KÉMIA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Kémia emelt szint 1011 ÉRETTSÉGI VIZSGA 01. május 15. KÉMIA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ EMBERI ERŐFORRÁSOK MINISZTÉRIUMA

Az írásbeli feladatok értékelésének alapelvei Az írásbeli dolgozatok javítása a kiadott javítási útmutató alapján történik. Az elméleti feladatok értékelése A javítási útmutatótól eltérni nem szabad. ½ pontok nem adhatók, csak a javítókulcsban megengedett részpontozás szerint értékelhetők a kérdések. A számítási feladatok értékelése A javítási útmutatóban szereplő megoldási menet szerinti dolgozatokat az abban szereplő részpontozás szerint kell értékelni. Az objektivitás mellett a jóhiszeműséget kell szem előtt tartani! Az értékelés során pedagógiai célzatú büntetések nem alkalmazhatók! Adott hibátlan megoldási menet mellett nem szabad pontot levonni a nem kért (de a javítókulcsban megadott) részeredmények hiányáért. (Azok csak a részleges megoldások pontozását segítik.) A javítókulcstól eltérő helyes levezetésre is maximális pontszám jár, illetve a javítókulcsban megadott csomópontok szerint részpontozandó! Levezetés, indoklás nélkül megadott puszta végeredményért legfeljebb a javítókulcs szerint arra járó 1 pont adható meg! A számítási feladatra a maximális pontszám akkor is jár, ha elvi hibás reakcióegyenletet tartalmaz, de az a megoldáshoz nem szükséges (és a feladat nem kérte annak felírását)! Több részkérdésből álló feladat megoldásánál ha a megoldás nem vezet ellentmondásos végeredményre akkor is megadható az adott részkérdésnek megfelelő pontszám, ha az előzőekben kapott, hibás eredménnyel számolt tovább a vizsgázó. A számítási feladat levezetésénél az érettségin trivialitásnak tekinthető összefüggések alkalmazása részletes kifejtésük nélkül is maximális pontszámmal értékelendő. Például: a tömeg, az anyagmennyiség, a térfogat és a részecskeszám átszámításának kijelölése, az Avogadro törvényéből következő trivialitások (sztöchiometriai arányok és térfogatarányok azonossága azonos állapotú gázoknál stb.), keverési egyenlet alkalmazása stb. Egy-egy számítási hibáért legfeljebb 1 pont vonható le (a hibás részeredménnyel tovább számolt feladatra a többi részpont maradéktalanul jár)! Kisebb elvi hiba elkövetésekor az adott műveletért járó pontszám nem jár, de a további lépések a hibás adattal számolva pontozandók. Kisebb elvi hibának számít például: a sűrűség hibás alkalmazása a térfogat és tömeg átváltásánál, más, hibásan elvégzett egyszerű művelet, hibásan rendezett reakcióegyenlet, amely nem eredményez szembetűnően irreális eredményt. írásbeli vizsga 1011 / 9 01. május 15.

Súlyos elvi hiba elkövetésekor a javítókulcsban az adott feladatrészre adható további pontok nem járnak, ha hibás adattal helyesen számol a vizsgázó. Súlyos elvi hibának számít például: elvileg hibás reakciók (pl. végbe nem menő reakciók egyenlete) alapján elvégzett számítás, az adatokból becslés alapján is szembetűnően irreális eredményt adó hiba (például az oldott anyagból számolt oldat tömege kisebb a benne oldott anyag tömegénél stb.). (A további, külön egységként felfogható feladatrészek megoldása természetesen itt is a korábbiakban lefektetett alapelvek szerint a hibás eredménnyel számolva értékelhető, feltéve, ha nem vezet ellentmondásos végeredményre.) írásbeli vizsga 1011 / 9 01. május 15.

Minden helyes válasz. 1. C. B. C 4. B 5. A 6. D 7. C 8. B 1. Négyféle asszociáció (8 pont). Esettanulmány (8 pont) a) 1. A külszíni fejtés során legyalulják a növénytakarót és a talaj felső rétegeit, tönkretéve az adott élőhely ökológiai rendszerét.. A mélyművelésű bányákból kiszivattyúzzák a vizet, ezért az érclelőhelytől távolabbra eső élőhelyek vízháztartása is megváltozik, (a talajvízszint csökken, így források, mocsarak teljes élővilága kerülhet veszélybe).. A kibányászott kőzet alumíniumgyártáshoz nem használt részét meddőhányókban halmozzák fel a bányák közelében. (Három helyes válasz együtt pont, bármely két helyes válasz ) pont b) Az alumíniumot timföld olvadékelektrolízisében állítják elő, melynek során az olvadékot magas hőmérsékleten kell tartani, a melegítéshez sok energia kell Az elektrolízisnek rendkívül magas az elektromosenergia-igénye. c) A vörösiszap a bauxit nátrium-hidroxid-oldattal történő feltárása során keletkezik. Főleg vasvegyületeket tartalmaz, de nehézfém-vegyületekkel is szennyezett, erősen lúgos kémhatású. (legalább két információért :) d) A tetrafluormetán és a hexafluoretán szerkezeti képlete. e) A kriolit és a szénelektród (vagy: kriolit és szén-oxidok). Minden helyes válasz. 1. D. B. D 4. D 5. E 6. B 7. C 8. B 9. B. Egyszerű választás (9 pont) írásbeli vizsga 1011 4 / 9 01. május 15.

4. Táblázatos feladat (9 pont) 1. Fenol szerkezeti képlete.. Sztirol szerkezeti képlete.. Pirrol szerkezeti képlete. 4. Szilárd. 5. Folyékony. 6. Folyékony. (A három hibátlan válasz együtt:) 7. C 6 H 5 OH + H O H O + + C 6 H 5 O (Csak hibátlan kiválasztásra és reakcióegyenletre jár a pont.) 8. Bakelit (fenoplaszt), polikondenzáció. 9. Polisztirol (hungarocell), polimerizáció. 5. Elemző feladat (15 pont) a) A : (fehér)foszfor B : jód C : kén (Csak hibátlan válaszra jár a pont.) b) Csak a kén melegíthető levegőn úgy, hogy megolvadjon. A foszfor meggyullad, a jód pedig szublimál. c) S + O = SO pl: Na SO + HCl = NaCl + SO + H O vagy Cu + H SO 4 = CuSO 4 + SO + H O ( vegyületek, rendezés) pont (Más, helyes módszer megnevezésére és a megfelelő reakcióegyenlet felírására is jár a pont.) d) P 4 + 5 O = P O 5 Nedves levegőn a difoszfor-pentaoxid elfolyósodik (vizet köt meg). P O 5 + H O = H PO 4 e) A fehér színű anyag a kálium-jodid (KI) (vagy bármely vízoldékony jodid). f) Az allotrópia a foszforra és a kénre jellemző. (Csak hibátlan válaszra jár a pont.) A kén allotróp módosulatai: rombos és monoklin. Mindkét módosulat molekularácsos (vagy: S 8 -molekulák építik fel), de a kétféle módosulatban különbözőképpen rendeződhetnek a molekulák kristályrácsba. A foszfor allotróp módosulatai: vörös- és fehérfoszfor (sárgafoszfor). A fehérfoszfor molekularácsos (vagy: P 4 -molekulákból áll), a vörösfoszfor szerkezete inkább az atomrácshoz áll közel (vagy: polimer). írásbeli vizsga 1011 5 / 9 01. május 15.

6. Számítási feladat (15 pont) a) A kiindulási oldat tömege: m oldat = 00 cm 1,07 g/cm = 14 g Az oldatban lévő hidrogén-klorid tömege: m = 0,145 14 g = 1,0 g 1,0 g A hidrogén-klorid anyagmennyisége: n HCl = = 0,850 mol 6,5 g/mol (Ugyanennyi hidrogén-klorid van a hígítással készült oldatban is.) 0,850 mol A hígítással készült oldat térfogata: V = 0,500 dm 1,70 mol/dm Tehát hígítással,50-szeresére nőtt az oldat térfogata. b) KOH + HCl = KCl + H O (vagy ennek alkalmazása) A kiindulási oldatból kivett 5,00 cm oldatban lévő hidrogén-klorid 5,00 anyagmennyisége: n' HCl = 0,850 mol =,15 10 mol, 00 amely a közömbösítéshez szükséges kálium-hidroxid anyagmennyiségével is egyenlő. A szükséges kálium-hidroxid-oldat térfogata: -,15 10 mol V = = 0,170 dm = 170 cm KOH 0,15 mol/dm c) Al + 6 HCl = AlCl + H 00 cm sósav anyagmennyiség-koncentrációja 1,70 mol/dm értékre csökkent a reakció következtében, tehát az oldatban maradó hidrogén-klorid anyagmennyisége: n,70 mol/dm ( HCl) = 0,00 dm 1 = 0,40 mol A hidrogén-klorid anyagmennyiségének csökkenése: Δn (HCl) = (0, 850 0,40) mol = 0,510 mol A szükséges alumínium anyagmennyisége ennek a harmada: n (Al) = 0,170 mol tömege: m (Al) = 4,59 g d) A keletkező hidrogéngáz anyagmennyisége: 0,980 dm n (H ) = = 0,0400 mol 4,5 dm /mol Az elektronok anyagmennyisége ( H + + e = H ): n (e - ) = 0,040 mol = 0,0800 mol A cellán áthaladt töltés: Q = F n(e - ) = 96500 C/mol 0,080 mol = 770 C Q 770 C Az elektrolízishez szükséges idő: t = = = 860 s = 64 min 0 s I,00 A (Minden más, helyes levezetés maximális pontszámot ér!) HCl írásbeli vizsga 1011 6 / 9 01. május 15.

7. Számítási feladat (1) a) Ha az aldehid és keton azonos szénatomszámú, egyaránt telített, nyílt láncú (vagy C n H n O) és egyértékű, akkor egymás konstitúciós izomerei, azonos molekulaképlettel. A kénsavas gázmosóban a víz kötődött meg, melynek anyagmennyisége:,16 g n (H O) = = 0,1 mol, 18,0 g/mol A nátrium-hidroxid-oldatban a szén-dioxid nyelődött el, 5,8 g melynek anyagmennyisége: n (CO ) = = 0,1 mol, 44,0 g/mol Az oxovegyületek elemi összetétele: m(h) = 0,4 g és m (C) = 1,44 g Az oxigén tömege és anyagmennyisége: m (O) =,g -1,44 g - 0,4 g = 0,64 g illetve n (O) = 0,04 mol az oxovegyületek széntartalma n (C) = 0,1 mol hidrogéntartalma n (H) = 0,4 mol n(c) : n(h) : n(o) = 0,1 : 0,4 : 0,04 = : 6 : 1, tehát az oxovegyületek összegképlete (C H 6 O) z, mivel azonban mindkét vegyület egyértékű, ezért molekulaképletük C H 6 O. Alternatív megoldás: A telített, nyílt láncú, egyértékű ketonok és aldehidek izomerek, általános képletük: C n H n O. Égésük során: C n H n O n CO + n H O A kénsav a vizet, a NaOH a CO -t köti meg.,16 g H O anyagmennyisége:,16 g : 18,0 g/mol = 0,1 mol (vagy: 5,1 g CO anyagmennyisége: 5,8 g : 44,0 g/mol = 0,1 mol) M(C n H n O) = 14n +16,, ezért, g vegyület: mol. 14n + 16,n Az egyenlet alapján ebből mol víz (vagy CO ) keletkezik, így: 14n + 16,n 14n + 16 = 0,1 Ebből: n =, tehát a képlet C H 6 O. b) Propanal és propanon (dimetil-keton, aceton). c) Az ezüsttükörpróbát csak az aldehidek adják: R-CHO + Ag + + OH = R-COOH + Ag + H O (vagy alkalmazása) 6,48 g A levált ezüst anyagmennyisége: n (Ag) = = 0,06 mol 108 g/mol Az aldehid anyagmennyisége: n (R - CHO) = 0,0 mol Az aldehid tömege: m (R - CHO) = 0,0mol 58,0g / mol = 1, 74 g írásbeli vizsga 1011 7 / 9 01. május 15.

1,74 g Az aldehid: = 0,75 75,0%, g A minta tömegszázalékos ketontartalma: 100-75 = 5 5,0% (Minden más, helyes levezetés maximális pontszámot ér!) 8. Számítási feladat (8 pont) C 8 H 18 (f) + 1,5 O (g) = 8 CO (g) + 9 H O(f) pont (vagy: C 8 H 18 (f) + 5 O (g) = 16 CO (g) + 18 H O(f)) ( a szán-dioxid és a víz helyes sztöchiometriai számáért, az oxigénért) A szénhidrogén moláris tömege: 114 g/mol. 1 1,00 g oktánizomer mol, ezért 1 mol esetén: 114 48,5 114 kj = 5500 kj hő szabadul fel. pont C 8 H 18 (f) + 1,5 O (g) = 8 CO (g) + 9 H O(f) Δ r H = 5500 kj/mol (vagy: C 8 H 18 (f) + 5 O (g) = 16 CO (g) + 18 H O(f) Δ r H = 11 000 kj/mol) A képződéshő (x) kiszámítása: Δ r H = ΣΔ k H(termék) ΣΔ k H(reagens) (vagy ennek alkalmazása) 5500 = 8( 94) + 9( 86) x Ebből x = 6, tehát Δ k H(,,,-tetrametilbután) = 6 kj/mol (Minden más, helyes levezetés maximális pontszámot ér!ha hibásan állapította meg az összegképletet, akkor az első pont nem jár, de a saját adataival helyesen számolva a többi pont megadható!) 9. Számítási feladat (15 pont) [ HI] [ H ][ I ] a) Az egyensúlyi állandó koncentrációfüggése: K = A koncentrációkból képzett tört: ( 0,600) x = = 51,4 0,0700 0,100 Ha a tört nagyobb K-nál, akkor a visszaalakulás, ha kisebb, akkor az odaalakulás irányába tolódik a folyamat. (Vagy ennek leírása vagy alkalmazása) 47 C-on a HI-képződés, 447 C-on a HI-bomlás irányába tolódik el az egyensúly. b) Ha y mol H -t veszünk, akkor: 1,00 mol I -ből 0,99 mol H 0,99 mol I -dal lép reakcióba, 1,98 mol HI keletkezik. Az egyensúlyi anyagmennyiségek: n(hi) = 1,98 mol n(h ) = (y 0,99) mol n(i ) = 0,01 mol írásbeli vizsga 1011 8 / 9 01. május 15.

Az egyensúlyi állandóba helyettesítve: 1,98 V = 48,0 (ahol V a térfogat) y 0,99 0,01 V V V-vel egyszerűsíthetünk, így: y = 9,16, vagyis 9,16 mol hidrogént kell 1,00 mol jódhoz keverni. 0,99 A hidrogén átalakulása: = 0,108, azaz 10,8%-os. 9,16 c) Például 1 mol H -ből és 1 mol I -ból kiindulva: 0,776 mol H és 0,776 mol I alakul át és 1,55 mol HI keletkezik. Egyensúlyban lesz: n(hi) = 1,55 mol n(h ) = 0,4 mol n(i ) = 0,4 mol A koncentrációkból képzett tört: 1,55 V = 48,0, 0,4 0,4 V V tehát 447 C-ra melegítettük a tartályt. Az átlagos moláris tömeg: 1,55 18 g/mol + 0,4 mol g/mol + 0,4 mol 54 g/mol M = = 1,55 mol + 0,4 mol + 0,4 mol = 18 g/mol (Megjegyzés: mivel a molekulák száma nem változik a reakcióban, az 1 : 1 arány miatt az átlagos moláris tömeg a két kiindulási anyag moláris tömegének számtani közepével: 54 g/mol + g/mol = 18 g/mol. Ez a megoldás is maximális pontszámot ér.) A gázelegy sűrűségéből az összes koncentráció: 1,8 g/dm : 18 g/mol = 0,100 mol/dm Az össznyomás: nrt pv = nrt p = V J 0,100 mol 8,14 70 K p = Kmol - 1,00 10 m = 598 608 Pa = 599 kpa pont (Minden más, helyes levezetés maximális pontszámot ér!) Adatok pontossága a végeredményekben: 6. Számítási feladat: értékes jegyre megadott végeredmények (a d) pontban 4 értékes jegy miatt ne vonjunk le pontot) 7. Számítási feladat: értékes jegyre megadott végeredmény 8. Számítási feladat: értékes jegyre megadott végeredmények 9. Számítási feladat: értékes jegyre megadott végeredmények írásbeli vizsga 1011 9 / 9 01. május 15.