{"id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad/2.2","paper_id":"chemia-2025-maj-matura-rozszerzona","number":"2.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2025,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 2.2. (0-1)\nUzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.\nJeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro\nU\n235 następuje jego rozszczepienie,\nw wyniku którego powstaje jądro\nSr\n93\ni są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się\njądro (\nI\n139 /\nXe\n140\nBa\n140\n). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy\nstosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro (\nU\n235 /\nSr\n93\n).\n2.2.\n0-1\n2.1.\n0-1\nn\nn\n92\n235\nU\nBa\n36\nn\nn\nBa\nKr\n36\n92\nn\n56\n141\nMCHP-R0_100\nInformacja do zadań 3.-4.\nJod tworzy wiele połączeń z tlenem np. tlenek jodu(V), który jest białym ciałem stałym.\nW reakcji tego związku z wodą powstaje jednoprotonowy kwas. Opisany tlenek jest\nstosowany do wykrywania i oznaczania zawartości tlenku węgla(II) w powietrzu.\nNa podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 2.2. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n1) […] wyjaśnia przebieg procesów\nchemicznych;\n7) wykonuje obliczenia dotyczące praw\nchemicznych.\nI. Atomy, cząsteczki i stechiometria\nchemiczna. Zdający:\n4) pisze równania […] sztucznych reakcji\njądrowych.\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nJeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro\nU\n235 następuje jego rozszczepienie,\nw wyniku którego powstaje jądro\nSr\n93\ni są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się\njądro (\nI\n139 /\nXe\n𝟏𝟒𝟎\nBa\n140\n). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy\nstosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro (\nU\n𝟐𝟑𝟓 /\nSr\n93\n).\n3\nn\nn\n92\n235\nU\nBa\n36\nn\nn\nBa\nKr\n36\n92\nn\n56\n141\n1\n0\n0\n1\nZasady oceniania rozwiązań zadań","solution":"Drugie jądro = **¹⁴⁰Xe** (ksenon). **Wyliczenie**: - ²³⁵₉₂U + ¹n → ⁹³₃₈Sr + 3·¹n + ? - **Liczba atomowa drugiego jądra**: 92 - 38 = **54** = Xe (ksenon). - **Liczba masowa**: 236 - 93 - 3 = **140**. - **²³⁵U + n → ⁹³Sr + 3n + ¹⁴⁰₅₄Xe**. ¹³⁹I (Z=53) — niepasująca liczba atomowa. ¹⁴⁰Ba (Z=56) — niepasująca liczba atomowa. **¹⁴⁰Xe** (Z=54) — pasuje ✓. **Większy stosunek N/Z**: - ²³⁵U: N = 235 - 92 = **143**, Z = 92 → **N/Z = 143/92 ≈ 1,55**. - ⁹³Sr: N = 93 - 38 = **55**, Z = 38 → **N/Z = 55/38 ≈ 1,45**. → **Większy N/Z ma ²³⁵U** (1,55 > 1,45). **Wniosek fizyczny**: ciężkie jądra (jak U) mają **więcej neutronów** w stosunku do protonów niż jądra lekkie — siła jądrowa silna ma krótki zasięg, a odpychanie elektrostatyczne protonów rośnie z odległością → ciężkie jądra wymagają proporcjonalnie więcej \"neutronowego cementu\" (neutrony oddziaływają tylko siłą silną, bez elektrostatyki).","image":"img/chemia-2025-maj-matura-rozszerzona/zad-2.2.webp","solution_image":null,"topics":"chemia jądrowa, rozszczepienie, uran, stosunek neutron/proton, bilans nukleonowy","page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2025 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 2.2. (0-1)<br>Uzupełnij zdania. Zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.<br>Jeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro<br>U<br>235 następuje jego rozszczepienie,<br>w wyniku którego powstaje jądro<br>Sr<br>93<br>i są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się<br>jądro (<br>I<br>139 /<br>Xe<br>140<br>Ba<br>140<br>). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy<br>stosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro (<br>U<br>235 /<br>Sr<br>93<br>).<br>2.2.<br>0-1<br>2.1.<br>0-1<br>n<br>n<br>92<br>235<br>U<br>Ba<br>36<br>n<br>n<br>Ba<br>Kr<br>36<br>92<br>n<br>56<br>141<br>MCHP-R0_100<br>Informacja do zadań 3.-4.<br>Jod tworzy wiele połączeń z tlenem np. tlenek jodu(V), który jest białym ciałem stałym.<br>W reakcji tego związku z wodą powstaje jednoprotonowy kwas. Opisany tlenek jest<br>stosowany do wykrywania i oznaczania zawartości tlenku węgla(II) w powietrzu.<br>Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2018.</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 2.2. (0-1)<br>Wymagania ogólne<br>Wymaganie szczegółowe<br>II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania problemów.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>[…] wyjaśnia przebieg procesów</li></ol>\n<p>chemicznych;</p>\n<ol><li>wykonuje obliczenia dotyczące praw</li></ol>\n<p>chemicznych.<br>I. Atomy, cząsteczki i stechiometria<br>chemiczna. Zdający:</p>\n<ol><li>pisze równania […] sztucznych reakcji</li></ol>\n<p>jądrowych.<br>Zasady oceniania<br>1 pkt - poprawne uzupełnienie dwóch zdań.<br>0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.<br>Rozwiązanie<br>Jeżeli po pochłonięciu jednego neutronu przez jądro<br>U<br>235 następuje jego rozszczepienie,<br>w wyniku którego powstaje jądro<br>Sr<br>93<br>i są emitowane 3 neutrony, to równocześnie tworzy się<br>jądro (<br>I<br>139 /<br>Xe<br>𝟏𝟒𝟎<br>Ba<br>140<br>). Wśród jąder biorących udział w tej przemianie większy<br>stosunek liczby neutronów do liczby protonów ma jądro (<br>U<br>𝟐𝟑𝟓 /<br>Sr<br>93<br>).<br>3<br>n<br>n<br>92<br>235<br>U<br>Ba<br>36<br>n<br>n<br>Ba<br>Kr<br>36<br>92<br>n<br>56<br>141<br>1<br>0<br>0<br>1<br>Zasady oceniania rozwiązań zadań</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Drugie jądro = <strong>¹⁴⁰Xe</strong> (ksenon). <strong>Wyliczenie</strong>: - ²³⁵₉₂U + ¹n → ⁹³₃₈Sr + 3·¹n + ? - <strong>Liczba atomowa drugiego jądra</strong>: 92 - 38 = <strong>54</strong> = Xe (ksenon). - <strong>Liczba masowa</strong>: 236 - 93 - 3 = <strong>140</strong>. - <strong>²³⁵U + n → ⁹³Sr + 3n + ¹⁴⁰₅₄Xe</strong>. ¹³⁹I (Z=53) — niepasująca liczba atomowa. ¹⁴⁰Ba (Z=56) — niepasująca liczba atomowa. <strong>¹⁴⁰Xe</strong> (Z=54) — pasuje ✓. <strong>Większy stosunek N/Z</strong>: - ²³⁵U: N = 235 - 92 = <strong>143</strong>, Z = 92 → <strong>N/Z = 143/92 ≈ 1,55</strong>. - ⁹³Sr: N = 93 - 38 = <strong>55</strong>, Z = 38 → <strong>N/Z = 55/38 ≈ 1,45</strong>. → <strong>Większy N/Z ma ²³⁵U</strong> (1,55 &gt; 1,45). <strong>Wniosek fizyczny</strong>: ciężkie jądra (jak U) mają <strong>więcej neutronów</strong> w stosunku do protonów niż jądra lekkie — siła jądrowa silna ma krótki zasięg, a odpychanie elektrostatyczne protonów rośnie z odległością → ciężkie jądra wymagają proporcjonalnie więcej &quot;neutronowego cementu&quot; (neutrony oddziaływają tylko siłą silną, bez elektrostatyki).</p>"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>Drugie jądro: ¹⁴⁰Xe</strong><br><strong>Większy N/Z ma: ²³⁵U</strong></p>\n<h4>Sposób 1 - Bilans + obliczenie N/Z</h4>\n<p><strong>Krok 1: Identyfikacja drugiego jądra.</strong><br>Równanie reakcji:<br>\\[^{235}<em>{92}\\text{U} + ^1_0\\text{n} \\rightarrow ^{93}</em>{38}\\text{Sr} + 3\\,^1_0\\text{n} + ^{A}_{Z}\\text{X}\\]</p>\n<p>Bilans liczby atomowej: \\(92 + 0 = 38 + 0 + Z \\Rightarrow Z = \\textbf{54}\\)<br>Z=54 → z układu okresowego (str. 15 karty wzorów) → <strong>\\ce{Xe}</strong> (ksenon).</p>\n<p>Bilans liczby masowej: \\(235 + 1 = 93 + 3 + A \\Rightarrow A = \\textbf{140}\\)</p>\n<p>Drugie jądro: <strong>\\(^{140}_{54}\\text{Xe}\\)</strong> = ¹⁴⁰Xe ✓</p>\n<p><strong>Krok 2: Stosunek N/Z dla ²³⁵U.</strong></p>\n<ul><li>Liczba neutronów: N = A - Z = 235 - 92 = <strong>143</strong></li><li>Liczba protonów: Z = <strong>92</strong></li><li>\\(N/Z = 143/92 \\approx 1{,}554\\)</li></ul>\n<p><strong>Krok 3: Stosunek N/Z dla ⁹³Sr.</strong></p>\n<ul><li>N = 93 - 38 = <strong>55</strong></li><li>Z = <strong>38</strong></li><li>\\(N/Z = 55/38 \\approx 1{,}447\\)</li></ul>\n<p><strong>Krok 4: Porównanie.</strong><br>\\(1{,}554 &gt; 1{,}447\\) → <strong>²³⁵U ma WIĘKSZY stosunek N/Z</strong>.</p>\n<h4>Sposób 2 - Intuicja fizyczna</h4>\n<p>Ciężkie jądra są niestabilne właśnie z powodu nadmiaru neutronów (N/Z &gt;&gt; 1). Pas stabilności:</p>\n<ul><li>Lekkie jądra: N/Z ≈ 1</li><li>Średnie: N/Z ≈ 1,2-1,3</li><li>Bardzo ciężkie (U, Pu): N/Z ≈ 1,5+</li></ul>\n<p>Dlatego rozszczepienie U uwalnia nadmiarowe neutrony (3 wolne neutrony!) - produkty mają niższe N/Z. Sr jest lżejsze od U → niższe N/Z.</p>\n<h4>Dlaczego inne warianty są błędne</h4>\n<p>| Wariant | Błąd |<br>| ¹³⁹I | Błędna liczba masowa: 235+1-93-3 = 140, nie 139 |<br>| ¹⁴⁰Ba | Błędna liczba atomowa: 92-38 = 54 → Xe, a nie Ba (Z=56) |<br>| ⁹³Sr (większy N/Z) | Odwrotnie - to U ma większy nadmiar neutronów (dlatego ulega rozszczepieniu, by się ich pozbyć) |</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>📖 <strong>Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy:</strong></p>\n<ul><li>Sr (Z=38), Xe (Z=54), Ba (Z=56), I (Z=53)</li></ul>\n<p>Identyfikacja Xe po liczbie atomowej Z=54 jest kluczowa. Bez układu okresowego trzeba znać tę wartość z pamięci.</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwaga</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Pomylenie Xe z Ba - różnią się tylko 2 protonami (54 vs 56). Sprawdzaj DOKŁADNIE bilans Z.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Błąd w liczbie masowej - ZAWSZE pamiętaj o emitowanych neutronach (3·1 = 3 dodać do prawej strony bilansu).</blockquote>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p>Zadanie za 0-1 pkt.</p>\n<ul><li><strong>1 pkt</strong> - poprawne uzupelnienie dwoch zdan: drugie jadro to 140Xe; wiekszy stosunek N/Z ma jadro 235U.</li><li><strong>0 pkt</strong> - odpowiedz niespelniajaca kryterium albo brak odpowiedzi.</li></ul>"}]}