בחינה 3 יח"ל
חמד"ע -מרכז לחינוך מדעי ב ב ח מ י ת נ כ ה ו ב נ כ ת י ב מ ג י ר ה ו ת 3יחידות לימוד תשע"ה 1025 - א .משך הבחינה :שלש שעות ב .מבנה השאלון ומפתח ההערכה :בשאלון זה שני פרקים. פרק ראשון – חובה – () 22x2 פרק שני ()22x3 סה"כ ג .חומר עזר מותר בשימוש :מחשבון (כולל מחשבון גרפי). - 02נקודות - 02נקודות - 022נקודות ד .הוראות מיוחדות: .0שים לב :בשאלה 0שבפרק הראשון שמונה סעיפים א-ח. לכל סעיף מוצגות ארבע תשובות ומהן עליך לבחור בתשובה הנכונה .סמן את התשובות הנכונות בגיליון התשובות. .2בפרק הראשון יש לענות על שתי השאלות ובפרק השני יש לענות על שלוש מבין שש שאלות .כתוב בראש הבחינה את מספרי השאלות שבחרת. ההוראות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. הקפד על ניסוחים מאוזנים ועל רישום נכון של היחידות. ב ה צ ל ח ה מ ח ז ו ר י ת ט ב ל המ צ ו ר ף ע ז ר ח ו מ ר א ל ק ט ר ו ש ל י ל י ו ת ע ר כ י – ט ב ל ת ד פ י נ ו ס ח א ו ת 1 פ ר ק ר א ש ו ן -חובה ( 00נקודות) .0ענה על כל הסעיפים א'-ח' בגיליון התשובות המצורף (לכל סעיף 2.2נקודות). בכל סעיף הקף בעיגול את הספרה המציינת את התשובה המתאימה ביותר. קרא את כל אפשרויות התשובה לפני שתענה. א .למי מן הבאים 3נויטרונים? .0ל - 2+ .2ל - + .3ל - +3 4Be 3Li 7 7 26Fe ול- ול- 56 + 4Be 3Li +3 7 7 79Au 197 .0אף תשובה אינה נכונה ב .המיסו 2.502גרם של (NH4)3PO4בתוך 2.0ליטר מים .לאחר מכן מוסיפים לכלי 022מ"ל תמיסת ) NH4Cl(aqבריכוז .0.2Mמהו ריכוז יוני NH4+בתמיסה הנוצרת? .0 .2 .3 .0 0.050 M 0.0625 M 0.070 M 0.0875 M ג .לפניך חלק מהמגיבים ומהתוצרים בתגובה מסויימת: CH3CH2OH → CH3COOH מהי דרגת החימצון של אטום הפחמן המסומן ומהי התגובה שעבר? .0 הפחמן עבר חימצון ודרגת החימצון שלו +3 .2 הפחמן עבר חימצון ודרגת החימצון שלו +2 .3הפחמן עבר חיזור ודרגת החימצון שלו +3 .4הפחמן עבר חיזור ודרגת החימצון שלו +2 ד .בטבלה שלפניך מוצג מידע לגבי 0מולקולות: המולקולה HCl SiH4 I2S CSH2 צורה מרחבית קוית טטראהדר זוויתית משולש מישורי באילו מבין המולקולות יש דו קוטב קבוע? .0 .2 .3 .0 ב HCl -בלבד ב HCl -ו CSH2-בלבד ב , CSH2 , I2S -ו HCl-בלבד בכולן 2 ה .כמה מול מימן נדרשו לתגובת הידרוגנציה של 3.20גרם חומצה ארכידונית :C20:46 2.22 .0מול 2.20 .2מול 2.20 .3מול 2.20 .0מול ו .לפניך נוסחאות של מספר חומרים המכילים את אטום כלור:Cl , NCl3 RbClO2 NaClO4 KCl באילו מבין החומרים עשויים אטומי כלור ,Cl ,להגיב כמחמצן וכמחזר: .0 ב Cl2 -בלבד ו.RbClO2- .2 ב Cl2 -ו RbClO2-ו NCl3-בלבד. .3 ב RbClO2-ו NaClO4-בלבד. .0 ב KCl-ו -ו NaClO4-בלבד. ז .נתונות ארבע תמיסות מימיות: התמיסה נפח התמיסה (מ"ל) ()M A )KOH(aq 322 2.2 B )CH3OH(aq 222 2.0 C )NH3(aq 322 2.0 D )Ba(OH)2(aq 022 2.2 מהי הקביעה הנכונה? .0כל התמיסות מוליכות חשמל. .2לכל התמיסות אותו .pH .3הריכוז של יוני ) OH-(aqבתמיסה Aהוא הגבוה ביותר. .0ה pH-של תמיסה Bהגבוה ביותר. 3 ריכוז התמיסה Cl2 ח .לפניך מידע על 3חומצות שומן המרכיבות טריגליצרידים בחמאה ובשמן זית: רישום מקוצר C16:0 C18:19cis C18:26cis,cis שם חומצת שומן פלמיטית אולאית לינולאית סימן מקוצר P O L השאלה מתייחסת לטריגליצרידים PPOו OOL -המורכבים מחומצות שומן אלו. בחר את התשובה הנכונה: .0 .2 .3 .0 טמפרטורת היתוך של PPOגבוהה יותר מאשר OOLכיוון ש PPOמכיל יותר חומצות שומן בלתי רוויות. טמפרטורת היתוך של OOLגבוהה יותר מאשר של PPOכיוון ש OOLמכיל יותר קשרים כפולים וקשרים כפולים חזקים יותר מאשר קשרים יחידים. טמפרטורת היתוך של PPOגבוהה יותר מאשר OOLכיוון שאינטרקציות בין מולקולות PPOחזקות יותר משאר אלו בין מולקולות .OOL טמפרטורת היתוך של OOLגבוהה יותר מאשר של PPOכיוון שטריגליצריד המכיל איזומר ציס יוצר אריזה צפופה יותר. 4 ניתוח קטע ממאמר מדעי -חובה .2קרא את הקטע שלפניך וענה על כל השאלות שאחריו. קליעים בקיבה להעברת תרופות החדרה של תרופות לגוף היא אתגר לא פשוט .תרופות רבות שאנו בולעים בכמוסות ,נהרסות בקיבה החומצית ,ורק אחוז קטן מן החומר הפעיל מגיע לזרם הדם .חוקרי הננוטכנולוגיה מחפשים שיטות להגנה על התרופה בקיבה ,באמצעות מֵ כלי פלסטיק זעירים .הפלסטיק נהרס בקצב אטי בקיבה והתרופה משתחררת באטיות. לאחרונה פיתחו חוקרים "ננו-מנועים" המנצלים את החומצה המצויה בקיבה באופן טבעי כדי לנוע במהירות בחלל הקיבה ,להינעץ בדופן שלה ולשחרר את התרופה לזרם הדם. המנועים האלה מורכבים ממֵ כל פלסטיק חלול ,המצופה בצדו הפנימי באבץ .קוטר המיכל הוא 22מיליוניות המטר ,כרוחב סיב שיער .כאשר המֵ כל מגיע לקיבה ,מגיב האבץ עם החומצה הטבעית המצויה בה בתגובה הזאת: )Zn(s) + 2H3O+(aq) → Zn2+(aq) + H2(g) + 2H2O(l כפי שאפשר לראות באיור ,הגז משתחרר בתוך הצינורית הזעירה של המכל ,נפלט החוצה בכיוון מסוים ,ומניע את הגליל בכיוון הנגדי ,ממש כמו מנוע סילון זעיר .הגליל ננעץ בדופן התיבה ,ממשיך להתפרק ולשחרר את התרופה לתוך רקמת הקיבה ,ולכן היא מגיעה כעת בקלות אל כלי הדם מסביב. בניסוי בקרה ,השוו המדענים את קליעי האבץ לקליעי פלטינה ,Pt ,ומצאו שקליעי הפלטינה אינם נעים. יתרון נוסף של השיטה הוא שהקליעים נשארים בקיבה זמן רב יותר ,ולכן אחוז גבוה של התרופה אכן מגיע ליעדו .לאחר סיום התגובה לא נותרים חומרים רעילים בגוף. מעובד מתוך Wei Gao et al./ACS Nano שאלות א .ציין שלושה יתרונות לשימוש בשיטה המתוארת בכתבה. ב .i .האם התגובה המאפשרת את הנעת המכלים בקיבה ,המופיעה בקטע היא תגובת חומצה- בסיס או חמצון חיזור? הסבר .iiאם התגובה היא תגובת חומצה-בסיס כתוב מהי החומצה ומהו הבסיס? אם התגובה היא תגובת חמצון-חיזור ,כתוב מהו המחמצן ומהו המחזר בתגובה .הסבר את קביעתך. שים לב :המשך השאלה בעמוד הבא 5 ג .לפניך גרף הלקוח מן המאמר המקורי של המחקר: הצע הסבר לירידה במספר הקליעים המכילים אבץ לאורך זמן. ד .בניסוי הבקרה השתמשו החוקרים בפלטינה במקום באבץ. הצע הסבר כימי לכך שקליעי הפלטינה לא נעו ,ולכן לא נצמדו לדופן הקיבה. ה .בניסוי שנערך לבחינת יעילות השיטה הוכנסה לכלי תמיסת חומצת HClבריכוז 2.20מולר בכמות עודפת .לאחר מכן הוכנסו לתמיסה מכלים זעירים המכילים 2.22גרם אבץ. .iאילו יונים מצויים בתמיסת החומצה לפני הוספת המכלים? .iiאילו יונים מצויים בתמיסה לאחר תום התגובה? .iiiכמה מול חומצה הגיבו בתגובה? .ivלפניך שלושה גרפים המתארים את ה pH-בתמיסה לאורך זמן התגובה .איזה גרף מתאר נכון את שינוי ה pH-במהלך התגובה .הסבר. א pH pH ב 7 7 pH ג 7 ho זמן זמן זמן ו .אחד מתוצרי התגובה הוא ) .Zn2+(aqאילו כוחות פועלים בין יוני האבץ למולקולות המים? הסבר את תשובתך והוסף איור. 6 פרק שני ( 02נקודות) ענה על שלוש שאלות מבין השאלות ( . 3-0לכל שאלה 22נקודות) שים לב :הקפד על ניסוחים נכונים ועל רישום נכון של יחידות. שאלה :3מבנה וקישור מלטונין – הורמון המיוצר בגוף כאשר אין אור וגורם לתחושת נמנום. לפניך נוסחת מבנה של מלטונין. א .רשום נוסחה מולקולרית של מלטונין. ב .רשום נוסחאות של 2קבוצות פונקציונליות במלטונין וציין שם של כל קבוצה. ג .i .הקשר H-Cארוך יותר מאשר הקשר ,H-Nציין שני גורמים לכך. .iiאנרגיית הקשר , 799 kJ/mol C=Oאנרגיית קשר .293 kJ/mol C-Nציין שלושה גורמים המסבירים נתונים אלו. ד .מסיסות של מלטונין במים הינה 2.0( 0.1mg/mlמיליגרם במיליליטר) .חשב את הריכוז המולרי של תמיסת מלטונין רוויה במים .פרט חישובים. מסיסות של מלטונין באתנול ( )C2H5OHהינה .50mg/ml ה .הסבר למה מסיסות מלטונין באתנול גבוהה ממסיסותו במים. ו .נסח את תגובת המסה של מלטונין במים. שים לב :המשך השאלה בעמוד הבא 7 בטבלה לפניך מוצגים נתונים על 3תרכובות נוספות המכילות חנקן: נוסחת מבנה טמפרטורת רתיחה החומר שם החומר A פרופיל אמין 470C B איזופרופיל אמין 310C C טרימתיל אמין 40C D דיאתיל אמין ? ז .הסבר מדוע טמפרטורת הרתיחה של חומר Aגבוהה מטמפרטורת הרתיחה של חומר .B ח .הסבר מדוע טמפרטורת הרתיחה של חומר Cנמוכה מטמפרטורת הרתיחה של חומר .B ט .קבע לגבי טמפרטורת הרתיחה של ( Dבחר את התשובה הנכונה) .הסבר בקצרה. .aנמוכה מ40C- .bגבוהה מ 40C-אך נמוכה מ310C- .cגבוהה מ 310C-אך נמוכה מ470C- 8 שאלה :0חומצה בסיס וסטויכיומטריה מגנזיום הידרוקסידי ,Mg(OH)2 ,קיים במיגוון תכשירים הנמכרים ללא מירשם רופא לטיפול בקשיי עיכול וצרבת. בבית המרקחת ,המיסו כמות מסוימת של מגנזיום הידרוקסידי ,Mg(OH)2 ,במים ליצירת 022 מ"ל של תמיסה בריכוז של .0.5M א .חשב את מסת מגנזיום הידרוקסידי שהמיסו לקבלת תמיסה זאת .פרט חישובים. לתמיסה טיפטפו מספר טיפות של אינדיקטור והחלו להוסיף תמיסת חומצה חד פרוטית .לאחר הוספת 022מ"ל של תמיסת חומצה השתנה צבע האינדיקטור. ב .מהו ה pH-של התמיסה בעת שינוי צבע האינדיקטור. ג .רשום ואזן את ניסוח התגובה נטו של תמיסת מגנזיום הידרוקסידי עם החומצה. ד .חשב את ריכוז תמיסת החומצה? פרט חישובים. לפניך נוסחאות של ארבעה חומריםNa2CO3 , C3H7COOH , SO2 , HNO3 : המיסו את החומרים במים. ה .אילו מבין החומרים עשויים ליצור את תמיסת החומצה? הסבר בחירתך. ו .מהו תחום ה pH -של כל אחת מן התמיסות שנוצרו בסעיף הקודם? לכל אחת מתמיסות אלו הוסיפו עוד 22מ"ל מים. ז .רשום עבור כל אחת מהתמיסות האם ה pH-יעלה /ירד /לא ישתנה לאחר ההוספה .הסבר בקצרה. תרכובת C3H7COOHמגיבה עם גליצרול ח .רשום נוסחאות מבנה מלאות של התוצרים המתקבלים בתגובה זאת. 9 שאלה :5מבנה האטום ,רדיואקטיביות ותכונות של חומרים: לפניך איורים המתארים באופן סכמטי 0יסודות :כספית ( ,)Hgנתרן ( ,)Naחמצן ( ,)O2גרפיט (.)C a c b d א .התאם את האיורים ליסודות .הסבר. ב .יסודות שהאיורים aו b-מתאימים להם מוליכים חשמל במצב צבירה מוצק .הסבר עובדה זאת ברמה המיקרוסקופית .התייחס לכל יסוד בנפרד. חוקרים גילו כי נתרן פולט קרינת ביתא.β , ג .העתק למחברת את התגובה והשלם אותה: ד .למי מן האטומים נתרן או האטום החדש שמתקבל בתגובה רדיוס אטומי גדול יותר? הסבר. ה .למי אנרגיית יינון גדולה יותר לאטום הנתרן או לאטום החמצן? הסבר. בניסוי אחר מכניסים נתרן למים. ו .לפניך שני היגדים .רשום ליד כל היגד האם הוא נכון או לא נכון ונמק קביעתך. .iהתמיסה המתקבלת מוליכה חשמל. .iiהתמיסה המתקבלת בעלת pHנמוך מ.5- בניסוי נוסף חוקרים מגיבים בין 2.223גרם נתרן לבין חמצן ומקבלים נתרן חמצני. ז .רשום ואזן תגובה לקבלת נתרן חמצני. ח .תאר ברמה המיקרוסקופית את נתרן חמצני. ט .חשב כמה גרם נתרן חמצני נוצרו בתגובה .פרט חישובים. 11 שאלה :6חמצון חיזור וסטויכיומטריה אלומינה הוא השם המקובל לתחמוצת האלומיניום ) . (Al2O3אלומינה היא תחמוצת יציבה וקשה. א .נסח ואזן את התגובה בין היסוד אלומיניום ,Al(s) ,לבין חמצן ,O2(g) ,לקבלת אלומינה. ב .רשום מי המחמצן ומי המחזר בתגובה זו .נמק. ג .מהו נפח החמצן בתנאי STPהדרוש ליצירה של 0.2קילוגרם אלומינה? פרט חישובים. ד .כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה זו? פרט חישובים. לפניך ארבע מתכות המדורגות לפי הכושר היחסי שלהן לחזר: Mg > Al > Zn > Fe ה .i .קבע איזו תמיסה מבין התמיסות המימיות הבאות יכולה להגיב עם אבץ מתכתי ():)Zn(s )MgBr2(aq), AlCl3(aq), Zn(NO3)2(aq), FeI3(aq .iiנסח את התגובה המתרחשת ואזן אותה באמצעות חצאי תגובות. ו .למי מבין המתכות הבאות :ברזל ( ,)Feאבץ ( )Znאו אלומיניום ( )Alנטייה גבוהה יותר לעבור שיתוך? הסבר. ז .מבין המתכות המופיעות בשאלה מעדיפים להשתמש באלומיניום לייצור התריסים .הסבר עובדה זו. לתוך ארבעת התמיסות מסעיף ה' הכניסו מספר טיפות של ברום .Br2(l) ,רק בתמיסה אחת התרחש שינוי. ח .באיזה כלי התחרשה תגובה? הסבר. 11 שאלה מספר – 7סטוכיומטריה וחמצון-חיזור השאלה עוסקת בתרכובת חנקן דו חמצני ) .NO2(gזהו גז רעיל המתקבל משריפת דלקים ונפלט מתעשייה ומתחנות כוח. א. ב. נסח ואזן את התגובה ליצירת ) NO2(gמחנקן ,N2(g) ,וחמצן. O2(g) , בתנאים בהם הלחץ והטמפרטורה קבועים ,התקבלו 32ליטר חנקן דו-חמצני .מהו נפח החנקן שהגיב? חנקן דו חמצני מגיב עם מים ליצירת חומצה חנקתית לפי התגובה: )(1) 3NO2(g) + 3H2O(l) NO(g) + 2NO3-(aq) + 2H3O+(aq בתנאים בהם נפח מולרי שווה ל 22-ליטר ,ביעבעו 22.2ליטר חנקן דו חמצני ,NO2(g) ,למים .הנפח הסופי של התמיסה הנוצרת 0ליטר. ג. חשב את ריכוז יון הניטראט ) NO3- (aqבתמיסה הנוצרת? פרט חישובים. בעזרת תמיסת חומצה חנקתית ניתן להמיס מטבע המכיל נחושת .נחושת מגיבה עם יון הניטראט, ) ,NO3-(aqשבתמיסה לפי התגובה הבאה: (2) Cu(s) + 4H3O+(aq) + 2NO3-(aq) Cu+2(aq) +2NO2(g) + 6H2O במטרה להמיס נחושת ממטבע השתמשו ב 022-מ"ל תמיסת חומצה חנקתית אשר הכינו בסעיף הקודם .כל יוני הניטראט הגיבו . ד. חשב את מסת הנחושת שהגיבה? פרט חישובים. נתון כי מסת המטבע כולו היתה 2גרם. ה. ו. ז. חשב את אחוז הנחושת במטבע הנבדק? פרט. תגובה ( )2היא תגובת חמצון-חיזור .קבע מי תוצר החמצון ומי תוצר החיזור בתגובה (.)2 נמק. חשב כמה מול אלקטרונים עברו בתגובה ( ?)2פרט חישובים. בתגובה בין חנקן ,N2(g) ,לחמצן ,O2(g) ,עשויות להיווצר תחמוצות חנקן בנוסף ל NO2 -כמוN2O, : .N2O4 ח. בניסוי מסוים בתנאי STPהגיבו 02ליטר חמצן בשלמות והתקבלו 2.9מול של תחמוצת חנקן .מי מבין התחמוצות המפורטות התקבלה? פרט חישובים. 12 שאלה :8טעם של כימיה – סוכרים וחומצה בסיס בזמן אחרון יותר ויותר אנשים עוברים לתזונה דלת גלוטן בטענה כי הינם רגישים לגלוטן בשל מחלת צליאק .בעצם רוב האנשים רגישים לסוג אחר של חומרים :חד ,דו ורב סוכרים המסוגלים לעבור תסיסה. CH2OH לפניך נוסחאת היוורט של גלוקוז: O CHH2OH H OH OH H H OH OHO H H HO H OH לקטוז הוא דו סוכר הבנוי ממולקולת גלוקוז ומולקולת H גלקטוז. OH א. ב. ג. ד. O H OH H OH O H H H H לפניך נוסחת היוורת של לקטוז: סרטט נוסחת היוורט של גלקטוז. האם גלקטוז איזומר של גלוקוז? הסבר. מהו סוג הקשר בין שני חד סוכרים? רשום תבנית הקשר. האם לקטוז יכול להתקבל מפירוק של עמילן? הסבר. CH2OH OH H H H OH H OH CH2OH O OH H O H H O OH CH2OH H H OH לקטוז המצטבר במעי ואינו מעוכל עובר תסיסה ע"י חיידקים .אחד השלבים בתגובת התסיסה הינו: )C6H12O6(s) + 8H2O(l) → 2CH3COO-(aq) + 2HCO3-(aq) + 4H3O+(aq) + 4H2(g ה .האם במהלך תגובת תסיסה ה pH-של התמיסה עולה /יורד /לא משתנה .הסבר. ו .האם הוספת מים תגדיל /תקטין /לא תשנה את רמת ה pH-של התמיסה .הסבר. לפניך נוסחה של דו-סוכר נוסף טרהאלוז (.)Trehalose ז .האם טרהאלוז יכול לעבור מוטרוטציה בתמיסה? הסבר. טרהאלאז הוא אנזים האחראי על הידרוליזה של הקשר הגליקוזידי בטרהאלוז. ח .רשום את תוצרי תהליך ההידרוליזה של טרהאלוז. 13 OH H H
© Copyright 2024