Θέµατα Χηµείας Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 2000

Transcript

1 Ζήτηµα 1ο Θέµατα Χηµείας Θετικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου ΕΚΦΩΝΗΕΙ τις ερωτήσεις 1-3,να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. ε καθαρό νερό διαλύεται γλυκόζη. Το διάλυµα που σχηµατίζεται παρουσιάζει σε σχέση µε το νερό: α) µικρότερο σηµείο βρασµού β) ίδιο σηµείο βρασµού γ) µικρότερο σηµείο πήξης δ) µεγαλύτερο σηµείο πήξης (Μονάδες 5). Η ταχύτητα της αντίδρασης που περιγράφεται από τη χηµική εξίσωση: A (s) + B (g) Γ (g) αυξάνει όταν: α) αυξηθεί η συγκέντρωση του Α β) ελαττωθεί η συγκέντρωση του Β γ) ελαττωθεί η συγκέντρωση του Γ δ) αυξηθεί η θερµοκρασία (Μονάδες 5) 3. Ισοτονικά είναι τα διαλύµατα που έχουν την ίδια: α) ωσµωτική πίεση β) συγκέντρωση γ) τάση ατµών δ) θερµοκρασία (Μονάδες 5) 4. Να γράψετε τις παρακάτω προτάσεις στο τετράδιο σας σωστά συµπληρωµένες: α) Ενέργεια ενεργοποίησης ονοµάζεται η ελάχιστη ενέργεια που πρέπει να έχουν τα συγκρουόµενα µόρια για να είναι η σύγκρουση τους.. και συµβολίζεται µε Ε α. (Μονάδες ) β) Καταλύτης ονοµάζεται µια ουσία που... την ταχύτητα µιας αντίδρασης χωρίς ο ίδιος να καταναλώνεται ή να αλλοιώνεται χηµικά. (Μονάδες ) 5. Για κάθε είδος διαµοριακών δυνάµεων της στήλης (Ι) να γράψετε στο τετράδιο σας το ζεύγος της στήλης (ΙΙ) που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 1

2 τήλη (Ι) τήλη (ΙΙ) 1. υνάµεις διασποράς α. H O - H O. υνάµεις διπόλου - διπόλου β. J - J 3. εσµός υδρογόνου γ. HC - HC 4. υνάµεις ιόντος - διπόλου δ. Br - - H O ε. CH 4 - H O (Μονάδες 6) Ζήτηµα ο 1. Υδατικό διάλυµα µη πτητικής ουσίας αραιώνεται µε καθαρό νερό. Πως θα µεταβληθεί η τάση ατµών του διαλύµατος; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. (Μονάδες 5). Για τη χηµική αντίδραση Α (g) + B (ς) Γ (g) δίνεται το διάγραµµα συγκέντρωσης χρόνου: α. ε ποιο από τα σώµατα της αντίδρασης αντιστοιχεί η καµπύλη (); (Μονάδες 1) Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. (Μονάδες 4) β.ποια από τις καµπύλες (1) ή (3) αντιστοιχεί στο ίδιο σώµα, αν η αντίδραση πραγµατοποιηθεί παρουσία καταλύτη; (Μονάδα 1) Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. (Μονάδες 4) 3. ε δοχείο όγκου V και σε θερµοκρασία θ ο C έχει αποκατασταθεί η ισορροπία: N (g) + 3 H NH 3(g), < α. Πως θα µεταβληθεί η ποσότητα της αµµωνίας (NH 3 ), αν ελαττώσουµε τον όγκο του δοχείου σε σταθερή θερµοκρασία: (Μονάδα 1) Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. (Μονάδες 4) Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

3 β. Πως θα µεταβληθεί η τιµή της K C αν αυξηθεί η θερµοκρασία; Να δικαιολογήσετε την απάντηση σας. (Μονάδα 1) (Μονάδες 4) Ζήτηµα 3ο Κατά το σχηµατισµό 4 CO (g) από τα στοιχεία του, σε πρότυπες συνθήκες, εκλύονται 444 KJ. O α. Να υπολογιστεί η πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού ( H C ) του CO (g). (Μονάδες 8) β. Να σχεδιαστεί ο θερµοχηµικός κύκλος της καύσης του C (s) σε δύο στάδια (πρώτα προς CO (g) και το CO (g) στη συνέχεια προς CO (g) ). (Μονάδες 9) γ. Να υπολογιστεί η πρότυπη ενθαλπία καύσης ( ίνεται η πρότυπη ενθαλπία καύσης τουc (s) : H = 4 ( ) KJ/ O C O H C ) του CO (g) σε CO (g) (Μονάδες 8) Ζήτηµα 4ο ε κλειστό δοχείο σταθερού όγκου 1 εισάγονται,5 Φωσγενίου (COCl ). τους 77 o C το Φωσγένιο διασπάται, σύµφωνα µε τη χηµική εξίσωση: COCl (g) CO (g) + Cl (g) την κατάσταση χηµικής ισορροπίας περιέχονται στο δοχείο,15 χλωρίου (Cl ). α. Να υπολογιστεί η απόδοση της αντίδρασης. (Μονάδες 8) β. Να υπολογιστεί η σταθερά K C της χηµικής ισορροπίας στους 77 o C. (Μονάδες 8) γ. Πόσα Φωσγενίου πρέπει να προστεθούν στην κατάσταση χηµικής ισορροπίας στους 77 o C ώστε, όταν αποκατασταθεί νέα χηµική ισορροπία στο δοχείο να περιέχονται,5 χλωρίου; (Μονάδες 9) Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

4 ΑΠΑΝΤΗΕΙ Ζήτηµα 1ο 1. Η σωστή απάντηση είναι: γ.. Η σωστή απάντηση είναι: δ. 3. Η σωστή απάντηση είναι: α. 4. α) Ενέργεια ενεργοποίησης ονοµάζεται η ελάχιστη ενέργεια που πρέπει να έχουν τα συγκρουόµενα µόρια για να είναι η σύγκρουση τους αποτελεσµατική και συµβολίζεται µε Ε α. β) Καταλύτης ονοµάζεται µια ουσία που αυξάνει την ταχύτητα µιας αντίδρασης χωρίς ο ίδιος να καταναλώνεται ή να αλλοιώνεται χηµικά. 5. Οι σωστές αντιστοιχήσεις είναι: 1 - β, - γ, 3 - α, 4 - δ. Ζήτηµα ο 1. Ισχύει: Ρ = P n n ή P P = P n n ή P = P P n n (1) Όπου Ρ = η τάση ατµών του διαλύµατος, P = η τάση ατµών του διαλύτη, n = ο αριθµός της διαλυµένης ουσίας και n = ο αριθµός του διαλύτη.όταν αραιώνουµε το διάλυµα, αυξάνεται το n, ελαττώνεται η αριθµητική τιµή του κλάσµατος: και ο όρος: P n n n n Επειδή το P και το n παραµένουν σταθερά, από τη σχέση (1) προκύπτει ότι το P αυξάνεται. Άρα, µε την αραίωση του διαλύµατος, θα αυξηθεί η τάση των ατµών του.. α. Η καµπύλη () αντιστοιχεί στο σώµα Α. Είναι προφανές από το διάγραµµα ότι η συγκέντρωση του σώµατος ελαττώνεται µε την πάροδο του χρόνου, άρα το σώµα ανήκει στα αντιδρώντα. Με δεδοµένο ότι η συγκέντρωση των στερεών παραµένει πρακτικά αµετάβλητη, το σώµα αυτό δεν µπορεί να είναι το Β. Άρα θα είναι το σώµα Α, το οποίο είναι αέριο. β. το ίδιο σώµα αντιστοιχεί η καµπύλη (1). Η παρουσία καταλύτη αυξάνει την ταχύτητα της αντίδρασης. Τότε, η συγκέντρωση του σώµατος Α θα µηδενιστεί πιο γρήγορα (σε µικρότερο χρόνο). Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

5 Αυτό ακριβώς δείχνει η καµπύλη (1) 3. α. Η ποσότητα της αµµωνίας (ΝΗ 3 ) θα αυξηθεί. Ελαττώνοντας τον όγκο του δοχείου, αυξάνουµε την πίεση του συστήµατος. Τότε, η χηµική ισορροπία µετατοπίζεται προς την κατεύθυνση εκείνη στην οποία υπάρχουν λιγότερα αερίων, δηλαδή προς τα δεξιά ( αερίων έναντι 4 ). Αυτό έχει ως συνέπεια την αύξηση της ποσότητας της ΝΗ 3. β. Η τιµή της K C θα ελαττωθεί. Με την αύξηση της θερµοκρασίας, η χηµική ισορροπία θα µετατοπιστεί προς τα αριστερά, γιατί εκεί έχουµε απορρόφηση θερµότητας. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα την ελάττωση της συγκέντρωσης της ΝΗ 3 και την αύξηση των συγκεντρώσεων του Ν και του Η. Η τιµή της K C δίνεται από τη σχέση: NH [ 3 ] [ N ][ H ] 3 Από τα παραπάνω βλέπουµε ότι ελαττώνεται ο αριθµητής του κλάσµατος και αυξάνεται ο παρονοµαστής, δηλαδή ελαττώνεται η τιµή του κλάσµατος και η τιµή της K C. Ζήτηµα 3ο α. Η πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού του CO είναι εκείνη που αντιστοιχεί στο σχηµατισµό 1 CO από τα στοιχεία του. Άρα: για 4 CO εκλ. 444KJ για 1 CO εκλ. x; KJ 444 x = KJ = 111KJ 4 δηλαδή: β. ( CO) f = -111 KJ γ. Από το ερώτηµα α) έχουµε: δηλαδή: ( CO) = f 111 KJ Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

6 1 C + O CO = -111KJ οπότε, εφαρµόζοντας το Νόµο avoisier- aplace 1 CO C + O (1) = + 111KJ Ακόµη: KJ c ( C) = 4 ηλαδή: + O CO = 4 KJ C () (1) () Προσθέτουµε κατά µέλη τις (1) και (): 1 CO + C + O C + + ( (1) + () ) Τελικά: O CO 1 CO + O CO = 89 KJ Βρήκαµε ότι κατά την καύση 1 CO εκλύθηκαν 89 KJ. Άρα: ( CO) c = 89 KJ Ζήτηµα 4ο ηµιουργούµε τον παραπάνω πίνακα: COCl? CO + Cl Αρχικά,5 - - Αντιδρούν x - - Παράγονται - x x Χ.Ι. (,5 x) x x Αφού στη Χ.Ι. περιέχονται,15 Cl, συµπεραίνουµε ότι x =,15. ηλαδή, παράχθηκαν,15 Cl. Αν η αντίδραση ήταν ποσοτική, από τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης (1 προς 1 προς 1), βλέπουµε ότι τα,5 COCl θα έδιναν και,5 Cl. α. Η απόδοση της αντίδρασης είναι: Ποσ.Cl που παράγεται πρακτικά,15 α = ή α = =,5 ή α = 5% Ποσ.Cl που παράγεται θεωρητικά,5 β. Η σταθερά K C της χηµικής ισορροπίας είναι: Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

7 Κ c = [ CO] [ Cl ] [ COCl ] τη Χ.Ι. υπάρχουν: COCl :,5 x =,5-,15 =,15, CO: x=,15 και Cl : x=,15. Άρα, θα είναι :,15,15 [ CO] = =,15, [Cl ] = =,15 1 1,15 [COCl ] = =,15 1 Άρα:,15,15 K C = ή K C =,15,15, γ. Έστω ότι πρέπει να προστεθούν ω COCl. Τότε, οι ποσότητες των σωµάτων θα είναι: COCl :(,15 +ω), CO:,15 και Cl :,15. Με την αύξηση της συγκέντρωσης του COCl, λόγω της αρχής e Chatelier, η ισορροπία θα µετατοπιστεί προς τα δεξιά. ηλαδή, θα διασπαστεί µια ποσότητα COCl, και θα παραχθούν νέες ποσότητες CO και Cl. COCl CO + Cl Αρχικά (,15+ω),15,15 Αντιδρούν y - - Παράγονται - y y Χ.Ι. (,15 +ω -y) (,15+y) (,15+y) Επειδή στη Χ.Ι. έχουµε,5 Cl, ισχύει:,15 + y =,5 ή y=,15 Άρα οι ποσότητες των σωµάτων στη Χ.Ι. θα είναι: COCl : ω, CO:,5 και Cl :,5 Cl :Αφού η θερµοκρασία διατηρείται στους 77 ο C η τιµή της K C δεν θα αλλάξει. ηλαδή: Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

8 ,5,5 [ CO] [ Cl ] K,15 ή 1 1 C =,15 ή = =,15 ή ω =,5 [ COCl ] ω 1 Άρα, πρέπει να προστεθούν,5 COCl. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 8