X. osztály, II forduló, 2003 / 2004 –es tanév,
IX. évfolyam
1. a) Fémes kötés, kovalens kötés és ionos kötés. (0,75 p)
b) Általában azok az elemek, amelyeknek EN < 2 (fémek) fémes kötést hoznak létre, míg az EN > 2 (nemfémek) kovalens kötést hoznak létre. (Van néhány kivétel is.) (1 p)
Amennyiben az egymással kapcsolódó atomok elektronegativitásának különbsége: D EN < 2, akkor poláris kovalens kötés alakul ki, ha D EN ≥ 2, akkor ionos kötés jön létre. (1 p)
c) Kötési energia: egy mol molekulában két atom közötti kötés felszakításához szükséges energia. (0,5 p)
Kötéshossz: a kötést létesítő atomok magjai közötti távolság. (0,5 p)
Kötésszög: a kötést létesítő atomok magjait összekötő egyenesek által bezárt szög. (0,5 p)
d) Minél nagyobb térfogatúak a kötést létesítő atomok, annál nagyobb a kötéshossz és annál kisebb a kötési energia. (0,75 p)
e) A molekulák térbeli alakját a kötésszög határozza meg. Ez voszont a kapcsolódó atomok természetétől, számától valamint a közöttük kialakuló kovalens kötések számától függ. A kétatomos molekulák (O2 , N2 , HCl, stb.) mindig líneáris szerkezetűek. A kettőnél több atomból álló molekulák szerkezete függ a kötő – és nemkötő elektronpárok számától. A kötő elektronpárok résztvehetnek szigma - vagy pi – típusú kötésekben. A molekulák térbeli alakját döntő módon a molekula szigma – váza határozza meg, a pi-kötések és a nemkötő elektronpárok ezt kis mértékben befolyásolják.
(1,75 p)
f) Központi atomnak azt a legnagyobb vegyértékű atomot nevezzük, amelyhez a többi atom kapcsolódik a molekulában; pl. CH4 , NH3 , BeCl2 , H2O . (1,5 p)
g) Ionizációs energia (első ionizációs energia) az az energia, amely 1 mol szabad állapotó (gáz állapot) atom legkönnyebben leszakítható elektronjainak eltávolításához szükséges; előjele mindig pozitív. (1 p)
Az elektronaffinitás azt az energiaváltozást jelenti, amely 1 mol gázállapotó atom egy elektron felvételét kíséri (– 1 töltésű ion kialakulása; értéke általában negatív (energia felszabadulás), de lehet pozitív is. (1 p)
2. a) < ; b) > ; c) > ; d) < ; e) < ; f) = ; g) < ; h) > ; i) < ; j) = ; (2,5 p)
a) - a víz molekulákban az O – atomnak két pár kötésben részt nem vevő elektron van, amelyek taszító hatást fejtenek ki a kötő elektronokra, ezért csökken a kötésszög (105 o), míg az oxónium-ionban ez a taszítás már kisebb, nő a kötő elektronok közti távolság (107o) (0,75 p)
b) M (SO2) = 64 és M (CO2) = 44; a levegőre vonatkoztatott sűrűség az adott gáz molekulatömegétől függ: d = M / 28,9 (0,75 p)
c) Fe2+ - ionban 24 e- és 26 p+ van, a Fe3+ - ionban 23 e- és 26 p+ , tehát a mag elektronokra ható vonzása nagyobb a Fe3+ esetében, így itt csökken a sugár. (0,75 p)
d) AlCl3 + 6H2O ® Al(OH)3 + 3H3O+ + 3Cl- erős sav és gyenge bázis sójának hidrolízisével gyengén savas oldat keletkezik: pH < 7; a NaCl erős sav és erős bázis sója, amely nem hidrolizál, az oldat semleges: pH = 7. (0,75 p)
e) 2H2SO4 + Cu ® CuSO4 + SO2 + 2H2O és 2H2SO4 + C ® CO2 + 2SO2 + 2H2O (0,75 p)
f) Hess törvénye értelmében egy kémiai rendszer környezetével cserélt hőmennyiség nem függ az átalakulás útjától, csak a rendszer kezdeti és végállapotától; (0,75 p)
g) - a víz moláris párolgáshője azért igényel több energiát, mert a H-híd kötések felszakításához szükséges energián kívül energia szükséges a molekulák eltávolításához is ahhoz, hogy gőzállapotba kerüljenek; a jég kristályos állapotának megszüntetése is energiát igényel, de a vízmolekulák nem eltávolodnak, hanem közelebb kerülnek egymáshoz, és ez a folyamat energia felszabadulással jár; (0,75 p)
h) - a katalizátorok a reakció útját változtatják meg: olyan részfolyamatokat hoznak létre, amelyben a katalizátor a kiinduló anyagokkal reakcióképes köztitermékeket képez, amelyeknek termékké történő átalakulása kisebb aktiválási energiát igényel, mint a katalizátor nélküli átalakulás; (0,75 p)
i) M (H2SO4) = 98 100 g oldat = 5 g H2SO4 + 95 g H2O
nkénsav = 5/98 = 0,051 mol nvíz = 95/18 = 5,444 mol nössz = 5,495 mol
Xkénsav = 0,0051/5,495 = 0,0092
M (HCl) = 36,5 100 g oldat = 5 g HCl + 95 g H2O
nHCl = 5/36,5 = 0,137 mol nvíz = 5,444 mol nössz = 5,581 mol
XHCl = 0,137/5,581 = 0,0245 (0,75 p)
j) - bármely fullerén molekulában 12 ötszög és változó számú hatszög található; ez Euler által már a XVIII. században bebizonyított matematikai tétel: szabályos, zárt sokszögű idom 12 ötszögből és alakjától függően más – más számú hatszögből áll (pl. gömb alak: 12 ötszög és 20 hatszög). (0,75 p)
3. Egy csepp AgNO3 – oldatot rácsepegtetve: ha a tárgy megfeketedik, akkor az nem ezüst. Ebben az esetben Ag válik ki az oldatból valamilyen aktívabb fém vagy fémötvözet hatására (az aktívabb fém kiűzi az Ag-t vegyületéből).
HNO3 – oldattal megsavanyított K2Cr2O7 – oldatot a tárgyra csepegtetve, ha barnás színeződés jelenik meg Ag- re utal (Ag2O); a zöldes szín megjelenése Cu jelenlétét bizonyítja (Cu2+ - só). (3 p)
4. A hűsítők mindig tartalmaznak valamilyen savanyító adalék anyagot (citromsav, borkősav; a szénsavas üdítők ezen kívül még H2CO3 – t is), amelyek az Al felületén kialakult védő oxidréteggel reakcióba lépnek, majd ezután az alatta levő fém Al – t is megtámadják. Így Al – vegyületek kerülnek a hűsítőbe, amelyek károsak lehetnek az élő szervezetre. Ezen kívül maga a kulacs is károsodik, bizonyos idő után kilyukadhat. (2 p)
5. a) A Föld belső melegéből származó energia. (0,5 p)
b) A válaszhoz tudni kell, hogy a Földet teljes egészében szilikát tartalmú anyagok építik fel. A Föld belseje három rétegből áll: a 30 – 40 km vastagságú kéreg (külső rész), alatta a több száz km vastagságú köpeny, majd ezt követi a Föld magja. A Föld köpenye és magja nagyon nagy nyomás alatt van és ezzel együtt jár a hőmérséklet növekedés is. Ilyen körülmények között az anyagok már nem „molekuláris” felépítésüek, a szilikátokat alkotó atomok elektronhéjai „összenyomódnak” és ez is energia felszabadulást jelent. Ugyancsak ezek a körülmények vezetnek a folyamatos radioaktív bomlási folyamatokhoz, amely szintén energia felszabadulással jár. Mindezek az energiák főleg hő formájában eljutnak a kéreg határáig, ahonnan már könnyen felszínre törnek. (3 p)
6. Igen. A gyémánt keletkezéséhez hatalmas nyomás szükséges, amelynek hatására a gyémántban belső feszültségek keletkeznek. Ezek olyan nagyok lehetnek, hogy a kőzetből kiszabadított gyémánt robbanásszerűen szétesik. (2,5 p)
7. - a 280 m3 (10x8x3,5) térfogatú előadóban az előadás előtti levegő összetétele:
56 m3 O2 ; 0,112 m3 CO2 és 223,888 m3 N2 (0,75 p)
- az előadás során a N2 térfogata nem változik, de az oxigéné csökken és a CO2 – é pedig nő;
(20x50/60)x25 = 416,66 dm3 = 0,416 m3 (1 p)
223,888 m3 N2 + 55,584 m3 O2 + (0,112 + 0,416) m3 CO2 ; összesen 0,528 m3 CO2
V = 0,528x100/280 = 0,188 tf.% CO2 (1 p)
- a CO2 térfogat-%-os növekedése: 0,188 / 0,04 = 4,7 –szeresére nőtt (0,5 p)
- az osztályterem térfogata: Vterem = 6x5x2,5 = 75 m3 (0,25 p)
- az osztályterem CO2 –tartalma óra előtt: V = 75x0,04/100 = 0,03 m3 CO2 (0,25 p)
- az osztályterem CO2 tartalma 50 perces óra után: 0,03 + 0,416 = 0,446 m3 (0,5 p)
(0,25p)
A fenti számításokból kitűnik, hogy a helységek szellőztetése bizonyos időközökben (tantermek esetében szünetekben) feltétlenül szükséges. Minél kisebb a helység, illetve minél többen vannak egy helységben, annál jobban növekszik a CO2 koncentráció. (1 p)
8. a) A petróleum a víz ráöntése után tovább ég, míg a homok rászórásával az égő petróleum elalszik. (1 p)
b) A tűzoltás feltétele az égő anyag lehűtése annak gyulladási hőmérséklete alá, valamint az égést tápláló oxigéntől történő elzárása. (1 p)
c) A petróleum sűrűsége kisebb, mint a vízé, ezért az égési hőmérsékleten a petróleumgőzök a vízgőzök fölé kerülnek, ott a levegő oxigénjével tovább érintkeznek és az égés folytatódik. (1,5 p)
A homok nagy sűrűségű, nem illékony anyag, ezért az égő petróleumra rászórva elzárja azt a levegő oxigénjétől és ezáltal szünteti meg a petróleum további égését.
(1,25 p)
d) A konzervdoboz előmelegítése elősegíti a petróleum párolgását és így az könnyebben meggyullad. (0,75 p)
9. Rejtvény: Bűvös 9 – esek (Víz a költészetben)
a) (4,5 p)
8 |
9 |
1 |
6 |
4 |
2 |
5 |
7 |
3 |
K |
I |
C |
S |
I |
B |
E |
H |
A |
|
5 |
2 |
7 |
4 |
3 |
1 |
8 |
6 |
9 |
J |
L |
Ó |
N |
Y |
Á |
R |
F |
A |
|
7 |
1 |
3 |
5 |
6 |
9 |
4 |
2 |
8 |
U |
J |
J |
Á |
T |
A |
V |
Í |
Z |
|
9 |
3 |
8 |
2 |
7 |
4 |
1 |
5 |
6 |
B |
E |
M |
Á |
R |
T |
J |
A |
Á |
|
2 |
6 |
5 |
8 |
9 |
3 |
7 |
4 |
1 |
R |
N |
Y |
A |
T |
C |
S |
I |
P |
|
4 |
7 |
9 |
1 |
5 |
6 |
3 |
8 |
2 |
K |
É |
Z |
A |
L |
O |
C |
S |
K |
|
1 |
4 |
2 |
3 |
8 |
7 |
6 |
9 |
5 |
A |
L |
É |
P |
É |
S |
N |
Y |
I |
|
6 |
8 |
4 |
9 |
1 |
5 |
2 |
3 |
7 |
K |
I |
S |
S |
Z |
A |
M |
O |
S |
|
3 |
5 |
6 |
7 |
2 |
8 |
9 |
1 |
4 |
R |
A |
K |
Á |
N |
Y |
Á |
D |
I |
árnyat csipkéz a locska / lépésnyi kis Szamosra.” (1 p)
Kányádi Sándor (0,25 p)
c) (1,25 p)