Ubichinon Q10 (koenzym Q10) jest niezbędnym elementem łańcucha oddechowego.
Zapobiega produkcji rodników, oksydacyjnym modyfikacjom białek, lipidów oraz DNA i pełni
wiele innych funkcji w organizmie. Poniżej przedstawiono wzór opisujący strukturę cząsteczki
ubichinonu Q10.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,
albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Cząsteczka ubichinonu Q10 o strukturze przedstawionej w informacji zawiera 14 wiązań π.
P
F
2.
Cząsteczka ubichinonu Q10 o strukturze przedstawionej w informacji zawiera pierścień aromatyczny.
P
F
3.
W łańcuchowym fragmencie cząsteczki ubichinonu Q10 o strukturze przedstawionej w informacji wszystkim atomom węgla można przypisać hybrydyzację sp2
W czasie pożarów lasów, wyładowań elektrycznych, podczas pracy urządzeń grzewczych lub
silników spalinowych możliwa jest reakcja zachodząca między dwoma składnikami powietrza
– azotem i tlenem. Te gazy łączą się z wytworzeniem tlenku azotu(II) zgodnie z równaniem:
N2 (g) + O2 (g) ⇄ 2NO (g) ΔH° > 0
Powstały bezbarwny i bezwonny tlenek azotu(II) łatwo utlenia się do tlenku azotu(IV) NO2 ,
który jest brunatnym gazem o ostrym zapachu. Tlenek azotu(IV) dimeryzuje z utworzeniem
tetratlenku diazotu N2O4 , który jest gazem bezbarwnym:
2NO2 (g) ⇄ N2O4 (g) ΔH° < 0
Na podstawie: G.W. vanLoon, S.J. Duffy, Chemia środowiska, Warszawa 2007, oraz W. Mizerski, Tablice
chemiczne, Warszawa 1997.
3.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno właściwe określenie spośród
podanych w każdym nawiasie.
Reakcja syntezy tlenku azotu(II) jest reakcją (endotermiczną / egzotermiczną), o czym
świadczy (dodatnia / ujemna) wartość ΔH°.
Reakcja dimeryzacji tlenku azotu(IV) ma tym większą wydajność, w im (niższej /
wyższej) temperaturze zachodzi. Po ochłodzeniu zabarwienie zawartości zamkniętego
naczynia, do którego wprowadzono świeżo otrzymany tlenek azotu(IV) NO2,
(nie ulegnie zmianie / stanie się mniej intensywne / stanie się bardziej intensywne).
3.2. (0–1)
Oceń, czy cząsteczka tlenku azotu(IV) NO2 jest rodnikiem. Odpowiedź uzasadnij –
uwzględnij elektronową strukturę tej cząsteczki.
Ustal i wpisz do tabeli, jaki rodzaj wiązania (kowalencyjne niespolaryzowane,
kowalencyjne spolaryzowane, jonowe) występuje w cząsteczce NH3. Następnie
przyporządkuj dwóm związkom: LiH i PH3, wartości ich temperatury topnienia: 692°C,
–134°C (pod ciśnieniem 1013 hPa).
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Określ rodzaj wiązania występującego w cząsteczce azotu (jonowe, kowalencyjne
niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane) i narysuj wzór elektronowy
dwuatomowej cząsteczki azotu – zaznacz kreskami wiązania chemiczne i wolne pary
elektronowe.
Metanal jest najprostszym aldehydem. Jego cząsteczki łatwo łączą się w pierścienie o wzorze
(CH2O)3 lub w formę łańcuchową HO–[CH2O]8-100–H powstającą samorzutnie w roztworach
wodnych metanalu. Metanal należy do grupy aldehydów ulegających reakcji Cannizaro, która
polega na jednoczesnym utlenianiu i redukcji aldehydu w środowisku zasadowym. Jednym
z produktów tej reakcji jest sól kwasu karboksylowego.
27.1. (1 pkt)
Narysuj kreskowy wzór elektronowy cząsteczki metanalu. Zaznacz wszystkie wolne
pary elektronowe.
27.2. (1 pkt)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
Liczba wiązań σ w cząsteczce metanalu wynosi (1 / 2 / 3 / 4), natomiast liczba wiązań π jest równa (1 / 2 / 3 / 4). Orbitalom walencyjnym atomu węgla przypisuje się hybrydyzację sp2, dlatego cząsteczka metanalu ma kształt (liniowy / płaski / tetraedryczny).
Zdolność cząsteczek metanalu do (polimeryzacji / polikondensacji) jest uwarunkowana
obecnością w jego cząsteczce (wiązania σ / wiązania π / atomu tlenu).
27.3. (2 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji metanalu z wodorotlenkiem sodu.
Podaj nazwy systematyczne organicznych produktów tej reakcji.
Dwa pierwiastki oznaczono umownie literami X i Z. Dwuujemny jon pierwiastka Z ma
konfigurację elektronową 1s22s22p63s23p6 w stanie podstawowym. Pierwiastki X i Z tworzą
związek XZ2, w którym stosunek masowy pierwiastka X do pierwiastka Z jest równy 3 : 16.
Cząsteczka tego związku ma budowę liniową.
Napisz wzór sumaryczny związku opisanego w informacji, zastępując umowne
oznaczenia X i Z symbolami pierwiastków. Podaj typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali
walencyjnych atomu pierwiastka X tworzącego związek XZ2 oraz napisz liczbę wiązań
typu σ i liczbę wiązań typu π występujących w cząsteczce opisanego związku chemicznego.
Wzór sumaryczny: ......................................
Liczba wiązań typu σ: .................................
Typ hybrydyzacji: ......................................
Liczba wiązań typu π: ................................
Poniżej przedstawiono uproszczony wzór para-benzochinonu – jednego z chinonów – oraz
produktu jego redukcji, czyli hydrochinonu. Pod wzorami tych związków podano ich nazwy
systematyczne.
Izomerem para-benzochinonu jest orto-benzochinon. Jego nazwa systematyczna to cykloheksa-3,5-dieno-1,2-dion.
Określ formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali
walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczce para-benzochinonu
i w cząsteczce hydrochinonu. Uzupełnij tabelę.
Jedną z metod otrzymywania halogenoalkanów jest reakcja alkoholu alifatycznego
z halogenkiem fosforu(III). Ta reakcja przebiega zgodnie z poniższym schematem, w którym
R oznacza grupę alkilową, a X – atom halogenu.
3R–OH + PX3 → 3R–X + H3PO3
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Napisz wzór elektronowy bromku fosforu(III). Pary elektronowe wiązań oraz wolne pary
elektronowe zaznacz kreskami. Oceń, czy cząsteczka bromku fosforu(III) jest płaska.
W czystej wodzie ustala się stan równowagi reakcji autoprotolizy, która zachodzi zgodnie
z równaniem:
2H2O ⇄ H3O+ + OH−
Tę reakcję opisuje stała równowagi nazywana iloczynem jonowym wody. Wyraża się ona
równaniem:
Kw = [H3O+] ⋅ [OH−]
Zdolność autoprotolizy charakteryzuje nie tylko wodę, lecz także inne rozpuszczalniki, np.:
ciekły amoniak (skroplony pod zwiększonym ciśnieniem), metanol i kwas mrówkowy.
15.1. (0–1)
Napisz trzy równania reakcji autoprotolizy: ciekłego amoniaku, metanolu i kwasu
mrówkowego. Zastosuj wzory półstrukturalne (grupowe) organicznych produktów
reakcji.
2NH3 ⇄
2CH3OH ⇄
2HCOOH ⇄
15.2. (0–1)
Wyjaśnij, dlaczego cząsteczki amoniaku, metanolu i kwasu mrówkowego mają zdolność
odszczepiania i przyłączania protonu w procesie autoprotolizy. Odnieś się do budowy tych
cząsteczek.
Cząsteczki wymienionych związków mają zdolność odszczepiania protonu, ponieważ
Cząsteczki wymienionych związków mają zdolność przyłączania protonu, ponieważ
Uzupełnij poniższe zdania dotyczące czterech różnych rodzajów kryształów. Wybierz
i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
W kryształach metalicznych sieć krystaliczna zbudowana jest z (atomów / cząsteczek / kationów i anionów / kationów metali) otoczonych chmurą zdelokalizowanych elektronów. Elementami, z których zbudowana jest sieć krystaliczna tlenku wapnia, są
(atomy / cząsteczki / kationy i aniony). W kryształach molekularnych dominują
oddziaływania międzycząsteczkowe, a w kryształach kowalencyjnych atomy tworzące sieć
krystaliczną połączone są wiązaniami kowalencyjnymi. Przykładem kryształu molekularnego
jest kryształ (chlorku sodu / sacharozy / wapnia), a przykładem kryształu kowalencyjnego –
kryształ (diamentu / jodu / węglanu wapnia).
Dwa pierwiastki oznaczono umownie literami X i Z. Dwuujemny jon pierwiastka Z ma
konfigurację elektronową 1s22s22p63s23p6 w stanie podstawowym. Pierwiastki X i Z tworzą
związek XZ2, w którym stosunek masowy pierwiastka X do pierwiastka Z jest równy 3 : 16.
Cząsteczka tego związku ma budowę liniową.
Napisz wzór sumaryczny związku opisanego w informacji, zastępując umowne
oznaczenia X i Z symbolami pierwiastków. Podaj typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali
walencyjnych atomu pierwiastka X tworzącego związek XZ2 oraz napisz liczbę wiązań
typu σ i liczbę wiązań typu π występujących w cząsteczce opisanego związku chemicznego.
Wzór sumaryczny: ......................................
Liczba wiązań typu σ: .................................
Typ hybrydyzacji: ......................................
Liczba wiązań typu π: ................................
Nadtlenek wodoru H2O2 jest gęstą, syropowatą cieczą, która miesza się z wodą w każdym
stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji według równania:
H2O2 + H2O ⇄ HO−2 + H3O+
Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniższy
rysunek.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Korzystając z informacji na temat struktury cząsteczki nadtlenku wodoru, uzupełnij
poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym
nawiasie.
W cząsteczce nadtlenku wodoru atomy wodoru połączone są z atomami tlenu wiązaniami kowalencyjnymi (spolaryzowanymi / niespolaryzowanymi), a między atomami tlenu występuje wiązanie kowalencyjne (spolaryzowane / niespolaryzowane).
Cząsteczka nadtlenku wodoru jest (polarna / niepolarna).
Kształt cząsteczki nadtlenku wodoru można wyjaśnić, jeśli się założy hybrydyzację typu (sp3 / sp2 / sp) walencyjnych orbitali atomowych tlenu.
Kwas ortoborowy H3BO3 jest bardzo słabym jednoprotonowym kwasem, który w roztworach
wodnych działa nie jako donor protonów, lecz jako akceptor jonów wodorotlenkowych,
reagując z wodą zgodnie z równaniem:
H3BO3 + 2H2O ⇄ H3O+ + [B(OH)4]–
Stała równowagi tej reakcji jest równa 5,8 · 10–10.
W obecności środków odciągających wodę, np. stężonego H2SO4, kwas ortoborowy tworzy
z alkoholami estry.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Nazwij typ wiązania (ze względu na sposób jego powstawania), jakie tworzy się między
atomem boru w cząsteczce kwasu ortoborowego i anionem wodorotlenkowym.
Kwas ortoborowy H3BO3 jest bardzo słabym jednoprotonowym kwasem, który w roztworach
wodnych działa nie jako donor protonów, lecz jako akceptor jonów wodorotlenkowych,
reagując z wodą zgodnie z równaniem:
H3BO3 + 2H2O ⇄ H3O+ + [B(OH)4]–
Stała równowagi tej reakcji jest równa 5,8 · 10–10.
W obecności środków odciągających wodę, np. stężonego H2SO4, kwas ortoborowy tworzy
z alkoholami estry.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki kwasu ortoborowego, oznaczając kreskami
wiązania oraz wolne pary elektronowe. Wyjaśnij, dlaczego kwas borowy jest
akceptorem jonów wodorotlenkowych.
Spośród związków chemicznych, których wzory przedstawiono poniżej, wybierz te,
które dysocjują na jony pod wpływem wody. Podkreśl wzory wybranych związków.
Poniżej podano wzory trzech cukrów oznaczonych numerami I, II i III.
I
II
III
33.1. (0-1)
Wybierz disacharyd, w którego cząsteczce występuje wiązanie
α-1,4-O-glikozydowe, i napisz numer, którym go oznaczono.
33.2. (0-1)
Wybierz wszystkie związki, które wykazują właściwości redukujące,
i napisz numery, którymi je oznaczono. Opisz obserwacje towarzyszące
przebiegowi próby Tollensa z udziałem tych związków.
Numery wzorów związków:
Obserwacje:
33.3. (0-2)
Wybierz wszystkie związki, które w odpowiednich warunkach ulegają hydrolizie,
i napisz numery, którymi je oznaczono. Zapisz schematy procesów hydrolizy
z udziałem wybranych związków, stosując w schematach nazwy związków
organicznych zamiast ich wzorów.
W poniższej tabeli zestawiono wartości temperatury wrzenia (pod ciśnieniem 1013 hPa)
alkanu, alkanolu, alkanalu i alkiloaminy o zbliżonych masach cząsteczkowych.
Numer związku
Wzór związku
Masa cząsteczkowa, u
Temperatura wrzenia,°C
I
CH3CH2CH3
44
– 42,2
II
CH3CH2OH
46
78,3
III
CH3CHO
44
20,7
IV
CH3CH2NH2
45
16,6
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 1997.
Opisz przyczynę różnicy temperatury wrzenia alkanu i aldehydu oraz przyczynę różnicy
temperatury wrzenia aldehydu i alkoholu. Odnieś się do budowy cząsteczek związków,
których wzory wymieniono w tabeli.
