{"id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad/18","paper_id":"chemia-2024-maj-matura-rozszerzona","number":"18","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2024,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 18. (0-1)\nPodczas spalania PVC powstają tlenek węgla(IV), para wodna i bezbarwny gaz o ostrym\nzapachu, którego cząsteczki są zbudowane z dwóch atomów. Stosunek molowy produktów\nspalania jest równy 𝑛CO2 ∶ 𝑛H2O ∶ 𝑛X = 2 : 1 : 1.\nUzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie reakcji spalania, w której\nuczestniczy fragment PVC zbudowany z czterech merów.\n+ O2 →","answer":null,"answer_text":"Zadanie 18. (0-1)\nWymagania egzaminacyjne 2024\nWymaganie ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nXIII. Węglowodory. Zdający:\n7) ustala wzór monomeru, z którego został\notrzymany polimer o podanej strukturze\n[…]; pisze odpowiednie równania reakcji.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu - napisanie poprawnego równania reakcji spalania\nPVC.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nCH2 CHCl\n4\nRozwiązanie","solution":"Odpowiedź: Patrz materiał źródłowy CKE — gaz X to **HCl** (zbudowany z 2 atomów, ostry zapach). Mer PVC = C₂H₃Cl, więc 4 mery = C₈H₁₂Cl₄. Spalanie: $C_8H_{12}Cl_4 + 9 O_2 \\rightarrow 8 CO_2 + 4 H_2O + 4 HCl$. Sprawdzenie stosunku: $n_{CO_2} : n_{H_2O} : n_{HCl} = 8 : 4 : 4 = 2 : 1 : 1$ ✓.\n\nStrona arkusza CKE z treścia zadania\n\nPo co to umieć\n\nSpalanie PVC produkuje HCl — toksyczny i korozyjny gaz, dlatego pożary tworzyw sztucznych są tak niebezpieczne. To także powód, dla którego PVC nie nadaje się do spalania w spalarniach śmieci bez specjalnej obróbki spalin.\n\nTypowy błąd: Łatwo pomylić bilans H — w PVC jest 12 H, z których 4 idą do HCl, a 8 do H₂O (4 cząsteczki). Bilans O: 8·2 (CO₂) + 4·1 (H₂O) = 20 O po prawej, więc 10 O₂ po lewej — sprawdzić.","image":"img/chemia-2024-maj-matura-rozszerzona/zad-18.webp","solution_image":null,"topics":"chemia organiczna, polimery, PVC, spalanie","page_from":20,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2024 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 18. (0-1)
Podczas spalania PVC powstają tlenek węgla(IV), para wodna i bezbarwny gaz o ostrym
zapachu, którego cząsteczki są zbudowane z dwóch atomów. Stosunek molowy produktów
spalania jest równy 𝑛CO2 ∶ 𝑛H2O ∶ 𝑛X = 2 : 1 : 1.
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby otrzymać równanie reakcji spalania, w której
uczestniczy fragment PVC zbudowany z czterech merów.

\n","answer_text_html":"

Zadanie 18. (0-1)
Wymagania egzaminacyjne 2024
Wymaganie ogólne
Wymaganie szczegółowe
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
Zdający:

\n
  1. wykorzystuje wiedzę i dostępne
\n

informacje do rozwiązywania problemów
chemicznych […].
XIII. Węglowodory. Zdający:

\n
  1. ustala wzór monomeru, z którego został
\n

otrzymany polimer o podanej strukturze
[…]; pisze odpowiednie równania reakcji.
Zasady oceniania
1 pkt - poprawne uzupełnienie schematu - napisanie poprawnego równania reakcji spalania
PVC.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Zasady oceniania rozwiązań zadań
CH2 CHCl
4
Rozwiązanie

","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"

Odpowiedź: Patrz materiał źródłowy CKE — gaz X to HCl (zbudowany z 2 atomów, ostry zapach). Mer PVC = C₂H₃Cl, więc 4 mery = C₈H₁₂Cl₄. Spalanie: $C_8H_{12}Cl_4 + 9 O_2 \\rightarrow 8 CO_2 + 4 H_2O + 4 HCl$. Sprawdzenie stosunku: $n_{CO_2} : n_{H_2O} : n_{HCl} = 8 : 4 : 4 = 2 : 1 : 1$ ✓.

\n

Strona arkusza CKE z treścia zadania

\n

Po co to umieć

\n

Spalanie PVC produkuje HCl — toksyczny i korozyjny gaz, dlatego pożary tworzyw sztucznych są tak niebezpieczne. To także powód, dla którego PVC nie nadaje się do spalania w spalarniach śmieci bez specjalnej obróbki spalin.

\n

Typowy błąd: Łatwo pomylić bilans H — w PVC jest 12 H, z których 4 idą do HCl, a 8 do H₂O (4 cząsteczki). Bilans O: 8·2 (CO₂) + 4·1 (H₂O) = 20 O po prawej, więc 10 O₂ po lewej — sprawdzić.

"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź

\n

\\[\\ce{[CH2-CHCl]_4 + 10O2 -> 8CO2 + 4H2O + 4HCl}\\]

\n

Uzupełnienie schematu: przed \\(\\ce{O2}\\) wpisz 10, po strzałce: \\(8\\ce{CO2} + 4\\ce{H2O} + 4\\ce{HCl}\\)

\n

Sposób 1 - Bilans atomowy (od składu fragmentu do produktów)

\n

Krok 1 - Identyfikacja tajemniczego gazu X

\n

Bezbarwny gaz o ostrym zapachu, zbudowany z dwóch atomów - to chlorowodór \\(\\ce{HCl}\\). Chlor pochodzi z PVC, wodór z łańcucha węglowego.

\n

Krok 2 - Wzór sumaryczny fragmentu \\([\\ce{-CH2-CHCl-}]_4\\)

\n

Jeden mer \\(\\ce{-CH2-CHCl-}\\) zawiera: 2 C, 3 H, 1 Cl.

\n

\\[4 \\times (2\\text{ C} + 3\\text{ H} + 1\\text{ Cl}) = \\ce{C8H12Cl4}\\]

\n

Krok 3 - Wyznaczenie ilości produktów

\n

Podano stosunek: \\(n(\\ce{CO2}) : n(\\ce{H2O}) : n(\\ce{HCl}) = 2:1:1\\)

\n

Węgiel - 8 atomów C idzie wyłącznie do \\(\\ce{CO2}\\):
\\[8\\text{ C} \\rightarrow 8\\text{ \\ce{CO2}}\\]

\n

Chlor - 4 atomy Cl idą wyłącznie do \\(\\ce{HCl}\\):
\\[4\\text{ Cl} \\rightarrow 4\\text{ \\ce{HCl}}\\]

\n

Skoro \\(4\\text{ \\ce{HCl}}\\), to \\(4\\text{ H}\\) zostało „zużyte" przez chlor. Pozostałe wodory:
\\[12\\text{ H} - 4\\text{ H (do HCl)} = 8\\text{ H} \\rightarrow 4\\text{ \\ce{H2O}}\\]

\n

Sprawdzenie stosunku:
\\[n(\\ce{CO2}) : n(\\ce{H2O}) : n(\\ce{HCl}) = 8:4:4 = 2:1:1 \\checkmark\\]

\n

Krok 4 - Wyznaczenie \\(\\ce{O2}\\)

\n

Tlen potrzebny po prawej stronie:
\\[8\\text{ \\ce{CO2}} \\rightarrow 16\\text{ O}, \\quad 4\\text{ \\ce{H2O}} \\rightarrow 4\\text{ O}\\]
\\[\\text{Łącznie: } 20\\text{ O} \\rightarrow \\frac{20}{2} = 10\\text{ \\ce{O2}}\\]

\n

Równanie końcowe:
\\[\\ce{[CH2-CHCl]_4 + 10O2 -> 8CO2 + 4H2O + 4HCl}\\]

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez bilans atomowy

\n

| Pierwiastek | Lewa strona | Prawa strona |
| C | \\(4 \\times 2 = 8\\) | \\(8 \\times 1 = 8\\) ✓ |
| H | \\(4 \\times 3 = 12\\) | \\(4 \\times 2 + 4 \\times 1 = 8 + 4 = 12\\) ✓ |
| Cl | \\(4 \\times 1 = 4\\) | \\(4 \\times 1 = 4\\) ✓ |
| O | \\(10 \\times 2 = 20\\) | \\(8 \\times 2 + 4 \\times 1 = 16 + 4 = 20\\) ✓ |

\n

Bilans zamknięty - równanie jest poprawne.

\n

Wzory z karty CKE

\n

W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość:

\n\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Nie pisz \\(\\ce{Cl2}\\) jako produktu spalania PVC! \\(\\ce{Cl2}\\) to żółtozielony gaz - zadanie mówi o bezbarwnym gazie. Chlor reaguje z wodorem do \\(\\ce{HCl}\\), zanim trafi do cząsteczki \\(\\ce{Cl2}\\).
\n
⚠️ Uwaga: Łatwo pomylić liczbę H w merze. Mer \\(\\ce{-CH2-CHCl-}\\) ma 3 atomy H (2 przy jednym C i 1 przy drugim), nie 2 i nie 4.
\n
⚠️ Uwaga: Przy wyznaczaniu tlenu - pamiętaj, że \\(\\ce{HCl}\\) nie zawiera tlenu, więc tlen idzie tylko do \\(\\ce{CO2}\\) i \\(\\ce{H2O}\\).
\n

Schemat oceniania CKE

\n

1 pkt - poprawne uzupelnienie schematu - napisanie poprawnego rownania reakcji spalania PVC: [CH2-CHCl]4 + 10O2 -> 8CO2 + 4H2O + 4HCl.
0 pkt - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.

"}]}