1. oldal KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI FELVÉTELI FELADATOK 2002 JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ Az írásbeli felvételi vizsgadolgozatra összesen 100 (dolgozat) pont adható, a javítási útmutató részletezése szerint. Minden megítélt pontérték csak egész szám lehet. I. AZ OLDÁS, AZ OLDATOK Az oldószerek csak a hasonló szerkezetű anyagokat oldják jól, tehát a poláris oldószer a poláris anyagok, az apoláris oldószer az apoláris anyagok jó oldószere. Az oldhatóság adott hőmérsékleten az anyag telített oldatának összetétele tömeg% ban, vagy adott hőmérsékleten 100 g oldószerben feloldható anyag tömege. Bármilyen jó példa elfogadható. Pl.: a szénhidrogének (pl. benzin) jól oldják a zsírokat, olajokat; a széntetraklorid jól oldja a jódot. Az oldódás folyamatát gyorsíthatjuk: hőmérséklet növeléssel szilárd anyag oldásakor az anyag előzetes porításával az oldat keverésével. (2 vagy 3 válasz fogadható el nak) A hidratáció az a folyamat, amelynek során a vízmolekulák az oldott anyag részecskéit körülveszik (hidrátburok), és így tartják oldott állapotban az anyagot. Endoterm oldódás során a rendszer energiát vesz fel, környezete lehűl. Pl.: N 4 Cl ; (bármilyen jó példa elfogadható) Exoterm oldódásnál a rendszer energiát ad le, környezete melegszik. Pl.: NaO ; (bármilyen jó példa elfogadható) Az oldáshő 1 mol anyagnak nagy mennyiségű oldószerben történő feloldását kísérő energiaváltozás. Exoterm oldódáskor negatív, endoterm oldódáskor pozitív előjelű. A hidratációs energia abszolút értéke endoterm oldódás esetén kisebb, exoterm oldódás esetén nagyobb a rácsenergiánál. Bármilyen jó példa elfogadható. Pl.: a) semleges kémhatású: NaCl Na + + Cl b) lúgos kémhatású: Na 2 CO 3 2 CO 3 + 2 O CO 3 + O c) savas kémhatású: N 4 Cl + N 4 + 2 O N 3 + 3 O + A kolloid oldat olyan oldat, melyben az oldott részecske mérete 1500 nm közé esik. Pl.: szappanos víz, keményítőoldat, fehérjék vizes oldata (bármilyen jó példa elfogadható) 15 pont Figyelem! A feladatot a fenti szempontok, illetve pontszámok alapján, azok megadásával kell javítani! A feladat összbenyomás alapján nem értékelhető! (½ pont nem adható!)
2. oldal II. A) Fekete (sötét) csapadék képződik. B) 2 S + 2 AgNO 3 = Ag 2 S + 2 NO 3 (Az ezüstszulfid a csapadék.) C) Nem történik csapadékképződés. D) Az aktív szén adszorbeálja a kénhidrogént a felületén, így az nem kerül bele a szűrletbe. E) Nagy adszorpciós képessége következtében gázok, mérgező anyagok megkötésére használják (pl. orvosi szénként vagy gázálarcok tölteteként). Oldatok derítésére, festékek megkötésére is alkalmas. 5 pont III. 1. B) 2. D) 3. C) 4. A) 5. C) 6. D) 7. D) 8. C) 9. D) 10. B) Minden helyes válaszra 1ot kell adni. 10 pont IV. 1. A VAS(II) ÉS A VAS(III) KLORID JELLEMZÉSE A vegyületekben levő ionok: Fe 2+ Fe 3+ Cl Protonszáma 26 17 Elektronszáma 24 23 18 Az ionok ** 1s elektronszerkezete 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 5 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 A vegyület összegképlete: FeCl 2 FeCl 3 Vizes oldatának színe Zöld Sárga (sárgásbarna) Vizes oldatának kémhatása Savas Savas Melyik vegyület keletkezik a vas sósavban történő oldódásakor? Fe + 2 Cl = FeCl 2 + 2 Melyik vegyület keletkezik a vas klórgázzal történő reakciójakor? 2 Fe + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3 Mi történik, ha a vegyület vizes oldatához NaOoldatot öntünk? Az előző két reakció termékei közül az egyikkel állás közben változás történik. Mi a változás, és mi az oka? Melyik vasion vizes oldata reagál savas közegben KMnO 4 oldattal? (A megkezdett ionegyenlet befejezésével válaszoljon!) Az előző folyamatban hogyan változik a vas és a mangán oxidációs száma? ** Bármely két jó válasz ot ér. FeCl 2 + 2 NaO = Fe(O) 2 + 2 NaCl FeCl 3 + 3 NaO = Fe(O) 3 + 3 NaCl Az eredetileg zöld színû Fe(O) 2 megbarnul, mert a levegő oxigénje Fe(O) 3 dá oxidálja. 5 Fe 2+ + MnO 4 + 8 + = 5 Fe 3+ + Mn 2+ + 4 2 O A Mn oxidációs száma +7ről +2re csökken, a vas oxidációs száma +2rõl +3ra nő. 15 pont
3. oldal 2. A METILALKOOL, A FORMALDEID ÉS A ANGYASAV ÖSSZEASONLÍTÁSA Metilalkohol Formaldehid angyasav \ \ \ \ A vegyület szerkezeti C=O CO C=O képlete / / / / O A molekulában a szénatom oxidációs 2 0 +2 száma* almazállapota szobahőmérsékleten és légköri nyomáson* Folyadék Gáz Folyadék Molekulái között ható legerősebb másodrendű kölcsönhatás Reakciója a megadott anyaggal Enyhe oxidációja idrogénkötés Nátriummal: C 3 O + Na C 3 ONa + ½ 2 C 3 O + CuO CO + Cu + 2 O Dipólusdipólus kölcsönhatás Vízzel: CO + 2 O = = 2 C(O) 2 CO + 2Ag + + 2O idrogénkötés Nátriumhidroxiddal: COO + NaO = = COONa + 2 O COO + 2Ag + + 2O CO 2 + 2Ag + 2 2 O COO + 2Ag + 2 O Minden helyes válasz illetve reakcióegyenlet 1ot ér, a *gal jelzett feladatoknál bármely két helyes megoldásért adható! Az enyhe oxidáció felírásánál más reagenssel felírt jó reakcióegyenlet is elfogadható! 15 pont
4. oldal V. 1. Számítási feladat Az alkán: C n 2n+2 C n 2n+2 + (3n + 1) / 2 O 2 = n CO 2 + (n + 1) 2 O 1 mol alkánt vizsgálva, az égéstermék anyagmennyisége: (2n + 1) mol Az égéstermékben a vízgőz aránya: n( 2 O) / n(összes) = (n + 1) / (2n + 1) = 0,5556 Ebből n = 4, tehát az alkán képlete: C 4 10 (bután) 5 pont 2. Számítási feladat r = k (termékek) k (kiindulási anyagok) Azaz r = k (CO) + k ( 2 ) [ k (C) + k ( 2 O)] Mivel az elemek képződéshője nulla, r = k (CO) k ( 2 O) k (CO) = 1 2 /2 k ( 2 O) = 3 /2 Behelyettesítve: r = 394 (566/2) (484/2) Tehát a reakcióhő ( r ) = 131 kj/mol Mivel a folyamat endoterm, a hőmérséklet emelése az egyensúlyt a termékképződés irányába tolja el. Mivel a reakció során a gázmolekulák számának növelésével a nyomás nő, a nyomás növelése az egyensúlyt a kiindulási anyagok keletkezésének irányba tolja el. 10 pont 3. Számítási feladat C 2 4 + Cl C 2 5 Cl, a keletkezett gáz az etilklorid. a 1 mol C 2 4 1 mol Cldal egyesül, 1 mol C 2 5 Cl keletkezik, a térfogatcsökkenés 24,5 dm 3. Az 1,80 dm 3 térfogatcsökkenés 1,80 dm 3 /24,5 dm 3 /mol = 0,0735 mol gáznak felel meg. M(C 2 5 Cl) = 64,5 g/mol Az etilklorid tömege: m = 0,0735 mol 64,5 g/mol = 4,74 g. A 4,73 dm 3 gázelegyben 1,80 dm 3 az etilklorid, tehát 2,93 dm 3 a másik, a feleslegben levő komponens térfogata. A gázelegy tömege: 4,73 dm 3 1,71 g/dm 3 = 8,09 g, tehát a megmaradt gáz tömege: 8,09 4,74 = 3,35 g. A megmaradt gáz anyagmennyisége: n = 2,93 dm 3 /24,5 dm 3 /mol = 0,1196 mol. Moláris tömege pedig:
M = m/n = 3,35 g / 0,1196 mol = 28,01 g/mol. azaz etén maradt feleslegben. Az elegyet tehát etén és etilklorid alkotja. A híg NaOoldat hatására C 2 5 Cl + NaO = C 2 5 O + NaCl A reakcióban képződő alkohol a vizes NaOoldattal elegyedik, tehát csak az etén marad gázállapotban. Az etilklorid térfogata a gázelegyben 1,80 dm 3 volt ez alakult át alkohollá, tehát 1,80 dm 3 rel csökkent a gázelegy térfogata. 5. oldal 10 pont 4. Számítási feladat Az oldódáskor lejátszódó folyamatok egyenletei: K 2 S + 2 Cl = 2 S + 2 KCl K 2 CO 3 + 2 Cl = 2 KCl + 2 O + CO 2 A keletkező gázelegy anyagmennyisége: n(elegy) = 1,225 dm 3 / 24,5 dm 3 /mol = 0,05 mol moláris tömege: M(elegy) = M( 2 ) ρ(rel) = 2 20 = 40 g/mol a a CO 2 anyagmennyisége x mol, a 2 Sé (0,05 x) mol, a gázelegy tömege: 44x + 34(0,05 x) = 0,05 40, ebből x= 0,030 A reakcióegyenletek alapján: n(k 2 CO 3 ) = 0,030 mol, n(k 2 S) = 0,020 mol. A csapadékképződés egyenlete: Ag + + Cl = AgCl A kiindulási sósavban levő Cl anyagmennyisége: n(cl) = 0,26 dm 3 0,5 mol/ dm 3 = 0,130 mol, a kivált ezüstklorid anyagmennyisége: n(agcl) = 2,296 g / 143,5 g/mol = 0,016 mol. A keverék feloldódása után kapott oldatban 10 0,016 mol = 0,160 mol Cl volt, ebből 0,130 mol a sósavból származott, tehát n(kcl) = 0,030 mol. Az összes kiindulási anyagmennyiség: 0,030 + 0,020 + 0,030 = 0,080 mol A keverék összetétele: 37,5 mol% KCl, 25,0 mol% K 2 S, 37,5 mol% K 2 CO 3. 15 pont Megjegyzés: A javítás során a részmegoldásokat is értékelni kell. A hibátlan lépésekért járó pontokat a javítókulcs pontozásának megfelelően kell megállapítani. A számítási feladatok esetében természetesen a javítókulcstól eltérő, helyes megoldásokat is el kell fogadni. Ilyenkor a részmegoldásokért járó pontszámokat a javítókulcs szellemében a javítónak kell megállapítania.