)2

CH3NH2 (CH3)2NH

D a) C b) A a) C17H35COO– + H2O C17H35COOH + OH– b) C17H35COOK, C17H35COO– , K+, KOH, OH–, H+, C17H35COOH a) D b) Probówka 1.: pH > 7 Probówka 2.: pH < 7 Probówka 3.: pH = 7 Probówka 4.: pH > 7 c) Reakcja hydrolizy nie zachodzi w probówce 3. Uzasadnienie: Chlorek potasu KCl jest solą mocnego kwasu i mocnej zasady, dlatego w roztworze wodnym nie ulega reakcji hydrolizy. Probówka 1.: CH3NH2 + H2O → CH3NH3+ + OH– Probówka 4: HCOO– + H2O → HCOOH + OH–

32. C5H10O Wzór półstrukturalny : 33.

34.

Nazwa systematyczna: pentan-2-on a) 1, 2, 4 b) 3 c) Cu(OH)2 + 2 OH– → [Cu(OH)4]2– Cu(OH)2 + 2 NaOH → Na2[Cu(OH)4] Cu(OH)2 + 2 CH3COOH → (CH3COO)2Cu + 2 H2O Cu(OH)2 + 2 CH3COOH → 2 CH3COO– + Cu2+ + 2 H2O 13

Lp.

Informacja

Wniosek

1.

W skład cząsteczki badanego związku chemicznego wchodzą trzy pierwiastki chemiczne.

2.

W wyniku całkowitego spalenia badanego związku chemicznego powstają tylko tlenek węgla(IV) i para wodna.

Pierwiastkami są: C, H, O.

3.

Wszystkie atomy węgla w tym związku chemicznym mają taki sam typ hybrydyzacji, a kąty pomiędzy dwoma dowolnymi wiązaniami wynoszą 109°28’.

Atomy węgla są w stanie hybrydyzacji sp3. Między atomami C oraz między atomem / atomami węgla i tlenu są tylko wiązania typu σ.

4.

Liczba atomów węgla w cząsteczce badanego związku chemicznego jest taka sama jak wartość pH roztworu kwasu siarkowego(VI) o stężeniu

H2SO4 → 2 H+ + SO42–

35.

5 · 10–5

H +¿ = 10–4 C¿

mol pH = 4 dm3

liczba atomów wynosi 4

mol . 3 dm

5.

Identyfikowany związek chemiczny nie ulega próbie Tollensa.

Nie jest to aldehyd, jest to alkohol.

6.

Jest związkiem chemicznym optycznie czynnym.

Ma asymetryczny atom węgla.

7.

W wyniku łagodnego utleniania powstaje jeden keton.

Jest to alkohol II-rzędowy.

Wzór półstrukturalny: Nazwa systematyczna: butan-2-ol 1. CH4 + Cl2 światło →

CH3Cl + HCl

2. CH3Cl + KOH(aq) → CH3OH + KCl 3. CH3OH + CuO → HCHO + Cu + H2O 36.

4. HCHO + 2Cu(OH)2 5. HCOOH + CH3OH

T HCOOH + Cu2O + 2 H2O → H

+¿

HCOOCH3 + H2O

→

¿ 6. 2 HCOOH + CaO → (HCOO)2Ca + H2O 7. 2 HCOOH +Mg → (HCOO)2Mg + H2 Numer probówki 37.

38.

Nazwa lub wzór związku chemicznego

1.

2.

3.

4.

glicerol

metanal

metanol

CH3COOH

Nazwa systematyczna produktu 1-chloropropan

Typ reakcji chemicznej addycja

Mechanizm reakcji chemicznej elektrofilowy 14

39.

2-chloropropan

eliminacja

nukleofilowy

1-chlorobutan

substytucja

rodnikowy

2-chlorobutan

polimeryzacja

––––––––

3

12,39 dm Wzór związku chemicznego X:

Wzór związku chemicznego Y: CH3COONa Wzór związku chemicznego Z: 40. Równania reakcji chemicznych:

NaOH + CH3COONa

T →

CH4 + Na2CO3

44.

U. węglik wapnia W. etyn X. benzen Y. nitrobenzen Z. m-bromonitrobenzen fenol, kwas węglowy, kwas etanowy, kwas benzenokarboksylowy, kwas metanowy, kwas etanodiowy Najniższą wartość pH ma roztwór chlorku sodu. Najwyższą wartość pH ma roztwór etanianu sodu. kwas benzenokarboksylowy

45.

0,02

41.

42. 43.

46. 47. 48. 49.

mol dm3

CH3–CH2–CH2Br + KOH CH3–CH=CH2 + KBr + H2O CH3–CH=CH2 + HBr → CH3–CHBr–CH3 CH3–CH2–CH2Br + KOH CH3–CH2–CH2OH + KBr CH3–CH2–CH2OH + HBr → CH3–CH2–CH2Br + H2O A B, C, E, F

CH3Cl + NaOH

CH3OH + NaCl

CH3OH + CuO → HCHO + Cu + H2O HCHO + Ag2O → HCOOH + 2 Ag

15

2 CH4

50.

CH≡ CH + 2 H2

HCOONa, CH3OH, metanian sodu, metanol a)

b) Schemat doświadczenia: 51.

Obserwacje: Powstaje roztwór o barwie fioletowej. 52.

53.

0,85 mola 1. CH3OH + CuO

HCHO + Cu + H2O

2. HCHO + Ag2O

HCOOH +2 Ag

3. HCOOH + CH3CH2OH HCOOCH2CH3 + H2O 4. HCOOCH2CH3 + NaOH  HCOONa + CH3CH2OH 54. 16

55.

Fosfolipidy, tworząc pojedynczą / podwójną warstwę liposomową, orientują się na granicy faz tak, aby częścią hydrofobową / hydrofilową zwaną głową / ogonem zwrócić się do wnętrza warstwy, a częścią hydrofobową / hydrofilową zwaną głową / ogonem w kierunku fazy polarnej, np. roztworu wodnego.

56.

57. Obserwacje: W probówce 1. nie obserwujemy zmian, w probówce 2. roztwór zaczyna się pienić. Wniosek: Parafina nie reaguje z roztworem NaOH, natomiast stearyna ulega tej reakcji chemicznej. Reakcja zmydlania zachodzi w probówce 2.

58.

a) MnO4– + 8 H+ + 5e– → Mn2+ + 4 H2O C2O42– →2 CO2 + 2e– Równanie reakcji chemicznej ze współczynnikami stechiometrycznymi: 59.

2 MnO4– + 5 C2O42– + 16 H+→ 2 Mn2+ + 10 CO2 + 8 H2O b) 0,97

mol 3 dm 17

a)

60.

61.

b)

a) D b) 2 C17H35COONa + CaCl2 → (C17H35COO)2Ca + 2 NaCl 2 C17H35COO– + 2 Na+ + Ca2+ + 2 Cl– → (C17H35COO)2Ca + 2 Na+ + 2 Cl– 2 C17H35COO– + Ca2+ → (C17H35COO)2Ca a) nienasycony alkohol monohydroksylowy b) Etanol jest alkoholem nasyconym. Między jego atomami węgla występują tylko wiązania pojedyncze. Między atomami węgla w geraniolu występują wiązania wielokrotne.

62.

63.

64.

a) C13H18O2 b)

c)

18

65. 66. 67.

a) 4 CH3NH2 + 9 O2 → 4 CO2 + 2 N2 + 10 H2O b) 9,3 g Równanie reakcji chemicznej: CH3CHO + Ag2O →CH3COOH + 2 Ag pH = 3 3 CH3–[CH2]6–CH2OH + 4 CrO3 + 6 H2SO4 + 9 H2O

68.

aceton 

Bilans elektronowy: CH3–[CH2]6–CH2OH + H2O → CH3–(CH2)6–COOH + 4 H+ + 4e– 2 CrO3 + 1...