Pierwiastek X ma atomy, w których elektrony rozmieszczone są na czterech powłokach, a na podpowłoce 3d liczba elektronów sparowanych jest dwa razy mniejsza od liczby elektronów niesparowanych. Podaj symbol pierwiastka X oraz numer okresu, numer grupy i symbol bloku, do którego należy.

Uzupełnij konfigurację elektronową atomu X w zapisie klatkowym dla podpowłok 3d i 4s. Następnie podkreśl fragment konfiguracji, którego nie ma w jonie X²⁺.

W tabeli podano wybrane właściwości fizyczne potasu i wapnia (temperatura topnienia: K $336$ K, Ca $1115$ K; gęstość: K $0{,}86\ \tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$, Ca $1{,}55\ \tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$). Oceń prawdziwość zdań (P/F): 1) podczas reakcji z wodą każdy z tych metali pływa po jej powierzchni, bo jego gęstość jest mniejsza od gęstości wody; 2) atomy Ca i K, oddając elektrony walencyjne, przechodzą w jony o konfiguracji tego samego gazu szlachetnego; 3) atomy Ca są mniejsze od atomów K, a jony Ca²⁺ mniejsze od jonów K⁺.

Uzupełnij zdania — podkreśl właściwe określenia. Węzły sieci krystalicznej wapnia i potasu obsadzone są (dodatnio / ujemnie) naładowanymi rdzeniami atomowymi, a metale te wykazują (dużą / małą) przewodność elektryczną. Temperatura topnienia wapnia jest (niższa / wyższa) niż potasu, co wynika z (silniejszego / słabszego) wiązania metalicznego, w którym uczestniczy (mniejsza / większa) liczba elektronów walencyjnych.

Zmieszano $1{,}0$ mol amoniaku z $1{,}6$ mol tlenu i przeprowadzono reakcję katalitycznego utleniania: $4$NH₃ $+ 5$O₂ $\to 4$NO $+ 6$H₂O. Oblicz liczbę moli wszystkich substancji po zakończeniu reakcji (wydajność $100\%$).

Dla pewnej odwracalnej reakcji, w której z dwóch gazowych substratów powstaje jeden gazowy produkt, zbadano procentową zawartość produktu w mieszaninie równowagowej w zależności od ciśnienia (10, 20, 100 MPa) i temperatury (470–770 K).

Na podstawie wykresu określ, czy podczas tworzenia produktu układ oddaje, czy pobiera energię z otoczenia. Odpowiedź uzasadnij.

Na podstawie tego samego wykresu określ, czy łączna liczba moli substratów jest mniejsza, większa, czy równa liczbie moli produktu. Odpowiedź uzasadnij.

Wskaż równanie reakcji, której dotyczy powyższy wykres (dwa gazowe substraty → jeden gazowy produkt; egzoenergetyczna; produkt po stronie o mniejszej liczbie moli).

Amoniak reaguje z wodą: NH₃ $+$ H₂O ⇄ NH₄⁺ $+$ OH⁻. Oblicz, jaki procent cząsteczek NH₃ uległ przemianie w roztworze o stężeniu $0{,}1\ \tfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$ w temperaturze $298$ K ($K_b=1{,}8\cdot10^{-5}$; $\alpha\lt 5\%$).

Do trzech probówek z roztworem tego samego odczynnika i dodaną czerwienią bromofenolową (zakres zmiany barwy pH $5{,}2$–$6{,}8$: poniżej — żółta, powyżej — czerwona) wprowadzono nadmiar tlenku baru, który całkowicie się roztworzył, dając klarowny roztwór. Wybierz odczynnik z: HCl(aq), H₂SO₄(aq), NaOH(aq).

Podaj barwę zawartości probówki przed dodaniem BaO i po dodaniu (oraz roztworzeniu) BaO.

Roztwór tiosiarczanu sodu Na₂S₂O₃ usuwa nadmiar chloru: jon S₂O₃²⁻ utlenia się do SO₄²⁻, a chlor redukuje do Cl⁻. Napisz jonowo-elektronowe równania procesu redukcji i procesu utleniania.

Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie opisanej reakcji.

Rozpuszczalność pentahydratu tiosiarczanu sodu Na₂S₂O₃·5H₂O w $20^\circ$C wynosi $176$ g na $100$ g wody. Oblicz, ile gramów wody należy dodać do $100$ g roztworu nasyconego w tej temperaturze, aby otrzymać roztwór o stężeniu $25\%$ masowych (w przeliczeniu na bezwodny Na₂S₂O₃). $M(\text{pentahydrat})=248$, $M(\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3)=158$.

Dysponujesz wskaźnikami: oranż metylowy (zakres $3{,}1$–$4{,}4$), czerwień bromofenolowa ($5{,}2$–$6{,}8$), fenoloftaleina ($8{,}3$–$10$). Podaj wskaźniki, którymi można odróżnić: 1) dwa roztwory o pH $=5$ i pH $=7$; 2) roztwory HCl o stężeniu $0{,}01\ \tfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$ i NaOH o stężeniu $0{,}01\ \tfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$.

Sporządzono krzywą miareczkowania — do analitu wkraplano titrant o stężeniu $0{,}1\ \tfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$; pH malało od $\approx13$ do $\approx2$, a punkt równoważnikowy (pH $=7$) wypadł przy $10$ cm³ titranta.

Określ odczyn roztworu w punkcie równoważnikowym oraz wskaż, który z roztworów był analitem, a który titrantem (do wyboru: HCOOH, CH₃COOH, HCl, NH₃, NaOH).

Do analitu z zadania 13 dodano wskaźnik uniwersalny (w środowisku kwasowym czerwony, obojętnym żółtozielony, zasadowym niebieski). Podaj barwę mieszaniny po dodaniu $5$ cm³, $10$ cm³ i $15$ cm³ titranta (HCl).

Wskaż, jak podczas dodawania titranta (HCl) do analitu (NaOH) zmieniają się: pH roztworu oraz jego przewodnictwo elektryczne.

Mając zestaw I: S(s), HCl(g), H₂S(g) oraz zestaw II: K₂SO₄(aq), CuSO₄(aq), H₂O(c), zaprojektuj doświadczenie, w którym otrzymasz mieszaninę niejednorodną zawierającą roztwór kwasu siarkowego(VI). Wybierz po jednym odczynniku z każdego zestawu.

Opisz zmiany możliwe do zaobserwowania przed reakcją i po niej.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji.

Podaj nazwę czynności laboratoryjnej, którą można oddzielić roztwór kwasu siarkowego(VI) od pozostałych składników otrzymanej mieszaniny.

Do dwóch probówek z wodą i fenoloftaleiną wprowadzono stałe sole: I — Na₃PO₄, II — NaH₂PO₄. Malinowe zabarwienie pojawiło się tylko w jednej probówce, w drugiej odczyn był kwasowy. Napisz w formie jonowej równanie procesu decydującego o kwasowym odczynie roztworu drugiej soli.

Spośród jonów PO₄³⁻ i H₂PO₄⁻ wybierz ten, który — zgodnie z teorią Brønsteda–Lowry'ego — może pełnić zarówno funkcję kwasu, jak i zasady. Napisz dwa równania potwierdzające tę właściwość.

Iloczyny rozpuszczalności soli srebra ($298$ K): $K_s$(AgCl)$=1{,}6\cdot10^{-10}$, $K_s$(AgBr)$=7{,}7\cdot10^{-13}$, $K_s$(AgI)$=1{,}5\cdot10^{-16}$. Do $3$ cm³ roztworu AgNO₃ ($0{,}1\ \tfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$) dodano stechiometryczną ilość jednego z roztworów: KCl, KBr, KI ($0{,}1\ \tfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$). Wskaż odczynnik, po którego dodaniu stężenie jonów Ag⁺ będzie najmniejsze, i uzasadnij wybór.

Próbka o masie $m$ zawierała mieszaninę stałych CaCO₃ i Ca(HCO₃)₂ w stosunku molowym $n_{\text{CaCO}_3}:n_{\text{Ca(HCO}_3)_2}=1:2$. Po dodaniu nadmiaru kwasu solnego zebrano $5{,}6$ dm³ CO₂ (warunki normalne): CaCO₃ $+ 2$HCl $\to$ CaCl₂ $+$ CO₂ $+$ H₂O; Ca(HCO₃)₂ $+ 2$HCl $\to$ CaCl₂ $+ 2$CO₂ $+ 2$H₂O. Oblicz masę $m$ ($M_{\text{CaCO}_3}=100$, $M_{\text{Ca(HCO}_3)_2}=162$).

W czterech doświadczeniach zmieszano po $100$ cm³ roztworów o stężeniu $0{,}1\ \tfrac{\text{mol}}{\text{dm}^3}$: I — BaCl₂ + Na₂SO₄; II — HCl + KOH; III — Ba(OH)₂ + H₂SO₄; IV — HNO₃ + NaOH. Napisz w formie jonowej równanie reakcji zachodzącej w doświadczeniu III.

Podaj numery wszystkich doświadczeń, w których zaobserwowany wzrost temperatury $\Delta T$ był jednakowy. Odpowiedź uzasadnij.

Płytki z metali X i Z (jeden to cynk, drugi nikiel) zanurzono w roztworze FeCl₂. Po pewnym czasie zmieniła się masa tylko płytki z metalu X. Uzupełnij zdania (podkreśl właściwe) i napisz w formie jonowej skróconej równanie zachodzącej reakcji. Masa płytki X (zmniejszyła się / zwiększyła się); metalem Z był (cynk / nikiel).

Próbkę $0{,}86$ g pewnego alkanu spalono całkowicie, a powstały CO₂ pochłonięto w wodzie wapiennej: CO₂ $+$ Ca(OH)₂ $\to$ CaCO₃ $+$ H₂O. Otrzymany osad ważył po wysuszeniu $6$ g. Ustal wzór sumaryczny alkanu (masy molowe zaokrąglij do jedności).

Izomeryczne alkeny A i B utleniano KMnO₄ w środowisku kwasowym (rozerwanie wiązania C=C; z ugrupowania R₂C= powstaje keton, z HRC= — kwas, z H₂C= — CO₂).

Alken A dał jeden produkt organiczny, a alken B — dwa związki różnych grup. Uwodornienie $1$ mola alkenu B daje 2-metylopentan. Alken A występuje jako izomery cis–trans. Napisz wzory półstrukturalne alkenów A i B oraz wyjaśnij, dlaczego alken B nie występuje jako izomery cis–trans.

Podaj nazwy wszystkich związków organicznych powstałych w wyniku utleniania alkenów A i B.

Woda przyłącza się do alkenów w obecności kwasowego katalizatora (H₃O⁺) przez karbokationy (trzy etapy). Uzupełnij zdania — podkreśl właściwe określenia. W etapie I alken ulega działaniu reagenta (wolnorodnikowego / nukleofilowego / elektrofilowego). W etapie II woda działa jako (nukleofil / elektrofil). W etapie III protonowany alkohol (oddaje / pobiera) proton.

Spośród alkoholi: CH₃CH₂OH, CH₃CH(OH)CH₃, CH₃CH₂CH₂OH, CH₃CH₂CH(OH)CH₃, CH₃CH₂CH₂CH₂OH wybierz te, których nie można otrzymać jako produkt główny hydratacji alkenów w środowisku kwasu, i uzasadnij wybór.

Przedstawiono wzory Fischera trzech związków (I, II, III). Dwa z nich nie są optycznie czynne.

Wybierz numery związków, które nie są optycznie czynne, i w każdym przypadku uzasadnij wybór.

Dla ciągu przemian: 3-metylobutanal $\xrightarrow{\text{H}_2,\ kat.}$ A $\xrightarrow{\text{HBr},\ T}$ B $\xrightarrow{\text{KOH, etanol},\ T}$ C, napisz równanie reakcji prowadzącej do produktu A (wzory półstrukturalne).

Podaj wzór półstrukturalny związku B oraz określ typ reakcji (addycja, eliminacja, substytucja), w wyniku której z B powstaje związek C = CH₃–CH(CH₃)–CH=CH₂.

Aldehyd cynamonowy ma wzór C₆H₅–CH=CH–CHO i w przyrodzie występuje w konfiguracji trans.

Narysuj wzór izomeru trans aldehydu cynamonowego.

Aldehyd cynamonowy badano w dwóch probówkach: I — z Br₂ w CCl₄, II — ze świeżo wytrąconym Cu(OH)₂ (ogrzewanie). Dokończ zdania (podkreśl właściwe): 1) po dodaniu odczynnika do probówki I roztwór bromu (uległ odbarwieniu / zabarwił się fioletowo / nie zmienił zabarwienia); 2) w probówce II powstał (szafirowy roztwór / ceglasty osad / różowy roztwór).

Przygotowano dwa wodne roztwory kwasu metanowego ($20^\circ$C): roztwór 1 o pH $=1{,}9$ i stopniu dysocjacji $1{,}33\%$ oraz roztwór 2 o stopniu dysocjacji $4{,}15\%$. Oblicz pH roztworu 2 (zaokrąglij do jednego miejsca po przecinku) i oceń, czy wyższy stopień dysocjacji oznacza bardziej kwasowy odczyn.

Kwas 2-hydroksypropanowy w reakcji ze związkiem X tworzy ester o wzorze sumarycznym C₅H₈O₄. Każdemu atomowi węgla w cząsteczce X przypisuje się inny typ hybrydyzacji, a w cząsteczce X jest tylko jedna grupa funkcyjna. Ustal wzór związku X i napisz równanie reakcji otrzymywania estru (wzory półstrukturalne).

W cząsteczce kwasu askorbinowego (witaminy C) są dwa enolowe atomy węgla (sp², z grupami –OH) oraz dwa asymetryczne atomy węgla (sp³, z czterema różnymi podstawnikami). Atomy węgla oznaczono literami a–f.

Podaj litery oznaczające wszystkie enolowe atomy węgla oraz wszystkie asymetryczne atomy węgla.

Określ formalne stopnie utlenienia atomów węgla oznaczonych we wzorze kwasu askorbinowego literami a, b i f.

Do trzech probówek z roztworem kwasu askorbinowego dodano: I — zawiesinę świeżo wytrąconego Cu(OH)₂, II — wodę bromową, III — zakwaszony roztwór KMnO₄ (każda zawartość była początkowo barwna). Podaj numery probówek, w których zaobserwowano odbarwienie zawartości.

Kwas askorbinowy przechodzi w dehydroaskorbinowy: (1) odszczepienie H⁺ → anion askorbinianowy; (2) oddanie e⁻ i H⁺ → rodnik askorbylowy; (3) utrata e⁻ → kwas dehydroaskorbinowy.

Oceń prawdziwość (P/F): 1) anion askorbinianowy — zależnie od warunków — może przyłączać albo oddawać proton; 2) rodnik askorbylowy jest reaktywny, bo ma jeden niesparowany elektron; 3) kwas dehydroaskorbinowy jest produktem redukcji rodnika askorbylowego.

Utlenianie witaminy C tlenem (kataliza oksydazą askorbinianową): kwas askorbinowy $+$ O₂ $\to$ kwas dehydroaskorbinowy $+$ H₂O.

Napisz w formie jonowo-elektronowej równanie procesu utleniania i równanie procesu redukcji zachodzących w tej przemianie.

Kwas dehydroaskorbinowy pod działaniem wodnego roztworu NaOH ulega reakcji, w której rozrywa się wiązanie estrowe (otwarcie pierścienia). Uzupełnij schemat — podaj wzór półstrukturalny organicznego produktu tej reakcji.

Mocznik CO(NH₂)₂ jest diamidem kwasu węglowego. Porównywano właściwości acetamidu CH₃CONH₂ i mocznika. Napisz w formie jonowej skróconej równanie reakcji zachodzącej podczas ogrzewania acetamidu: a) w wodnym roztworze kwasu siarkowego(VI); b) w wodnym roztworze wodorotlenku sodu.

Oceń, które doświadczenie (A — z H₂SO₄, czy B — z NaOH) pozwala odróżnić acetamid od mocznika, i uzasadnij, odwołując się do obserwacji w probówkach I (acetamid) i II (mocznik).

Oceń prawdziwość (P/F): 1) leucyna i izoleucyna są izomerami; 2) jedyną przyczyną różnicy wartości punktu izoelektrycznego kwasu glutaminowego i lizyny jest różna długość łańcucha węglowego w cząsteczkach tych związków; 3) w cząsteczce treoniny można wyróżnić dwa asymetryczne atomy węgla.

Przedstawiono wzór naturalnego tripeptydu.

Napisz wzór sekwencji tego tripeptydu, posługując się trzyliterowymi kodami aminokwasów (z lewej strony umieszcza się aminokwas, którego reszta zawiera wolną grupę aminową połączoną z atomem węgla α).