Kémia emelt szint 0802 ÉRETTSÉGI VIZSGA 2011. május 12. KÉMIA EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM
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 2 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 szát 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 2 pont vonható le (a hibás részeredménnyel tovább szát feladatra a többi részpont maradéktalanul jár)! Kisebb elvi hiba elkövetésekor az adott műveletért járó pontszám nem jár, de a további lépések a hibás adattal száva 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 0802 2 / 8 2011. május 12.
Súlyos elvi hiba elkövetésekor a javítókulcsban az adott feladatrészre adható további pontok nem járnak, ha hibás adattal helyesen szá 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 szát 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 száva értékelhető, feltéve, ha nem vezet ellentmondásos végeredményre.) írásbeli vizsga 0802 / 8 2011. május 12.
1. Esettanulmány (8 pont) a) A központi idegrendszerre ható anyagok Az érzék- és légzőszerveket irritáló anyagok b) A szén-monoxid (vagy hidrogén-cianid) szerkezeti képlete. c) Bomlásuk során szén-dioxid keletkezik, amely elzárja a tüzelőanyagot az oxigéntől. d) 2 NaHCO Na 2 CO + H 2 O + CO 2 e) A polimerek bomlásakor nagyon reakcióképes szabad gyökök keletkezhetnek, amelyek katalizálják a reakciókat és meggyorsítják az égést. A halonok "felitatják" ezeket a gyököket, és visszaszorítják a lángokat. Használatuk károsítja a környezetet. (Minden, a válaszokkal egyező értelmű szöveg elfogadható!) 2. Elemző feladat (15 pont) a) A) Na 2 SO 4 B) K 2 CO C) NH 4 NO. (Csak három helyesen felírt képletre jár a pont!) b) A nátrium-szulfát (képlettel is válaszolhat). NaOH és H 2 SO 4. (Csak hibátlan válaszra jár a pont!) 2 NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2 H 2 O (Ha nem megfelelő savat vagy bázist választott, nem jár a pont!) c) A kálium-karbonát (képlettel is válaszolhat). CO 2- + H 2 O HCO - + OH - d) Csapadékképződés: a B vegyületnél (vagy az A vegyületnél). CaCl 2 + K 2 CO CaCO + 2 KCl (vagy CaCl 2 + Na 2 SO 4 CaSO 4 + 2 NaCl) (Ionegyenlettel felírt reakciók is elfogadhatók!) e) Az oldáshő a rácsenergiából és a hidratációs energiákból száható: Δ old H (67-1-207) kj/ +27 kj/ f) Hőmérsékletcsökkenés tapasztalható. (Ha az e) pontban az oldáshő előjelét helytelenül állapította meg, akkor az annak megfelelő válasz elfogadható!) g) Az oldhatóság nagyobb lesz magasabb hőmérsékleten. (Ha az e) pontban az oldáshő előjelét helytelenül állapította meg, akkor az annak megfelelő válasz elfogadható!) Endoterm oldáshőjű sók oldódási egyensúlya a hőmérséklet növelésének hatására az oldódás irányába tolható el. (Le Chatelier-elv) (Más megfogalmazású, értelemszerűen helyes válasz is elfogadható!) írásbeli vizsga 0802 4 / 8 2011. május 12.
h) Az elektródokon színtelen, szagtalan gázok keletkeznek. Az oldatban sókiválás lenne észlelhető. Katódreakció: 2 H 2 O + 2 e H 2 + 2 OH Anódreakció: 6 H 2 O O 2 + 4 H O + + 4 e. Négyféle asszociáció (1) 1. C 2. A. D 4. B 5. D 6. A 7. D 8. C 9. B 10. A 11. D 4. Egyszerű választás (7 pont) 1. C 2. C. D 4. D 5. B 6. C 7. C 5. Elemző és számítási feladat (12 pont) a) H 2 szerkezeti képlete. b) WO + H 2 W + H 2 O 2 pont (Kiindulási anyagok és termékek helyes képlete, reakcióegyenlet együtthatóinak megállapítása!) c) Szén-monoxid. CO 2 + C 2 CO d) Fe 2 O + CO 2 Fe + CO 2 2 pont (Kiindulási anyagok és termékek helyes képlete, reakcióegyenlet együtthatóinak megállapítása!) írásbeli vizsga 0802 5 / 8 2011. május 12.
e) Szintézisgáz. CH 4 + H 2 O CO + H 2 f) A Hess-tétel alkalmazása A szén-monoxid képződésének reakcióhője: Δ r H 2 ( 111) ( 94) +172 kj/ A szintézisgáz előállításnak reakcióhője: Δ r H 111 + 75 + 242 +206 kj/ 6. Számítási feladat (1 pont) a) Mg + H 2 SO 4 MgSO 4 + H 2 MgCO + H 2 SO 4 MgSO 4 + CO 2 + H 2 O b) A magnézium, illetve a reakcióban keletkezett hidrogén anyagmennyisége: 0,70,00 g -2 n (Mg) 9,01 10 n(h 2 ) 2 pont g 24, A magnézium-karbonát, illetve a reakcióban keletkezett szén-dioxid anyagmennyisége: 0,270,000 g - n (MgCO) 9,61 10 n(co 2 ) 2 pont g 84, A keletkezett gázelegy összanyagmennyisége: n ö 9,97 10 2 Térfogata 25 ºC hőmérsékleten, standard nyomáson: V ö 2,44 dm c) 2 0,0901 10 2,02 g + 9,61 10 44,0 g g M átl 6,06 0,0997 2 pont d) Mivel mindkét gáz 1:1 anyagmennyiség-arányban keletkezik kénsavból, így a szükséges kénsav anyagmennyisége a fejlődő gázok összes anyagmennyiségével azonos. n(h 2 SO 4 ) 9,97 10 2 A kénsav tömege: 9,97 10 2 g 98 g/ 9,77 g Az oldat tömege: 9,77 g : 0,10 1,5 g 1, 5 Az oldat térfogata: V (H 2SO 4 ) 25,7 cm 1, 2 írásbeli vizsga 0802 6 / 8 2011. május 12.
7. Számítási feladat (16 pont) a) A kénsavas mosóban a víz kötődik meg, melynek anyagmennyisége 1,00. A kálium-hidroxidos mosóban a szén-dioxid kötődik meg, melynek anyagmennyisége: 5,2 g : 44,0 g/ 0,800. b) Az elegy széntartalma 0,800 12,0 g 9,60 g, hidrogéntartalma 2 1,00 2,00 Oxigéntartalma 14,8 g (9,60 + 2,00) g,20 g, melynek anyagmennyisége 0,200. Anyagmennyiség-arányok: n(h) : n(c) : n(o) 2,00 : 0,800 : 0,200 10 : 4 : 1 A vegyület négy szénatomos, tehát a képlet C 4 H 10 O (Más szövegezésű, logikus indoklás is elfogadható!) c) Alkohol vagy éter lehet. (a kettő együtt:) Egy megfelelő alkohol szerkezeti képlete. Egy megfelelő éter szerkezeti képlete. d) Elemi nátriummal csak az alkohol reagál, a keletkező gáz hidrogén. Az egyértékű alkoholok 1,00 mólja 0,500 hidrogént fejleszt elemi nátriummal (vagy reakcióegyenlet). 1,960dm n(c 4 H 9 OH) 2 0,160 dm 24,5 Az elegy összanyagmennyisége (A vegyületek áris tömege 74,0 g/): 14,8 g n összes 0,200, tehát az éter anyagmennyisége 0,0400. 2 pont g 74,0 80,0 mólszázalék alkohol és 20,0 mólszázalék éter. 8. Számítási és elemző feladat (16 pont) a) Metil-amin szerkezeti képlete. b) Poláris ekula, a nitrogénatom nemkötő elektronpárja hidrogénkötést képes a vízekulákkal kialakítani. c) A metil-amin ekulák egyensúlyi koncentrációja nő. Vízzel szemben gyenge bázisként viselkedik: CH NH 2 + H 2 O CH NH + + OH Hidroxidionok hatására az egyensúly a kiindulási anyagok felé tolódik el. írásbeli vizsga 0802 7 / 8 2011. május 12.
d) ph 11,0, így [H O + ] 1,00 10 11 /dm, tehát [OH ] 1,00 10 /dm. [ CH NH ] + [ OH ] K b (vagy ennek alkalmazása) [ CHNH2 ] 2 2 [ OH ] (1,00 10 ) 4,00 10 [ OH ] 0,0050 0,00100 dm dm K b 2 pont c b e) ph 10,0, így [H O + ] 1,00 10 10 /dm, tehát [OH ] 1,00 10 4 /dm. A bázisállandó értéke nem változik a hígítással. 2 [ OH ] + [ OH ] K (1,00 10 ) + 10 4,00 10 2 b c b 2 1,25 10 2 pont K b 4,00 10 dm dm V V c,50 10 1,250 10 2 1 1 c2 28,0, tehát az oldatot 28,0-szorosára kell hígítani. 2 pont Adatok pontossága a végeredményekben: 5. Elemző és számítási feladat: értékes jegyre megadott végeredmény 6. Számítási feladat: értékes jegyre megadott végeredmények 7. Számítási feladat: értékes jegyre megadott végeredmények 8. Számítási és elemző feladat: értékes jegyre megadott végeredmények írásbeli vizsga 0802 8 / 8 2011. május 12.