1 - משרד החינוך

Transcription

1 - משרד החינוך
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫אדר ב' תשע"ו‬
‫אפריל ‪2016‬‬
‫למורי הכימיה‬
‫להלן פירוט מבנה השאלון של הבחינה העיונית אשר מוערכת בהערכה חיצונית (משקלה ‪)55%‬‬
‫ובהמשך בחינה לדוגמה‬
‫פירוט לגבי מבנה השאלון‪:‬‬
‫פרק ראשון‪ :‬תשע שאלות חובה‬
‫שאלות ‪ :1-8‬שאלות רב בררתיות בכל נושאי הלימוד‪.‬‬
‫כל שאלה מקנה ‪ 2.5‬נקודות‪.‬‬
‫שאלה ‪ :9‬שאלת מאמר על קטע לא מוכר (אנסין)‪ .‬חובה לענות על כל הסעיפים‪.‬‬
‫שאלה זו מקנה ‪ 20‬נקודות‪.‬‬
‫פרק שני‪ :‬חמש שאלות פתוחות‬
‫שאלות ‪ :10-14‬חמש שאלות פתוחות‬
‫התלמיד יבחר וישיב על שלש שאלות פתוחות מתוך חמש‪.‬‬
‫כל שאלה מקנה ‪ 20‬נקודות‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫דוגמת בחינה על פי התכנית המותאמת (‪ 55%‬מתוך ‪)70%‬‬
‫שאלון ‪037381‬‬
‫כימיה‬
‫הוראות לנבחן‬
‫א‪.‬‬
‫משך הבחינה‪:‬‬
‫ב‪.‬‬
‫מבנה השאלון ומפתח ההערכה‪:‬‬
‫ג‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫שלוש שעות‬
‫פרק ראשון‬
‫‪-‬‬
‫פרק שני‬
‫‪-‬‬
‫בשאלון זה שני פרקים‪.‬‬
‫(‪)2.5 8‬‬
‫‪-‬‬
‫‪ 20‬נקודות‬
‫(‪)20 1‬‬
‫‪-‬‬
‫‪ 20‬נקודות‬
‫(‪)20 3‬‬
‫‪-‬‬
‫‪ 60‬נקודות‬
‫סה"כ‬
‫‪-‬‬
‫‪ 100‬נקודות‬
‫מחשבון (כולל מחשבון גרפי)‪.‬‬
‫חומר עזר מותר בשימוש‪:‬‬
‫הוראות מיוחדות‪ )1( :‬שים לב‪ :‬שאלות ‪ 1-8‬שבפרק הראשון הן שאלות רב בררתיות‪.‬‬
‫לכל שאלה מוצגות ארבע תשובות‪ .‬בחר את התשובה המתאימה ביותר‪.‬‬
‫את התשובה שבחרת סמן בתשובון שבכריכה הפנימית בסוף מחברת הבחינה (עמ' ‪.)19‬‬
‫בכל שאלה סמן בעט ‪ X‬במשבצת שמתחת לאות המתאימה (א‪-‬ד) בתשובון‪.‬‬
‫בכל שאלה יש לסמן ‪ X‬אחד בלבד‪.‬‬
‫ניתן למחוק סימון על ידי השחרת כל המשבצת באופן הבא‬
‫אסור למחוק בטיפקס‪.‬‬
‫‪.‬‬
‫מומלץ לסמן את התשובות הנכונות קודם בשאלון עצמו‪ ,‬ורק אחר כך לסמן אותן בתשובון‪.‬‬
‫(‪ )2‬בפרק הראשון יש לענות על תשע השאלות‪,‬‬
‫ובפרק השני יש לענות על שלוש מבין חמש שאלות‪.‬‬
‫כתוב במחברת הבחינה בלבד‪ ,‬בעמודים נפרדים‪ ,‬כל מה שברצונך לכתוב כטיוטה (ראשי פרקים‪ ,‬חישובים וכדומה)‪.‬‬
‫רשום "טיוטה" בראש כל עמוד טיוטה‪ .‬רישום טיוטות כלשהן על דפים שמחוץ למחברת הבחינה עלול לגרום לפסילת הבחינה!‬
‫ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר ומכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד‪.‬‬
‫בהצלחה!‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫השאלות‬
‫פרק ראשון (‪ 40‬נקודות)‬
‫ענה על תשע השאלות ‪( 9 - 1‬לכל שאלה מבין השאלות ‪ 2.5 ,1-8‬נקודות‪ .‬לשאלה ‪ 20 ,9‬נקודות)‪.‬‬
‫ענה על כל השאלות ‪ 1-8‬בתשובות שבכריכה הפנימית בסוף המחברת (עמוד ‪.)19‬‬
‫בכל שאלה סמן בעט ‪ X‬במשבצת המתאימה בתשובון המציינת את התשובה הנכונה‪.‬‬
‫בכל שאלה יש לסמן ‪ X‬אחד בלבד‪.‬‬
‫ניתן למחוק סימון על ידי השחרת כל המשבצת כך‬
‫‪.‬‬
‫אסור למחוק בטיפקס‪.‬‬
‫לפני שתענה קרא את כל התשובות המוצגות‪.‬‬
‫‪.1‬‬
‫האותיות ‪ d , c , b , a‬מסמלות אטומים של ארבעה יסודות הנמצאים באותה שורה בטבלה המחזורית‪.‬‬
‫בטבלה שלפניך מוצג מספר אלקטרוני הערכיות באטומים אלה‪.‬‬
‫האטום‬
‫‪a‬‬
‫‪b‬‬
‫‪c‬‬
‫‪d‬‬
‫מספר אלקטרוני הערכיות‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪6‬‬
‫‪7‬‬
‫מהי הקביעה הנכונה?‬
‫א‪ .‬הרדיוס של אטום ‪ a‬גדול מהרדיוס של אטום ‪.b‬‬
‫‪.2‬‬
‫ב‪.‬‬
‫אטום ‪ b‬יכול להיקשר לאטום ‪ с‬בקשר קוולנטי כפול‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫אנרגיית היינון של אטום ‪ c‬גבוהה מאנרגיית היינון של אטום ‪.d‬‬
‫ד‪.‬‬
‫היערכות האלקטרונים באטום ‪ d‬היא ‪.2,5‬‬
‫לפניך ארבעה היגדים הנוגעים לקשרים קוולנטיים‪.‬‬
‫מהו ההיגד הנכון?‬
‫א‪ .‬אורך הקשר ‪ C=C‬שווה לאורך הקשר ‪.C=O‬‬
‫ב‪.‬‬
‫אורך הקשר ‪ CH‬שווה לאורך הקשר ‪.NH‬‬
‫ג‪.‬‬
‫אנרגיית הקשר ‪ C=C‬גדולה מאנרגיית הקשר ‪.CC‬‬
‫ד‪.‬‬
‫אנרגיית הקשר ‪ CC‬גדולה מאנרגיית הקשר ‪.CN‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫‪ .3‬למולקולה של מתאנאל‪ , CH2O ,‬צורה מישורית משולשת‪.‬‬
‫לפניך ארבעה היגדים המתייחסים למתאנאל‪ .‬איזה מבין ההיגדים אינו נכון?‬
‫א‪ .‬דרגת החמצון של אטום הפחמן במולקולה ‪ CH2O‬היא אפס‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫במולקולה ‪ CH2O‬יש דו‪-‬קוטב קבוע‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫בחומר )‪ CH2O(l‬יש קשרי מימן בין המולקולות‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫לאטום החמצן במולקולה שני זוגות אלקטרונים לא קושרים‬
‫ולאטום הפחמן אין זוג אלקטרונים לא קושרים‪.‬‬
‫‪ .4‬נתונות שלוש מתכות המדורגות לפי הכושר היחסי שלהן לחזר‪.‬‬
‫)‪Cd(s) > Ni(s) > Ag(s‬‬
‫בטבלה שלפניך מידע על שלושה ניסויים‪ , c - a ,‬שבוצעו במעבדה‪.‬‬
‫בכל ניסוי טבלו פס מתכת בתמיסה מימית שהכילה יוני מתכת‪.‬‬
‫המתכת‬
‫יוני המתכת‬
‫)‪Ag+(aq‬‬
‫)‪Ag(s‬‬
‫)‪Ni(s‬‬
‫‪a‬‬
‫‪c‬‬
‫)‪Ni2+(aq‬‬
‫)‪Cd2+(aq‬‬
‫באיזה‪/‬באילו מהניסויים התרחשה תגובה?‬
‫א‪.‬‬
‫‪ a‬ו‪ b -‬בלבד‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪ b‬ו‪ c -‬בלבד‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫‪ b‬בלבד‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫‪ c‬בלבד‪.‬‬
‫)‪Cd(s‬‬
‫‪b‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫‪ .5‬לפניך ניסוחים של שלוש תגובות אנדותרמיות‪:‬‬
‫‪H01‬‬
‫)‪I2(s) + Br2(l) 2IBr(s‬‬
‫)‪(1‬‬
‫‪H02‬‬
‫)‪I2(s) + Br2(l) 2IBr(l‬‬
‫)‪(2‬‬
‫‪H03‬‬
‫)‪I2(s) + Br2(l) 2IBr(g‬‬
‫)‪(3‬‬
‫מהו הסדר הנכון של ערכי ‪ H0‬על‪-‬פי גודלם?‬
‫א‪H03 > H02 > H01 .‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪H02 > H01 > H03‬‬
‫ג‪.‬‬
‫‪H01 > H03 > H02‬‬
‫ד‪.‬‬
‫‪H01 > H02 > H03‬‬
‫‪ .6‬לכל אחד משלושה כלים הכניסו ‪ 1‬מול חומר‪ ,‬והוסיפו מים עד שהתקבלה תמיסה בנפח ‪ 1‬ליטר‪.‬‬
‫בדיאגרמה שלפניך מוצג מספר המולים הכולל של חלקיקי החומר המומס‬
‫בכל אחת משלוש התמיסות ‪ b ,a‬ו‪:c -‬‬
‫מספר המולים הכולל של‬
‫חלקיקי החומר המומס‬
‫‪3.0‬‬
‫‪2.0‬‬
‫‪1.0‬‬
‫תמיסה‬
‫‪c‬‬
‫תמיסה‬
‫‪b‬‬
‫תמיסה‬
‫‪a‬‬
‫‪0‬‬
‫באיזו מהשורות ‪ 1-4‬החומרים המומסים בתמיסות ‪ b , a‬ו‪ c -‬מוצגים בהתאם לדיאגרמה?‬
‫‪c‬‬
‫‪b‬‬
‫‪a‬‬
‫א‪.‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫‪Na2SO4‬‬
‫‪NaNO3‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪Na2SO4‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫‪NaNO3‬‬
‫ג‪.‬‬
‫‪NaNO3‬‬
‫‪Na2SO4‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫ד‪.‬‬
‫‪CH3OH‬‬
‫‪NaNO3‬‬
‫‪Na2SO4‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫‪ .7‬נתונות ארבע תמיסות מימיות‪. D , C , B , A :‬‬
‫התמיסה‬
‫נפח התמיסה‬
‫(מ"ל)‬
‫ריכוז התמיסה‬
‫)‪(M‬‬
‫‪A‬‬
‫)‪KOH(aq‬‬
‫‪150‬‬
‫‪0.3‬‬
‫‪B‬‬
‫)‪KOH(aq‬‬
‫‪300‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪C‬‬
‫)‪Ba(OH)2(aq‬‬
‫‪75‬‬
‫‪0.2‬‬
‫‪D‬‬
‫)‪Ba(OH)2(aq‬‬
‫‪150‬‬
‫‪0.1‬‬
‫מהי הקביעה הנכונה?‬
‫א‪.‬‬
‫לכל התמיסות אותו ‪. pH‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ה‪ pH -‬של תמיסה ‪ B‬הוא הגבוה ביותר‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫הריכוז של יוני )‪ OH(aq‬בתמיסה ‪ A‬הוא הגבוה ביותר‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫תמיסה ‪ С‬היא התמיסה הבסיסית ביותר‪.‬‬
‫‪ .8‬לפניך ניסוחים של שלוש תגובות )‪:(3) - (1‬‬
‫)‪Na(s) + H2O(l)  Na+(aq) + ½H2(g) + OH(aq‬‬
‫)‪(1‬‬
‫)‪K2CO3(s) + H2O(l)  2K+(aq) + HCO3(aq) + OH(aq‬‬
‫)‪(2‬‬
‫)‪CO2(g) + Ca2+(aq) + 2OH(aq)  CaCO3(s) + H2O(l‬‬
‫)‪(3‬‬
‫מהי הקביעה הנכונה?‬
‫א‪ .‬בתגובה )‪ (1‬מגיב )‪ H2O(l‬כחומצה‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫בתגובה )‪ (2‬מגיב )‪ H2O(l‬כבסיס‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫כאשר מכניסים למים )‪ K2CO3(s‬מתקבלת תמיסה שה‪ pH -‬שלה קטן מ‪. 7 -‬‬
‫ד‪.‬‬
‫כאשר מזרימים )‪ CO2(g‬לתוך תמיסת סידן הידרוקסידי‪ , Ca(OH)2(aq) ,‬ה‪ pH -‬של התמיסה יורד‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫ניתוח קטע מאמר מדעי– חובה‬
‫‪.9‬‬
‫(מבוסס על בגרות תשס"ח שאלה ‪)2‬‬
‫קרא את הקטע שלפניך‪ ,‬וענה על כל הסעיפים א‪-‬ה שאחריו‪.‬‬
‫שמן חמניות– לא רק לטיגון‬
‫מכוניות הן הצרכניות העיקריות של דלק נוזלי‪ .‬הדלק הנוזלי מופק מנפט גולמי שנוצר באדמה במשך מיליוני‬
‫שנים‪ ,‬והניצול המהיר של הנפט הגולמי גורם לכך שכמותו בטבע הולכת ופוחתת‪.‬‬
‫הדלק הנוזלי הוא תערובת של פחמימנים המכילה בין היתר אוקטאן‪ . C8H18(l) ,‬הפחמימנים מגיבים עם החמצן‬
‫שבאוויר במנוע שריפה של מכונית‪ .‬לפניך דוגמא לתגובה כזו‪:‬‬
‫‪→8 CO‬‬
‫הצתה‬
‫‪∆H0 < 0‬‬
‫)‪+ 9H2O(l‬‬
‫)‪2(g‬‬
‫)‪C8H18(l) + 12.5O2(g‬‬
‫האנרגיה הנפלטת בתגובה כזו מנוצלת להנעת המכונית‪.‬‬
‫בגלל הטמפרטורה הגבוהה בעת שריפת הדלק‪ ,‬החנקן והחמצן שמקורם באוויר מגיבים ביניהם‪ ,‬ונוצרות‬
‫תחמוצות חנקן הגורמות לזיהום אוויר‪.‬‬
‫בשל סיבות אלה‪ ,‬בעשורים האחרונים מחפשים תחליפים למנוע שריפה‪ .‬אחד החליפים הוא מתקן מיוחד הנקרא‬
‫תא דלק‪ .‬בתא דלק מתרחשת תגובה בן החמצן שבאוויר‪ ,O2(g) ,‬ובין מימן‪ ,H2(g) ,‬המוזרם לתא הדלק‪ .‬התגובה‬
‫מנוצלת להפקת אנרגיה חשמלית להנעת מכונית‪ .‬בשיטה זו לא נוצרות תחמוצות חנקן‪ ,‬אך יש לשיטה חסרונות‪,‬‬
‫שאחד מהם הוא הצורך להתקין במכונית מכלים גדולים לאחסון המימן‪.‬‬
‫מדענים בריטים גילו לאחרונה שאפשר להפיק מימן עבור תא דלק ישירות במנוע המכונית על ידי הזרמת קיטור‬
‫(אדי מים בלחץ) מעל שמן חמניות‪.‬‬
‫שמן חמניות נפוץ בשימוש ביתי ותעשייתי לצורכי בישול ואפיה‪ .‬זה חומר זמין‪ ,‬שאפשר להפיקו בכמויות גדולות‬
‫ביותר‪ .‬החוקרים מעריכים כי בעתיד‪ ,‬במקום בשמן חמניות טהור אפשר יהיה להשתמש בשמנים שונים‪ ,‬הנוצרים‬
‫כתוצרי לוואי בתעשיית המזון וכיום אין להם שימוש‪.‬‬
‫שמן חמניות מורכב ממספר חומצות שומן עיקריות‪:‬‬
‫שם החומצה פלמיטית‬
‫רישום מקוצר ‪C16:0‬‬
‫‪7‬‬
‫אחוז משקלי‬
‫(‪)%‬‬
‫סטארית‬
‫‪C18:0‬‬
‫‪4.5‬‬
‫לינולנית‬
‫לינולאית‬
‫אולאית‬
‫איקוסנואית‬
‫‪C20:0‬‬
‫‪C18:33cis,cis,cis C18:26cis,cis C18:19cis‬‬
‫‪0.8‬‬
‫‪67.5‬‬
‫‪18.7‬‬
‫‪0.5‬‬
‫(מעובד על פי‪:‬‬
‫‪)http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3601130.stm‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫א‪ .‬על פי המידע שבקטע‪:‬‬
‫‪ .i‬ציין שני חסרונות לשימוש בדלק המופק מנפט גולמי‬
‫‪ .ii‬מהו היתרון של ייצור מימן ישירות במנוע המכונית?‬
‫ב‪.‬‬
‫‪ .i‬מדוע יש צורך בהצתה בתגובה של אוקטאן הרשומה בקטע?‬
‫‪ .ii‬הסבר מדוע התרחשות התגובה של אוקטאן הרשומה בקטע גורמת לחימום המנוע‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫שמן חמניות מכיל חומצות שומן שהן חומצות קרבוקסיליות‪.‬‬
‫לפניך תגובה של חומצת שומן‪ ,‬חומצה לינולאית‪ ,‬עם קיטור‪:‬‬
‫‪∆H0 > 0‬‬
‫)‪C18H32O2(l) + 34H2O(l) → 50H2(g) + 18CO2(g‬‬
‫תגובה זו אינה מנוצלת ישירות להנעת המכונית‪ ,‬שלא כמו התגובה הרשומה בקטע‪ .‬הסבר מדוע‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫‪ i‬על פי הטבלה של הרכב חומצות השומן העיקריות בשמן חמניות המופיעה בקטע‪ ,‬קבע מהו אחוז‬
‫חומצות השומן הרוויות בשמן חמניות ומהו אחוז חומצות השומן הלא רוויות בשמן חמניות‪.‬‬
‫פרט את חישוביך‪.‬‬
‫‪ .ii‬הסבר מדוע שמן חמניות הוא נוזל בטמפרטורת החדר‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫פרק שני (‪ 60‬נקודות)‬
‫ענה על שלוש מהשאלות ‪( 14 – 10‬לכל שאלה – ‪ 20‬נקודות)‪.‬‬
‫מבנה האטום ותכונות חומרים‬
‫‪.10‬‬
‫(מבוסס על בגרות תשע"ד שאלה ‪)3‬‬
‫תירוקסין הוא חומר שנמצא בגוף ונקרא הורמון‪ .‬חומר זה מופרש על ידי בלוטת התריס‪ ,‬ותפקידו לווסת‬
‫קצב חילוף חומרים בגוף‪.‬‬
‫א‪.‬‬
‫לפניך ייצוג מקוצר לנוסחת המבנה של תירוקסין‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪NH2‬‬
‫‪I‬‬
‫‪I‬‬
‫‪I‬‬
‫‪O‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪I‬‬
‫במולקולה של תירוקסין יש ‪ 4‬אטומי חמצן‪ , O ,‬בשלוש קבוצות פונקציונליות שונות‪.‬‬
‫רשום את הנוסחה של כל אחת מן הקבוצות הפונקציונליות האלה‪ ,‬וציין את השם של כל קבוצה‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫ברפואה מאבחנים בעיות בפעילות של בלוטת התריס באמצעות יוד רדיואקטיבי‪.‬‬
‫‪.i‬‬
‫בטבלה שלפניך מידע חלקי על שני איזוטופים רדיואקטיביים של יוד‪.I ,‬‬
‫העתק את הטבלה למחברת הבחינה והשלם אותה‪.‬‬
‫מספר‬
‫אטומי‬
‫סימול‬
‫האיזוטופ‬
‫‪131‬‬
‫‪I‬‬
‫מספר‬
‫מסה‬
‫מספר‬
‫פרוטונים‬
‫מספר‬
‫אלקטרונים‬
‫מספר‬
‫נויטרונים‬
‫‪70‬‬
‫‪ .ii‬איזוטופ ‪I‬‬
‫‪131‬‬
‫פולט קרינה רדיואקטיבית והופך ל‪. 131Xe -‬‬
‫מהו סוג הקרינה הרדיואקטיבית הנפלטת‪  ,‬או ‪ ? ‬נמק‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫בתנאי החדר היסוד יוד‪ , I2(s) ,‬הוא מוצק שצבעו סגול אפור‪.‬‬
‫בניסוי שבוצע במעבדה הכניסו לכל אחת משתי מבחנות )‪ (2)-(1‬גבישים של )‪. I2(s‬‬
‫למבחנה )‪ (1‬הוסיפו ‪-1‬פרופאנול‪. C3H7OH(l) ,‬‬
‫למבחנה )‪ (2‬הוסיפו מים‪. H2O(l) ,‬‬
‫רק באחת משתי המבחנות התקבלה תערובת הומוגנית‪.‬‬
‫‪.i‬‬
‫קבע באיזו מבחנה‪ (1) ,‬או )‪ ,(2‬התקבלה התערובת ההומוגנית‪.‬‬
‫‪ .ii‬תאר ברמה מיקרוסקופית את התערובת ההומוגנית שהתקבלה‪.‬‬
‫‪ .iii‬נסח את התהליך לקבלת התערובת ההומוגנית‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫ד‪.‬‬
‫בטבלה שלפניך מוצגים נתונים על ‪-1‬פרופאנול ואצטון‪.‬‬
‫הנוסחה המולקולרית‬
‫נוסחת המבנה‬
‫טמפרטורת רתיחה )‪(oC‬‬
‫‪-1‬פרופאנול‬
‫‪C3H8O‬‬
‫‪CH3CH2CH2OH‬‬
‫‪97‬‬
‫אצטון‬
‫‪C3H6O‬‬
‫?‬
‫‪57‬‬
‫החומר‬
‫נתונות שתי נוסחאות מבנה‪ A ,‬ו‪. B -‬‬
‫‪O‬‬
‫‪CH3CCH3‬‬
‫‪CH2=CHCH2OH‬‬
‫‪B‬‬
‫‪A‬‬
‫קבע איזו מהנוסחאות‪ A ,‬או ‪ , B‬היא נוסחת המבנה של אצטון‪.‬‬
‫הסבר מדוע פסלת את הנוסחה האחרת‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫מבנה וקישור ואנרגיה‬
‫‪.11‬‬
‫א‪.‬‬
‫(מבוסס על בגרות תשס"ח שאלה ‪)6‬‬
‫יהלום וגרפיט הם שתי צורות גבישיות שונות של היסוד פחמן‪.C(s) ,‬‬
‫‪.i‬‬
‫תאר את מבנה הגרפיט‪ ,C(s) ,‬ברמה מיקרוסקופית‪.‬‬
‫‪ .ii‬הסבר מדוע יהלום‪ ,C(s) ,‬אינו מוליך חשמל‪ .‬בתשובתך התייחס למבנה החומר‪.‬‬
‫בשרפה של כל אחד משני החומרים מתקבל אותו תוצר‪ ,‬פחמן דו‪-‬חמצני‪. CO2(g) ,‬‬
‫ֵ‬
‫לפניך ניסוחים של תגובות שרפה של גרפיט ושל יהלום‪:‬‬
‫‪∆Ho(1) = 393.5 kJ‬‬
‫)‪(s) + O2(g)  CO2(g‬גרפיט‪(1) C‬‬
‫‪∆Ho(2) = 395.4 kJ‬‬
‫)‪(s) + O2(g)  CO2(g‬יהלום‪(2) C‬‬
‫בגרף שלפניך מוצגת אנתלפיה של המגיבים בתגובה )‪.(1‬‬
‫אנתלפיה‬
‫)‪(s) + O2(g‬גרפיט‪C‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪ .i‬העתק למחברתך את הגרף והצג בו באופן סכמתי‪:‬‬
‫ את האנתלפיה של התוצר בתגובות )‪ (1‬ו‪.(2) -‬‬‫ את האנתלפיה של המגיבים בתגובה )‪.(2‬‬‫‪ .ii‬בגרף שהעתקת למחברתך‪ ,‬סמן בחצים את )‪ ∆Ho(1‬ואת )‪. ∆Ho(2‬‬
‫לפניך ניסוח התגובה של הפיכת גרפיט ליהלום‪:‬‬
‫)‪∆Ho(3‬‬
‫ג‪.‬‬
‫‪ .i‬בגרף שהעתקת למחברתך‪ ,‬סמן בחץ את )‪. ∆Ho(3‬‬
‫‪ .ii‬חשב את הערך של‬
‫)‪(3‬‬
‫‪o‬‬
‫‪ .∆H‬פרט את חישוביך‬
‫)‪(s‬יהלום‪(s)  C‬גרפיט‪(3) C‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫מדענים מפתחים שיטה לייצור יהלום ממתאן‪ ,CH4(g) ,‬בטמפרטורה של כ‪ ,600oC -‬על פי התגובה‪:‬‬
‫)‪(s) + 2H2(g‬יהלום‪(4) CH4(g)C‬‬
‫בגרף שלפניך מוצגות באופן סכמתי שתי עקומות‪:‬‬
‫בעקומה ‪ I‬מוצגת השתנות האנתלפיה במהלך תגובה )‪.(4‬‬
‫בעקומה ‪( II‬קו מרוסק) מוצגת השתנות האנתלפיה במהלך התגובה שבה יכול להיווצר גרפיט ממתאן‪.‬‬
‫‪II‬‬
‫אנתלפיה‬
‫‪I‬‬
‫)‪CH4(g‬‬
‫)‪(s) + 2H2(g‬יהלום‪C‬‬
‫)‪(s) + 2H2(g‬גרפיט‪C‬‬
‫ד‪.‬‬
‫‪ .i‬הסבר מדוע בשיטה זו מתקבל יהלום ולא גרפיט‪.‬‬
‫‪ .ii‬קבע אם תגובה )‪ (4‬היא אנדותרמית או אקזותרמית‪ .‬נמק‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫סטוכיומטריה ‪ -‬מצב גז וקצב תגובות‬
‫‪.12‬‬
‫א‪.‬‬
‫(מבוסס על שאלה ‪ 5‬בגרות תשע"ב‪ ,‬ושאלה ‪ 2‬ג' בגרות השלמה תשע"ג)‬
‫השאלה עוסקת בגזים‪ :‬חנקן‪ ,‬חמצן ותחמוצות חנקן‪.‬‬
‫‪ .i‬שני כלים סגורים‪ ,‬שהנפחים שלהם שווים וקבועים‪ ,‬הוחזקו בטמפרטורה קבועה‪.‬‬
‫הכלי הראשון מכיל ‪ 1‬גרם חמצן‪ , O2(g) ,‬והכלי השני מכיל ‪ 1‬גרם חנקן‪. N2(g) ,‬‬
‫קבע אם הלחץ בכלי השני גדול מהלחץ בכלי הראשון‪ ,‬קטן ממנו או שווה לו‪ .‬נמק את קביעתך‪.‬‬
‫מחממים את הכלי המכיל חנקן‪.‬‬
‫‪.ii‬‬
‫איזה מהגרפים ‪ IV-I‬שלפניך הוא תיאור סכמתי נכון של הלחץ בכלי במהלך החימום כתלות בזמן?‬
‫נמק את קביעתך‪.‬‬
‫לחץ‬
‫‪0‬‬
‫זמן‬
‫לחץ‬
‫‪0‬‬
‫זמן‬
‫‪I‬‬
‫ב‪.‬‬
‫‪II‬‬
‫לחץ‬
‫‪0‬‬
‫זמן‬
‫‪III‬‬
‫לחץ‬
‫‪0‬‬
‫זמן‬
‫‪IV‬‬
‫בתנאים מתאימים‪ ,‬תחמוצת החנקן )‪ NO(g‬מגיבה עם )‪ O2(g‬ומתקבלת תחמוצת אחרת של חנקן‪.NO2(g) ,‬‬
‫‪.i‬‬
‫נסח ואזן את התגובה‪.‬‬
‫‪ .ii‬ביצעו את התגובה בתוך מזרק‪ ,‬כשהטמפרטורה והלחץ נשמרו קבועים‪.‬‬
‫קבע אם במהלך התגובה נפח המזרק גדל‪ ,‬קטן או לא השתנה‪ .‬נמק את קביעתך‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫התייחס לתגובה שניסחת בסעיף ב ‪.i‬‬
‫‪.i‬‬
‫קבע איזה מבין ההיגדים ‪ a‬או ‪ , b‬מסביר נכון מדוע קצב התגובה בטמפרטורה של ‪3000C‬‬
‫גבוה מקצב התגובה בטמפרטורה ‪. 300K‬‬
‫‪.a‬‬
‫טמפרטורה של ‪ 3000C‬גבוהה מטמפרטורה של ‪ 300K‬לכן יש יותר סיכוי להתנגשויות‬
‫פוריות בין המולקולות‪.‬‬
‫‪.b‬‬
‫בטמפרטורה של ‪ 3000C‬אנרגיית השפעול הדרושה להתרחשות התגובה נמוכה יותר‪.‬‬
‫‪ .ii‬כאשר מבצעים את התגובה בכלי שנפחו ‪ 1‬ליטר קצב התגובה הישירה גבוה מקצב התגובה הישירה‬
‫של התגובה בכלי שנפחו ‪ 2‬ליטר‪ .‬שני הכלים נמצאים באותה טמפרטורה‪ .‬הסבר עובדה זו בעזרת‬
‫תורת ההתנגשויות‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫‪ 1.38‬גרם )‪ NO2(g‬מגיבים עם כמות מספקת של מים על פי התגובה‪:‬‬
‫)‪3NO2(g) + 3H2O(l)  2H3O+(aq) + 2NO3(aq) + NO(g‬‬
‫חשב את הנפח של )‪ NO(g‬שהתקבל בתגובה‪ ,‬אם נתון שנפח מולרי של גז בתנאי התגובה הוא ‪ 25‬ליטר‪.‬‬
‫פרט את חישוביך‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫חמצון חיזור וחומצות ובסיסים‬
‫‪.13‬‬
‫(מבוסס על בגרות תשע"ג שאלה ‪)7‬‬
‫חומצה חנקתית‪ , HNO3(l) ,‬משמשת בין היתר לייצור דשנים וחומרי נפץ‪.‬‬
‫בתעשייה בכימית מפיקים )‪ HNO3(l‬מאמוניה‪ . NH3(g) ,‬בתהליך הייצור של )‪ HNO3(l‬יש שלושה שלבים‪.‬‬
‫בכל שלב מתרחשת אחת מן התגובות )‪.(3)-(1‬‬
‫א‪.‬‬
‫‪.i‬‬
‫)‪4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(g‬‬
‫)‪(1‬‬
‫)‪2NO(g) + O2(g)  2NO2(g‬‬
‫)‪(2‬‬
‫)‪4NO2(g) + O2(g) + 2H2O(l)  4HNO3(l‬‬
‫)‪(3‬‬
‫העתק את הטבלה שלפניך למחברת הבחינה‪.‬‬
‫דרגת החמצון של אטומי ‪N‬‬
‫‪+5‬‬
‫‪+4‬‬
‫‪+2‬‬
‫‪3‬‬
‫תרכובת החנקן‬
‫קבע את דרגת החמצון של אטומי ‪ N‬בכל אחת מתרכובות החנקן שבתגובות )‪,(3) - (1‬‬
‫והשלם את הטבלה בהתאם‪.‬‬
‫‪ .ii‬מבין תרכובות החנקן המופיעות בתגובות )‪ ,(3) , (2) , (1‬ציין את התרכובות‬
‫שיכולות להגיב כמחמצן‪ .‬נמק‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫קבע עבור כל אחד מן ההיגדים ‪ c , b , a‬שלפניך אם הוא נכון או לא נכון‪ .‬נמק כל קביעה‪.‬‬
‫‪.a‬‬
‫בתגובה )‪ (1‬הגז )‪ NH3(g‬פועל כמחזר‪.‬‬
‫‪.b‬‬
‫בתגובה )‪ (2‬עוברים ‪ 2‬מול אלקטרונים‪.‬‬
‫‪.c‬‬
‫בתגובה )‪ (3‬החומצה )‪ HNO3(l‬פועלת כמחמצן‪.‬‬
‫תמיסת )‪ HNO3(aq‬מגיבה עם ברזל‪ , Fe(s) ,‬ועם נחושת‪ Cu(s) ,‬על פי תגובות )‪.(5) - (4‬‬
‫)‪Fe(s) + 2H3O+(aq) + 2NO3(aq)  Fe2+(aq) + 2NO3(aq) + 2H2O(l) + H2(g‬‬
‫)‪(4‬‬
‫)‪3Cu(s) + 8H3O+(aq) + 8NO3(aq)  3Cu2+(aq) + 6NO3(aq) + 12H2O(l) + 2NO(g‬‬
‫)‪(5‬‬
‫ג‪.‬‬
‫קבע אם במהלך כל אחת מן התגובות )‪ (4‬ו‪ (5) -‬ה‪ pH -‬של התמיסה עלה‪ ,‬ירד או לא השתנה‪ .‬נמק‪.‬‬
‫ד‪.‬‬
‫הכניסו ‪ 10‬גרם אשלגן מימן פחמתי‪ , KHCO3(s) ,‬לתוך ‪ 120‬מ"ל תמיסת )‪ HNO3(aq‬בריכוז ‪.1M‬‬
‫לפניך ניסוח התגובה שהתרחשה‪.‬‬
‫)‪HCO3(aq) + H3O+(aq)  2H2O(l) + CO2(g‬‬
‫קבע אם בתום התגובה ה‪ pH -‬של התמיסה שהתקבלה היה גדול מ‪ , 7 -‬קטן מ‪ , 7 -‬או שווה ל‪.7 -‬‬
‫פרט את חישוביך‪ ,‬והסבר‪.‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫כימיה של מזון‬
‫‪.14‬‬
‫(מבוסס על בגרות תשע"ד שאלה ‪)8‬‬
‫שמן זית הוא אחד משמני המאכל הנפוצים בעולם ובמיוחד באזור הים התיכון‪.‬‬
‫מרבית חומצות השומן שבשמן זית נמצאות בטריגליצרידים‪ ,‬ומקצתן מצויות כחומצות שומן חופשיות‪.‬‬
‫בטבלה שלפניך מוצגות חומצות השומן העיקריות המצויות בשמן שמן זית‪.‬‬
‫חומצת השומן‬
‫פלמיטית‬
‫רישום מקוצר‬
‫של חומצת שומן‬
‫‪C16:0‬‬
‫סטארית‬
‫‪C18:0‬‬
‫אולאית‬
‫‪C18:1ω9cis‬‬
‫לינולאית‬
‫‪C18:2ω6cis,cis‬‬
‫א‪.‬‬
‫טמפרטורת ההיתוך של חומצה לינולאית נמוכה מטמפרטורת ההיתוך של חומצה אולאית‪ .‬הסבר מדוע‪.‬‬
‫ב‪.‬‬
‫לפניך ייצוג מקוצר לנוסחת המבנה של טריגליצריד המצוי בשמן זית‪.‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O O‬‬
‫‪O‬‬
‫היעזר בנתונים שבטבלה וקבע מאילו חומצות שומן מורכב הטריגליצריד זה‪.‬‬
‫ג‪.‬‬
‫שמן זית מכיל גם ויטמינים‪ .‬לפניך שתי נוסחאות מבנה ‪ , II-I‬של ויטמינים‪.‬‬
‫‪H‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪N‬‬
‫‪OH‬‬
‫‪HO‬‬
‫‪O‬‬
‫‪O‬‬
‫‪I‬‬
‫קבע איזו מהנוסחאות‪ I ,‬או ‪ , II‬מתאימה לוויטמין המצוי בשמן זית‪ .‬נמק‪.‬‬
‫‪II‬‬
‫משרד החינוך‬
‫המזכירות הפדגוגית‬
‫אגף מדעים‬
‫הפיקוח על הוראת הכימיה‬
‫ד‪.‬‬
‫לקחו דגימה של ‪ 20‬גרם שמן זית והמיסו אותה בכוהל מתאים‪.‬‬
‫לתמיסה זו הוסיפו תמיסת אשלגן הידרוקסידי‪. KOH(aq) ,‬‬
‫חומצות השומן החופשיות בשמן הזית הגיבו על פי התגובה‪:‬‬
‫)‪( + H2O(l‬כוהל)‪( + OH(aq)  RCOO‬כוהל)‪RCOOH‬‬
‫‪ R‬מסמל את השרשרת הפחמימנית במולקולה של חומצת שומן‪.‬‬
‫נדרשו ‪ 8.5‬מ"ל תמיסת )‪ KOH(aq‬בריכוז ‪ 0.1M‬לסתירה מלאה של חומצות השומן החופשיות‬
‫בדגימת השמן‪.‬‬
‫‪.i‬‬
‫מהו מספר המולים של יוני )‪ OH(aq‬הגיבו? פרט את חישוביך‪.‬‬
‫‪ .ii‬הנח כי חומצת השומן החופשית העיקרית בשמן הזית היא חומצה אולאית‪.‬‬
‫המסה המולרית של חומצה אולאית היא ‪ 282‬גרם למול‪.‬‬
‫חשב את המסה של החומצה האולאית בדגימה‪ .‬פרט את חישוביך‪.‬‬
‫‪ .iii‬אחד המדדים לאיכות של שמן זית הוא אחוז החומציות‪ .‬מחשבים את אחוז החומציות‬
‫על פי הנוסחה‪:‬‬
‫(גרם)‬
‫בדגימה‬
‫אולאית‬
‫חומצה‬
‫מסת‬
‫= אחוז החומציות‬
‫‪ 100%‬‬
‫מסת הדגימה (גרם)‬
‫על פי התקן הישראלי‪ ,‬אחוז החומציות המרבי בשמן זית באיכות גבוהה (כתית מעולה) היא ‪. 0.8%‬‬
‫קבע אם שמן הזית שבדגימה הוא שמן באיכות גבוהה‪ .‬פרט את חישוביך ונמק‪.‬‬
‫בהצלחה!!!‬