DWMED

Plik PDF z arkuszem dostępny będzie do 4 maja, do godziny 23:59 pod poniższym linkiem:

W stanie podstawowym atomu pewnego pierwiastka chemicznego X:

–   elektrony walencyjne sparowane stanowią 66,7% wszystkich elektronów walencyjnych,

–   elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań chemicznych mają taką samą wartość głównej liczby kwantowej,

–   maksymalna wartość głównej liczby kwantowej elektronów niewalencyjnych wynosi 3, natomiast minimalna wartość ich magnetycznej liczby kwantowej równa jest –2.

Tlenek, w którym pierwiastek chemiczny X przyjmuje swój maksymalny stopień utlenienia reaguje zarówno z zasadą potasową jak i kwasem solnym.

Stosując zapis skrócony (względem odpowiedniego helowca), przedstaw sposobem graficznym (klatkowym) konfigurację elektronową kationu pierwiastka X w stanie podstawowym, jeśli wiadomo, że drobina ta powstała w wyniku utracenia wszystkich elektronów walencyjnych przez atom pierwiastka X. Napisz nazwę właściwego helowca;  zapisie uwzględnij numer powłoki elektronowej i symbol podpowłoki. Uzupełnij tabelę.

W stanie podstawowym atomu pewnego pierwiastka chemicznego X:

–   elektrony walencyjne sparowane stanowią 66,7% wszystkich elektronów walencyjnych,

–   elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań chemicznych mają taką samą wartość głównej liczby kwantowej,

–   maksymalna wartość głównej liczby kwantowej elektronów niewalencyjnych wynosi 3, natomiast minimalna wartość ich magnetycznej liczby kwantowej równa jest –2.

Tlenek, w którym pierwiastek chemiczny X przyjmuje swój maksymalny stopień utlenienia reaguje zarówno z zasadą potasową jak i kwasem solnym.

Napisz wzór sumaryczny opisanego tlenku pierwiastka X oraz określ jego charakter chemiczny. Uzupełnij tabelę.

Jedna z największych katastrof związanych z energetyką jądrową miała miejsce 26 kwietnia 1986 roku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Nastąpiła wówczas emisja do atmosfery licznych radioaktywnych nuklidów, wśród których znajdowały się jod-131, cez-134, cez-137 oraz stront-90. Ostatni z wymienionych wykazuje wysokie podobieństwo chemiczne wobec jednego z pierwiastków budujących tkankę kostną. W efekcie stront może wbudowywać się w kości i pozostając w nich – przez wiele lat emitować promieniowanie β^–.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Podkreśl właściwe wyrażenia w nawiasach, aby powstały zdania prawdziwe.

Jedna z największych katastrof związanych z energetyką jądrową miała miejsce 26 kwietnia 1986 roku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Nastąpiła wówczas emisja do atmosfery licznych radioaktywnych nuklidów, wśród których znajdowały się jod-131, cez-134, cez-137 oraz stront-90. Ostatni z wymienionych wykazuje wysokie podobieństwo chemiczne wobec jednego z pierwiastków budujących tkankę kostną. W efekcie stront może wbudowywać się w kości i pozostając w nich – przez wiele lat emitować promieniowanie β^–.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Promieniowanie β^– powstaje w wyniku naturalnej przemiany jądrowej wielu radionuklidów.

Napisz równanie przemiany β^– atomów strontu-90.

Jedna z największych katastrof związanych z energetyką jądrową miała miejsce 26 kwietnia 1986 roku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Nastąpiła wówczas emisja do atmosfery licznych radioaktywnych nuklidów, wśród których znajdowały się jod-131, cez-134, cez-137 oraz stront-90. Ostatni z wymienionych wykazuje wysokie podobieństwo chemiczne wobec jednego z pierwiastków budujących tkankę kostną. W efekcie stront może wbudowywać się w kości i pozostając w nich – przez wiele lat emitować promieniowanie β^–.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Promieniowanie β^– powstaje w wyniku naturalnej przemiany jądrowej wielu radionuklidów.

Określ liczbę elektronów walencyjnych oraz symbol pierwiastka chemicznego, w miejsce którego wbudowuje się nuklid ⁹⁰Sr w tkance kostnej.

Jedna z największych katastrof związanych z energetyką jądrową miała miejsce 26 kwietnia 1986 roku w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Nastąpiła wówczas emisja do atmosfery licznych radioaktywnych nuklidów, wśród których znajdowały się jod-131, cez-134, cez-137 oraz stront-90. Ostatni z wymienionych wykazuje wysokie podobieństwo chemiczne wobec jednego z pierwiastków budujących tkankę kostną. W efekcie stront może wbudowywać się w kości i pozostając w nich – przez wiele lat emitować promieniowanie β^–.

Na podstawie: P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Promieniowanie β^– powstaje w wyniku naturalnej przemiany jądrowej wielu radionuklidów.

Wyjaśnij, dlaczego rozpad β^– klasyfikuje się jako przemianę jądrową, a nie reakcję chemiczną?

Węglik boru jest związkiem chemicznym wykorzystywanym do produkcji prętów kontrolnych w reaktorach jądrowych. Został zastosowany między innymi w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Opisana substancja powstaje w wyniku redukcji tlenku boru(III) węglem w obecności wodoru. Drugim produktem takiej przemiany jest para wodna. Powstałe ciało stałe ma budowę krystaliczną i temperaturę topnienia 2670 K oraz wykazuje zmienny skład atomowy. Gdy węgiel stanowi 20% wszystkich atomów i jednocześnie bor – 80%, wówczas sieć przestrzenną stanowią ikosaedry (dwudziestościany foremne) połączone łańcuchami C–B–C. W miarę zmniejszania liczby atomów węgla, łańcuchy te są zastępowane łańcuchami C–B–B. Skrajne atomy wymienionych łańcuchów stanowią wówczas wierzchołki ikosaedrów.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

We wzorach sumarycznych oraz elementarnych związków chemicznych zbudowanych z atomów dwóch różnych pierwiastków przyjmuje się konwencję, zgodnie z którą jako pierwszy wpisywany jest symbol pierwiastka o mniejszej elektroujemności.

Stosując właściwy wzór elementarny węglika boru napisz równanie reakcji chemicznej prowadzącej do powstania takiej jego odmiany krystalicznej, w której obecne są głównie łańcuchy C–B–C.

Węglik boru jest związkiem chemicznym wykorzystywanym do produkcji prętów kontrolnych w reaktorach jądrowych. Został zastosowany między innymi w elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Opisana substancja powstaje w wyniku redukcji tlenku boru(III) węglem w obecności wodoru. Drugim produktem takiej przemiany jest para wodna. Powstałe ciało stałe ma budowę krystaliczną i temperaturę topnienia 2670 K oraz wykazuje zmienny skład atomowy. Gdy węgiel stanowi 20% wszystkich atomów i jednocześnie bor – 80%, wówczas sieć przestrzenną stanowią ikosaedry (dwudziestościany foremne) połączone łańcuchami C–B–C. W miarę zmniejszania liczby atomów węgla, łańcuchy te są zastępowane łańcuchami C–B–B. Skrajne atomy wymienionych łańcuchów stanowią wówczas wierzchołki ikosaedrów.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Zamieszczony rysunek przedstawia schemat fragmentu sieci krystalicznej węglika boru z widocznym łańcuchem C–B–C.

Określ rodzaj  kryształów tworzonych przez węglik boru w warunkach normalnych (jonowe, molekularne, kowalencyjne) oraz przypisz typ hybrydyzacji orbitalom walencyjnym atomu węgla w przedstawionej strukturze.

Do produkcji prochu czarnego, w którym aniony stanowią 46% masy stosowana jest mieszanina azotanu(V) potasu, węgla drzewnego oraz siarki. W uzyskanej w ten sposób kompozycji, substancja stanowiąca żółte ciało stałe pozostaje w stosunku masowym 2:3 do tego składnika, którego jedna z odmian alotropowych tworzy kryształy wykazujące bardzo dobre przewodnictwo elektryczne. Podczas jego eksplozji powstają między innymi tlenki – NO, N₂O oraz CO.

Na podstawie: S. Feil, J. Resag, K. Riebe, Fascynująca chemia, Warszawa 2020.

Określ charakter chemiczny wymienionych trzech tlenków powstałych w wyniku eksplozji prochu czarnego.

Do produkcji prochu czarnego, w którym aniony stanowią 46% masy stosowana jest mieszanina azotanu(V) potasu, węgla drzewnego oraz siarki. W uzyskanej w ten sposób kompozycji, substancja stanowiąca żółte ciało stałe pozostaje w stosunku masowym 2:3 do tego składnika, którego jedna z odmian alotropowych tworzy kryształy wykazujące bardzo dobre przewodnictwo elektryczne. Podczas jego eksplozji powstają między innymi tlenki – NO, N₂O oraz CO.

Na podstawie: S. Feil, J. Resag, K. Riebe, Fascynująca chemia, Warszawa 2020.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal masę każdej z substancji chemicznych jaką należy odważyć, w celu przygotowania prochu czarnego o podanym składzie, ważącego 2,5 kilograma. Wyniki wyraź w gramach, z dokładnością do cyfr jedności.

Do produkcji prochu czarnego, w którym aniony stanowią 46% masy stosowana jest mieszanina azotanu(V) potasu, węgla drzewnego oraz siarki. W uzyskanej w ten sposób kompozycji, substancja stanowiąca żółte ciało stałe pozostaje w stosunku masowym 2:3 do tego składnika, którego jedna z odmian alotropowych tworzy kryształy wykazujące bardzo dobre przewodnictwo elektryczne. Podczas jego eksplozji powstają między innymi tlenki – NO, N₂O oraz CO.

Na podstawie: S. Feil, J. Resag, K. Riebe, Fascynująca chemia, Warszawa 2020.

Spośród zamieszczonych rysunków A – D wybierz ten, który przedstawia odmianę alotropową składnika prochu czarnego, wykazującą przewodnictwo elektryczne. Napisz nazwę tej odmiany alotropowej.

W celu oczyszczenia azotu od domieszek tlenku węgla(IV), mieszaninę tych gazów wielokrotnie przepuszczono przez płuczkę zawierającą wodny roztwór jednej z substancji chemicznych CaCl₂, KOH lub H₂SO₄. Uzyskano mieszaninę, której próbkę przedstawia zamieszczona fotografia. W powstałym roztworze stwierdzono obecność takiego produktu, którego jeden z jonów w teorii kwasowo-zasadowej Brønsteda-Lowry’ego wykazuje własności amfiprotyczne.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji chemicznej, w wyniku której azot uwolniony został od domieszek tlenku węgla(IV). Uwzględnij, że jej produktem był opisany jon.

Jednym ze sposobów wytwarzania gazów syntezowych jest zgazowanie węgla kamiennego lub brunatnego. W trakcie takiego procesu ustala się między innymi następująca równowaga:

C(s) + 2H₂O(g) ⇄ CO₂(g) + 2H₂(g)                ΔH = 75,8 kJ

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013.

W reaktorze o stałej pojemności równej 1 dm³, w temperaturze 20 ^oC umieszczono 18 g węgla kamiennego oraz 27 g wody. Zawartość naczynia reakcyjnego doprowadzono do temperatury T, w której po pewnym czasie, gdy stężenia molowe – pary wodnej oraz tlenku węgla(IV) były jednakowe – ustalił się stan równowagi dynamicznej.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal wartość stałej równowagi opisanej reakcji chemicznej w temperaturze T.