chemia zbiór zadañ z chemii zakres rozszerzony

Transkrypt

1 chemia zbiór zadañ z chemii zakres rozszerzony

2 Copyright 2013 by Wydawnictwo Szkolne OMEGA Projekt ok³adki: Artur M³ynarz Korekta: Barbara Stachnik Opracowanie graficzne, sk³ad i ³amanie: Marzena Paleczny ISBN: Wydawnictwo Szkolne OMEGA, Kraków, ul. Wielicka 44 C tel , ; tel./fax biuro@ws-omega.com.pl Druk: Zak³ad Graficzny COLONEL, Kraków, ul. D¹browskiego 16

3 Spis treœci WSTÊP 5 ROZDZIA 1. Atomy, cz¹steczki i stechiometria chemiczna Atom, cz¹steczka, pojêcie mola substancji Stechiometria chemiczna 10 ROZDZIA 2. Struktura atomu j¹dro i elektrony Sk³ad j¹dra atomowego Konfiguracje elektronowe atomów pierwiastków Przynale noœæ pierwiastków do bloków konfiguracyjnych i zwi¹zek pomiêdzy budow¹ atomu a po³o eniem w uk³adzie okresowym 31 ROZDZIA 3. Wi¹zania chemiczne Rodzaje wi¹zañ chemicznych i wynikaj¹ce z nich w³aœciwoœci substancji ybrydyzacja orbitali atomowych 48 ROZDZIA 4. Kinetyka i statyka chemiczna Szybkoœæ reakcji chemicznych Efekty energetyczne przemian Stan równowagi dynamicznej uk³adu reakcyjnego Procesy równowagowe w roztworach wodnych 68 ROZDZIA 5. Roztwory i reakcje zachodz¹ce w roztworach wodnych Uk³ady wielosk³adnikowe i ich rozdzielanie Stê enie procentowe i molowe roztworu Otrzymywanie kwasów, wodorotlenków, soli Proces dysocjacji jonowej i interpretacja iloœciowa Jonowa interpretacja procesów zobojêtniania i hydrolizy Jonowa interpretacja procesów str¹cania osadów 98 ROZDZIA 6. Procesy utlenienia i redukcji 102 ROZDZIA 7. Metale Aktywnoœæ chemiczna metali W³aœciwoœci chemiczne wybranych metali grupy 1., 2., Metale bloku konfiguracyjnego d 114

4 ROZDZIA 8. Niemetale Charakterystyka wybranych niemetali Zwi¹zki niemetali (wodorki, tlenki, kwasy) 127 ROZDZIA 9. Wêglowodory alifatyczne Wêglowodory nasycone alkany i cykloalkany Wêglowodory alifatyczne nienasycone alkeny i alkiny Wêglowodory aromatyczne Wêglowodory powtórzenie Fluorowcopochodne wêglowodorów 167 ROZDZIA 10. ydroksylowe pochodne wêglowodorów Alkohole mono- i polihydroksylowe Fenole 183 ROZDZIA 11. Zwi¹zki karbonylowe aldehydy i ketony 186 ROZDZIA 12. Kwasy karboksylowe 193 ROZDZIA 13. Estry i t³uszcze 206 ROZDZIA 14. Zwi¹zki organiczne zawieraj¹ce azot Aminy Aminokwasy 220 ROZDZIA 15. Bia³ka 225 ROZDZIA 16. Cukry Cukry proste (monosacharydy) Cukry z³o one disacharydy Polisacharydy 247 ROZDZIA 17. Test powtórkowy 251 ODPOWIEDZI 297

5 Wstêp Drogi Czytelniku! Oddajemy w Twoje rêce Zbiór zadañ z chemii przygotowany zgodnie z wymogami szczegó³owymi podstawy programowej MEN Podstawa programowa przedmiotu Chemia IV etap edukacyjny zakres rozszerzony. Mamy nadziejê, e bêdzie on stanowi³ dla Ciebie istotn¹ pomoc w utrwalaniu omawianego w szkole materia³u, uporz¹dkowaniu i powtórzeniu wiadomoœci. Dziêki zadaniom obejmuj¹cym wiadomoœci z wielu dzia³ów chemii zbiór pomo e Ci tak e sprawdziæ stopieñ opanowania materia³u podczas przygotowywania siê do egzaminu maturalnego. Wszystkie zadania zamieszczone w zbiorze u³o one s¹ tematycznie w 16 rozdzia- ³ach. W opracowaniu znajduje siê ponad 700 zadañ, których forma odpowiada zadaniom zamkniêtym typu prawda/fa³sz, zadaniom wielokrotnego wyboru wymagaj¹cym wskazania, która z odpowiedzi jest poprawna. Wykaz prawid³owych odpowiedzi znajduje siê na koñcu ksi¹ ki. Liczymy, e polecane przez nas merytoryczne opracowanie pozwoli na usystematyzowanie wiadomoœci i u³atwi przygotowanie do egzaminu maturalnego z chemii. Autorka i Wydawnictwo Szkolne Omega

6 ROZDZIA 3. Wi¹zania chemiczne 3.1. Rodzaje wi¹zañ chemicznych i wynikaj¹ce z nich w³aœciwoœci substancji ZADANIE 1. Rysunek przedstawia tworzenie wi¹zania chemicznego miêdzy atomami X i Y. Na podstawie rysunku wska w³aœciwe wi¹zanie i odpowiedni wzór zwi¹zku chemicznego. e e 1.1. Wi¹zanie: A. kowalencyjne, B. jonowe, C. kowalencyjne spolaryzowane Zwi¹zek chemiczny: K 2 L 8 M 1 M 7 L 8 K 2 X Y A. KCl, B. Na 2 O, C. NaCl. ZADANIE 2. Przyporz¹dkuj wzory sumaryczne substancji pierwiastków i zwi¹zków chemicznych do odpowiednich typów wi¹zañ. A. P 4 B. NaCl C. Cl D. BaO E. CuCl 2 F. CCl 4 G. NO wi¹zanie kowalencyjne 2.2. wi¹zanie kowalencyjne spolaryzowane 2.3. wi¹zanie jonowe 2.4. wi¹zanie koordynacyjne A B C D E F G 40

7 Wi¹zania chemiczne ZADANIE 3. Przeczytaj uwa nie poni sze zdania i oceñ ich poprawnoœæ. Jeœli zdanie jest prawdziwe, zaznacz literê P, jeœli fa³szywe literê F. P F 3.1. Obni enie energii cz¹stki mo e odbywaæ siê zarówno przez wymianê elektronów, jak i ich uwspólnienie Atomy pierwiastków w reakcjach chemicznych d¹ ¹ do uzyskania konfiguracji elektronowej najbli szego helowca (gazu szlachetnego) W cz¹steczce homoatomowej Cl 2 wi¹zanie powstaje wskutek uwspólnienia pary elektronów pochodz¹cych od atomów tworz¹cych wi¹zanie Substancjê jonow¹ charakteryzuje wysoka temperatura topnienia i wrzenia, dobra rozpuszczalnoœæ w wodzie, przewodzenie pr¹du Wi¹zanie kowalencyjne spolaryzowane (polarne) jest wi¹zaniem, w którym wspólna para elektronowa przesuniêta jest w kierunku atomu o mniejszej elektroujemnoœci. ZADANIE 4. Przyporz¹dkuj wzory sumaryczne podanych substancji do odpowiednich informacji. A. 2 B. C 2 2 C. BF 3 D. N 2 E. N 3 F. C 4 G. CO Wolnej pary elektronowej nie posiada cz¹steczka 4.2. Wi¹zanie(a) posiada cz¹steczka 4.3. Moment dipolowy ró ny od zera posiada cz¹steczka 4.4. Z wod¹ reaguje cz¹steczka A B C D E F G 41

8 Chemia zakres rozszerzony ZADANIE 5. Przyczynê zró nicowania temperatur wrzenia zwi¹zków chemicznych podanych w tabeli t³umaczy(¹) odpowiedzi: Zwi¹zek chemiczny M cz. T wrz. [ C] butan 58,1 u 0,55 propan 1 ol 60,1 u 97,5 kwas etanowy 60,05 u 117,9 A. W³aœciwoœci fizyczne i chemiczne substancji mo na okreœliæ na podstawie budowy ich cz¹steczek i oddzia³ywañ miêdzycz¹steczkowych. B. Wy sza temperatura charakteryzuje zwi¹zki polarne tworz¹ce wi¹zania wodorowe. C. Wi¹zania wodorowe wystêpuj¹ miêdzy cz¹steczkami butanu. D. W roztworze kwasu etanowego wi¹zania wodorowe wystêpuj¹ zarówno miêdzy cz¹steczkami kwasu i wody, jak i dodatkowo miêdzy cz¹steczkami kwasu. ZADANIE 6. P³atki œniegu posiadaj¹ charakterystyczn¹ strukturê przestrzenn¹ (rysunek). O O O O O Zaznacz odpowiedÿ(dzi) prawdziw¹(e). A. Miêdzy cz¹steczkami wody wystêpuj¹ wi¹zania wodorowe. B. W cz¹steczce wody wystêpuj¹ wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane. C. Masa mola takich p³atków œniegu wynosi 18 g. D. W p³atku œniegu wystêpuje szeœæ wolnych par elektronowych. O ZADANIE 7. Poni ej przedstawiono wzór etenu: CC 42

9 Wi¹zania chemiczne Wska odpowiedÿ(i) prawdziw¹(e): A. W cz¹steczce etenu wystêpuje 5 wi¹zañ i1. B. Typ hybrydyzacji atomów wêgla sp 2. C. W tworzeniu cz¹steczki etenu udzia³ bierze szeœæ orbitali zhybrydyzowanych sp 2 atomów wêgla, dwa niezhybrydyzowane orbitale atomowe p wêgla oraz cztery orbitale atomowe s wodoru. D. W cz¹steczce etenu wystêpuj¹ jedynie wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane. ZADANIE 8. Przeanalizuj budowê zwi¹zków i jonów: A. N 3, B. 3 O +, C. BF 3, D. CO, + E. BaO, F. SO 2, G. N 4 i zaznacz wzór tej drobiny, która: A B C D E F G 8.1. posiada woln¹ parê elektronow¹ w obrêbie pow³oki walencyjnej atomu centralnego 8.2. posiada wi¹zanie koordynacyjne 8.3. cz¹steczka posiada moment dipolowy równy zero 8.4. z wod¹ reaguje cz¹steczka ZADANIE 9. Przeanalizuj budowê cz¹steczki kwasu siarkowego(vi) i zaznacz odpowiedÿ(i) prawdziw¹(e). O O S O O A. Podano kreskowy wzór elektronowy. B. W cz¹steczce wystêpuje szeœæ wi¹zañ kowalencyjnych spolaryzowanych, w tym dwa koordynacyjne. C. W cz¹steczce wystêpuj¹ cztery wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane oraz 2 koordynacyjne. D. Przemieszczenie wolnych par elektronów atomów tlenu zwi¹zanych z atomem wodoru w kierunku atomów tlenu os³abia wi¹zanie O, powoduj¹c dysocjacjê kwasu. 43

10 Chemia zakres rozszerzony ZADANIE 10. W cz¹steczce ortofosforanu(v) potasu wystêpuj¹ wi¹zania: A. trzy jonowe, B. cztery kowalencyjne spolaryzowane, w tym jedno koordynacyjne, C. cztery kowalencyjne, D. piêæ kowalencyjnych spolaryzowanych. ZADANIE 11. Na podstawie analizy przedstawionego ni ej wzoru azotanu(v) potasu zaznacz odpowiedzi prawdziwe. O K + O N O A. Podany wzór to wzór elektronowy kreskowy. B. W cz¹steczce wystêpuj¹ cztery wi¹zania kowalencyjne. C. W cz¹steczce wystêpuje jedno wi¹zanie jonowe i cztery kowalencyjne spolaryzowane, w tym jedno koordynacyjne. D. W cz¹steczce wystêpuje jedno wi¹zanie jonowe i piêæ kowalencyjnych spolaryzowanych. ZADANIE 12. Rodzaj wi¹zañ chemicznych w zwi¹zku rzutuje na jego w³aœciwoœci. Przyporz¹dkuj podanym w³aœciwoœciom rodzaj wi¹zañ oznaczonych literami (A D). A. kowalencyjne B. jonowe C. wodorowe D. kowalencyjne spolaryzowane Jeœli tworz¹ siê wi¹zania, cz¹steczki asocjuj¹, posiadaj¹ wysokie ciep³o parowania, wysokie temperatury wrzenia i topnienia Substancje o tych wi¹zaniach s¹ krystaliczne, o wysokich temperaturach topnienia i wrzenia, przewodz¹ pr¹d w roztworze wodnym i w stanie stopionym, s¹ twarde, kruche, rozpuszczalne w wodzie Substancje o tych wi¹zaniach maj¹ niskie temperatury topnienia i wrzenia, nie przewodz¹ pr¹du, s¹ trwa³e, nierozpuszczalne w wodzie. A B C D 44

11 Wi¹zania chemiczne A B C D Wi¹zanie, w którym para elektronowa jest przesuniêta, a cz¹steczka z regu³y jest polarna i rozpuszcza siê w wodzie Jest wi¹zaniem miêdzycz¹steczkowym, a substancja najczêœciej jest ciecz¹. ZADANIE 13. Chlorek wapnia jest zwi¹zkiem o budowie jonowej. Opisuj¹c sposób tworzenia wi¹zania w zwi¹zku, uzupe³nij zdania tak, by by³y one prawdziwe, wykorzystuj¹c: A. przyjmuje 2 e B. oddaje 2 e C. przyjmuje 1 e D. oddaje 1 e E. odpychaj¹ce siê elektrostatycznie F. przyci¹gaj¹ce siê elektrostatycznie I. Ca 2 II. Ca 2+ III. Cl IV. Cl Atom wapnia A/ B i przechodzi w jon I/ II Atom chloru C/ D i przechodzi w jon III/ IV Sól utworz¹ jony E/ F. ZADANIE 14. Przeanalizuj wzory kwasów chlorowego (V) i chlorowego (VII) i zaznacz odpowiedÿ(dzi) prawdziw¹(e). O O O Cl Cl O O O O A. W cz¹steczce kwasu ClO 3 wystêpuj¹ 2 wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane i 2 koordynacyjne. B. W cz¹steczce ClO 4 wystêpuje 5 wi¹zañ kowalencyjnych spolaryzowanych, w tym 3 koordynacyjne. C. Wy szy stopieñ utlenienia chloru powoduje silniejsze zwi¹zanie atomów tlenu grupy O, a rozluÿnienie wi¹zania wodór tlen. ZADANIE 15. Zaznacz odpowiedÿ(i) prawdziw¹(e) dotycz¹c¹(e) zwi¹zku kompleksowego o wzorze [Cr( 2 O) 6 ] 2 (SO 4 ) 3. A. Zwi¹zek nosi nazwê siarczan(vi) heksaakwachromu(iii). B. Atomem centralnym jest Cr VI. C. Liczba koordynacji wynosi 12. D. Wzór jonu kompleksowego ma postaæ [Cr( 2 O) 6 ]

12 Chemia zakres rozszerzony ZADANIE 16. Zaznacz odpowiedÿ prawdziw¹. W cz¹steczkach podanych zwi¹zków wystêpuj¹: ClO 2 N 4 Cl 3 O + N wi¹zania liczba wolnych par elektronowych A. dwa wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane, wtymjedno koordynacyjne B. jedno jonowe, cztery kowalencyjne spolaryzowane, w tym jedno koordynacyjne C. trzy kowalencyjne spolaryzowane, w tym jedno koordynacyjne A. 7 B. 3 C. 0 D. 0 D. cztery kowalencyjne spolaryzowane, w tym jedno koordynacyjne ZADANIE 17. Uczeñ opisywa³ tworzenie wi¹zania: nast¹pi³ przeskok dwóch elektronów walencyjnych z pow³oki M pierwiastka X na pow³okê walencyjn¹ L pierwiastka Y o szeœciu elektronach walencyjnych, dziêki czemu oba pierwiastki uzyska³y oktet. A. Opisano tworzenie wi¹zania jonowego. B. Wzór i nazwa utworzonego zwi¹zku to CaO tlenek wapnia. C. Wzór i nazwa utworzonego zwi¹zku to Na 2 O tlenek sodu. D. Opisano tworzenie wi¹zania kowalencyjnego. ZADANIE 18. Przeczytaj uwa nie poni sze zdania i oceñ ich poprawnoœæ. Jeœli zdanie jest prawdziwe, zaznacz literê P, jeœli fa³szywe literê F. P F Wiêkszoœæ zwi¹zków jonowych dobrze rozpuszcza siê wwodzie Niektóre zwi¹zki o budowie kowalencyjnej (np. sacharoza, glukoza) rozpuszczaj¹ siê w wodzie Roztwory zwi¹zków o budowie kowalencyjnej przewodz¹ pr¹d Roztwory zwi¹zków o budowie jonowej przewodz¹ pr¹d. 46

13 Wi¹zania chemiczne P F Zwi¹zki o budowie jonowej najczêœciej maj¹ wy sze temperatury topnienia od zwi¹zków kowalencyjnych Zwi¹zki o budowie kowalencyjnej najczêœciej maj¹ wy - sze temperatury topnienia od zwi¹zków jonowych. ZADANIE 19. Poni sza tabela przedstawia fragment uk³adu okresowego, w którym wybrane pierwiastki oznaczono kolejnymi literami alfabetu A A E G 3 F 4 B C D Korzystaj¹c ze schematu uk³adu okresowego pierwiastków, przyporz¹dkuj zdaniom opisuj¹cym pierwiastki odpowiedni pierwiastek ukryty pod literami A G Z pierwiastkiem oznaczonym liter¹ G wi¹zanie jonowe utworz¹ pierwiastki Z pierwiastkiem oznaczonym liter¹ G wi¹zanie kowalencyjne spolaryzowane utworz¹ pierwiastki Z pierwiastkiem oznaczonym liter¹ wi¹zanie jonowe utworz¹ pierwiastki Wi¹zanie kowalencyjne spolaryzowane w wêglowodorach tworz¹ pierwiastki Wi¹zanie kowalencyjne wystêpuje w cz¹steczkach utworzonych z atomów pierwiastków A B C D E F G 47

14 Chemia zakres rozszerzony ZADANIE 20. Uzupe³nij podane ni ej zdania. W jonie 3 O + : wystêpuj¹ A. dwa/ B. trzy wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane, w tym jedno koordynacyjne liczba elektronów walencyjnych uczestnicz¹cych w tworzeniu wi¹zañ wynosi A. cztery/ B. szeœæ wystêpuje A. jedna/ B. dwie niewi¹ ¹ce pary elektronowe atomy wodoru d¹ ¹ do osi¹gniêcia A. oktetu elektronowego/ B. dubletu atomy tlenu d¹ ¹ do osi¹gniêcia A. oktetu elektronowego / B. dubletu ybrydyzacja orbitali atomowych ZADANIE 21. Teoria hybrydyzacji t³umaczy powstawanie równocennych energetycznie wi¹zañ kowalencyjnych z ró ni¹cych siê energetycznie orbitali danego atomu, a tak e pozwala przewidzieæ przestrzenn¹ strukturê cz¹steczek. Zaznacz odpowiedÿ(i) prawdziw¹(e). Nazwa hybrydyzacji Typ hybrydyzacji Wzory cz¹steczek Kszta³t przestrzenny hybryd K¹t A digonalna sp CO, CO 2,N 2,C 2 2 liniowy 180 B trygonalna sp 2 BF 3,C 2 2,SO 2,S 2 trójk¹tny 120 C tetraedryczna sp 3 CCl 4,C 4,C 2 6 tetraedryczny ZADANIE 22. Rysunek obrazuje kszta³ty atomowych obszarów orbitalnych jednej z cz¹steczek spoœród podanych: C 4, 2 O, BeBr 2,BF 3,N 3. Zaznacz odpowiedzi prawdziwe. 48

15 Wi¹zania chemiczne A. Rysunek obrazuje cz¹steczkê C 4. B. Rysunek obrazuje cz¹steczkê N 3. C. Typ hybrydyzacji atomu centralnego sp 3. D. W podanej cz¹steczce wystêpuje jedna para wi¹ ¹ca. ZADANIE 23. Zaznacz odpowiedzi prawdziwe dotycz¹ce cz¹steczki propynu. A. Wzór propynu pó³strukturalny: C 3 C C, sumaryczny: C 3 4. B. W cz¹steczce propynu wystêpuj¹ wi¹zania 7 i1. C. Typ hybrydyzacji kolejnych atomów wêgla: sp, sp, sp 3. D. W cz¹steczce propynu wystêpuj¹ wy³¹cznie wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane. Informacja do zadañ Rysunki obrazuj¹ tworzenie orbitali cz¹steczkowych z orbitali atomowych ZADANIE 24. Wska, który(e) z rysunków obrazuje(¹) tworzenie kowalencyjnego wi¹zania, a który(e) obrazuje(¹) wi¹zanie. Zaznacz odpowiedzi prawdziwe Tworzenie wi¹zania obrazuje(¹): I. rys. 1., II. rys. 2., III. rys. 3., IV. rys Tworzenie wi¹zania obrazuje(¹): I. rys. 1., II. rys. 2., III. rys. 3., IV. rys. 4. ZADANIE 25. Kolejne rysunki obrazuj¹ nak³adanie siê orbitali atomowych. Zaznacz odpowiedzi prawdziwe. A. Rys. 1.: s s B. Rys. 2.: s p C. Rys. 3.: p x p y D. Rys. 4.: p y p y lub p z p z 49

16 Chemia zakres rozszerzony Rozdzia³ B 1.2 C 2.1. A 2.2. C, F, G 2.3. B, D, E 2.4. G 3.1. P 3.2. P 3.3. P 3.4. P 3.5. F 4.1. A, B, F 4.2. B, D, G 4.3. E 4.4. E, G 5. A, B, D 6. A, B, D 7. A, B, C 8.1. A, B, D, F 8.2. B, D, F, G 8.3. C 8.4. A, E, F 9. A, B, D 10. A, B 11. A, C C B A D C B II C III F 14. B,C 15. A, D B, C, D A, B, D 17. A, B P P F P P F B, C, D A, E, F, B, C, D A, E A, E, F, G, B B A B A 21. A, C 22. B, C 23. A, C I, II, III IV 25. A, B, D 26. A. II, V, VI B. IV,VII C. I. III, P P P F F F 28. A, B, D 29. A. II, VI B. I, III, V C. III, V, VI, VII D. IV 30. A 31. B,C B, C, D, E F D, E A, D, F 33. A, B, C 300