I. ATOMOK, IONOK I FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK

Átírás

1 I. ATMK, INK I FELELETVÁLASZTÁSS TESZTEK A C C D C D A D C 1 C B C E* B E C C ** E 2 D C E D C B D A E C 3 A B D B B B D C D C 4 B B D B B D D C C D 5 D B * a negyedik, vagyis tulajdonképpen D (A második kiadásban már D.) ** Az E válaszban a kénatom nagyobb -ra javítandó, és akkor E. (A második kiadásban már E.) I. 4. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Atomok és ionok szerkezete Kémiai jel Név Protonszám Elektronszám Párosítatlan elektronok száma 52. alumíniumatom K káliumion K P 68. foszforatom Ionok szerkezete Teljes elektronszerkezet Kémiai jelölése Pontos neve a lezárt héjak jelölésével* a nemesgázszerkezet jelölésével* Protonjainak száma Párosítatlan elektronjainak száma 70. Cu réz(ii)ion 72. K,L,3s 2 3p 6 3d Ca kalciumion 77. K,L, 3s 2 3p [Ar] S K,L, 3s 2 3p [Ar] H 86. hidridion 87. [He] 88. 0

2 I. 5. EGYÉB FELADATK Atomok szerkezete 89. Három. 90. D, mert nem azonos a proton- és elektronszáma. 91. A C (D ion!) és E G atomok izotópjai egymásnak. 92. B G Az ionizációs energia 93. Pozitív töltésű (kationok) ionok képződésével kapcsolatos. 94. Az első ionizációs energia a legkisebb. Minél több elektront kell leszakítani, annál nagyobb pozitív töltésű ionról kell eltávolítani egy negatív töltésű elektront, ez egyre nagyobb energia befektetését igényli. 95. Minél nagyobb a magtöltés, annál nagyobb az első ionizációs energia. Ezt az azonos számú elektronhéjat tartalmazó Na és Mg, illetve K és Ca összehasonlítása alapján állíthatjuk. Az oka: a nagyobb magtöltés erősebben vonzza az elektronokat, így nehezebben lehet eltávolítani a vegyértékelektronokat az atommagtól. Minél nagyobb a vegyértékhéj mérete, annál kisebb az ionizációs energia. Ezt az azonos vegyértékelektron-szerkezetű, de eltérő periódusba tartozó elempárok (Na és K, illetve Mg és Ca) adatainak összehasonlítása alapján állíthatjuk. Az oka pedig: a nagyobb vegyértékhéjon a leszakítandó vegyértékelektronok átlagosan távolabb vannak az atommagtól. 96. A 12-es rendszámú elemnél a 3s-, a 13-as rendszámú elemnél a 3p alhéjon van a legkönnyebben leszakítható elektron. A 13-as rendszámú elem esetében a magtöltés növekedését kompenzálva magasabb energiaszintű pályáról kell leszakítani az elektront, ami könnyebben megy. 97. A válasz: C. A 19-es rendszámú elem magtöltése nagyobb, mint a 18-as rendszámú nemesgáz atomjáé, ugyanakkor elektronszerkezete megegyezik a nemesgázatoméval.

3 II. MLEKULÁK, ÖSSZETETT INK II FELELETVÁLASZTÁSS TESZTEK B E D D C B D A C 1 B D D C D B A D E E 2 A D B B D C D B B E 3 B C C C D C A A D C 4 A II. 4. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Molekulák és összetett ionok jellemzői NH 3 S 3 H 3 + Proton- és elektronszáma p, 10e p, 40e p, 10e Szigma- és pi-kötések száma 44. 3σ 45. 3σ, 3π 46. 3σ Téralkata 47. trigonális piramis 48. síkháromszög (trigonális planáris) 49. trigonális piramis Molekulák szerkezete CH 2 C 2 CH 4 Szigma- és pi-kötések száma 50. 3σ, 1π 51. 2σ, 2π 52. 4σ Nemkötő elektronpárok száma Téralkata 56. síkháromszög 57. lineáris 58. tetraéder A molekula polaritása 59. dipólus 60. apoláris 61. apoláris

4 Molekulák és összetett ionok összehasonlítása Szerkezeti képlete például: C H H + H S S S 2 A π-kötések száma Van-e benne delokalizáció? 63. nincs 68. nincs 71. (nincs) 75. nincs van Datív kötések száma Az atomok térbeli elhelyezkedése 64. lineáris Polaritás (a molekuláknál) 65. apoláris 69. trigonális piramis 73. dipólus 77. apoláris 81. (ion) Egy molekula és a belőle származó összetett ionok Képlete 82. H H H Neve 85. oxóniumion 86. vízmolekula 87. hidroxidion Protonjainak száma Elektronjainak száma Nemkötő elektronpárjainak száma Relatív töltése Téralkata (az atommagok térbeli elrendeződése) 94. trigonális piramis 95. V-alakú

5 III. MENNYISÉGI ALAPISMERETEK III FELELETVÁLASZTÁSS TESZTEK C D C D D D C B D 1 D B B E B D A B B B 2 B III. 3. SZÁMATÁSK 21. A nehézvíz: D g M = 20 g/mol, n = 20 g/mol = mol, mol D 2 -ban mol D-atom van, ami Egy D 2 összesen 10 protont és 10 neutront tartalmaz, ezért mol, vagyis = proton és ugyanennyi neutron van benne. 5 pont 22. A képlet alapján n = 1 és m = 2 lehet. Az X n+ ion 1 mólja tartalmaz: Z protont és Z 1 elektront. Az Y m ion 1 mólja tartalmaz: W protont és W+2 elektront. Z 1 = W + 2 (ami egyenlő 10-zel, 18-cal, 36-tal vagy 54-gyel). A feladat adatai alapján: 2 Z + W = 54. A két egyenlet közös megoldása: Z = 19 és W = 16. A két ion: K + (káliumion), illetve S 2 (szulfidion). 10 pont 23. a)a protonok anyagmennyisége: n (p ) = mol = 1,5 mol az elem protonszáma: + n(p ) 15, mol Z = = = 12, n(atom ) 0, 125 mol tehát az elem a magnézium (Mg), természetben ismert ionja: Mg 2+. A magnéziumion moláris tömege: M(Mg 2+ ) = M(Mg) = 24,3 g/mol, 0,125 mol magnéziumion tömege: m(mg 2+ ) = 0,125 mol 24,3 g/mol = 3,04 g. b)a magnéziumionok 10 elektront tartalmaznak, így 0,125 mol magnéziumion 1,25 mol elektront tartalmaz, mely: N (e ) = , = 7, pont

6 1000 g n 26 Fe = g 55,85 mol 24. ( ) = 17,91 mol, 57 Fe = ( ) = 0,0221 n( Fe) 0,3957 mol, n 57 g 26 mol 5 pont m( Fe) = 0,3957mol 56,94 = 22,53 g A keverékben van: 79% 12 Mg, x% 12 Mg és (21 x)% 12 Mg, így x 21 x 24,32 = 0,79 23, , , ebből x = 8, ,9% 12 Mg és 12,1% 12 Mg van a keverékben. A feladatból kimaradt kérdés: mekkora tömegű magnéziumion tartalmaz 3,00 g elektront? 24,32 g Mg 2+ ionban van 10 mol e A 10 mol e tömege: m(e ) = , kg = 5, kg 3 g elektron ennek: ,47 10 kg = 6 kg 549 -szeresében van. Vagyis: m(mg 2+ ) = ,32 g = g = 13,35 kg. 6 pont 26. a)a relatív atomtömeg: A r (Cl) = 0, ,97 + 0, ,97 = 35,46. 3 p m 1000 g b)n(cl 2 ) = = M 70,92 g/mol = 14,1 mol 2 p így 14, = 8, klórmolekulát tartalmaz, mivel kétatomosak a molekulák, 2 8, = 1, klóratomot jelent. (A pontszám akkor is jár, ha a)-ban hibásan kiszámított klóratomtömeggel jól számol, vagy ha a periódusos rendszerből vett adattal számol.) c) Az atomok 24,60%-a 37 Cl, annak a valószínűsége, hogy ez egy másik hasonlóval kapcsolódik, ennek 24,60%-a, vagyis: 0,246 0,246 = 0,0605, azaz 6,05%-a. 8 pont 27. a) Az anion és a kation protonszáma között 4 a különbség: Z k Z a = 4. (Ez az azonos elektronszámból következik, ugyanis akkor a kation a II. A, az anion pedig az előző periódus VI.A csoportjában kell hogy legyen.) A protonszámok azonossága alapján pedig: Z k 1, = Z a 1, A két egyenlet közös megoldása: Z a = 16, Z k = 20. A két elem: a kén ( 16 S) és a kalcium ( 20 Ca). b) Az elektronok anyagmennyisége 1, db kalciumionban (Ca 2+ ): n(ca , 1 ) = = mol, , 60 mol n(e) = 18 n(ca) = 0,300 mol.

7 Az elektronok anyagmennyisége 1, db szulfidionban (S 2 ): n(s , 5 ) = = mol, , 240 mol n(e) = 18 n(s 2 ) = 0,375 mol. 8 pont 28. a)a vegyület képlete: Cr x y S z, ahol x : y : z = n(cr) : n() : n(s). Az összegképlet: x : y : z = m( Cr ) m( ) m( S ) : : M( Cr ) M( ) M( S ) 26,5 g 49,0 g 24,5 g x : y : z = : : = 0,510 : 3,063 : 0,766 = 1,0 : 6,0 : 1,5 = g g g mol mol mol = 2 : 12 : 3 2 p A tapasztalati képlet: Cr 2 12 S 3. Ebből az ionvegyület képlete: Cr 2 (S 4 ) 3. b)a vegyület 0,1 mol krómiont kell hogy tartalmazzon. 0,1 A képlet alapján ez mol króm(iii)-szulfátban van. 2 2 p A vegyület moláris tömege: M = 392 g/mol. A vegyület tömege: m = 0,05 mol 392 g/mol = 19,6 g. 10 pont 29. Vegyünk pl. 100 g vegyületet, akkor abban 28 g és 72 g Mn van. Az atomtömegek alapján: n() = 28 g : 16 g/mol = 1,75 mol, n(mn) = 72 g : 55 g/mol = 1,31 mol. A Mn x y képlet alapján: x : y = 1,31 : 1,75 = 1,00 : 1,34. x : y = 3 : 4, tehát a tapasztalati képlet: Mn 3 4. Ez átalakítható: Mn 2 2 Mn alakra, vagyis 1 : 2 arányban négy- és kétvegyértékű benne a mangán. 6 pont 30. Az alumínium-szulfát képlete: Al 2 (S 4 ) 3. Moláris tömege: M = 342 g/mol. A kristályvizes képlete: Al 2 (S 4 ) 3 xh 2. Moláris tömege: x. A víztartalom 48,6%-kal csökkenti a tömeget: 18x = 0, x Ennek megoldása: x = 18. A képlet: Al 2 (S 4 ) 3 18 H 2. 5 pont 31. A két fém-oxid képlete: Me és Me 2. Ha M x a fém moláris tömege, akkor az oxigén tömegtörtje a két vegyületben: 16 w 1 = M x w 2 = M x + 32

8 A feladatban szereplő feltétel alapján: ,866 = M x +16 M x + 32 Ebből: M x = 207. Az ismeretlen fém az ólom. (Találgatás, illetve próbálgatás esetén maximálisan 6 pont kapható.) 7 pont 32. A reakcióegyenlet, és az adatok: 2 Na + Cl 2 = 2 NaCl 50 mmol Az egyenlet alapján 100 mmol nátrium égethető el. A nátrium tömege: m = 100 mmol 23 mg/mmol = 2300 mg. 3 pont 33. M(KMn 4 ) = 158 g/mol 1,00 g 1,00 g KMn 4 anyagmennyisége: n = = 6, mol 158 g/mol Az egyenlet alapján a fejleszthető oxigén anyagmennyisége: 8 KMn 4 = 2 K 2 Mn K Mn , mol 8 3, mol 3 pont g Az alumínium anyagmennyisége: n(al) = 27 g/mol = 1,11 mol A reakcióegyenlet: 4 Al = 2 Al 2 3 Ez alapján 1,0 mol 2 gázhoz 3 4 mol = 1,33 mol alumínium szükséges. A 30 g alumínium 1,11 mol, vagyis elegendő az oxigén, tehát elégethető. (Ezzel egyenértékű megoldás: 1,11 mol Al-hoz 0,75 1,11 mol = 0,8325 mol oxigén szükséges, ami kevesebb, mint a meglévő 1,00 mol.) 4 pont g 10 g vaspor anyagmennyisége: n(fe) = 56 g/mol = 0,179 mol 10 g 10 g kénpor anyagmennyisége: n(s) = = 0,312 mol 32 g/mol A reakcióegyenlet: Fe + S = FeS Ez alapján a két elem 1 : 1 anyagmennyiség-arányban reagál, vagyis a kisebb mennyiségű vas határozza meg a keletkező vas(ii)-szulfid mennyiségét: legfeljebb 0,179 mol FeS keletkezhet (ha a kén nem szublimál). m(fes) = 0,179 mol 88 g/mol 16 g. 5 pont 36. Az ismeretlen (n) vegyértékű fém-szulfid képlete: Me 2 S n. Ugyanennek az oxidja: Me 2 n. A folyamat:

9 Me 2 S n Me 2 n Például 100 g vegyületből kiindulva 83,6 g vegyületünk keletkezik. A moláris tömegek: M(Me 2 S n ) = 2M + 32n; M(Me 2 n ) = 2M + 16n Az egyenes arányosság: 2 M + 32n 100 = 2 M + 16n 83,6 ebből: M = 32,78 n Ebből pedig: n = 1 M = 32,8 n = 2 M = 65,6 Zn n = 3 M = 98,3 n = 4 M = 131,1 (Bármely más módon, de helyesen levezetett megoldás elfogadható, de kizárólag +2 oxidációs állapot feltételezése esetén max. 9 pont adható.) 10 pont 37. Az ismeretlen karbonát képlete: Me 2 (C 3 ) x A bomlás egyenlete: Me 2 (C 3 ) x Me 2 x + x C g 22,3 g (2M + 60x) 44x 100 g 22,3 g = 2M + 60x 44x ebből: M = 68,66 x. Ha x = 1, akkor M = 68,66 g/mol ha x = 2, akkor M = 137,3 g/mol bárium ha x = 3, akkor M = 206,0 g/mol stb. (Aki eleve MeC 3 képlettel dolgozik, és nem próbálja ki legalább Me 2 C 3 - ra, az maximálisan 7 pontot kaphat.) 10 pont mol vegyületben 131 g Xe van, így az egyes vegyületek moláris tömege ebből és a tömegszázalékból meghatározható: M 1 = 131 g/mol : 0,633 = 207 g/mol M 2 = 131 g/mol : 0,672 = 195 g/mol A molekula másik komponenséből 4 atom van molekulánként, így ennek moláris tömege az első esetben: g g M x = mol mol = 19 g/mol, ez a fluor (F). 4 A másik elem esetében: g g M y = mol mol = 16 g/mol, ez az oxigén (). 4 A XeF 4 molekula szerkezeti képlete: F F F Xe F

10 alakja: síknégyzet, 90 -os kötésszögekkel A Xe 4 molekula szerkezeti képlete: alakja: tetraéder, 109,5 -os kötésszögekkel 8 pont Xe