Zadania maturalne z chemii

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1. (1 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Podaj/wymień

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: ................................

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 23. (1 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Narysuj/zapisz wzór

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.

Wzór:

Ocena:

Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 26. (1 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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	P	F

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 27. (4 pkt)

Rodzaje wiązań i ich właściwości Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Aldehydy Napisz równanie reakcji Narysuj/zapisz wzór Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

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.

Równanie reakcji:

Nazwy systematyczne organicznych produktów:

Matura Maj 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 30. (1 pkt)

Węglowodory aromatyczne Stopnie utlenienia Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

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.


	Stopień utlenienia	Typ hybrydyzacji
para-benzochinon
hydrochinon

Matura Czerwiec 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 20. (1 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Węglowodory alifatyczne Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W poniższej tabeli zestawiono długości wiązania między atomami węgla w cząsteczkach etanu, etenu i etynu.


Węglowodór	etan	eten	etyn
Długość wiązania, pm	154	133	120

Na podstawie: J. McMurry, Chemia organiczna, Warszawa 2000.

Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno właściwe określenie spośród podanych w każdym nawiasie.

W cząsteczce etanu przyjmuje się dla orbitali walencyjnych atomów węgla hybrydyzację typu (sp / sp² / sp³). Kąt między wiązaniami wytworzonymi przez każdy atom węgla w cząsteczce etenu jest bliski (109° / 120° / 180°), a w cząsteczce etynu ten kąt jest równy (109° / 120° / 180°). Wiązanie węgiel – węgiel jest tym krótsze, im (mniejsza / większa) jest jego krotność.

Matura Maj 2018, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 27. (1 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Węglowodory alifatyczne Narysuj/zapisz wzór

W poniższej tabeli zestawiono informacje na temat cząsteczek trzech węglowodorów o prostych (nierozgałęzionych) łańcuchach węglowych.

Węglowodór	Liczba atomów węgla o danej hybrydyzacji			Dodatkowe informacje
Węglowodór	sp	sp²	sp³	Dodatkowe informacje
A	0	4	0	brak
B	0	2	2	występuje w postaci izomerów cis i trans
C	2	0	2	dwa atomy węgla w cząsteczce nie są związane z atomami wodoru

Przeprowadzono reakcję węglowodoru C z wodą w stosunku molowym n_{węglowodoru C} : n_H₂O = 1:1.

Napisz wzór półstrukturalny (grupowy) trwałego (dominującego) produktu reakcji, której substratami są węglowodór C i woda.

Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 7. (3 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Elektrony w atomach, orbitale Rodzaje wiązań i ich właściwości Narysuj/zapisz wzór Podaj i uzasadnij/wyjaśnij Podaj/wymień

Chloroform (trichlorometan) o wzorze CHCl₃ i trichlorek fosforu o wzorze PCl₃ są związkami kowalencyjnymi.

7.1. (1 pkt)

Określ kształt cząsteczki chloroformu (cząsteczka tetraedryczna, płaska, liniowa).

7.2. (1 pkt)

Narysuj wzór elektronowy cząsteczki CHCl₃ oraz wzór elektronowy cząsteczki PCl₃ – zaznacz kreskami wiązania chemiczne oraz wolne pary elektronowe.

7.3. (1 pkt)

Oceń, czy atom centralny w cząsteczce chloroformu i w cząsteczce trichlorku fosforu może tworzyć wiązanie koordynacyjne. Odpowiedź uzasadnij.

Chloroform:

Trichlorek fosforu:

Matura Maj 2017, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 30. (2 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Stopnie utlenienia Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę

Poniżej przedstawiono wzory: cykloheksanonu, cykloheksanolu i kwasu adypinowego. Literami a, b i c oznaczono wybrane atomy węgla.

Określ formalne stopnie utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp², sp³) atomów węgla oznaczonych w podanych wzorach literami a, b i c. Uzupełnij tabelę.

Atom węgla	w cykloheksanonie	w cykloheksanolu	w kwasie adypinowym
Atom węgla	a	b	c
Stopień utlenienia
Typ hybrydyzacji

Matura Czerwiec 2016, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 5. (2 pkt)

Hybrydyzacja orbitali i kształt cząsteczek Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

W opisie tworzenia wiązań kowalencyjnych zakłada się hybrydyzację nie tylko orbitali uczestniczących w powstawaniu wiązań σ, lecz także orbitali walencyjnych zawierających niewiążące pary elektronowe.

Uzupełnij poniższe zdania dotyczące wiązań i hybrydyzacji orbitali atomów w cząsteczkach etynu i wody. Zaznacz właściwe określenie w każdym nawiasie.

Cząsteczka etynu
W wiązaniu każdego atomu węgla z drugim atomem węgla i atomem wodoru zakłada się udział dwóch orbitali zhybrydyzowanych typu (sp / sp² / sp³), w wyniku czego powstają dwa wiązania typu (σ / π). Z dwóch orbitali atomowych typu (s / p) każdego atomu węgla powstają między atomami węgla dwa wiązania typu (σ / π).
Cząsteczka wody
Orbitalom walencyjnym atomu tlenu przypisuje się hybrydyzację (sp / sp² / sp³). Dwa zhybrydyzowane orbitale tlenu zawierające elektrony niesparowane tworzą z dwoma atomami wodoru dwa wiązania typu (σ / π). Na pozostałych (2 / 3 / 4) zhybrydyzowanych orbitalach tlenu występują niewiążące pary elektronowe.