IX. osztály, I. forduló,

2011 / 2012 –es tanév, XVII. évfolyam

1.  a) H₂ – gáz.                                                                                                      (0,25 p)

      b) „Könnyű vegyi anyag” = köneny (a legkönnyebb anyag).                                     (0,5 p)

c) A H₂ – gáz sokkal könnyebb, mint a levegő (idézetben: 14-szer), ezért a nyitott edényből eltávozik; „magától le sem jön”, vagyis csak adott körülmények között lehet „visszatartani”.                                                                                            (1,0 p)

d) A H₂ – gáz levegőn könnyen gyullad; ez a folyamat egy szikra hatására is bekövetkezik (oxigénnel durranógáz): 2H₂ + O₂ ® 2H₂O + hő                                                        (1,0 p)

e) A d)-válaszban megadott jelenség miatt veszélyes. Így robban fel 1937 májusában a Zeppelin léghajó miután átkelt az óceánon New Jerseyben kigyulladt és elégett (72 utassal a fedélzetén).                                                                                     (1,0 p)

f) Pl. héliumot, mert ez nemesgáz lévén a levegő oxigénjével semmilyen körülményeken nem képez robbanóelegyet. Általánosan bármilyen olyan gáz használható a H₂ helyett, amely könnyebb, mint a levegő és a levegővel, illetve annak oxigénjével nem képez robbanóelegyet az adott körülményeken.                                                      (1,0 p)

g) Könnyű hidrogén = prócium; H; N = 0; A = 1

nehéz hidrogén = deutérium; D; N = 1; A = 2

szupernehéz hidrogén = trícium; T; N = 2; A = 3.                                               (1,5 p)

2. Egészítsd ki az alábbi mondatok hiányzó részeit!

      a)   Az atomot alkotó alapvető részecskék a proton, neutron, elektron.                      (0,6 p)

      b)  A molekulát alkotó részecskék az atomok.                                                           (0,2 p)

      c)   Az elektronok az atomban az elektronburok elektronhéjain  és azon belül az orbitálokon helyezkednek el.                                                                                                    (0,6 p)

      d)   A rendszám a protonok  és elektronok számát jelöli.                                            (0,5 p)

      e)   A tömegszám a protonok  és neutronok számának összegét jelöli.                        (0,5 p)

      f) Az izotóp egy elemnek azonos rendszámú, de eltérő tömegszámú (vagy neutronszámú) változata.                                                                                                              (0,6 p)

      g)   Az atommagban található alapvető részecskék protonok  és neutronok.                 (0,5 p)

      h)   Egy instabil izotóp radioaktív bomlással stabilizálódik.                                          (0,3 p)

      i) A természetes és mesterséges radioaktív izotóp elnevezés közötti különbség arra utal, hogy természetben létező, vagy valamilyen atommagreakcióban előállított.                (0,6 p)

      j) A kémiai és az atommag reakciók közötti különbség: kémiai reakciókban új anyagok keletkeznek, a magreakciókban új kémiai elemek keletkeznek.                               (0,6 p)

      k)   Egy atom gerjesztett állapotban van akkor, ha külső elektronja(i) egy távolabbi pályára kerül(nek).                                                                                                                     (0,5 p)

      l) A Világegyetem leggyakoribb eleme a hidrogén.                                                       (0,2 p)

      m)  Az atomnak az a része, amely a kémiai tulajdonságaiért felelős, az elektronburok.    (0,2 p)

      n)   Az elemek periódusos rendszerének rendezési elve az elektronhéjak feltöltődése elektronokkal (az orbitálok energia sorrendjében).                                                    (0,5 p)

      o)  A kémiailag legstabilabb elemek a nemesgázak, mert utolsó elektronhéjaik telítettek.

                                                                                                                                 (0,5 p)

      p)  Az egymással kémiai reakcióba lépő elemek a nemesgáz szerkezet (=telített utolsó elektronhéj) kialakításra törekednek.                                                                     (0,3 p)

      q)   Az azonos oszlopban lévő atomok elektronszerkezeti sajátossága: vegyértékelektronjaik száma azonos.                                                                                                    (0,5 p)

      r) Az azonos oszlopban lévő atomok kémiai tulajdonságai azonosak (ill. nagyon hasonlóak).

                                                                                                                                (0,2 p)

      s)   A „nemesgáz szerkezet” kifejezés azt jelenti, hogy az adott részecske telített elektronhéj szerkezettel rendelkezik.                                                                                   (0,5 p)

3. „A második vaskorszak”

      a)   Évezredekkel az arany és az ezüst felfedezése után őseink fokozatosan használni kezdték a rezet, az ónt és a vasat. (Fémeket kell megnevezni.)                                                                              (0,5 p)

      b)  Az emberiség először azokat a fémeket „fedezte” fel, amelyek reakciókészségük alapján „inaktívak” - ezek a természetben előfordulnak (Au, Ag); majd ezután következett a kevésbé aktív fémek felfedezése, gyakorlatilag az aktivitásuk sorrendjében, mivel ezek már általában az ércekben fordulnak elő és onnan kellett kinyerni; az ércekből jóval könnyebb kinyerni a kevésbé aktív fémeket, mint a reakcióképesebbeket. (Lásd f.-kijelentést!).   (1,5 p)

      A Cu - korszak i.e. 4000-3000 - ig tartott; kb. i.e. 3500 körül az emberiség megismerte az ólmot, i.e. 3000 körül az ónt, majd ezután következett a vas felfedezése, kb. i.e. 800 körül (lásd c-kijelentést).                                                                                                 (1,0 p)

      c)   I.e. 800 körül felfedezték a vasat, amely aktívabb a réznél, ólomnál és ónnál, így megkezdődött a vaskorszak.                                                                                   (0,2 p)

      d)   Kémiai szempontból az összes fém legfontosabb tulajdonsága az, hogy egy vagy több

      elektront képesek leadni.                                                                                        (0,3 p)

e) A c)-pontban megnevezett tulajdonság a periódusos rendszer bal alsó  sarkában

levő elemek esetében a legkihangsúlyozottabb. Magyarázat!                                         (0,20 p)

Az elemek elektronleadási képessége az elektronburok szerkezetétől függ: minél távolabb van az atommagtól a külső héj, és ez minél kevesebb elektront tartalmaz, annál könnyebben képes leadni ezeket. A „bal alsó sarok” a periódusos rendszerben azt jelenti, hogy az atommagtól a lehető legtávolabb levő héj, amelyen a legkevesebb elektron van.                                                                                              (1,5 p)

      f)   A nagyon aktív fémek könnyen adnak le elektront, ezért kicsi a valószínűsége, hogy ezek a természetben elemi állapotban előforduljanak.                                                            (0,3 p)

      g)   A fentiekkel ellentétben a kevéssé aktív fémek a természetben általában előfordulnak elemi állapotban, mert nem reagálnak semmilyen anyaggal.                                                    (0,2 p)

4.  a)                                                                                                                        (5,6 p)

S. sz.

Be-tű

S. sz.

Be-tű

S. sz.

Be-tű

S. sz.

Be-tű

1.

KOV

A

SAV

8.

ANT

I

MON

15.

ATO

M

MAG

22.

ITT

R

IUM

2.

NIO

B

IUM

9.

FIX

Í

RSÓ

16.

HAF

N

IUM

23.

NÁT

R

IUM

3.

TER

B

IUM

10.

GAL

L

IUM

17.

BAR

N

AKŐ

24.

HAS

S

IUM

4.

KAL

C

IUM

11.

TAL

L

IUM

18.

HAL

O

GÉN

25.

PLA

T

INA

5.

TRÍ

C

IUM

12.

HOL

M

IUM

19.

AMM

Ó

NIA

26.

NEU

T

RON

6.

IRI

D

IUM

13.

KAD

M

IUM

20.

ÖTV

Ö

ZET

27.

MÁR

V

ÁNY

7.

VOL

F

RAM

14.

FER

M

IUM

21.

KRI

P

TON

28.

FOL

Y

SAV

      b)  (1) H₄SiO₄ - oldat; hidrogén-ortoszilikát (instabil);                                            (0,15 p)

           (9) Na₂S₂O₃ - nátrium-tioszulfát;                                                                    (0,2 p)

           (27) CaCO₃ - kalcium-karbonát;                                                                      (0,2 p)

           (28) HF-oldat = hidrogén-fluorid oldat;                                                               (0,15 p)

      c)   (2) Nb, Z = 41; (3) Tb, Z = 65; (4) Ca, Z = 20;  (5) T, (Z = 1, H-izotóp);  (6) Ir, Z = 77;

(7) W, Z = 74;  (8) Sb, Z = 51;  (10) Ga, Z = 31;  (11) Tl, Z = 81;  (12) Ho, Z = 67;

(13) Cd, Z = 48;  (14) Fm, Z = 100;  (16) Hf, Z = 72;  (21) Kr, Z = 36;  (22) Y, Z = 39;  (23) Na, Z = 11;  (24) Hs, Z = 108;  (25) Pt, Z = 78.                                             (1,8 p)

5.  - a diákok az udvaron: „gázhalmazállapot”, amelyben a részecskék állandó mozgásban vannak, keverednek egymással; a kisebb tömegű részecskék gyorsabban, a nagyobb tömegűek lassabban mozognak; a mozgás során ütközhetnek is egymással;       (1,0 p)

      - csengetéskor: „folyékony halmazállapot”, amelyben a részecskék már közelebb kerülnek egymáshoz, bizonyos fokú rendezettség alakul ki és sokkal kisebb mozgási lehetőségük van;                                                                                          (1,0 p)

      - a kicsi osztályteremben: „szilár halmazállapot”, amelyben a részecskék rendezetten és szorosan helyezkednek el, ezért mozgásra nincs lehetőségük, legfeljebb csak rezgőmozgásra.                                                                                                     (1,0 p)

6.  a) - sósav és a hypoban található vegyületek közötti lehetséges reakciók:

NaOCl + 2HCl ® NaCl + H₂O + Cl₂    és  NaOH + HCl ® NaCl + H₂O             (1,0 p)

- a sósavoldat tömege: m = rxV = 1,1 g/cm³ x 500 cm³ = 550 g HCl oldat                 (0,6 p)

      - a sósavoldatban oldott anyag tömege és anyagmennyisége: M(HCl) = 36,5

           m(HCl) = 550x20/100 = 110 g HCl = 3,01 mol HCl                                          (0,6 p)

      - a hypo-oldat tömege: m = rxV = 1,1 g/cm³ x 500 cm³ = 550 g hypo-oldat             (0,25 p)

      - a hypo-oldatban található NaOCl tömege és anyagmennyisége: M(NaOCl) = 74,5

           m(NaOCl) = 550x5/100 = 27,5 g NaOCl = 0,369 mol NaOCl                             (0,6 p)

      - a hypo-oldatban található NaOH tömege és anyagmennyisége: M(NaOH) = 40

           m(NaOH) = 550x2/100 = 11 g NaOH = 0,275 mol NaOH                                 (0,5 p)

      - tehát: HCl - oldatba van 3,01 mol HCl

      hypoban van 0,369 mol NaOCl, amely fogyaszt 0,738 mol HCl-t, és

      0,275 mol NaOH, amely fogyaszt 0,275 mol HCl -t Þ összesen fogyott 1,013 mol HCl (0,3 p)

      - a fenti adatok azt bizonyítják, hogy a hypo komponensei teljesen elfogynak és ennek megfelelően szabadul fel a klórgáz:   n(Cl₂) = 0,369 mol Cl₂                               (0,55 p)

      - a klórgáz térfogata 20 ^oC-on: V = 0,369x22,4x293/273 = 8,87 dm³ Cl₂                       (0,5 p)

      b) - a klórgáz fojtó szagú, köhögésre ingerlő, mérgező hatású.                              (0,9 p)

7.  a) A kancsó tartalmának átöntése a borosüvegbe eredményezi a „vízből vörös bort”. (0,5 p)

      A kancsóban található színtelen bázikus oldat (NaOH-old.) a fenolftalein indikátor jelenlétében (borosüvegben) vörösre színeződik.                                                   (0,5 p)

      b) Az a)-pontban keletkezett keverék átöntése a Berzelius-pohárba. Az elegy itt elveszti vörös színét, mert a bázikus oldat semlegesítődik a Berzelius-pohárban levő HCl-oldattal:

NaOH + HCl ® NaCl + H₂O   illetve  HO^- + H₃O⁺ ® 2H₂O                                 (1,0 p)

      - oldatokban a feloldott anyagok anyagmennységei:

           200 cm³ 1 m/m%-os NaOH-oldat nagyon híg Þ kb. 2 g NaOH = 0,05 mol NaOH   (0,25 p)

20 cm³ tömény HCl-oldat 10-szer kisebb térfogat és sokkal töményebb, mint a NaOH oldat, Þ sokkal több anyagmennyiség HCl-t , mint anyagmennyiség NaOH (kb. 0,2 - 0,24 mol HCl)                                                                                                       (0,75 p)

- az a)-pont oldatát a Berzelius-pohárba öntve savas kémhatású oldat keletkezik =

savfölösleg van (reakcióegyenlet alapján) és a fenolftalein a savas oldatban színtelen.

                                                               (0,5 p)

c) A Berzelius-pohár tartalmát a söröspohárba öntve „sör keletkezik”.                   (0,5 p)

 A b)-pont számításai alapján a Berzelius-pohárban savas kémhatású oldat van: (0,25 p)

HCl + NaHCO₃ ® NaCl + H₂O + CO₂                                       (0,5 p)

A Berzelius-pohárban levő savfölösleg és NaHCO₃ (szódabikarbóna) reakciójából

Buborékok keletkeznek (CO₂), a detergens pedig habot képez a „sör” tetejére. A barna

festék s „sör” színét adja.                                                                                   (0,75 p)

8. a)                                                                                                                       (4,5 p)

7 TM	2 TZ	4 • J	6 EM	8 J ”	9 S •	1 ••	3 VO	5 „ B
1 DR	3 NA	5 EV	7 ŰT	2 ••	4 FJ	6 EK	8 • É	9 EG
9 YE	6 • S	8 S •	1 • S	3 TA	5 EZ	7 LE	4 ÚS	2 A •
5 ET	7 N •	9 SÜ	2 VE	1 AD	8 „ A	4 ÁG	6 • E	3 J •
2 GY	1 EB	6 ZE	4 • S	7 EG	3 MJ	5 ÉS	9 LE	8 Z •
8 ÉL	4 ZÁ	3 ND	5 ” •	9 TE	6 KN	2 TA	7 YE	1 EC
6 EK	9 KR	1 K •	8 ET	4 MÁ	2 N •	3 EN	5 „ A	7 SÜ
3 NE	5 Z •	7 LE	9 ŐL	6 • É	1 MÓ	8 MŰ	2 AL	4 RA
4 ••	8 VE	2 AP	3 MŰ	5 EL	7 TE	9 ” •	1 RJ	6 LE

      b) Sadebeck Móritz                                                                                           (0,25 p)

      c) A vegytan alapvonatai mindennemű ifjúság számára                                       (0,5 p)

      d) 1. „Bevezetés”; 2. „Az elemek s ezeknek életműtlen egyesületei”; 3. „Az életműves

egyesületekről”                                                                                                  (1,0 p)

      e) Károlyi Sámuel, 1843 - ban.                                                                           (0,5 p)

      f) 2. fejezet: Az elemek és ezek szervetlen vegyületei                                          (0,25 p)          3. fejezet: A szerves vegyületekről                                                                    (0,25 p)