الكيمياء (عالي)
البنية 2: الروابط المتقدمة (عالي) — البنية 2 HL
- 1.
احسب الشحنة الصورية على كل ذرة في التركيب اللويسي لأيون النترات NO₃⁻، المرسوم برابطة واحدة N=O مزدوجة ورابطتين N−O أحاديتين.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 2.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب الشحنة الصورية على كل ذرة في التركيب اللويسي لأيون النترات NO₃⁻، المرسوم برابطة واحدة N=O مزدوجة ورابطتين N−O أحاديتين.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «ذكر صيغة الشحنة الصورية: FC = (إلكترونات التكافؤ) − (الإلكترونات غير الرابطة) − (1/2 الإلكترونات الرابطة).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 3.
اشرح، باستخدام مفهوم الرنين، لماذا تم إيجاد أن جميع روابط N−O الثلاث في أيون النترات NO₃⁻ متساوية الطول تجريبياً، وتقع بين طول الرابطة الأحادية والمزدوجة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 4.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح، باستخدام مفهوم الرنين، لماذا تم إيجاد أن جميع روابط N−O الثلاث في أيون النترات NO₃⁻ متساوية الطول تجريبياً، وتقع بين طول الرابطة الأحادية والمزدوجة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن للنترات ثلاثة تراكيب رنين متكافئة، يختلف كل منها فقط في أي رابطة N−O تُرسم مزدوجة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 5.
حدد تهجين الذرة المركزية والشكل الجزيئي لسادس فلوريد الكبريت SF₆.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 6.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «حدد تهجين الذرة المركزية والشكل الجزيئي لسادس فلوريد الكبريت SF₆.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن للكبريت 6 مجالات إلكترونية رابطة حوله (6 روابط S−F) ولا أزواج حرة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 7.
لرابع فلوريد الكبريت SF₄ زوج إلكتروني حر واحد على ذرة الكبريت المركزية إضافة إلى أربعة أزواج رابطة. توقّع الشكل الجزيئي لـSF₄ واشرح كيف يؤثر الزوج الحر على زوايا الروابط.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 8.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لرابع فلوريد الكبريت SF₄ زوج إلكتروني حر واحد على ذرة الكبريت المركزية إضافة إلى أربعة أزواج رابطة. توقّع الشكل الجزيئي لـSF₄ واشرح كيف يؤثر الزوج الحر على زوايا الروابط.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه مع 5 مجالات إلكترونية (4 رابطة، وزوج حر واحد)، يكون الشكل الهندسي للمجالات الإلكترونية ثنائي الهرم المثلث، لكن الشكل الجزيئي هو شكل الأرجوحة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 9.
احسب التغير في الإنثالبية للاحتراق الكامل للميثان، CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)، باستخدام متوسطات إنثالبيات الروابط: C−H = 414، وO=O = 498، وC=O = 804، وO−H = 463 (جميعها بوحدة kJ mol⁻¹).
[5 درجة] - 10.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «احسب التغير في الإنثالبية للاحتراق الكامل للميثان، CH₄(g) + 2O₂(g) → CO₂(g) + 2H₂O(g)، باستخدام متوسطات إنثالبيات الروابط: C−H = 414، وO=O = 498، وC=O = 804، وO−H = 463 (جميعها بوحدة kJ mol⁻¹).» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحديد الروابط المكسورة في المتفاعلات: 4 × C−H وَ2 × O=O.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[5 درجة] - 11.
اشرح، باستخدام قواعد فاجانز، لماذا يُظهر كلوريد الألومنيوم AlCl₃ صفة تساهمية ملحوظة رغم تكوّنه من معدن ولا فلز.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 12.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح، باستخدام قواعد فاجانز، لماذا يُظهر كلوريد الألومنيوم AlCl₃ صفة تساهمية ملحوظة رغم تكوّنه من معدن ولا فلز.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الصفة التساهمية في مركب أيوني تزداد عندما يكون الكاتيون صغيراً وعالي الشحنة، ما يعطيه كثافة شحنة عالية (قدرة استقطاب عالية).» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 13.
لذرات كربون البنزين C₆H₆ تهجين sp² مرتبة في حلقة. اشرح كيف يؤدي هذا التهجين إلى نظام غير متمركز من إلكترونات باي فوق الحلقة وتحتها.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 14.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لذرات كربون البنزين C₆H₆ تهجين sp² مرتبة في حلقة. اشرح كيف يؤدي هذا التهجين إلى نظام غير متمركز من إلكترونات باي فوق الحلقة وتحتها.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن كل ذرة كربون مهجّنة sp²، وتُكوّن ثلاث روابط سيجما (إلى ذرتي كربون مجاورتين وذرة هيدروجين واحدة) تقع في مستوى الحلقة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 15.
يحتوي ثاني أكسيد الكربون CO₂ على رابطتي C=O قطبيتين، إلا أن الجزيء ككل غير قطبي. اشرح السبب.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 16.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يحتوي ثاني أكسيد الكربون CO₂ على رابطتي C=O قطبيتين، إلا أن الجزيء ككل غير قطبي. اشرح السبب.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن كل رابطة C=O منفردة قطبية، لأن الأكسجين أكثر كهرسلبية من الكربون.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 17.
يمكن رسم تركيبي لويس محتملين لأيون الثيوسيانات SCN⁻: أحدهما S=C=N (روابط مزدوجة متراكمة) والآخر S≡C−N (رابطة ثلاثية وأحادية). استخدم الشحنات الصورية لتحديد أي تركيب أكثر استقراراً وإسهاماً رئيسياً.
[5 درجة] · بدون آلة حاسبة - 18.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «يمكن رسم تركيبي لويس محتملين لأيون الثيوسيانات SCN⁻: أحدهما S=C=N (روابط مزدوجة متراكمة) والآخر S≡C−N (رابطة ثلاثية وأحادية). استخدم الشحنات الصورية لتحديد أي تركيب أكثر استقراراً وإسهاماً رئيسياً.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «حساب الشحنات الصورية لـS=C=N: S: 6−4−2=0، وC: 4−0−4=0، وN: 5−4−2=−1.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[5 درجة] · بدون آلة حاسبة - 19.
عدّ عدد روابط سيجما (σ) وباي (π) في جزيء الإيثاين (الأسيتيلين) C₂H₂، الذي يحتوي على رابطة ثلاثية بين ذرتي كربون.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 20.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «عدّ عدد روابط سيجما (σ) وباي (π) في جزيء الإيثاين (الأسيتيلين) C₂H₂، الذي يحتوي على رابطة ثلاثية بين ذرتي كربون.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن كل رابطة C−H رابطة سيجما أحادية، ما يعطي رابطتي سيجما من رابطتي C−H.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 21.
توقّع الشكل الجزيئي لثالث فلوريد الكلور ClF₃، الذي له 3 أزواج رابطة وزوجان حران على ذرة الكلور المركزية، واشرح أثر الزوجين الحرين على الشكل.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 22.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «توقّع الشكل الجزيئي لثالث فلوريد الكلور ClF₃، الذي له 3 أزواج رابطة وزوجان حران على ذرة الكلور المركزية، واشرح أثر الزوجين الحرين على الشكل.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه مع 5 مجالات إلكترونية (3 رابطة، وزوجان حران)، يكون الشكل الهندسي للمجالات الإلكترونية ثنائي الهرم المثلث.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 23.
قارن بين بنية وروابط الألماس وثاني أكسيد الكربون، واشرح لماذا يتمتع الألماس بدرجة انصهار عالية جداً بينما يتسامى ثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة منخفضة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 24.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «قارن بين بنية وروابط الألماس وثاني أكسيد الكربون، واشرح لماذا يتمتع الألماس بدرجة انصهار عالية جداً بينما يتسامى ثاني أكسيد الكربون عند درجة حرارة منخفضة.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن الألماس بنية تساهمية عملاقة (شبكية)، تكون فيها كل ذرة كربون مرتبطة تساهمياً بأربع ذرات أخرى في شبكة ثلاثية الأبعاد متصلة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 25.
حدد تهجين البروم والشكل الجزيئي لخامس فلوريد البروم BrF₅، الذي له 5 أزواج رابطة وزوج حر واحد على ذرة البروم المركزية.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 26.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «حدد تهجين البروم والشكل الجزيئي لخامس فلوريد البروم BrF₅، الذي له 5 أزواج رابطة وزوج حر واحد على ذرة البروم المركزية.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أنه مع 6 مجالات إلكترونية (5 رابطة، وزوج حر واحد)، يكون التهجين sp³d².» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 27.
إنثالبية هدرجة سيكلوهكسين (رابطة واحدة C=C مزدوجة) هي −120 kJ mol⁻¹. إذا تصرف البنزين كجزيء نظري بثلاث روابط C=C مزدوجة منعزلة لا تتفاعل ('بنزين كيكولي')، توقّع إنثالبية هدرجته النظرية. بمعلومية أن إنثالبية هدرجة البنزين التجريبية الفعلية هي −208 kJ mol⁻¹، احسب طاقة استقرار الرنين (عدم التمركز) للبنزين.
[5 درجة] - 28.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «إنثالبية هدرجة سيكلوهكسين (رابطة واحدة C=C مزدوجة) هي −120 kJ mol⁻¹. إذا تصرف البنزين كجزيء نظري بثلاث روابط C=C مزدوجة منعزلة لا تتفاعل ('بنزين كيكولي')، توقّع إنثالبية هدرجته النظرية. بمعلومية أن إنثالبية هدرجة البنزين التجريبية الفعلية هي −208 kJ mol⁻¹، احسب طاقة استقرار الرنين (عدم التمركز) للبنزين.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توقّع إنثالبية هدرجة 'بنزين كيكولي' النظرية بـ3 × (−120) = −360 kJ mol⁻¹.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 5 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[5 درجة] - 29.
خلال تفاعل الإضافة بين الإيثين (C₂H₄) والهيدروجين لتكوين الإيثان (C₂H₆)، صف التغير في تهجين كل ذرة كربون.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 30.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «خلال تفاعل الإضافة بين الإيثين (C₂H₄) والهيدروجين لتكوين الإيثان (C₂H₆)، صف التغير في تهجين كل ذرة كربون.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن كل ذرة كربون في الإيثين مهجّنة sp²، جزء من رابطة C=C مزدوجة بترتيب مثلثي مستوٍ حول كل كربون.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 31.
لأيون النتريت NO₂⁻ تركيبا رنين متكافئان. ارسم كلا تركيبي الرنين، وحدد الشحنة الصورية على كل ذرة في أحدهما، وحدد رتبة رابطة كل رابطة N−O في هجين الرنين.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 32.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لأيون النتريت NO₂⁻ تركيبا رنين متكافئان. ارسم كلا تركيبي الرنين، وحدد الشحنة الصورية على كل ذرة في أحدهما، وحدد رتبة رابطة كل رابطة N−O في هجين الرنين.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «رسم تركيبي رنين لـNO₂⁻، كل منهما برابطة N=O مزدوجة ورابطة N−O أحادية، يختلفان في أي أكسجين يحمل الرابطة المزدوجة.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 33.
لخامس كلوريد الفوسفور PCl₅ خمسة أزواج رابطة ولا أزواج حرة على ذرة الفوسفور المركزية. حدد تهجين الفوسفور والشكل الجزيئي لـPCl₅، بما في ذلك زوايا الروابط.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 34.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «لخامس كلوريد الفوسفور PCl₅ خمسة أزواج رابطة ولا أزواج حرة على ذرة الفوسفور المركزية. حدد تهجين الفوسفور والشكل الجزيئي لـPCl₅، بما في ذلك زوايا الروابط.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «تحديد التهجين بـsp³d.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 3 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[3 درجة] · بدون آلة حاسبة - 35.
اشرح لماذا تكون زاوية الرابطة في الأمونيا NH₃ (107°) أصغر قليلاً من زاوية رباعي السطوح المثالية 109.5°، بينما تكون زاوية الرابطة في الماء H₂O (104.5°) أصغر منها.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة - 36.
تحليل التصحيح: يحاول متعلم الإجابة عن المهمة الآتية: «اشرح لماذا تكون زاوية الرابطة في الأمونيا NH₃ (107°) أصغر قليلاً من زاوية رباعي السطوح المثالية 109.5°، بينما تكون زاوية الرابطة في الماء H₂O (104.5°) أصغر منها.» وتعالج إجابته هذه النقطة فقط: «توضيح أن التنافر بين زوجين حرين أكبر من التنافر بين زوج حر وزوج رابط، والذي بدوره أكبر من التنافر بين زوجين رابطين.» قيّم الإجابة مقابل متطلبات المهمة الكاملة ذات 4 درجات. حدد ما يستحق درجة واذكر كل متطلب إضافي لازم للحصول على الدرجة الكاملة.
[4 درجة] · بدون آلة حاسبة