chemia zbiór zadañ z chemii zakres rozszerzony

chemia zbiór zadañ z chemii zakres rozszerzony

Copyright 2013 by Wydawnictwo Szkolne OMEGA Projekt ok³adki: Artur M³ynarz Korekta: Barbara Stachnik Opracowanie graficzne, sk³ad i ³amanie: Marzena Paleczny ISBN: 978-83-7267-559-0 Wydawnictwo Szkolne OMEGA, 30 552 Kraków, ul. Wielicka 44 C tel. 12 292 48 67, 12 292 48 68; tel./fax 12 292 48 67 www.ws-omega.com.pl e-mail: biuro@ws-omega.com.pl Druk: Zak³ad Graficzny COLONEL, Kraków, ul. D¹browskiego 16

Spis treœci WSTÊP 5 ROZDZIA 1. Atomy, cz¹steczki i stechiometria chemiczna 7 1.1. Atom, cz¹steczka, pojêcie mola substancji 7 1.2. Stechiometria chemiczna 10 ROZDZIA 2. Struktura atomu j¹dro i elektrony 17 2.1. Sk³ad j¹dra atomowego 17 2.2. Konfiguracje elektronowe atomów pierwiastków 26 2.3. Przynale noœæ pierwiastków do bloków konfiguracyjnych i zwi¹zek pomiêdzy budow¹ atomu a po³o eniem w uk³adzie okresowym 31 ROZDZIA 3. Wi¹zania chemiczne 40 3.1. Rodzaje wi¹zañ chemicznych i wynikaj¹ce z nich w³aœciwoœci substancji 40 3.2. ybrydyzacja orbitali atomowych 48 ROZDZIA 4. Kinetyka i statyka chemiczna 54 4.1. Szybkoœæ reakcji chemicznych 54 4.2. Efekty energetyczne przemian 59 4.3. Stan równowagi dynamicznej uk³adu reakcyjnego 64 4.4. Procesy równowagowe w roztworach wodnych 68 ROZDZIA 5. Roztwory i reakcje zachodz¹ce w roztworach wodnych 72 5.1. Uk³ady wielosk³adnikowe i ich rozdzielanie 72 5.2. Stê enie procentowe i molowe roztworu 78 5.3. Otrzymywanie kwasów, wodorotlenków, soli 82 5.4. Proces dysocjacji jonowej i interpretacja iloœciowa 87 5.5. Jonowa interpretacja procesów zobojêtniania i hydrolizy 92 5.6. Jonowa interpretacja procesów str¹cania osadów 98 ROZDZIA 6. Procesy utlenienia i redukcji 102 ROZDZIA 7. Metale 108 7.1. Aktywnoœæ chemiczna metali 108 7.2. W³aœciwoœci chemiczne wybranych metali grupy 1., 2., 13. 111 7.3. Metale bloku konfiguracyjnego d 114

ROZDZIA 8. Niemetale 122 8.1. Charakterystyka wybranych niemetali 122 8.2. Zwi¹zki niemetali (wodorki, tlenki, kwasy) 127 ROZDZIA 9. Wêglowodory alifatyczne 134 9.1. Wêglowodory nasycone alkany i cykloalkany 134 9.2. Wêglowodory alifatyczne nienasycone alkeny i alkiny 141 9.3. Wêglowodory aromatyczne 156 9.4. Wêglowodory powtórzenie 162 9.5. Fluorowcopochodne wêglowodorów 167 ROZDZIA 10. ydroksylowe pochodne wêglowodorów 172 10.1. Alkohole mono- i polihydroksylowe 172 10.2. 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 213 14.1. Aminy 213 14.2. Aminokwasy 220 ROZDZIA 15. Bia³ka 225 ROZDZIA 16. Cukry 232 16.1. Cukry proste (monosacharydy) 232 16.2. Cukry z³o one disacharydy 241 16.3. Polisacharydy 247 ROZDZIA 17. Test powtórkowy 251 ODPOWIEDZI 297

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

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. 1.2. 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 3 2.1. wi¹zanie kowalencyjne 2.2. wi¹zanie kowalencyjne spolaryzowane 2.3. wi¹zanie jonowe 2.4. wi¹zanie koordynacyjne A B C D E F G 40

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. 3.2. Atomy pierwiastków w reakcjach chemicznych d¹ ¹ do uzyskania konfiguracji elektronowej najbli szego helowca (gazu szlachetnego). 3.3. W cz¹steczce homoatomowej Cl 2 wi¹zanie powstaje wskutek uwspólnienia pary elektronów pochodz¹cych od atomów tworz¹cych wi¹zanie. 3.4. Substancjê jonow¹ charakteryzuje wysoka temperatura topnienia i wrzenia, dobra rozpuszczalnoœæ w wodzie, przewodzenie pr¹du. 3.5. 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 2 4.1. 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

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

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

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 12.1. Jeœli tworz¹ siê wi¹zania, cz¹steczki asocjuj¹, posiadaj¹ wysokie ciep³o parowania, wysokie temperatury wrzenia i topnienia. 12.2. 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. 12.3. Substancje o tych wi¹zaniach maj¹ niskie temperatury topnienia i wrzenia, nie przewodz¹ pr¹du, s¹ trwa³e, nierozpuszczalne w wodzie. A B C D 44

Wi¹zania chemiczne A B C D 12.4. Wi¹zanie, w którym para elektronowa jest przesuniêta, a cz¹steczka z regu³y jest polarna i rozpuszcza siê w wodzie. 12.5. 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 + 13.1. Atom wapnia A/ B i przechodzi w jon I/ II. 13.2. Atom chloru C/ D i przechodzi w jon III/ IV. 13.3. 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 ] 3+. 45

Chemia zakres rozszerzony ZADANIE 16. Zaznacz odpowiedÿ prawdziw¹. W cz¹steczkach podanych zwi¹zków wystêpuj¹: ClO 2 N 4 Cl 3 O + N 4 + 16.1. wi¹zania 16.2. 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 16.1.... 16.2.... 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 18.1. Wiêkszoœæ zwi¹zków jonowych dobrze rozpuszcza siê wwodzie. 18.2. Niektóre zwi¹zki o budowie kowalencyjnej (np. sacharoza, glukoza) rozpuszczaj¹ siê w wodzie. 18.3. Roztwory zwi¹zków o budowie kowalencyjnej przewodz¹ pr¹d. 18.4. Roztwory zwi¹zków o budowie jonowej przewodz¹ pr¹d. 46

Wi¹zania chemiczne P F 18.5. Zwi¹zki o budowie jonowej najczêœciej maj¹ wy sze temperatury topnienia od zwi¹zków kowalencyjnych. 18.6. 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. 1 2 18 1 A 13 14 15 16 17 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 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. 19.1. Z pierwiastkiem oznaczonym liter¹ G wi¹zanie jonowe utworz¹ pierwiastki 19.2. Z pierwiastkiem oznaczonym liter¹ G wi¹zanie kowalencyjne spolaryzowane utworz¹ pierwiastki 19.3. Z pierwiastkiem oznaczonym liter¹ wi¹zanie jonowe utworz¹ pierwiastki 19.4. Wi¹zanie kowalencyjne spolaryzowane w wêglowodorach tworz¹ pierwiastki 19.5. Wi¹zanie kowalencyjne wystêpuje w cz¹steczkach utworzonych z atomów pierwiastków A B C D E F G 47

Chemia zakres rozszerzony ZADANIE 20. Uzupe³nij podane ni ej zdania. W jonie 3 O + : 20.1. wystêpuj¹ A. dwa/ B. trzy wi¹zania kowalencyjne spolaryzowane, w tym jedno koordynacyjne. 20.2. liczba elektronów walencyjnych uczestnicz¹cych w tworzeniu wi¹zañ wynosi A. cztery/ B. szeœæ. 20.3. wystêpuje A. jedna/ B. dwie niewi¹ ¹ce pary elektronowe. 20.4. atomy wodoru d¹ ¹ do osi¹gniêcia A. oktetu elektronowego/ B. dubletu. 20.5. atomy tlenu d¹ ¹ do osi¹gniêcia A. oktetu elektronowego / B. dubletu. 3.2. 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 109 28 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

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 24. 25. Rysunki obrazuj¹ tworzenie orbitali cz¹steczkowych z orbitali atomowych. 1 2 3 4 ZADANIE 24. Wska, który(e) z rysunków obrazuje(¹) tworzenie kowalencyjnego wi¹zania, a który(e) obrazuje(¹) wi¹zanie. Zaznacz odpowiedzi prawdziwe. 24.1. Tworzenie wi¹zania obrazuje(¹): I. rys. 1., II. rys. 2., III. rys. 3., IV. rys. 4. 24.2. 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

Chemia zakres rozszerzony Rozdzia³ 3. 1.1. 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 12.1. C 12.2. B 12.3. A 12.4. D 12.5. C 13.1. B II 13.2. C III 13.3. F 14. B,C 15. A, D 16.1. B, C, D 16.2. A, B, D 17. A, B 18.1. P 18.2. P 18.3. F 18.4. P 18.5. P 18.6. F 19.1. B, C, D 19.2. A, E, F, 19.3. B, C, D 19.4. A, E 19.5. A, E, F, G, 20.1. B 20.2. B 20.3. A 20.4. B 20.5. A 21. A, C 22. B, C 23. A, C 24.1. I, II, III 24.2. IV 25. A, B, D 26. A. II, V, VI B. IV,VII C. I. III, 27.1. P 27.2. P 27.3. P 27.4. F 27.5. F 27.6. 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 32.1. B, C, D, E 32.2. F 32.3. D, E 32.4. A, D, F 33. A, B, C 300