Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 1 z 11

KONKURS CHEMICZNY

DLA UCZNIÓW GIMNAZJUM

ETAP WOJEWÓDZKI Drogi Uczniu, Witaj w trzecim etapie konkursu chemicznego. Przeczytaj uważnie instrukcję i postaraj się prawidłowo odpowiedzieć na wszystkie pytania zawarte w arkuszu konkursowym.

1. Arkusz liczy 11 stron i zawiera 27 zadań. 2. Przed rozpoczęciem pracy sprawdź, czy Twój test jest kompletny. Jeśli

zauważysz usterki, zgłoś je Komisji konkursowej. 3. W czasie rozwiązywania zadań możesz korzystać z tablicy układu okreso-

wego pierwiastków, tablicy rozpuszczalności wybranych wodorotlenków i soli oraz kalkulatora prostego.

4. Zadania czytaj uważnie i ze zrozumieniem. 5. Rozwiązania i odpowiedzi zapisz w miejscu na to przeznaczonym przy

każdym zadaniu. Staraj się, aby Twoje odpowiedzi były precyzyjne i jed-noznaczne.

6. W rozwiązaniach zadań rachunkowych przedstaw tok rozumowania pro-wadzący do ostatecznego wyniku oraz pamiętaj o jednostkach.

7. Pisz czytelnie. Używaj długopisu/pióra z czarnym lub granatowym tu-szem/atramentem.

8. Nie używaj korektora, a błędne zapisy wyraźnie przekreśl. 9. Pamiętaj, że zapisy w brudnopisie nie podlegają ocenie. 10. W przypadku testu wyboru podane są odpowiedzi, z których jedna może

być prawdziwa, jedna fałszywa lub może być zmienna liczba odpowiedzi poprawnych.

11. Jeśli zmienisz swoją decyzję, otocz błędną odpowiedź kółkiem i zaznacz poprawną.

Pracuj samodzielnie.

Życzymy powodzenia!

Czas pracy: 90 minut

Za bezbłędne rozwiązanie wszystkich zadań możesz otrzymać maksymalnie

69 punktów.

………………………

Kod ucznia

- -

Dzień Miesiąc Rok

pieczątka WKK DATA URODZENIA UCZNIA

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 2 z 11

Zadanie 1 (2 pkt) Substancja A ulega rozkładowi zgodnie z równaniem A → B + C + D. W reakcji tej powstają produkty w stosunku masowym mB : mC : mD = 4 : 5 : 9. Oblicz masę substancji D, która powstanie z rozkładu 162 g substancji A.

Odpowiedź: ……………………………………………………………………………………………………………………………………………… Zadanie 2 (3 pkt) Pewien kwas nienasycony jednokarboksylowy zawiera w cząsteczce dwa wiązania podwójne pomiędzy atomami węgla oznaczonymi lokantami 9 i 10 oraz 12 i 13. W wyniku reakcji tego kwasu z wodą bromo-wą powstał związek nasycony o masie molowej 600 g/mol. Ustal wzór sumaryczny kwasu oraz ustal jego wzór półstrukturalny, znajdź indeksy a, b, c. Obliczenia: Wzór sumaryczny kwasu …………………………………………………………………………………………………………………….. Wzór półstrukturalny:

CH3-[-CH2-]a-CH=CH-[-CH2-]b-CH=CH-[-CH2-]c-COOH

a = ………………..……… b = ………………………………….. c = ………………………………

Informacja do zadań 3, 4, 5 Wykonano doświadczenie, w którym otrzymano bezbarwne wodne roztwory różnych substancji orga-nicznych i nieorganicznych. Jego schemat przedstawiono poniżej.

woda + wskaźnik uniwersalny

C2H5OH N2O5Na2SO4C15H31COONa

1. 2. 3. 4.

Zadanie 3 (3 pkt) Uzupełnij zdania, wpisując numery probówek tak, aby powstały zdania prawdziwe.

a) Najwyższą wartość pH ma roztwór oznaczony cyfrą ………….., a najniższą wartość pH roztwór ozna-

czony cyfrą ……….

b) Wskaźnik uniwersalny w roztworze/roztworach oznaczonym/oznaczonych numerem/numerami

…………… ma zabarwienie żółte.

c) Reakcje dysocjacji elektrolitycznej zachodzą w probówkach oznaczonych numerami ……………..………,

w probówce oznaczonej numerem ………………. zachodzi jeszcze reakcja hydrolizy.

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 3 z 11

Zadanie 4 (2 pkt) Stosując zapis jonowy skrócony napisz równania reakcji chemicznych uzasadniających odczyn wod-nych roztworów wskazanych w zadaniu 3 punkt a) roztworów.

Probówka nr ….…, równanie reakcji: …………………………………………………………………………………………………….. Probówka nr .……, równanie reakcji: ……………………………………………………………………………………………………..

Zadanie 5 (1 pkt) Napisz wzory cząsteczek i jonów znajdujących się w wodnym roztworze C15H31COONa. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Zadanie 6 (2 pkt) Napisz wzór jonu prostego siarki, w którym pierwiastek ten występuje na najniższym stopniu utlenie-nia, i wzór złożonego anionu tlenowego kwasu siarki, w którym pierwiastek ten ma najwyższy stopień utlenienia.

wzór jonu prostego ………………………………………..; wzór jonu złożonego …………………………….……………………

Zadanie 7 (4 pkt) W trzech oddzielnych, nieoznakowanych probówkach znajdują się wodne roztwory: etanolu, glicerolu i etanalu. W celu ich identyfikacji wykonano następujące doświadczenia: 1. Do każdego roztworu dodano świeżo strąconego wodorotlenku miedzi(II) i zaobserwowano, że nie-

bieski, galaretowaty osad wodorotlenku miedzi(II) rozpuścił się tylko w probówce III. 2. Zawartość pozostałych dwóch probówek ogrzano i zaobserwowano, że w probówce I wydzielił się

ceglasty osad, a w probówce II powstał czarny osad. a) Napisz wzór półstrukturalny związku znajdującego się w probówce II oraz nazwę systematyczną związku

znajdującego się w probówce III.

Wzór półstrukturalny związku w probówce II: .............................................................................................

Nazwa systematyczna związku w probówce III: ...........................................................................................

b) Napisz równania reakcji chemicznych, zachodzących w probówkach I i II, stosując wzory półstrukturalne

(grupowe) związków organicznych i wzory sumaryczne związków nieorganicznych.

Równanie reakcji zachodzącej w probówce I ……………………………………………………………………………………………. Równanie reakcji zachodzącej w probówce II ……………………………………………………………………………………………

Zadanie 8 (2 pkt) Pewien węglowodór ma wzór sumaryczny C8H18. W jego cząsteczce są tylko wiązania pojedyncze. Liczba atomów węgla I-rzędowych wynosi – 4, II-rzędowych – 2, III-rzędowych – 2. Nie ma IV – rzędowych ato-mów węgla. Na podstawie podanej informacji, napisz wzór półstrukturalny i podaj nazwę systema-tyczną tego węglowodoru. Wzór półstrukturalny: ……………………………………………………………………………………………………………………………… Nazwa systematyczna: ……………………………………………………………………………………………………………………………..

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 4 z 11

Zadanie 9 (1 pkt) W pewnym roztworze rozpuszczono siarczek potasu, azotan(V) potasu oraz azotan(V) sodu. Stwierdzono, że stężenia molowe jonów są następujące: [K+]= 1,2 mol/dm3, [Na+]= 0,6 mol/dm3, [N

]= 0,8 mol/dm3. Wiedząc, że roztwór jest elektrycznie obojętny, wskaż stężenie molowe jonów siarczkowych w tym roztworze. A. 0,5 mol/dm3 B. 0,6 mol/dm3 C. 0,8 mol/dm3 D. 1 mol/dm3

Zadanie 10 (4 pkt) Poniżej przedstawiony jest schemat reakcji chemicznej przebiegającej z udziałem kwasu etanodiowego (szczawiowego) o wzorze półstrukturalnym (COOH)2.

OHCOMnHCOOHMnO 22

2

24 )(

a) Napisz równania reakcji redukcji i utleniania zachodzących podczas tej przemiany. Równanie reakcji redukcji: ……………………………………………………………………………………………………………………… Równanie reakcji utleniania: ……………………………………………………………………………………………………………………. b) Dobierz i uzupełnij współczynniki stechiometryczne w poniższym schemacie.

OHCOMnHCOOHMnO 22

2

24 .................................)........(........

c) Napisz, jaką funkcję, utleniacza czy reduktora, pełni kwas etanodiowy w tej reakcji chemicznej. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Zadanie 11 (2 pkt) Dane są następujące drobiny zawierające tlen: Wszystkie wymienione dro-biny mogą brać udział w reakcjach chemicznych typu redoks, w których następuje zmiana stopnia utle-nienia atomu tlenu. Wskaż wzór/wzory drobin, który/które w reakcjach typu redoks mogą pełnić tylko rolę reduktora. Odpowiedź uzasadnij wskazując, jak może zmienić się stopień utlenienia tlenu. Swoją wypowiedź potwierdź równaniem reakcji chemicznej. A. OF2 B. HgO C. H2O2 D. O2

Uzasadnienie: …………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Zadanie 12 (1 pkt) Wodny roztwór słabej zasady MeOH zawiera 0,25 mola jonów wodorotlenowych i 3,75 mola niezdyso-cjowanych cząsteczek zasady. Podaj wartość stopnia dysocjacji tej zasady.

A. 15% B. 6,67% C. 6,25% D. 5,25%

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 5 z 11

Zadanie 13 (1 pkt) Oblicz, w ilu gramach kwasu etanowego (octowego) CH3COOH znajduje się tyle samo atomów węgla, ile jest ich w 2,8 dm3 tlenku węgla(II) CO odmierzonego w warunkach normalnych?

A. 1,25 g B. 3,75 g C. 7,5 g D. 15 g

Miejsce na obliczenia (nie podlegają ocenie)

Zadanie 14 (1 pkt) Poniżej podano wzory związków chemicznych o budowie jonowej. Podkreśl wzory tych związków, któ-rych kryształy zbudowane są tylko z jonów posiadających konfigurację elektronową atomu argonu.

NaCl KCl CaCl2 K2O MgCl2 MgO CaF2 ScCl3

Zadanie 15 (3 pkt) Prowadzono obserwację dwóch radionuklidów X i Y. Obserwacja radionuklidu X trwała 30 dni i po tym czasie pozostało 12,5% jego pierwotnej masy. Obserwacja radionuklidu Y trwała 44 dni i po tym czasie rozpadło się 93,75% jego pierwotnej masy. Oblicz czasy połowicznego rozpadu radionuklidów X i Y. Wskaż radionuklid o większej trwałości.

Czas połowicznego rozpadu (w dniach) radionuklidu X …………………, radionuklidu Y ……………………………

Trwalszy jest radionuklid oznaczony literą …………………………………………………………………………………………..

Zadanie 16 (3 pkt) Aldehydy i ketony można otrzymać w reakcji utleniania odpowiednich alkoholi. Reakcje te przebiegają w podwyższonej temperaturze, a stosowanymi utleniaczami mogą być między innymi tlenek miedzi(II) oraz tlen. a) Napisz równania reakcji otrzymywania propanalu i propanonu z odpowiednich alkoholi stosując

różne utleniacze (spośród wymienionych w informacji wstępnej). Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) związków organicznych.

Równanie reakcji otrzymywania propanalu: ........................................................................................................................................................................ Równanie reakcji otrzymywania propanonu: ........................................................................................................................................................................

b) Dokończ zdania zakreślając wyrażenia A lub B oraz jego uzasadnienie 1. lub 2.

Propanal i propanon są

A. homologami

ponieważ

1. ich cząsteczki mają taki sam skład chemiczny, ale

różne grupy funkcyjne.

B. izomerami 2 ich cząsteczki należą do tego samego szeregu

homologicznego związów organicznych.

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 6 z 11

Zadanie 17 (2 pkt)

a) Chcąc udowodnić, że do mieszanki, z której wytwarza się lody został dodany budyń należy wykonać próbę,

stosując jako odczynnik:

A. stężony kwas azotowy(V) B. jodynę C. wodorotlenek miedzi(II) D. chlorek rtęci(II)

b) Dokończ zdania podkreślając wyrażenia A lub C oraz jego uzasadnienie B lub D.

Jeśli mieszanka do produkcji lodów, została sfałszowana za pomocą mieszanki budyniowej, to po doda-niu wskazanego odczynnika

Zadanie 18 (8 pkt) Stosując zapis cząsteczkowy, napisz równania reakcji chemicznych, w których podane substancje są: A – substratem, B – produktem. Zadbaj o to, aby w każdej parze, w co najmniej jednej reakcji chemicz-nych A i B brały udział związki organiczne.

1. miedź A: ……………………………………………………………………………………………………………………………

B: …………………………………………………………………………………………………………………………..

2. wodorotlenek

miedzi(II)

A:

…………………………………………………………………………………………………………………………….

B: ……………………………………………………………………………………………………………………………

3. etanol

A:

…………………………………………………………………………………………………………………………….

B: ……………………………………………………………………………………………………………………………

4. palmitynian

potasu

A:

……………………………………………………………………………………………………………………………

B: ……………………………………………………………………………………………………………………………

A. pojawia się żółte

zabarwienie reagentów

ponieważ

B. głównymi składnikami lodów są białko, woda i cukry,

a dodanie mieszanki budyniowej nie wpływa na ich skład

chemiczny.

C. mieszanka przyjmuje

zabarwienie granatowe

D. głównymi składnikami lodów są białko, woda i cukry,

a dodanie mieszanki budyniowej spowoduje wprowadzenie

do nich skrobi.

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 7 z 11

Zadanie 19 (2 pkt)

Oblicz, ile gramów soli i ile gramów wody należy dodać do 200 g wodnego roztworu tej soli o stężeniu 10%, aby podwoić zarówno masę roztworu, jak i jego stężenie.

Miejsce na obliczenia:

Odpowiedź: Do roztworu należy dodać ……..……….. gramów soli i …………………….. gramów wody.

Zadanie 20 (3 pkt) Mieszaninę złożoną z 40 cm3 etanu, 20 cm3 etenu, 30 cm3 etynu i 190 cm3 wodoru przepuszczono nad katalizatorem platynowym, którego obecność sprzyja reakcji uwodornienia. Zakładając, że produk-tami reakcji są organiczne związki nasycone, oblicz objętość wszystkich gazów po reakcji oraz skład procentowy (w procentach objętościowych) mieszaniny poreakcyjnej. Miejsce na obliczenia:

Odpowiedź: ……………………………………………….…………………………………………………………………………………………..

Zadanie 21 (2 pkt) Otrzymywany z tkanki tłuszczowej ryb morskich i ssaków tran jest niezbyt smacznym, ale bardzo zdro-wym płynem. Zawiera duże ilości witaminy A, witaminę D i E oraz 85% glicerydów nienasyconych kwa-sów tłuszczowych,. Wiedząc, że jednym z nich jest dioleinian palmitynian glicerolu, napisz jego wzór półstrukturalny. Podaj liczbę wiązań podwójnych pomiędzy atomami węgla w jednej cząsteczce tego związku chemicznego.

Wzór dioleinianu palmitynianu glicerolu. (grupy alkilowe przedstaw w postaci wzoru sumarycznego).

Liczba wiązań podwójnych pomiędzy atomami węgla w cząsteczce ……………………………………………………..

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 8 z 11

Zadanie 22 (2 pkt)

a) Wskaż grupy funkcyjne, które występują w cukrach.

A. aldehydowa B. aminowa C. hydroksylowa D. karboksylowa E. karbonylowa

b) Wskaż związki organiczne zawierające w cząsteczce co najmniej dwie różne grupy funkcyjne.

A. etyloamina B. propan-1,2,3-triol C. kwas aminopropanowy D. fruktoza Zadanie 23 (7 pkt) a) Dokonaj analizy trzech schematycznych rysunków przedstawiających trzy doświadczenia i uzupeł-

nij brakujące informacje. Wskaż substancję X (wybierz właściwą spośród podanych) oraz sformułuj w tabeli obserwacje.

nadmiar X kwas metanowy papierek uniwersalny

kwas metanowy +

wskaźnik uniwersalny

zawiesina

Cu(OH)2

wodny roztwór metanalu

A B C

Wzór lub symbol substancji X: NaOH, CaCO3, Mg, NaCl, Cu (zakreśl właściwą substancję)

Probówka Obserwacje (uwzględnij zmianę barwy odczynników w probówce B oraz barwę wskaźnika w probówce C)

A Wskaźnik uniwersalny zmienił zabarwienie z czerwonego na zielony, nie wydziela się gaz.

B

C

b) Posługując się wzorami półstrukturalnymi związków organicznych, napisz równanie reakcji che-micznej przebiegającej w probówce A.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… c) Posługując się wzorami półstrukturalnymi związków organicznych, napisz równanie reakcji che-

micznej przebiegającej w probówce B. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. d) Określ, jaki jest odczyn wodnego roztworu metanalu i wyjaśnij jego przyczynę. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 9 z 11

Zadanie 24 (1 pkt)

W wyniku całkowitej hydrolizy tłuszczów powstają: A. glikol i wyższe kwasy karboksylowe B. mieszanina aminokwasów C. glicerol i wyższe kwasy karboksylowe D. sole sodowe i potasowe kwasów karboksylowych

Zadanie 25 (3 pkt) Kwas oleinowy i glicerol to substancje tłuste w dotyku, syropowate, bezbarwne. Zaprojektuj doświad-czenie, którego przebieg pozwoli odróżnić zawartość dwóch probówek zawierających glicerol i kwas oleinowy. W tym celu: a) z niżej zaproponowanych odczynników wybierz ten, który użyjesz do doświadczenia, podkreśl go.

amoniakalny roztwór Ag2O, woda bromowa, tlenek miedzi(II), kwas solny, sód

b) zapisz, jakie obserwacje potwierdzą obecność glicerolu w probówce A i kwasu oleinowego w probówce B.

probówka A: …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. probówka B: …………………………………………………………………………………………………………………………………………….. c) napisz równanie odpowiedniej reakcji chemicznej

……………………………………………………………………………………………………………….

Zadanie 26 (2 pkt) Formalina to 40% wodny roztwór metanalu. Oblicz, jaką objętość (w dm3) metanalu odmierzonego w warunkach normalnych należy rozpuścić w wodzie, aby otrzymać 375 g formaliny.

Odpowiedź: ……………………………………………………………………………………………………………………………………….

Zadanie 27 (2 pkt) Akroleina (propenal) jest związkiem organicznym bezbarwnym, lotnym, o ostrym, gryzącym zapachu przy dużych stężeniach. Istnieje szereg badań wskazujących na jej rakotwórcze działanie. Wydziela się w wyniku ogrzewania przez dłuższy czas tłuszczu w wysokiej temperaturze, np. podczas smażenia na maśle lub oleju. W warunkach laboratoryjnych akroleinę produkuje się z glicerolu w obecności stężo-nego kwasu siarkowego(VI). a) Napisz wzór półstukturalny akroleiny. ……………………………………………………………………………………………………………..

b) Napisz równanie reakcji otrzymywania akroleiny z glicerolu w obecności stężonego H2SO4. Nad strzałką

zapisz warunki przebiegu reakcji.

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 10 z 11

B R U D N O P I S

Konkursy w województwie podkarpackim w roku szkolnym 2013/2014

Strona 11 z 11

FRAGMENT UKŁADU OKRESOWEGO PIERWIASTKÓW 1 18

1H 1,01 wodór

2He 4,00 Hel 2 13 14 15 16 17

3Li 6,94 Lit

4Be 9,01 Beryl

5B

10,81 Bor

6C 12,01 Węgiel

7N 14,01 Azot

8O 16,00 Tlen

9F 19,00 Fluor

10Ne 20,18 Neon

11Na 23,00 Sód

12Mg 24,31

Magnez

13Al 26,98 Glin

14Si 28,08

Krzem

15P 30,97

Fosfor

16S 32,07

Siarka

17Cl 35,45 Chlor

18Ar 39,95 Argon 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

19K 39,01 Potas

20Ca 40,08 Wapń

21Sc 44,96

Skand

22Ti 47,88 Tytan

23V 50,94

Wanad

24Cr 52,00

Chrom

25Mn 54,94

Mangan

26Fe 55,85 Żelazo

27Co 58,93

Kobalt

28Ni 58,69 Nikiel

29Cu 63,55 Miedź

30Zn 63,39 Cynk

31Ga 69,72 Gal

32Ge 72,61

German

33As 74,92 Arsen

34Se 78,96 Selen

35Br 79,90 Brom

36Kr 83,80

Krypton

37Rb

85,47 Rubid

38Sr

87,62 Stront

39Y

88,91 Itr

40Zr

91,22 Cyrkon

41Nb

92,91 Niob

42Mo

95,94 Molibden

43Tc

97,91 Technet

44Ru

101,1 Ruten

45Rh

102,9 Rod

46Pd

106,42 Pallad

47Ag

107,87 Srebro

48Cd

112,41 Kadm

49In

114,82 Ind

50Sn

118,71 Cyna

51Sb

121,76 Antymon

52Te

127,60 Tellur

53I

126,90 Jod

54Xe

131,29 Ksenon

55Cs 132,9 Cez

56Ba 137,3 Bar

57La* 139,9

Lantan

72Hf 148,5 Hafn

73Ta 180,9 Tantal

74W 183,8

Wolfram

75Re 186,2 Ren

76Os 190,2 Osm

77Ir 192,2 Iryd

78Pt 195,08

Platyna

79Au 196,97 Złoto

80Hg 200,59 Rtęć

81Tl 204,38

Tal

82Pb 207,20 Ołów

83Bi 208,98 Bizmut

84Po 208,98 Polon

85At 209,99 Astat

86Rn 222,02 Radon

87Fr 223,02 Frans

88Ra 226,03 Rad

89Ac** 227,03 Aktyn

104Rf 261,11

Rutherf.

105Db 263,11 Dubn

106Sg 265,12

Seaborg

107Bh 264,10 Bohr

108Hs 269,10 Has

109Mt 268,10

Meitner

110Ds 281,10 Darms.

111Rg

Roent.

Tabela rozpuszczalności wybranych wodorotlenków i soli.

Na+

K+

NH4+

Mg2+

Ca2+

Ba2+

Ag+

Cu2+

Zn2+

Al3+

Mn2+

Fe2+

Fe3+

Pb2+

Sn2+

OH- r r r s s r n n n n n n n n n

Cl- r r r r r r n r r r r r r s r

Br- r r r r r r n r r r r r r s r

S2- r r r r s r n n n o n n n n n

SO32- r r r r n n n n s o n n o n o

SO42- r r r r s n s r r r r r r n r

NO3- r r r r r r r r r r r r r r r

PO43- r r r n n n n n n n n n n n n

CO32- r r r n n n n n n o n n o n o

SiO32- r r o n n n n n n n n n n n n

r - substancja dobrze rozpuszczalna s - substancja słabo rozpuszczalna (osad wytrąca się ze stężonego roztworu) n - substancja praktycznie nierozpuszczalna o - substancja w roztworze wodnym nie istnieje x - związek nie istnieje