KÉMIA PRÓBAÉRETTSÉGI emelt szint ÍRÁSBELI MEGOLDÁS és PONTOZÁS 1. FELADATSOR I. feladat 1. CH 4 + H 2 O = CO + H 2 CO + 2 H 2 = CH OH 2. A szintézisgáz előállítása endoterm folyamat. A reakcióhő számítása (a függvénytáblázat használatával): r H = 111 kj/mol [ 74,9 k/mol + ( 242 kj/mol)] = + 206 kj/mol. 2 pont A metán egy részét ennek a hőnek a biztosítása miatt kell elégetni.. Ezzel az eljárással feleslegesen elégetjük a szintézisekhez szükséges szénhidrogénforrás egy részét. 4. A brómozás, a reakció vízzel = szubsztitúció. 2 1 2 pont Az utolsó lépés redoxireakció. 5. A brómot a reakció végére eredeti (elemi) állapotában visszakapjuk. 1 II. feladat 0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 A D E C D D D A E 1 D D B 12 pont III. feladat 1. SO + 2. NH 4. kén-trioxid 4. szulfátion 5. 4 6. 7. 4 a három együtt: 8. 0 9. 0 a kettő együtt: 10. 2 11. 0 12. 10 1. tetraéderes 14. trigonális piramis 15. tetraéderes 12 pont IV. feladat 1. Nem. Mindhárom vegyület jól oldódik vízben, a szénhidrogének viszont nem (apolárisak). 2. Formilcsoport. -CH=O. D
4. HCOO + H 2 O HCOOH + OH 5. B 6. Hidrolízis. A szacharóz glükózra és fruktózra hidrolizált. 7. C 8. Egyenlet (2 pont a helyes képlettel felírt helyesen rendezett egyenlet, illetve a reakció lényegéért : R COOH + NaHCO = R-COONa + H 2 O + CO 2 ) V. feladat 2 pont 12 pont 1. 1 2. 1 a kettő együtt:. apoláris 4. dipólus a kettő együtt: 5. sárgászöld, szúrós szagú gáz 6. színtelen, szúrós szagú gáz 7. (enyhén) savas, Cl 2 + H 2 O = HCl + HOCl (vagy ionosan: Cl 2 + H 2 O = H + + Cl + HOCl) 8. savas, HCl + H 2 O = H O + + Cl (vagy: HCl = H + + Cl ) 9. 2 Fe + Cl 2 = 2 FeCl 10. Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 11. barna (sárga, vörösbarna is elfogadható) 12. (halvány)zöld (oldat) 1. Cl 2 + 2 KI = 2 KCl + I 2 14. nem reagál 15. A színtelen oldat megbarnul (vagy megsárgul). 1 pont VI. feladat a) A szén-monoxid- és az eténgáz térfogata azonos. Ha azonos a nyomásuk és a hőmérsékletük, akkor az anyagmennyiségük is azonos. Azonos tömegük csak akkor lehet, ha a moláris tömegük is azonos. b) A térfogatarányok megegyeznek az anyagmennyiség-aránnyal: m m V(CO) : V(CH 4 ) = n(co) : n(ch 4 ) = :, M (CO) M (CH 4 ) vagyis a moláris tömegek reciprokával arányosak. 2 pont 1 V(CO) : V(CH 4 ) = 28 1 : = 16 : 28 = 1,00 : 1,75, 16 vagyis a metános tartály 1,75-szöröse a CO-os térfogatának. 6 pont 2
VII. feladat 1. a) Az ammónium-nitrát oldáshője: Q o = E r (NH 4 NO ) ( E h (NH + 4 ) + E h (NO ) ) Q o = 676 274 75 = 27 kj/mol. A főzőpohár fala lehűl, mert az oldódás során a rendszer hőt von el a környezetétől (endoterm oldódás). b) 200 cm víz tömege 200 g, az oldat tömege: 200 g + 00 g = 500 g (lenne). A tömegszázalékos sótartalom: 00 g 100% = 60,0 w% 500 g Ez hígabb, mint a telített oldat, tehát feloldódik. A 60,0 tömegszázalékos oldat sűrűsége a táblázat alapján: 1,276 g/cm. m 500 g Az oldat térfogata: V(oldat) = = ρ 1,276 g/cm = 92 cm. c) 0,0 C-on a telített oldat 45,8% vizet tartalmaz, így a 200 g vízből: 200 g : 0,458 = 46,7g oldat készíthető, 2 pont 500 g 46,7 g = 6, g só válik ki. [Más módszerrel, például keverési egyenlettel is elfogadható, pl: 500 0,600 x = (500 x) 0,542, ebből: x = 6,] 10 pont VIII. feladat. 1,75 dm a) Az anyagmennyiségek: n(co 2 ) = 24,5 dm /mol = 0,0714 mol, 1,286 g n(h 2 O) = 18,0 g/mol = 0,0714 mol. n(c) : n(h) = 0,0714 : (2 0,0714) = 1 : 2, vagyis a képlet (CH 2 ) n. b) A klórozás addíció (mivel melléktermék nélküli), így a C n H 2n valamilyen (nyilt láncú) olefin. A reakció: C n H 2n + Cl 2 C n H 2n Cl 2 M(C n H 2n ) = 14n; M(C n H 2n Cl 2 ) = 14n + 71 M (CnH 2nCl2 ) 14n + 71 = = 1,845 M (CnH 2n ) 14n n = 6 A vegyület molekulaképlete: C 6 H 12 (hexénizomer). c) A feltételeknek megfelelő képlet: CH CH C C CH CH A szabályos neve: 2,-dimetilbut-2-én. 1
IX. feladat 1. 200 cm oldat a sűrűség alapján 224 g, benne 22,4 g CuSO 4 van (0,14 mol). a) Q = 1,00 600 s 4,00 A = 14 400 C, ebből: n(e 14 400 C ) = = 0,1492 mol 2 pont 96500 C/mol A Cu 2+ + 2e 0,1492 = Cu egyenlet szerint ennyi elektron mol Cu leválasztá- 2 0,1492 sához elegendő: m(cu) = mol 6,5 g/mol = 4,7 g. 2 pont 2 Eközben a másik elektródon a 2 H 2 O = O 2 + 4 e + 4 H + egyenlet szerint 0,1492 0,1492 mol oxigén fejlődik : V(O 2 ) = mol 24,5 dm /mol = 0,914 dm. 2 pont 4 4 0,1492 b) A réz kiválásával egyidejűleg ugyanannyi, azaz mol kénsav lesz az 2 0,1492 oldatban, melynek tömege: m(kénsav) = mol 98,0 g/mol = 7,1 g. 2. 2 pont Az oldat tömege viszont csökken az eltávozó réz és oxigén tömegével: 0,1492 m(oldat) = 224 g 4,7 g mol 2,0 g/mol = 218 g. A keletkező oldat kénsavtartalma: 4 7,1 g 218 g 100% =,5 tömeg%. 1 4
2. FELADATSOR I. feladat 1. fosszilis tüzelőanyagokból (fűtés, dízelmotorok stb.) égetéssel (oxidációval) 2. +4: kén-dioxid, kénessav, nátrium-szulfit +6: kén-trioxid, kénsav. A kén-dioxid és víz kölcsönhatásakor kénessav keletkezik. (Ez helyes.) Kénsavvá csak a levegőben lévő valamilyen más anyag redukciója közben oxidálódhat. (Ezzel egyenértékű bármilyen utalás az oxidációra.) 4. A kén égetése és a réz reakciója tömény kénsavval redoxireakció, a nátrium-szulfit és a sósav reakciója sav-bázis reakció. 5. 1,00 dm 1,00 dm gáz: n = 24,5 dm /mol = 0,04082 mol, m = 0,04082 mol 64,1 g/mol = 2,617 g 2,617 g = 2,617 10 6 µg. V(levegő) = 2,617 10 6 µg : 250 µg/m = 10 468 m, azaz kb. 10 500 m. 1 II. feladat 0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 D E D B C E A B A 1 D 10 pont III. feladat 1. formaldehid (metanal) 2. hangyasav (metánsav). propanon 4. dimetil-keton (. és 4. felcserélhető, és bármelyik helyett az aceton is elfogadható) 5. etil-acetát 6. acetamid (ecetsavamid) 7. acetamid hidrogénkötés 8. formaldehid a legkisebb a moláris tömege (és hidrogénkötésre sem képes tiszta halmazban) 9. hangyasav, aceton (2 ½ pont, hibás vegyület ½ pont, de összességében 0-nál nem kevesebb) 10. HCOOH + NaOH HCOONa + H 2 O Nátrium-formiát keletkezik CH COO C 2 H 5 + NaOH CH COONa + CH CH 2 OH Nátrium-acetát és etanol (etil-alkohol) keletkezik. 15 pont 5
IV. feladat 1. a) vörös b) negatív pólus (1), katód (1) 2 pont c) redukció 2. oxigén (O 2 ). az anódon (vagy: ahol az oxigén fejlődik) H 2 O = ½ O 2 + 2 e + 2 H + ( H 2 O = ½ O 2 + 2 e + 2 H O + ) 4. (0,5 mol réz, azaz) 1,8 g (1,75 g) réz (0,25 mol azaz) 6,1 dm (6,125 dm ) gáz 9 pont V. feladat 1. a) Na 2 CO, NaHCO, Na PO 4 (a nevek megadásával is elfogadható) csak együtt: 7-nél nagyobb a ph-juk b) Például: CO 2 + H 2 O HCO + OH. 2. a) nátrium-klorid, fehér csapadék csak együtt: b) Ag + + Cl = AgCl. Na 2 CO (Na 2 CO 10H 2 O), szóda (vagy sziksó) csak együtt: NaCl, kősó csak együtt: NaNO, chilei salétrom csak együtt: 4. a) Na 2 CO, Na PO 4 (a nevek megadásával is elfogadható) 2 1 2 pont b) pl. Ca 2+ + CO 2 = CaCO 5. a) Na 2 CO, NaHCO (a nevek megadásával is elfogadható) csak együtt: b) pl. Na 2 CO + 2 CH COOH = 2 CH COONa + H 2 O + CO 2 (ionegyenlet is elfogadható) VI. feladat 1 pont a) A reakcióegyenlet: H 2 + Cl 2 = 2 HCl b) A maradék gáz moláris tömege: 1 M = 16 g/mol = 2,0 g/mol, ez a hidrogén, tehát ez volt feleslegben. 8 100 tf-ból 60 térfogategységnyi gáz alakult át. A reakcióegyenlet szerint 0 0 tf hidrogén és klórgáz reagált. A gázelegyben 0 + 40 tf = 70 tf hidrogén volt. 70 tf% hidrogén és 0 tf% klór volt az elegyben. 6 pont VII. feladat Az olefin képlete: C n H 2n. Az addíció: C n H 2n + Cl 2 C n H 2n Cl 2 Moláris tömegek: M(C n H 2n ) = 14n; M(C n H 2n Cl 2 ) = 14n+71 6
A feladat adatai alapján: 14n + 71 = 1,845 14n Ebből: n = 6,00. Az olefin a hexén: C 6 H 12. Az égés egyenlete: C 6 H 12 + 9 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O Az elégetett hexén: n = 2,50 g : 84,0 g/mol = 0,02976 mol Az égéshő: r H = 119,7 kj : 0,02976 mol = 4022 kj/mol A reakcióhő kiszámítása Hess-tétele alapján (paraméteres vagy szöveges felírás, illetve annak helyes használata alkalmazásakor.) 6( 94) + 6( 286) r H(hexén) = 4022 Ebből: r H(hexén) = 58,0 kj/mol 1 VIII. feladat a) M(Fe(NO ) ) = 241,8 g/mol, M(Fe(NO ) 9 H 2 O) = 40,8 g/mol 241,8 A kristályos só vas-nitrát-tartalma:. 100% = 59,9 tömeg% 40,8 Ha x gramm só oldható, akkor benne: 0,599x gramm vas-nitrát van. A keletkező oldat tömege: (x + 100) gramm 0 C-on a telített oldat 28,6 tömeg%-os: 0,599x = 0,286 x + 100 Ebből: x = 91,4 g. b) Ha 40 C-on még y gramm sót oldhatunk, akkor abban 0,599y gramm vasnitrát van, és 40 C-os oldatban: 0,599 91,4 + 0,599y, azaz 54,7 + 0,599y gramm vas-nitrát lesz. Az új oldat tömege: (191,4 + y) gramm. 50,2 Az új oldat: = 0,42, azaz,42 tömegszázalékos, így: 150,2 54,7 + 0,599y 191,4 + y = 0,42 Ebből: x = 5,0 g. (Bármely más, helyes levezetés max. pontszámot ér.) 10 pont IX. feladat a) A reakció: CH COOH + C 2 H 5 OH CH COOCH 2 CH + H 2 O Az átalakulási viszonyok: kiindulás:,00 mol 2,00 mol átalakulás: 1,57 mol 1,57 mol 1,57 mol 1,57 mol egyensúly: 1,4 mol 0,4 mol 1,57 mol 1,57 mol K = [ észter][ [ sav][ ] víz alkohol] (vagy ennek alkalmazása) pont 7
1,57 mol 1,57 mol K = V V = 4,0 (4,01) 1,4 mol 0,4 mol V V b),00 mol ecetsav: 60,0 g = 180 g, ez 180 g : 0,769 = 24 g oldatban van, amelynek víztartalma 24 g 180 g = 54 g. A víz anyagmennyisége: 54 g : 18,0 g/mol =,0 mol Az átalakulási viszonyok: CH COOH + C 2 H 5 OH CH COOCH 2 CH + H 2 O kiindulás:,00 mol 2,00 mol,0 mol átalakulás: x x x x egyensúly: x 2 x x + x x + x K = V V x 2 x V V x( + x) 4,0 = ( x)( 2 x) Az átrendezett egyenlet: 4(6 + x 2 5x) = x + x 2 x 2 2x + 24 = 0 x 1 = 6,42 x 2 = 1,25, tehát 1,57 mol helyett most csak 1,25 mol (1,2 mol) észter képződik. pont 1 pont 8
. FELADATSOR I. feladat 2 1. CO 2. karbonátionban: +4, CaC 2 : 1, Al 4 C : 4. csak együtt:. atomrácsban 4. a) Al 4 C + 12 H 2 O = 4 Al(OH) + CH 4 CaC 2 + 2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2 b) CaO + C = CaC 2 + CO c) A karbidok vízzel való reakciója sav-bázis, a CaC 2 előállítása redoxi. 2 1 2 pont 5. 2,14 dm gáz anyagmennyisége: n = V/V m = 0,0875 mol. Ennyi metán az egyenlet alapján 0,0875 mol : = 0,02912 mol Al 4 C -ból fejlődött. Ennek tömege: m = nm = 0,02912 mol 144 g/mol = 4,19 g. 4,19 g A karbid tisztasága: = 8,9%. 5,00 g 6. Földgázból, mert jelenleg még van, és olcsóbb, mint a karbidot előállítani. 1 pont II. feladat 0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 B A A B E C E A E 1 C E 1 III. feladat 1. CHO 2. HCH=O. CH -CHOH-COOH 4. HCOOH 4 1 4 pont CH-OH CH-OH CH-OH CH-OH CH 2 -OH (gyűrűs konstitúció is elfogadható) 5. hangyasav 6. 1 : 2 : 2 7. formaldehid 8. mert gáz-halmazállapotú (a gázok összenyomhatók) 9. tejsav és hangyasav csak együtt: 9
10. Pl. HCOOH + H 2 O HCOO + H O + sav 1 bázis 2 bázis 1 sav 2 csak teljesen hibátlanért: 11. tejsav 12. formaldehid 1. fenol 14. Polikondenzáció. 14 pont IV. feladat 1. Molekuláik polaritása azonos (hasonló). 2. A jód és a két folyadék molekulái is apolárisak.. Az apoláris fázisok eltérő sűrűségére. 4. I. benzin II. szén-tetraklorid III. víz (1 jó = ) 2 pont 5. C (vizet és szén-tetrakloridot, a többiben a benzin eleve keverék) 6. Kétfázisút. 7. Alul helyezkedne el. Indoklás: kb. azonos térfogatú benzin és szén-tetraklorid összekeverésekor a V. feladat víztől nagyobb mértékben eltérő sűrűségű szén-tetraklorid miatt nagyobb lesz az elegy sűrűsége, mint 1,0 g/cm. (Konkrét számítás is elfogadható.) 9 pont 1. NH + HNO = NH 4 NO Egyesülés, sav-bázis reakció, exoterm két helyes kategória megadása: 2. Zn + 4 HNO = Zn(NO ) 2 + 2 NO 2 + 2 H 2 O Vörösbarna.. Cu + 8 HNO = Cu(NO ) 2 + 2 NO + 4 H 2 O Kék. 4. C 6 H 6 + HNO C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O Szubsztitúció. 5. CaO + 2 HNO = Ca(NO ) 2 + H 2 O 9 pont VI. feladat a) A vegyület képlete P x O y, ahol: x : y = n(p) : n(o) Például 100 g vegyületben 56,4 g P-t és 4,6 g O-t véve: 56,4 g n(p) = 1,0 g/mol = 1,819 mol 4,6 g n(o) = = 2,725 mol 16,0 g/mol x : y = 1,819 mol : 2,725 mol = 1,000 : 1,498 x : y = 2 :, vagyis P 2 O. M b) d = x 44,0 g/mol M x = d 44,0 g/mol = 220 g/mol. 10
VII. feladat M(P 2 O ) = 110 g/mol, 220 : 110 = 2, tehát a képlet (P 2 O ) 2 vagyis P 4 O 6. 9 pont a) Az 1,567 g/cm -es sűrűségből a táblázat alapján a tömegszázalék (interpolálás): 1,567 1,565 65,65% + (66,09 65,65)% = 65,8 tömeg%. 1,570 1,565 (Ha csak ránézésre, körülbelül jól adja meg, akkor jár.) 2 pont b) 100 cm tömény kénsavoldat tömege: m(oldat) = ρv = 184 g. Benne a kénsav tömege: m(h 2 SO 4 ) = mw = 184 g 0,980 = 180, g. A keletkezett oldat 65,8 tömeg%-os, így a tömege: m(hígabb oldat) = m(h 2 SO 4 ) : 0,658 = 27,9 g. A hígításhoz használt víz tömege tehát: 27,9 g 184 g = 89,9 g. A hígításhoz 89,9 cm (kb. 90 cm ) vizet használtunk. c) A keletkezett oldat térfogata:. V(hígabb oldat) = m/ρ = 27,9 g : 1,567 g/cm = 174,8 cm. Ha nincs kontrakció, akkor 100 cm + 90 cm = 190 cm (189,9 cm ) lenne A kontrakció: 189,9 174,8 = 15,1 cm A kontrakció százalékos értéke: 15,1 cm 189,9 cm 100% = 7,95% (8,0%). 1 VIII. feladat a) A propán és a bután égése: C H 8 + 5 O 2 = CO 2 + 4 H 2 O C 4 H 10 + 6,5 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 O b) Az adatok alapján a keletkezett szén-dioxid térfogata: 112,0 cm 50,0 cm = 62,0 cm Ha pl. 20,0 cm gázelegyben: x cm propán van, akkor abból x cm CO 2 keletkezik, (20 x) cm bután van, akkor abból 4(20 x) cm CO 2 keletkezik. 2 pont A keltkező szén-dioxidra így felírható: x + 4(20 x) = 62 Ebből: x = 18 Az összetétel: 18 100% = 90,0 térfogat% propán, 10,0 térfogat% bután. 20 c) A felhasznált oxigén: 18,0 cm propánhoz: 5 18,0 cm = 90,0 cm és 2,0 cm butánhoz: 6,5 2,0 cm = 1,0 cm. Az elegyhez kevert oxigén: 10,0 cm (ez a felhasznált) + 50,0 cm (ez a maradék) = 15,0 cm. 2 pont 10 pont 11
IX. feladat ph = 1,00-ból, a lúgoldat 0,1000 mol/dm koncentrációjú. a) A reakció lényege: a kénsav és a NaOH anyagmennyiségének aránya 1 : 2. 12,60 cm lúgoldatban: n(naoh) = 0,01260 dm 0,1000 mol/dm = 1,260 10 mol A kénsav: 6,00 10 4 mol. A teljes törzsoldatban, így az erdetei 5,00 cm -ben is ennek tízszerese volt: 6,00 10 mol. 6,00 10 mol c(kénsav) = = 1,26 mol/dm. 0,00500 dm b) 10,00 cm lúgoldatban: n(naoh) = 0,01000dm 0,1000 mol/dm = 1,000 10 mol 1,000 10 mol NaOH ugyanennyi HCl-dal reagál. ph = 2,00-ből 1,00 10 2 mol/dm a koncentráció, így: n 1,000 10 mol V(HCl) = = c 2 1,00 10 mol/dm = 0,100 dm = 100 cm. c) ph = 2,00-ből 1,00 10 2 mol/dm a koncentráció, így: 100 cm oldatban 0,100 dm 1,00 10 2 mol/dm = 1,00 10 mol H + van. A V térfogatú lúgoldat 0,1000V mol hidroxidiont tartalmaz. A keletkező oldat savas, vagyis a hidroxidion fogy el. Marad: (1,00 10 0,1000V) mol hidrogénion. A keletkező oldat térfogata (0,100 + V) dm, ph-ja,00 (1,00 10 mol/dm ), 1,00 10 0,1000V így: 0,100 + V = 1,00 10 V = 8,91 10 dm = 8,91 cm. (Bármely más, helyes levezetés is maximális pontszámot ér.) 12 pont 12
4. FELADATSOR I. feladat 1. A 2. B (szekunder amin). Az aromás gyűrű oldalláncán a CH csoport szénatomja a kiralitáscentrum. Az enantiomerpár két tagja eltérő hatáserősséget mutat. 4. C 9 H 1 N 5. Pl. 2 R-NH 2 + H 2 SO 4 = (R-NH ) 2 SO 4 6. Kis mennyiség esetén vidámság, beszédesség, Nagy mennyiség esetén nem érez fáradtságot, éhséget, szomjúságot. Emeli a vérnyomást. Fokozza a szívfrekvenciát. Tágítja a pupillákat. Mozgósítja a szervezet tartalékait. Ezek közül legalább :, 5 példa: 2 pont 7. A metamfetamin fizikai függőséget is kialakíthat. 8. Nem, gyógyszerként való használata például hasznos vagyis az emberek használják káros dolgokra. (vagy más, hasonló értelmű megállapítás, amelyben az emberi felelősségről van szó). II. feladat 10 pont 0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 C E A D D C C D C 1 C 10 pont III. feladat 1. 1 2. 9 A kettő együtt:. s 2 p 1 4. 2s 2 2p 5 5. K, L 6. K A kettő együtt: 7. 1 8. 1 A kettő együtt: 9. r(al) > r(f) 10. Al + 11. F 12. r(al + ) < r(f ) 1. fémes kötés 14. gyenge másodrendű, diszperziós kötések 15. 2 Al + F 2 = 2 AlF 16. síkháromszöges (trigonális planáris) 1 pont 1
IV. feladat 1. Klór, hidrogén és ammónia. 1 pont 2. 2 KMnO 4 + 16 HCl = 2 MnCl 2 + 5 Cl 2 + 2 KCl + 8 H 2 O Helyes anyagkiválasztás ½ pont, helyes oxidációs számok ½ pont, rendezés. (Az oxidációs számok kijelölése nem kötelező, de hibás rendezés esetén részpontozható.) 2 pont Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 Helyes anyagkiválasztás ½ pont, egyenlet. 1,5 pont NH 4 Cl + NaOH = NaCl + NH + H 2 O Helyes anyagkiválasztás ½ pont, egyenlet. 1,5 pont. Módszerek: klór B, hidrogén C, ammónia A 1 helyes, mind: 2 pont (Ha a hidrogénhez C helyett A-t ír, az elfogadható ért, de 2 pontot csak hibátlan sorrendre adhatunk.) Indoklások: A klór a levegőnél nagyobb sűrűségű (és vízben oldódik). A hidrogén gyakorlatilag nem oldódik vízben. Az ammónia a levegőnél kisebb sűrűségű (és vízben oldódik). V. feladat 1 pont 1. CH CH 2 CH 2 OH, CH CHOH CH, CH CH 2 O CH 1 pont 2. Etil-metil-éter Az I. kísérlet már kizárja.. Hidrogén (H 2 ). 4. A fekete felületű rézdrót vörös lesz. 5. Ezüst válik ki a kémcső falára. 6. A: propán-2-ol (izopropil-alkohol), B: propán-1-ol (propil-alkohol) 2 1 2 pont 7. Pl. CH CH 2 CH 2 OH + Na CH CH 2 CH 2 ONa + ½ H 2 CH CH 2 CH 2 OH + CuO CH CH 2 CH=O + Cu + H 2 O CH CH 2 CH=O + 2 Ag + + 2 OH CH CH 2 COOH + 2 Ag + H 2 O 1 pont VI. feladat A sztirol: M(C 8 H 8 ) = 104 g/mol. A vinil-klorid: M(C 2 H Cl) = 62,5 g/mol. 11,0 g 100 g kopolimerben 11,0 g klór, ez: 5,5 g/mol = 0,099 mol Ez 0,099 mol 62,5 g/mol = 19,4 g vinil-klorid. A kopolimerben: 100 g 19,4 g = 80,6 g sztirol van. 80,6 g Ez: 104 g/mol = 0,775 mol. A sztirol vinil-klorid arány így: 0,775 : 0,099 = 2,50 : 1,00 (5,00 : 2,00) 6 pont 14
VII. feladat a) 100 g oldatban 20,0 g KI és 80,0 g desztillált víz van. 80,0 g desztillált víz az oldhatóság alapján: 0,800 144 g = 115,2 g KI-t old. Feloldható még: 115,2 g 20,0 g = 95,2 g KI. b) 144 g KI anyagmennyisége: n = 144 g : 166 g/mol = 0,867 mol. 100 g víz + 144 g KI = 244 g oldat, amelynek térfogata: 244 g V = m/ρ = 1,7 g/cm = 141 cm. 2 pont A koncentráció: 0,867 mol c = 0,141 dm = 6,15 mol/dm. c) A telített oldat 0,00 C-on is 80,0 g vizet tartalmaz. Ebben ezen a hőmérsékleten: 0,800 128 g = 102,4 g KI oldható 115,2 g 102,4 g = 12,8 g só válik ki. 10 pont VIII. feladat a) CaO + 2 HCl = CaCl 2 + H 2 O ½ pont CaCO + 2 HCl = CaCl 2 + H 2 O + CO 2 NaOH + HCl = NaCl + H 2 O ½ pont b) A fejlődött CO 2 -gázból: n(caco ) = n(co 2 ) = 0,490 dm : 24,5 dm /mol = 0,0200 mol A titrálás adataiból: n(hcl-maradék) = n(naoh) = cv = 0,01970 dm 0,1015 mol/dm n(hcl-maradék) = 2,00 10 mol, a teljes törzsoldatban ennek hússzorosa van: 0,0400 mol. Az oldáshoz használt sósavban: n(hcl) = 0,02500 dm 4,00 mol/dm = 0,100 mol. A keverékmintára fogyott sósav: 0,100 mol 0,0400 mol = 0,0600 mol. A két első egyenlet alapján ennyi sósav 0,000 mol volt a keverékkel reagált Ebből és a korábban kiszámított CaCO -ból: n(cao) = 0,000 mol 0,0200 mol = 0,0100 mol. A keverékminta tömege: 0,0200 mol 100 g/mol + 0,0100 mol 56,0 g/mol = 2,56 g. c) 0,0200 mol CaCO ugyanennyi CaO elkarbonátosodásával keletkezett. Ezért az elkarbonátosodás mértéke: 0,0200 = 0,667, azaz 66,7%. 0,0200 + 0,0100 1 15
IX. feladat a) Az átalakulások: CH 4 (g) + H 2 O(g) CO(g) + H 2 (g) kiindulás: 0,0200 mol/dm 0,100 mol/dm 75% átalakul: 0,0150 mol/dm 0,0150 mol/dm 0,0150 mol/dm 0,0450 mol/dm egyensúly: 0,00500 mol/dm 0,0850 mol/dm 0,0150 mol/dm 0,0450 mol/dm pont K = K = [ CO][ H2 ] [ CH ][ H O] 4 2 0,015 mol/dm (0,0450mol/dm ) 0,00500 mol/dm 0,0850 mol/dm =,22 10. b) A metángáz kiindulási koncentrációja: 1 c = 24,5 dm /mol = 0,0408 mol/dm. Az átalakulások: CH 4 (g) + H 2 O(g) CO(g) + H 2 (g) kiindulás: 0,0408 mol/dm x mol/dm 50% átalakul: 0,0204 mol/dm 0,0204 mol/dm 0,0204 mol/dm 0,0612 mol/dm egyensúly: 0,0204 mol/dm (x 0,0204) mol/dm 0,0204 mol/dm 0,0612 mol/dm pont Az egyensúlyi állandó változatlan, így: K = 0,0204 mol/dm (0,0612 mol/dm ) 0,0204 mol/dm ( x 0,0204) mol/dm =,22 10. Ebből: x = 0,0916 10,0 dm -es tartályba így: 10,0 dm 0,0916 mol/dm = 0,916 mol vizet fecskendeztünk, amelynek tömege: 0,916 18,0 g = 16,5 g. 12 pont 16
5. FELADATSOR I. feladat 1. a) Nehézfém. b) 4s 1 d 5 2. a) Mert a Cr + /Cr rendszer standardpotenciálja negatív! b) Cr + HCl = CrCl + 1,5 H 2 (ionegyenlet is elfogadható) c) zöld. 1798-ban, faszenes redukcióval. 4. FeCr 2 O 4 és Cr 2 O : +, PbCrO 4 : +6 5. Cr 2 O + 2 Al = Al 2 O + 2 Cr (vagy: 2 Cr 2 O + Si = 4 Cr + SiO 2 ) 6. Cr 2 O + H 2 SO 4 = Cr 2 (SO 4 ) + H 2 O 7. Aktív, mert megsérülése esetén is védi a vasat. A Cr + /Cr standardpotenciálja kisebb, mint a Fe 2+ /Fe rendszeré. 8. Na 2 CrO 4 (citrom)sárga csak együtt: 12 pont II. feladat 0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 C D E C B 5 pont III. feladat 0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 A B A C D B C 7 pont IV. feladat 1. * 2. 2. 0 4. igen 5. nem 6. CH 2 =CH CH + Cl 2 = CH 2 Cl CHCl CH * 7. CH CH + Cl 2 = CH CH 2 Cl + HCl 8. CH 2 =CH CH + HCl = CH CHCl CH * 9. nem reagál 9 : 9 pont * Ha a vizsgázó az 1. kérdésre 4-et ír (és nem buta-1,-diént ír, aminek delokalizáltak a pi-kötései, hanem pl. butint, akkor értelemszerűen a 6. és a 8. válasz is módosul.) V. feladat 1. Jód. 2. Kvarchomok.. Grafit. 4. Konyhasó. (4 helyes válasz: pont, 2 helyes 2 pont, 1 helyes ) pont 5. Szürkés 6. Fehér A kettő együtt: * 17
7. Nem oldódik (vagy: alig oldódik, sárga oldat) *½ pont 8. Nem oldódik. *½ pont 9. Nem oldódik. *½ pont 10. Nem oldódik. *½ pont 11. Nem oldódik. *½ pont 12. Lila gőzök keletkeznek. * 1. Nincs látható változás. *½ pont 14. Dszperziós kölcsönhatás. *½ pont 15. Kovalens kötés. *½ pont 16. Kovalens (és a rétegek között másodrendű) kötés. *½ pont 17. Ionkötés (elektrosztatikus kölcsönhatás). *½ pont *Az oszlop fejlécében általa megadott anyaghoz tartozó helyes információ megadása. 10 pont VI. feladat 1. a) NH + H 2 O NH + 4 + OH b) b 1 s 2 s 1 b 2 2. a) 2 NO 2 + H 2 O = HNO 2 + HNO (vagy: 2 NO 2 + H 2 O + ½ O 2 = 2 HNO ) b) Savas esőt okoz.. a) CaC 2 + 2 H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2 b) sav-bázis reakció 4. a) C + H 2 O CO + H 2 b) magas hőmérsékleten (izzó szén és vízgőz reakciója) 5. a) HC CH (CH 2 =CH OH ) CH CH=O b) acetaldehid 6. a) C 17 H 5 -COO + H 2 O C 17 H 5 -COOH + OH VII. feladat b) Lúgos kémhatást okoz (vagy: csökkenti a víz felületi feszültségét, így habzást okoz). A vízi élőlények életét megzavarja. 12 pont a) Az alkáliföldfém (Me) halogenidjének (X) képlete az ionok töltése (Me 2+ és X ) miatt MeX 2, így a fémionok és a halogenidionok aránya 1 : 2. 4,01 10 22 fémion van a mintában. 22 4,01 10 b) A fémionok anyagmennyisége: n = = 0,0666 mol 2 1 6,02 10 mol Ugyanennyi a vegyület anyagmennyisége is, így: 4,15 g M = = 62, g/mol. 2 pont 0,0666 g/mol c) Az MeX 2 képlet alapján 1 mol vegyület 2 mol halogenidiont tartalmaz: 2 mol klór vagy ennél nagyobb rendszámú elem tömege nagyobb, mint az egész moláris tömeg. Ezért biztosan fluoridról van szó. A fém moláris tömege: 62, g/mol 2 (19,0 g/mol) = 24, g/mol. A fém a moláris tömeg alapján a magnézium. 9 pont 18
VIII. feladat A glükóz: M(C 6 H 12 O 6 ) = 180 g/mol. A ribóz: M(C 5 H 10 O 5 ) = 150 g/mol. 2,74 g Az ezüst: n(ag) = 108 g/mol = 0,0257 mol Mindkettő adja az ezüsttükörpróbát: R CHO + 2 Ag + + 2 OH R COOH + 2 Ag + H 2 O (vagy szövegesen: mindkettő 1 : 2 arányban választ le ezüstöt.) Ha a mintából x g a glükóz és így (2,00 x) g a ribóz: x 2x mol glükóz mol ezüstöt választ le, 180 180 2 x 2( 2 x) mol ribóz mol ezüstöt választ le. 2 pont 150 150 A leválasztott ezüstre felírható: 2x 2 + ( 2 x) = 0,0257 180 150 Ebből: x = 0,58. 0,58 g A keverékben: 2,00 g 100% = 29,2 w% glükóz és 70,8 w% ribóz van. 9 pont IX. feladat A nátrium-oxalát: (COO) 2 Na 2, M = 14 g/mol. A reakcióegyenlet: + +7 +4 +2 5 (COOH) 2 + 2 KMnO 4 + H 2 SO 4 = 10 CO 2 + K 2 SO 4 + 2 MnSO 4 + 8 H 2 O 5 2 1 2 5 ( az oxidációsszám-változás szerinti rendezésért, a befejezésért) 2 pont A fogyott permanganát: n(kmno 4 ) = cv = 2,1 10 4 mol. Ebből az egyenlet alapján: n(oxálsav) = 2,5 2,1 10 4 mol = 5,25 10 4 mol A teljes törzsoldatban ennek ötszöröse: 2,6625 10 mol oxálsav volt. Ugyanennyi nátrium-oxalát volt a 10,00 g telített oldatban. m(na-oxalát) = nm = 0,568 g. Az oldat víztartalma: 10,00 g 0,568 g = 9,64 g. Az oldhatóság meghatározása: 0,568 g x = 9,64 g 100 g Ebből: x =,70, vagyis,70 g Na-oxalát/100 g víz. 1 19
X. feladat 1. a) A példa adatai alapján a ciklohexánból x, a hidrogénből 9x az egyensúlyi koncentráció. Ebből a többi adat: C 6 H 12 (g) C 6 H 6 (g) + H 2 (g) kiindulás: 4x 0 0 átalakul: x x 9x egyensúly: x x 9x 2 pont x A disszociációfok: α = 4x = 0,750 (azaz 75,0%-os a disszociáció) b) Az egyensúlyi koncentrációk az összes koncentrációból: x + x + 9x = 2,11 mol/dm, ebből x = 2,11 mol/dm : 1 = 0,162 mol/dm. [C 6 H 12 ] = 0,162 mol/dm, [C 6 H 6 ] = 0,487 mol/dm, [H 2 ] = 1,46 mol/dm 2 pont Az egyensúlyi állandó: K = [ ][ C6H 6 H 2 C H (vagy ennek alkalmazása a számításban) [ ] ] 6 12 0,487 1,46 K = 0,162 = 9,6 (mol /dm 9 ) 1000 kg c) 1,00 t ciklohexán: n(c 6 H 12 ) = 84,0 kg/kmol = 11,9 kmol. 11,9 kmol ciklohexán 75,0%-a alakul át: 0,750 11,9 kmol = 8,9 kmol 8,9 kmol ciklohexánból 8,9 kmol benzol és 26,78 kmol hidrogéngáz lesz. m(benzol) = 8,9 kmol 78,0 kg/kmol = 697 kg = 0,697 tonna. V(H 2 ) = 26,78 kmol 24,5 m /kmol = 656 m. (Ha az a) részben elrontotta a disszociációfokot, akkor az ott kiszámított hibás adattal jól számolva a c) részre maximális pont adható. 60,0%-os disszociációval számolva: 557 kg benzol és 525 m H 2 adódik.) 14 pont 20
6. FELADATSOR I. feladat 1. A kokain királis. 2. A prokain primer (aromás) aminocsoportot és észtercsoportot tartalmaz. Együtt: A lidokain amidcsoportot tartalmaz.. A prokain valamivel erősebb bázis (mert gyengébb sav). 4. a) A metilezett aromás gyűrű bekarikázása. b) Az N-alkilcsoportok bekarikázása (az amidcsoport is belekerülhet). c) A hasonló hasonlót elv említése (ezzel egyenrangú bármilyen helyes válasz). 5. Pl. Q N + HCl = Q NH + + Cl 6. A gyulladásos szövetek testnedvei az átlagosnál kisebb ph-júak, ezért kevesebb (lipofil) semleges bázisforma keletkezik. Ezért kevesebb molekula jut be az idegrostba (ahol kifejthetné a hatását). 7. Zsiroldékonysága (lipofil jellege) nagyobb, a hatás kifejtése után gyorsabban elbomlik (elhidrolizál). 12 pont II. feladat 0 1 2 4 5 6 7 8 9 0 D B B C A B E D D 1 C 10 pont III. feladat 1. H 2 2. Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2. Zn + 2 H + = Zn 2+ + H 2 4. redoxireakció ½ pont 5. Cl 2 6. 2 KMnO 4 + 16 HCl = 2 MnCl 2 + 2 KCl + 5 Cl 2 + 8 H 2 O 2 pont (oxidációsszám-változások:, teljes rendezés: ) 7. redoxireakció ½ pont 8. Pl. FeS 9. FeS + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 S 10. FeS + 2 H + = Fe 2+ + H 2 S (vagy: S 2 + 2 H + = H 2 S) 11. sav-bázis reakció ½ pont 12. Pl. NaOH 1. NH 4 Cl + NaOH = NH + H 2 O + NaCl 14. NH + 4 + OH = NH + H 2 O 15. sav-bázis reakció ½ pont 14 pont IV. feladat 1. a) hidrogén (H 2 ) b) híg kénsavoldatot és alumíniumforgácsot csak együtt: 21
c) 2 Al + H 2 SO 4 = Al 2 (SO 4 ) + H 2 2. a) SO 2 b) forró, tömény kénsavat és rézforgácsot csak együtt: c) Cu + 2 H 2 SO 4 = CuSO 4 + SO 2 + 2 H 2 O 2 pont. a) szén b) vízgőz, szén-monoxid, szén-dioxid, kén-dioxid (ebből legalább három említése) 4. Az első kísérlet a kénsav savasságát (redukálható hidrogénionok létrejöttét), a második kísérlet azt, hogy erős oxidálószer, a harmadik kísérlet az oxidáló hatáson túl a roncsoló (és vízelvonó) hatást. A fentiek közül legalább kettő helyes megállapítás: 2 x 1 2 pont 1 V. feladat 1. a) 2 Al + Br 2 = 2 AlBr b) HCOOH + Br 2 = CO 2 + 2 HBr c) 2 KI + Br 2 = 2 KBr + I 2 (ionegyenlet is elfogadható) 2. Oxidálószer.. a) addíció b) CH 2 Br CBr(CH ) CH=CH 2,,4-dibróm--metilbut-1-én 2 ½ CH 2 =C(CH ) CHBr CH 2 Br,,4-dibróm-2-metilbut-1-én 2 ½ CH 2 Br C(CH )=CH CH 2 Br, 1,4-dibróm-2-metilbut-2-én 2 ½ 4. a) C 4 H 4 NH + 4 Br 2 = C 4 Br 4 NH + 4 HBr b) szubsztitúció, közönséges körülmények közt hevesen (hűteni kell) 10 pont VI. feladat a) V m = 24,5 dm /mol. M (elegy) = ρv m = 1,0 g/ dm 24,5 dm /mol = 1,85 g/mol. Pl. 1,00 mol elegyben x mol NH -t és (1,00 x) mol CO 2 -ot feltételezve, a komponensek tömege 17,0x, illetve 44,0(1,00 x) gramm, ebből: 17,0x + 44,0(1,00 x) = 1,85 ebből: x = 0,450. 45,0 x%, azaz ϕ% NH és 55,0 x%, azaz ϕ% CO 2. b) 1,00 kg hidrogéngáz 500 mol. Ha z mol 1,85 g/mol moláris tömegű elegyhez 500 mol H 2 -t adunk, akkor 15,925 g/mol-ra csökken a moláris tömege. Erre felírható: 1,85z + 1000 z + 500 = 15,925 Ebből: z = 47,2. 47,2 mol gázelegy térfogata standardnyomáson és 25 C-on: 47,2 mol 24,5 dm /mol = 10 712 dm = 10,7 m. 1 22
VII. feladat a) A reakcióegyenlet: CaCl 2 + 2 AgNO = 2 AgCl + Ca(NO ) 2 (ionegyenlet is elfogadható) b) 26,95 g 26,95 g ezüst-klorid: n(agcl) = 14,4 g/mol = 0,1879 mol 0,1879 mol AgCl-hoz 0,0995 mol kalcium-kloridra van szükség. Ennek tömege: m(cacl 2 ) = 0,0995 mol 111 g/mol = 10,4 g. A CaCl 2 -oldat oldat tömege: 10,4 g : 0,180 = 57,94 g, térfogata: V = m/ρ = 57,94 g : 1,158 g/cm = 50,0 cm. c) 0,1879 mol AgCl-hoz 0,1879 mol ezüst-nitrátra van szükség, ennek tömege: m(agno ) = 0,1879 mol 169,9 g/mol = 1,92 g. A 10,0%-os AgNO -oldat tömege 19,2 g, térfogata: V = m/ρ = 19,2 g : 1,088 g/cm = 29 cm. d) A keletkező oldatban 0,0995 mol kalcium-nitrát van, amelynek tömege: 0,0995 mol 164,0 g/ mol = 15,41 g. A keletkező oldat tömege a tömegmegmaradás törvénye alapján: 57,94 g + 19,2 g 26,95 g = 50,2 g. 15,41 g Az oldat összetétele: = 0,0440, azaz 4,40 w% Ca(NO ) 2. 50,2 g 9 pont VIII. feladat a) A reakció: H 2 O 2F H 2 + ½ O 2 (ehelyett külön a katód- és az anódfolyamat felírása is elfogadható) A felhasznált töltés: Q = 8,00 A 5,00 600 s = 144 000 C A rendszeren áthaladt elektronok: n(e 144 000 C ) = = 1,492 mol. 96 500 C/mol Az elbontott víz (az elektrolízis egyenlete alapján): n(víz) = 1,492 mol : 2 = 0,7461 mol. A képződött durranógáz (az elektrolízis egyenlete alapján): n(durranógáz) = 0,7461 mol 1,5 = 1,119 mol. A durranógáz térfogata: V(durranógáz) = 1,119 mol 24,5 dm /mol = 27,4 dm. b) Az elbontott víz tömege: m(víz) = 0,7461 mol 18,0 g/mol = 1,4 g. A m* tömegű oldatot kezdtünk elektrolizálni, abban 0,100m* só volt. A folyamat végére az oldat tömege m* 5,97 gramm, a só változatlan: 0,100m * = 0,120 m * 1,4 Ebből m* = 85,58 85,58 g Az elektrolizált oldat térfogata: V = 1,08 g/cm = 74,6 cm. (Bármely más, helyes levezetés max. pontszámot ér.) 1 2
IX. feladat a) A ph-ból: [H + ] = 1,0 10 2 mol/dm. A sósav erős sav, így a koncentrációja 1,0 10 2 mol/dm. A hangyasav gyenge sav, így: [H + ] = [HCOO ] = 1,0 10 2 mol/dm, [HCOOH] = c 1,0 10 2 mol/dm, ahol c a hangyasav bemérési koncentrációja. 2 pont Az egyensúlyi állandó: 2 ] 2 1,77 10 4 1,0 10 = 2 c 1,0 10 ebből: c = 0,575, tehát 0,575 mol/dm -es hangyasavoldat ph-ja 2,00. b) 2,0 mol/dm A sósavat 2 1,0 10 mol/dm = 200-szoros térfogatra kell hígítani. 500 cm = 2,50 cm sósavat kell 500 cm térfogatra kell hígítani. 200 A hangyasavoldatot 2,0 mol/dm 0,575 mol/dm =,48-szoros térfogatra kell hígítani 500 cm = 144 cm, azaz az adatok pontossága szerint 1,4 10 2 cm (0,14 dm ),48 hangyasavoldatot kell 500 cm térfogatra kell hígítani. (Bármely más, helyes levezetés max. pontszámot ér.) 10 pont 24