MEGOLDÁS:

 

X. osztály, II. forduló, 2001 / 2002 –es tanév, VII. évfolyam

 

  • 1. a) – a C-atom csak a vegyértékhéjon tartalmaz orbitálokat, amelyekre legtöbb négy elektront tud befogadni; (0,50 p)

    - az Al, Si és P-atomok elektronburok szerkezetében vannak teljesen üres “d” típusú orbitálok is; ezek elektronok befogadására alkalmasak, így koordinatív kovalens kötésekben akceptorként viselkedhetnek; (1,0 p)

    b) és c) – a B- és a N-atomok négy orbitált tartalmaznak a vegyértékhéjukon, ezekben 3, illetve 5 elektron található; (0,50 p)

    - mindkét esetben 3 párosítatlan elektron van a vegyértékhéjon; (0,50 p)

    - a B atomban van egy üres orbitál, amellyel akceptorként szerepelhet koordinatív kötésekben: [F3B¬ F] ; (0,50 p)

    - a N-nél az egyik orbitálon egy elektronpár van, ezért koordinatív kötésben csak donorként vehet részt, de a F-atom nem lehet akceptor, mivel nincs üres orbitálja; (0,50p)

    c) – a C-atom vegyértékhéjában az elektroneloszlás nem teszi lehetővé sem az akceptor, sem a donor szerep kialakulását, míg a N-atom esetében – az előzőekben leírtak alapján – csak donorként viselkedhet. (0,50 p)

  • 2. Kx+1Cry+6Oz–2 2z = 6y + x (2x0,5 = 1,0 p)

    - a legegyszerűbb megoldás: x = 2 y = 1 z = 4, (1,0 p)

    - illetve a legegyszerűbb reális képlet: K2CrO4 (0,50 p)

    Megjegyzés: a K2Cr2O7 is megfelel a matematikai megoldásnak, de nem a legegyszerűbb képlet!)

     

    3. o.sz.: – 3, – 2, – 1, + 1, + 2, + 3, + 4, + 5 állapotban; ennek a sorrendnek megfelelő példák:

    NH3 , H2N – NH2 , H2N – OH, N2O , NO , N2O3 , NO2 , N2O5 vagy bármely más helyes képlet

    (8x0,25 = 2,0 p)

    4. a) trioxigén (0,25 p) b) O2 + fény ® O + O O2 + O ® O3 (2x0,25=0,5 p)

    c) az ózon egy része visszabomlik oxigén molekulává; (0,25 p)

    d) – nitrogén – oxidok (NOx); CO2, klórozott-flúorozott-szénhidrogének (CFC vagy freonok)

    (3x0,25 = 0,75 p)

    e) – a CFC-kből származó klóratomok hatására: O3 + Cl ® O2 + ClO ez a főfolyamat

    O3 + fény ® O2 + O és 2O3 + fény ® 3O2 (0,50 p)

    - a kéjgáz (N2O) hatására: N2O + O ® 2NO NO + O3 ® NO2 + O2 O + NO2 ® NO + O ez a főfolyamat; O3 + fény ® O2 + O és 2O3 + fény ® 3O2 (0,75p) f) – a túltrágyázásból, valamint fosszilis tüzelőanyagok (szén, olaj, gáz, stb.) égetése során

    a belső égésű motorokban; (2x0,25 = 0,50 p)

    g) – a troposzférában (Földtől 12 km-ig terjedő réteg) levő ózon agresszív, oxidáló anyag és

    koncentrációjának növekedése káros az egészségre; (0,50 p)

    h) – a NO2 –ból lehasadó oxigén ózon formájában már 0,5 mg/m3 koncentrációban gátolja a

  • munka- és sportteljesítményt; nagyobb koncentrációban pedig a légzésfunkciók romlását, a szem irritációját, a tüdőszövet károsodását, mozgászavarokat, a szellemi teljesítmény romlását idézheti elő; (1,0 p)
  • i) – ebben az évszázadban az egyes becslések szerint a CO, CH4 és NOx emisszió 0,8 – 0,9

  • %-kal fog növekedni, amelynek eredményeként a troposzféra ózon koncentrációja 1 %-kal növekszik (tehát g) és h) válaszok alapján nő a károsodás mértéke); (1,0 p)
  • j) – első ízben 1991-ben 20 ország (Európa, Kanada és AEÁ-ból) írta alá azt az egyezményt,

  • amelynek értelmében 1999-ig az illékony szerves vegyületek (VOC) emisszióját 15 %-kal csökkentik az 1980-as értékhez viszonyítva; ugyanezt az egyezményt 1994-ben még 10 ország írta alá; (1,0 p)
  • k) – az aláírt jegyzőkönyv értelmében (30 orszáh és az EU) az O3 –réteget károsító anyagok, a

  • freonok és a 3 halogént tartalmazó vegyületek felhasználását a századforduló előttig a felére csökkentik; (0,50 p)
  • l) – 1955-ben Crutzen Paul németországi meteorológus, Molinam és Rowland F.S.

  • amerikai vegyészek a “magaslégköri ózonréteg bomlási folyamatainak tanulmányozásáért” indoklással kaptak megosztva kémiai Nobel-díjat. (0,50 p)
  • 5. a) Három féle módosulat, melyeknek jelölése: a - , b – és g SO3

    a - SO3 : (SO3)n , a b - SO3 : (SO3)m , ahol: m > n > 3 (0,50 p)

    b) a - és bSO3 szilárd halmazállapotú (o.p. 62,2 oC és 30,5 oC), fehér színű;

    g SO3 folyékony halmazállapotú (o.p. 16,8oC ), áttetsző. (0,5 +0,25 =0,75 p)

    c) – a kereskedelemben kapható szilárd SO3 az a - és b módosulatok keveréke. (0,25 p)

    d) – az O-atomok a S-atommal S=O kettős kötéseket képeznek és egyenlő oldalú

    háromszöget alkotnak. (0,50 p)

    e) – a SO3 erősen higroszkópos, így a nedves levegőben kénsav-cseppek keletkezése

    miatt füstölög; a folyamat erősen exoterm: b - SO3 + H2O ® H2SO4 D H < 0 (0,50 p)

    f) – a SO3 azért nem állítható elő a kén közvetlen elégetésével, mert hő hatására bomlik (az

    égési reakció körülményei között); iparilag a 400 – 600 oC –os hőmérsékleten a SO2

    oxidációjával állítják elő, de mivel ennek a reakciónak a sebessége nagyon kicsi,

    katalizátorokkal gyorsítják (V2O5; Pt): 2SO2 + O2 ® SO3 D H < 0 (1,0 p)

    g) – laboratóriumban a tömény kénsav vízmentesítésével állítják elő – vízelvonó anyagok

    használatával, pl. P2O5 . (0,25 p)

     

    6. Az esővíz kevesebb oldott sót tartalmaz, mint a csapvíz. A csapvízben található különböző

    oldott sók közül nem mindegyik szükséges, illetve hasznos a növényeknek. Ezért az

    esővíz (ha nem savas) alkalmasabb a növények öntözésére, mivel csak a természetes

    körülmények között feloldott anyagokat tartalmazza. (3,0 p)

     

    7. A jódtinktúra néven ismert anyag 90%-os etilalkoholban feloldott 6,5 %-os jódoldat, amely

  • kevés KJ-t is tartalmaz. A készítmény baktériumölő hatású, ezért a gyógyászatban széleskörűen használják fertőtlenítésre. Belsőleg alkalmazva halálos méreg! (2,5 p)
    1. a) – képlete: H2O, tudományos neve: dihidrogén-oxid; molekulájának “V” alakja van, 105o –os vegyértékszöggel, melyet az O-atom kötésben részt nem vevő két elektronpárjának taszító hatása hoz létre; (1,0 p)
  • b) – o.p.: 0 oC, f.p.: 100 oC légköri nyomáson, folyékony halmazállapotú, sűrűsége +4 oC-on a legnagyobb: 1,000 g/cm3 , míg ettől magasabb és alacsonyabb hőmérsékleten kisebb;
  • (1,0 p)

    c) – a természetes vizek a levegővel érintkeznek, ezért a felületük lehűl, a hidegebb

  • (nagyobb sűrűségű) víz lesüllyed, helyébe a melegebb kertül; ez addig folytatódik, míg a víz egész tömegében +4oC – os nem lesz és további lehűlés hatására megszűnik a víz keveredése; a felszíni réteg 0oC-on megfagy; a kialakuló jégréteg rossz hővezető (= jó szigetelő) és ez megvédi a jég alatti vízréteget a további lehűléstől; nagy hidegben a jégréteg vastagsága nő, de ez még jobban védi az alsóbb rétegeket, amelyben az élőlények áttelelhetnek. (2,0 p)

    d) – míg folyékony állapotban egy vízmolekula csak egy H-kötést hoz létre a szomszédos vízmolekulával, szilárd állapotban viszont kettőt, amely azt eredményezi, hogy a szomszédos vízmolekulák kissé eltávolodnak egymástól ? nő a térfogat; a jégben levő vízmolekulákat ezek a H-kötések meghatározott távolságra tartják egymástól; egy O-atom körül tetraéderesen négy H-atom van, amelyekből kettő H-kötéssel, kettő pedig kovalens kötéssel kapcsolódik. (1,0 p)

    e) – felszíni vizek (óceánok, tengerek, tavak folyók vizei)

  • f) – vízlágyítási eljárás: a vízben oldott Ca- és Mg-sók mennyiségének csökkentésére

    irányuló folyamat, amely történhet kicsapással vagy ioncserélő eljárással; (0,50p)

  • keletkezne, és ezek így a vízből kicsapódnak:

    3Ca2+ + 2Na3 PO4 ® Ca3(PO4)2 + 6Na+ Mg2+ + Ca(OH)2 ® Mg(OH)2 + Ca2+

    Na2CO3 + Ca2+ ® CaCO3 + 2Na+ (1,5 p)

    - ioncserélő eljárás: kationcserélő gyantát használnak, amelyben Na+ -ionok vannak (0,5p)

  • 9. 220oC-on a NaHCO3 bomlási egyenlete: 2NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O(g) (0,75 p)

    10 g NaHCO3 –ból keletkezett gázok anyagmennyisége (mólok száma):

    2x84 g NaHCO3 . . . . . . .1 mol CO2 . . . . . . . .1 mol H2O(g)

    10 g ” . . . . . . . . . . . . x . . . . . . . . . . . . . x

    x = 0,0595 mol CO2 és 0,0595 mol H2O(g) (0,75 p)

    - a sütőben levő levegő (60 liter, 20oC) anyagmennyisége, a gáztörvény alapján:

    60/24,04 = 2,4958 mol (0,75 p)

    - a tészta állagából elpárolgott vízgőz anyagmennyisége: 5/18 = 0,2777 mol (0,75 p)

    - az adott hőmérsékleten a sütőben található gázok anyagmennyisége:

    n = 2x0,0595 + 2,4958 + 0,2777 = 2,8925 mol gáz (1,0 p)

    - a gáztörvény alapján: p = nRT/V = 1,9488 atm = 1,974x105 Pa (1,0 p)

     

    10. a) - a melegítés hatására a papíron levő kék színű írás eltűnik, mert a CuSO4 csak hidratált

    állapotban kék színű, de ha kristályvizét elveszti, színtelen lesz:

    CuSO4 · 5H2O + hő ® CuSO4 + 5H2O(g) (0,50 p)

    b) – az ammónia-gőzök hatására ismét kék színnel jelenik meg az írás a papíron, mivel az ott

    levő Cu2+ -ionok mélykék színű réz-tetramin komplexet képeznek: (0,50 p)

    CuSO4 + 4NH3 ® [Cu(NH3)4]SO4 (0,25 p)

    c) – a H2S hatására az írás feketén jelenik meg, mert oldhatatlan fekete színű CuS válik ki

    a papíron: CuSO4 + H2S ® CuS + H2SO4 (0,5 + 0,25 = 0,75 p)

     

    11. Téglalapos triviális rejtvény

    R

    3

    E

    H

    Z

    E

    8

    S

    G

    L

    É

    4

    Z

    K

    Ő

    S

    4

    O

    Ú

    L

    Y

    6

    P

    Á

    I

    T

    6

    S

    Z

    A

    L

    5

    Ó

    F

    O

    M

    4

    M

    I

    I

    L

    9

    Y

    F

    P

    Á

    6

    U

    P

    Á

    T

    3

    S

    K

    S

    M

    4

    M

    Í

    N

    Z

    2

    Ó

    S

    (2,0 p)

    ÓLOMFEHÉR = bázikus-ólom-karbonát; PbCO3 · Pb(OH)2

    GIPSZ = kristályos kalcium-szulfát; CaSO4 · 2H2O

    MÍNIUM = ólom-II.,IV –oxid; Pb3O4 , illetve: 2PbO · PbO2

    SÚLYPÁT = bárium-szulfát; BaSO4

    SZALMIÁKSZESZ = ammónium-hidroxid; NH4OH

    KŐSÓ = nátrium-klorid; NaCl

    FOLYPÁT = kalcium-fluorid; CaF2 (7x0,25)x3 = 5,25 p