KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK (1997)

Átírás

1 KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK (1997) MEGOLDÁSOK I. 1. A hidrogén, a hidridek 1s 1 EN=2,1 izotópok: 1 1 H, 2 1 H deutérium 1 H trícium, sajátosságai eltérőek A trícium,- atommagja nagy neutrontartalma miatt nem stabil. Két H atom δ kötéssel kétatomos ekulát alkot. A ekula kis tömege, és mérete valamint apoláros szerkezete határozza meg tulajdonságait. Szobahőmérsékleten gáz halmazállapotú. Különleges eljárással lehet cseppfolyósítani. Lehűtve ekularácsot alkot. Színtelen szagtalan gáz, olvadáspontja és forráspontja alacsony. A legkisebb sűrűségű elem. Vízben alig, szerves oldószerekben jobban oldódik. Földünkön elemi állapotban elvétve található, alkotóelemként hatalmas mennyiségben fordul elő. Főleg víz és szénhidrogének alkotóeleme. Laboratóriumban: fém + sav, pl.: Zn+2HCL=ZnCl 2 +H 2 Iparban: vegyületeiből: CH 4 +H 2 O (g) =CO+H 2 vagy CH 4 +1/2H 2 O=CO+2H 2 vagy víz elektrolízisével 2H 2 O+2e - =H 2 +2OH - Az elem reakciókészsége az erős kovalens kötés miatt csekély. Mólekuláris hidrogénnel csak olyan kémiai reakciók játszódnak le amelyek a H H kötés megbontásához szükséges nagy energiát biztosítani tudják. Ha a H atomos állapotba kerül reakciókészsége ugrásszerűen megnő. fémmel: 2Na+H 2 =2NaH redoxireakció nemfémmel: 2Na+H 2 =2NaH redoxireakció szervetlen vegyülettel:cuo+h 2 =Cu+H 2 O redoxireakció szerves vegyülettel: CH 2 =CH 2 +H 2 CH -CH addíció Az s mező elemeivel megfelelő hőmérsékleten ionos szerkezetű sószerű hidrideket alkot, amelyben oxidációs száma 1. A hidridek szilárdak, vízzel azonnal reakcióba lépnek. A d mező elemei pl: Pd, Pt hidrogén atmoszférában hevítve atomosan oldják a hidrogént. A fémes hidridek nem sztöchiometrikus összetételűek. CH 4 apoláris NH, C, H 2 S poláris HF, HCl, HBr, HI poláris kovalens kötésű ekulák, szobahőmérsékleten gázok, kivéve H 2 O, HF erős hidrogénkötés miatt. A metán kivételével minden vegyület vízben jól oldódik. NH lúgos kémhatású, a H 2 O semleges a többi vizes oldata savas kémhatású. 1

2 II. Minden feladatnál a kérdés természetének megfelelően jelölje meg az egyetlen helyes vagy az egyetlen helytelen választ! Minden helyes válasz 1-ot ér! 1 E 6 C 11 B 2 D 7 B 12 E A 8 D 1 D 4 C 9 D 14 C 5 A 10 E 15 B III. 1. Konstitúciós izomerek C H 6 A lehetséges izomerek konstrukciós képlete CH 2 =CH-CH A vegyület neve Propén vagy propilén ciklopropán Melyik színteleníti el a CH 2 =CH-CH +Br 2 CH 2 Br-CHBr-CH brómos vizet? 1,2-dibróm-propán típusa Addíció C 2 H 6 O A lehetséges izomerek CH O CH CH CH 2 OH konstrukciós képlete A vegyület neve Dimetil-éter Etil alkohol vagy etanol Melyik reagál C 2 H 5 OH+Na C 2 H 5 Ona+1/2H 2 fémnátriummal? Nátrium-etilát típusa redoxireakció C H 6 O oxovegyület A lehetséges izomerek CH CH 2 CH=O CH CO CH konstrukciós képlete A vegyület neve propanal Aceton vagy propanor Melyik adja az ezüsttükör próbát? CH CH 2 CH=O+2Ag + +2OH CH CH 2 COOH+2Ag+H 2 O Propánsav típusa redoxireakció 16 pont 2

3 A nyomás növelésének 2. A KÉMIAI EGYENSÚLY ÉS A REAKCIÓSEBESSÉG VIZSGÁLATA DH A hőmérséklet csökkenésének A szénmonoxid koncentráció csökkenésének A hidrogén koncentráció növelésének Katalizátor alkalmazása esetén Na(g)+H 2 (g) 2NH 2 (g) CO(g)+H 2 O(g) CO 2 (g)+h 2 (g) CH 4 (g)+h 2 O(g) CO(g)+H 2 (g) C(sz)+CO 2 (g) 2CO(g) -92,2 kj/ -41 kj/ +206 kj/ +17 kj/ jobbra balra Balra nő nő nő nő jobbra jobbra balra balra csökken csökken csökken csökken balra jobbra jobbra jobbra balra balra nő nő nő Bármely két helyes válasz egy pont, tehát 28/2, azaz 14 pont IV. SZÁMÍTÁSI FELADATOK Az 1. számítási feladat helyes megoldásáért 5, a 2. feladatért 9, a. feladatért 11, a 4. feladatért pedig ot kaphat. 1. A r (Ca) = 40,0; A r (O) = 16,0. CaO+H 2 O = Ca(OH) 2 A kalcium-oxid anyagmennyisége: (0,140/56,0) = 0, CaO-ból 2 OH - keletkezik, az OH - anyagmennyisége: = 2*0,0025 = 0,0050 Az oldatban az OH - koncentrációja: (OH - )=(0,005/0,5)/dm = 0,010 /dm (H + ) = /10-2 = /dm ph = 12,0 5 pont

4 2. A két só oldáshője: Q(KCI) = 82,5 kj/; Q(KBr) = 18,9 kj/. A r (K) = 9,1; A r (Cl) = 5,5; A r (Br) = 18,9 M(KCI) = 74,6 g/ és M(KBr) = 119,0 g/ A sókeverék tömege: n(kci).m(kci)+n(kbr).m(kbr) = (n(kci).74,6+n(kbr).119,0) =,59g Az oldódáskor elnyelődő hő: n(kci).q(kci)+n(kbr).q(kbr) = (n(kci).82,5+n(kbr).18,9)kj = 2,05kJ A két egyenlet megoldása: n(kcl) = 0,021 és n(kbr) = 0,017 A sókeverék tehát: 0,021 KCl és 0,017 KBr ,021 74,6 A keverék tömeg%-os összetétele: = 4,64,59 4,64% KCl és 56,6% KBr A csapadékképződés egyenletei: AgNO+KCI = AgCl+KNO AgNO +KBr = AgBr+KNO A két halogenidion együttes anyagmennyisége a kivett oldatrészben: 10-2 (0,021+0,017) =, Ugyanennyi a szükséges ezüst-nitrát anyagmennyisége. Az ezüst-nitrát-oldat térfogata: 4,80 10 mol 2 =,80 10 dm = 8,0cm mol 0,01 dm Összesen 9 pont. 2KMnO 4 +16HCl = 5Cl 2 5MnCl 2 +2KCl+8H 2 O a. N = (7,9/158) = 0,050 hoz: 8 0,050 = 0,40 HCl-ra van szükség, aminek a tömege (0,40 6,5)g = 14,6g. hoz szükséges 2 tömeg%-os oldat tömege:14,6g 100/2 = 45,6g b. ban keletkező Cl 2 anyagmennyisége: 2,50 0,050 = 0,125 Az elektolízis egyenlete: az anódon: 2Cl - = 2Cl 2 +2e - A szükséges HCl anyagmennyisége: 0,125 2 = 0,25, tömege: 0,25 6,5 = 9,125g Az elektrolízishez használt 2 tömeg%.os oldat tömege: (9, /2)g = 28,5g A r (Cl) = 5,5; A r (H) = 1,0; A r (K) = 9,1; A r (Mn) = 54,9; A r (O) =16,0; F = 9, C/ Az áthaladt elektronok anyagmennyisége 0,25, 4

5 az áthaladt töltés: Q = 0, C/ = C 24125C Az elektrolízis ideje: t = = 4825s( = 1,4h) 5A 1 4. A levegő összetétele: 21,0 % O 2, 79,0 % N 2 ; 15,68dm A keletkezett és maradék gázok anyagmennyisége: = 0,640 dm 24,5 Ebben az esetben a szén-dioxid anyagmennyisége: 0,0160n A maradék oxigén mennyisége: (0,0160 0,47 1,5n) = 0,01128n Az oxigén eredeti mennyisége: (0,0160 1,47 1,5n) = 0,0528n 0,0528n 79 A nitrogén mennyisége: = 0,12n 21 A gázelegy anyagmennyisége: (0,0160+0, ,127)n =0,640. Ebből n = 4. vegyület képlete:c 4 H 9 OH, butanol CH CH 2 CH 2 CH 2 OH CH CH 2 CH(OH) CH Az eltávolított víz mennyisége: 5 0,0160 = 0,0800 A víz tömege 0, g/ = 1,44g Az égetéshez használt levegő mennyisége: (0,0528+0,127) 4 = 0,672. Ennek térfogat: 0,672 24,5 dm / = 16,46 dm A gázelegy összetétele %-ban: 0, = 7,0% O 2 0,640 0, = 10,0% CO ,127 4 = 8,0% N