Chimie anorganică 2015

Ministerul Educaţiei şi Cercetării Ştiinţifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare Examenul de bacalaureat naţional 2015 Proba E. d) Chimie anorganică (nivel I/ nivel II) Varianta 2 Filiera teoretică – profil real, specializarea matematică-informatică, specializarea ştiinţele naturii Filiera vocaţională – profil militar, specializarea matematică-informatică • Toate subiectele sunt obligatorii. Se acordă 10 puncte din oficiu. • Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. SUBIECTUL I (30 de puncte) Subiectul A. Scrieţi, pe foaia de examen, termenul din paranteză care completează corect fiecare dintre următoarele enunţuri: 1. Electronii situaţi în stratul 3(M) au energia mai ... ... ... decât cei situaţi în stratul 4(N). (mare/mică) 2. Ionul de sodiu, Na+, este izoelectronic cu ionul ... ... ... . (Mg2+/S2-) 3. Dizolvarea hidroxidului de sodiu în apă este un proces ... ... ... . (endoterm/exoterm) 4. Reacţia fierului cu acidul clorhidric dintr-o soluţie conduce la formarea clorurii de fier ... ... ... . (II/ III) 5. Substanţele cu rol de catalizator ... ... ... viteza unei reacţii chimice. (micşorează/măresc) 10 puncte Subiectul B. Pentru fiecare item al acestui subiect, notaţi pe foaia de examen numai litera corespunzătoare răspunsului corect. Fiecare item are un singur răspuns corect. 1. Atomul unui element are 14 neutroni, iar în învelişul său electronic sunt 6 electroni în orbitali s şi 7 electroni în orbitali p. Acest atom: a. are în învelişul electronic 3 substraturi; c. are în învelişul electronic 5 straturi; b. are Z = 27 şi A = 13; d. are configuraţia electronică 1s22s22p63s23p1. 2. Proprietatea comună a moleculelor H2, N2, Cl2 este: a. atomii constituenţi sunt legaţi prin legătură covalentă polară; b. atomii constituenţi prezintă dublete de electroni neparticipanţi; c. electronii puşi în comun sunt distribuiți inegal între cei doi atomi constituenţi; d. electronii puşi în comun aparţin în egală măsură celor doi atomi constituenţi. 3. Volume egale de clor şi de azot, măsurate în aceleaşi condiţii de temperatură şi de presiune: a. conţin acelaşi număr de molecule; c. au aceeaşi masă; b. au aceeaşi densitate; d. conţin număr diferit de atomi. 4. Despre clorura de sodiu se poate afirma: a. are punctul de topire mai mic decât al gheţii; c. nu conduce curentul electric în stare topită; b. este casantă; d. este solubilă în solvenți nepolari. 5. Se consideră schema de reacţii: NaCl(topită) electroliz  ă → A + Cl2 A + H2O → B + H2. Literele A şi B corespund substanţelor: a. A - sodiu, B - oxid de sodiu; c. A - sodiu, B - hidrură de sodiu; b. A - sodiu, B - peroxid de sodiu; d. A - sodiu, B - hidroxid de sodiu. 10 puncte Subiectul C. Scrieţi, pe foaia de examen, numărul de ordine al particulei/caracteristicii atomului din coloana A însoţit de litera din coloana B, corespunzătoare semnificaţiei acesteia. Fiecărei cifre din coloana A îi corespunde o singură literă din coloana B. A B 1. neutron a. particulă componentă a nucleului atomic cu sarcina electrică relativă +1 2. nucleu b. specie chimică cu număr diferit de electroni faţă de numărul protonilor din nucleu 3. număr atomic c. are aceeaşi valoare pentru toate elementele chimice 4. proton d. parte centrală a atomului care concentrează aproape întreaga masă a acestuia 5. ion e. este egal cu numărul protonilor f. particulă componentă a nucleului atomic cu sarcina electrică 0 10 puncte Numere atomice: H- 1; N- 7; Na- 11; Mg- 12; S- 16; Cl- 17. Probă scrisă la chimie anorganică (nivel I/ nivel II) Varianta 2 Filiera teoretică – profil real, specializarea matematică-informatică, specializarea ştiinţele naturii Filiera vocaţională – profil militar, specializarea matematică-informatică Pagina 1 din 3  Ministerul Educaţiei şi Cercetării Ştiinţifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare SUBIECTUL al II-lea (30 de puncte) Subiectul D. 1. Precizaţi compoziţia nucleară (protoni, neutroni) pentru atomul cu sarcina nucleară +8 și valoarea numărului de masă cu 2 unităţi mai mare decât dublul sarcinii nucleare. 3 puncte 2. a. Scrieţi configuraţia electronică a atomului elementului (E) pentru care electronul distinctiv este al treilea electron din stratul 2(L). b. Determinaţi valoarea numărului atomic al elementului (E). c. Notaţi numărul electronilor din orbitalii de tip s ai atomului elementului (E). 5 puncte 3. Modelaţi formarea legăturii chimice în clorura de sodiu, utilizând simbolurile elementelor chimice şi puncte pentru reprezentarea electronilor. 3 puncte 4. Notaţi tipul legăturilor chimice din ionul amoniu. 2 puncte 5. Notaţi concluzia care se desprinde din observaţia experimentală prezentată mai jos, având în vedere reactivitatea chimică a sodiului: „În aer, sodiul se acoperă de un strat care conține oxizi şi alţi compuşi ai săi. De aceea, în laborator, sodiul se păstrează sub petrol, ferit de aer.” 2 puncte Subiectul E. 1. Iodul se obţine în laborator prin reacţia reprezentată de ecuaţia: …MnO2 + …H2SO4 + …Kl → …K2SO4 + … MnSO4 + …l2 + …H2O. a. Scrieţi ecuaţiile proceselor de oxidare, respectiv de reducere care au loc în această reacţie. b. Notaţi rolul dioxidului de mangan (agent oxidant/agent reducător). 3 puncte 2. Notaţi coeficienţii stoechiometrici ai ecuaţiei reacţiei chimice de la punctul 1. 1 punct 3. Se prepară 200 mL soluţie de acid sulfuric de concentraţie 0,5 M utilizând o soluţie de acid sulfuric de concentraţie procentuală masică 20%. Determinaţi masa soluţiei de acid sulfuric de concentraţie 20% necesară, exprimată în grame. 4 puncte 4. O probă de 0,3 mol de clor reacționează complet cu bromura de sodiu. a. Scrieţi ecuaţia reacţiei dintre clor și bromura de sodiu. b. Determinaţi masa de bromură de sodiu consumată în reacţie, exprimată în grame. 5 puncte 5. Notaţi două metode de prevenire a coroziunii fierului. 2 puncte Numere atomice: H- 1; N- 7; Na- 11; Cl- 17. Mase atomice: H- 1; O- 16; Na- 23; S- 32; Br- 80. Probă scrisă la chimie anorganică (nivel I/ nivel II) Varianta 2 Filiera teoretică – profil real, specializarea matematică-informatică, specializarea ştiinţele naturii Filiera vocaţională – profil militar, specializarea matematică-informatică Pagina 2 din 3  Ministerul Educaţiei şi Cercetării Ştiinţifice Centrul Naţional de Evaluare şi Examinare SUBIECTUL al III-lea (30 de puncte) Subiectul F. 1. Ecuația termochimică a reacției de ardere a benzenului, C6H6, este: C6H6(l) + 15/2O2(g) → 6CO2(g) + 3H2O(g). Calculaţi variația de entalpie în reacția de ardere a benzenului, utilizând entalpiile molare de formare standard: ∆fH0C6H6(l) = + 49,1 kJ/mol, ∆ f H0CO2 ( g) = - 393,5 kJ/mol, ∆ f HH0 2O( g) = - 241,6 kJ/mol. 3 puncte 2. Calculaţi căldura, exprimată în kilojouli, degajată la arderea a 39 g de benzen. 2 puncte 3. În reacția termitului se degajă 836 kJ. Determinați masa de apă, exprimată în kilograme, care poate fi încălzită utilizând căldura degajată în reacția termitului, de la 25 0C la 65 0C. Se consideră că nu au loc pierderi de căldură. 3 puncte 4. Ecuația reacției de ardere a etenei, C2H4, este: C2H4(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + 2H2O(g), ∆rH. Determinaţi variația de entalpie în reacția de ardere a etenei, ∆rH, în condiții standard, utilizând ecuațiile termochimice: (1) C2H4(g) + H2(g) → C2H6(g) ∆rH1 = - 133,4 kJ, (2) C2H6(g) + 7/2O2(g) → 2CO2(g) + 3H2O(g) ∆rH2 = - 1430,8 kJ, (3) H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(g) ∆rH3 = - 241,6 kJ. 5 puncte 5. Comparați stabilitatea substanţelor KCl(s) şi KClO3(s) utilizând entalpiile molare de formare standard ∆fH0KCl(s) = - 436,5 kJ/mol, ∆fH0KClO3(s) = - 397,7 kJ/mol. Justificaţi răspunsul. 2 puncte Subiectul G1. (OBLIGATORIU PENTRU NIVEL I) 1. Acidul sulfuric se recunoaşte în laborator cu soluţie de clorură de bariu. H2SO4(aq) + BaCl2(aq) → BaSO4(s) + 2HCl(aq) Precizaţi tipul reacţiei având vedere viteza de desfăşurare a acesteia. 1 punct 2. Calculaţi masa de bariu, exprimată în grame, conținută în 104 g de clorură de bariu de puritate 80%, știind că impuritățile nu conțin compuși ai bariului. 4 puncte 3. O probă de clorură de bariu reacţionează complet cu acidul sulfuric din 294 g soluţie de concentraţie procentuală masică 10%. Calculaţi masa de precipitat care se obţine în urma reacţiei, exprimată în grame. 4 puncte 4. Determinaţi pH-ul unei soluţii de acid azotic, care conţine 0,63 g substanţă dizolvată în 100 mL soluţie. 4 puncte 5. a. Notaţi caracterul acido-bazic al unei soluţii cu pH = 13. b. Notaţi culoarea soluţiei cu pH = 13 la adăugarea a 2-3 picături de turnesol. 2 puncte Subiectul G2. (OBLIGATORIU PENTRU NIVEL II) 1. Determinaţi viteza medie de formare a dioxidului de azot, în procesul:  → 2NO(g) + O2(g) ←  2NO2(g) ştiind că viteza medie de consum a oxigenului este 2,5 mol·L-1·s-1. 2 puncte 2. Pentru procesul chimic descris de ecuația:  → 2N2O5(g) ←  4NO2(g) + O2(g) s-au determinat experimental valorile: k = 0,34 min-1 şi [N2O5] = 0,5 mol/L. Calculaţi valoarea vitezei de reacţie, exprimată în mol·L-1·s-1, ştiind că reacţia este de ordinul I. 2 puncte 3. Formula chimică a reactivului Tollens, utilizat în chimia organică, este [Ag(NH3)2]OH. a. Notaţi denumirea IUPAC a reactivului Tollens. b. Notaţi numărul de coordinare al ionului Ag+ în reactivul Tollens. 3 puncte 4. Indicaţi sensul de deplasare a echilibrului chimic descris de ecuaţia reacţiei:  → 4HCl(g) + O2(g) ←  2H2O(g) + 2Cl2(g) + 112,85 kJ în următoarele situaţii: a. scade presiunea; b. scade temperatura; c. se introduce HCl(g) suplimentar, în sistem. 3 puncte 5. Se amestecă 50 mL soluție de acid clorhidric de concentrație 0,1 M cu 20 mL soluție de hidroxid de sodiu de concentrație 0,25 M. a. Scrieți ecuația reacției dintre acidul clorhidric și hidroxidul de sodiu. b. Determinați pH-ul soluției finale. 5 puncte Mase atomice: H- 1; C- 12; N- 14; O- 16; S- 32; Cl- 35,5; Ba- 137; capă = 4,18 kJ.kg-1.K-1. Probă scrisă la chimie anorganică (nivel I/ nivel II) Varianta 2 Filiera teoretică – profil real, specializarea matematică-informatică, specializarea ştiinţele naturii Filiera vocaţională – profil militar, specializarea matematică-informatică Pagina 3 din 3