Pripreme za državnu maturu iz kemije

Državna matura 2014./2015.
Jesenski rok
Kemija

Pitanja i odgovori preuzeti sa stranice Nacionalnog centra za vanjsko vrednovanje obrazovanja. 

Ispitna pitanja i odgovori iz kemije 

U sljedećim zadatcima odgovorite kratkim odgovorom ili dopunite rečenicu/tablicu upisivanjem sadržaja koji nedostaje. U zadatcima s računanjem potrebno je prikazati i postupak s ispravnim mjernim jedinicama.

7. Na slici je prikazan model molekule organskoga spoja.

7.1. Kojoj skupini organskih spojeva, s obzirom na funkcijsku skupinu koju sadržava, pripada prikazana molekula?

Odgovor: eterima

7.2. Spojevi jednake molekulske formule mogu pripadati različitim skupinama organskih spojeva. Prikažite kondenziranim strukturnim formulama konstitucijske (strukturne) izomere spoja iz 7. zadatka.

Odgovori:
7.2.A CH₃CH₂CH₂OH
7.2.B CH₃CH(OH)CH₃

7.3. Napišite jednadžbu kemijske reakcije koja opisuje dobivanje metoksietana ako je jedan od reaktanata jodetan.

Odgovor: CH₃CH₂I + CH₃ONa → CH₃CH₂OCH₃ + NaI


8. Nitrobenzen je svijetložuta uljasta tekućina koja se slabo otapa u vodi, a vrlo dobro u organskim otapalima. Dobiva se nitriranjem benzena dušičnom kiselinom uz koncentriranu sumpornu kiselinu.

8.1. Napišite jednadžbu kemijske reakcije dobivanja nitrobenzena prema postupku opisanome u 8. zadatku.

Odgovor:

8.2. Nacrtajte Lewisovu strukturnu formulu nitrilova kationa NO₂⁺ koji je elektrofil u reakciji iz zadatka 8.1.

Odgovor:

8.3. Napišite s pomoću veznih crtica formulu aromatskoga spoja koji nastaje sulfoniranjem benzena u prisutnosti koncentrirane sumporne kiseline.

Odgovor:

8.4. Napišite s pomoću veznih crtica formulu aromatskoga produkta koji nastaje u reakciji bromiranja benzena u prisutnosti pogodnoga katalizatora.

Odgovor:

8.5. Napišite s pomoću veznih crtica formulu aromatskoga produkta koji nastaje u reakciji alkiliranja benzena kloretanom u prisutnosti pogodnoga katalizatora.

Odgovor:

8.6. Kojoj vrsti organskih reakcija pripadaju reakcije nitriranja, sulfoniranja, bromiranja i alkiliranja benzena?

Odgovor: elektrofilna supstitucija


9. Promotrite reakcijsku shemu i odgovorite na sljedeća pitanja.

9.1. Nacrtajte strukturnu formulu spoja koji je na reakcijskoj shemi označen slovom B.

Odgovor: CH₃CH(OH)CH₃ 

9.2. Spoj označen slovom E pripada skupini poluketala. Nacrtajte strukturnu formulu toga spoja. 

Odgovor:


9.3. Kojoj skupini organskih spojeva pripada spoj nastao reakcijom tvari E i metanola?

Odgovor: ketalima

9.4. U koju se vrstu organskih kemijskih reakcija ubraja reakcija kojom se iz spoja označenoga slovom D opet dobije spoj označen slovom A?

Odgovor: eliminacija

9.5. U koju se vrstu organskih kemijskih reakcija prema reakcijskoj shemi iz 9. zadatka ubraja reakcija katalitičkoga hidrogeniranja kojom se iz spoja C dobiva spoj D?

Odgovor: adicija

9.6. Na koju bolest može upućivati miris spoja označenoga slovom C u čovjekovu dahu ili urinu?

Odgovor: na šećernu bolest

10. Otapanjem nekih hidroksida u vodi nastaju lužine.

10.1. Prikažite jednadžbom disocijaciju kalcijeva hidroksida u vodi.

Odgovor:
Ca(OH)₂(s) ↔ Ca²⁺(aq) + 2OH^-(aq)
Ca(OH)₂(s) ↔ Ca²⁺(aq) + 2OH^-(aq)

10.2. Kolika je pH-vrijednost otopine ako 600 mL kalcijeve lužine sadržava 5 mg otopljenoga kalcijeva hidroksida?

Postupak:
n[Ca(OH)₂] = 0,005 g / 74,1 g mol^-1 
= 6,75 × 10^-5 mol

n(OH^-) = 2 · 6,75 × 10^-5 mol
= 1,35 × 10^-4 mol

c(OH^-) = n(OH^-) / V
= 1,35 × 10^-4 mol / 0,6 L
= 2,25 × 10^-4 mol L^-1 

pOH = -log c(OH^-) / mol L^-1 
= 3,65

pH = 14 - pOH
= 10,35

Odgovor: pH = 10,35

11. Razlika standardnih elektrodnih potencijala galvanskih članaka prikazanih shemama A i B iznosi:
A Al(s)│Al³⁺(aq) ¦¦ Zn²⁺(aq)│Zn(s);                                      ΔE = 0,90 V
B Zn(s)│Zn²⁺(aq) ¦¦ H⁺(aq)│H2(g)?Pt(s);                            ΔE = 0,76 V

11.1. Napišite jednadžbu polureakcije (parcijalnu jednadžbu) koja se odvija u cinkovu polučlanku galvanskoga članka A.

Odgovor: Zn²⁺ + 2e^- → Zn

11.2. Napišite naziv ili kemijski simbol reducensa (redukcijskoga sredstva) u galvanskome članku B.

Odgovor: cink (Zn)

11.3. Izračunajte standardni elektrodni potencijal aluminijeva polučlanka. Obvezatno prikažite postupak.

Postupak:
E(čl) = E⁰(red) - E⁰(oks)
E⁰(oks) = E⁰(red) - E(čl)
E⁰(oks) = -0,76 V - 0,90 V
E⁰ (Al³⁺│Al) = -1,66 V

Odgovor: E⁰ (Al³⁺│Al) = -1,66 V

11.4. Što će se dogoditi ako se pločicu od cinka uroni u vodenu otopinu aluminijeva klorida? Odgovorite rečenicom.

Odgovor: nema vidljive promjene.


12. Upišite u tablicu kemijske formule Brønsted-Lowryjeve konjugirane kiseline i konjugirane baze za zadane jedinke.

Odgovor:

13. Izračunajte molalitet (molalnost) vodene otopine glukoze ako je tlak pare vode iznad te otopine pri 50 °C jednak 11 999 Pa. (Ravnotežni tlak pare vode pri 50 °C jest 12 334 Pa.)

Postupak:
A - otapalo (voda) ; B - topljiva tvar (glukoza)

b = n_B / m_A 

p_A = x_A · p_A^* 
x_A = p_A / p_A^* 
x_A = 11999 Pa / 12334 Pa
= 0,973

x_A + x_B = 1
x_B = 1 - x_A 
= 1 - 0,973
= 0,027

b = n_B / m_A 
n_B = x_B · n_uk 
n_uk = n_A + n_B 

b = n_B / (n_A · M_A)
= x_B · n_uk / (x_A · n_uk · M_A)
= x_B / (x_A · M_A)
= 0,027 / (0,973 · 18,02 g mol^-1)
= 0,00154 mol g^-1 
= 1,54 mol kg^-1 

Odgovor: b = 1,54 mol kg^-1