ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ"

ÍΒενιαμίν Μαυρογένης
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑΤΑ 1. Το χήμα που ακολουθεί είναι το φάμα μάζας ενός κατιόντος Α +. Υπολογίτε το ατομικό βάρος του τοιχείου Α και βρείτε για ποιο τοιχείο πρόκειται. Εκατοτιαία φυική αναλογία ,15% ,85% 20 84, ,9085 μάζα ιοτόπου (u) 2. Κατά τη φωτούνθεη, η πράινη χρωτική των φύλλων, η χλωροφύλλη α, απορροφά φως μήκους κύματος 440 nm και εκπέμπει φως μήκους κύματος 670 nm. Πόη ενέργεια διατίθεται για τη φωτούνθεη από την απορρόφηη εκπομπή ενός mole φωτονίων; 3. Με βάη τα ακόλουθα δεδομένα υπολογίτε την ενέργεια πλέγματος του NaI(s). (α) Η ενθαλπία χηματιμού NaI(s) είναι 272 kj/mol. (β) Η ενέργεια εξάχνωης του Na είναι 108 kj/mol. (γ) Η ενέργεια πρώτου ιοντιμού του Na είναι 496 kj/mol. (δ) Η ενέργεια εξάχνωης του Ι 2 (s) είναι 62 kj/mol. (ε) Η ενέργεια διάταης του Ι 2 (g) είναι 151 kj/mol. (τ) Η πρώτη ηλεκτρονική υγγένεια του ιωδίου είναι 295 kj/mol. 4. Το μόριο ΗΝ=ΝΗ εμφανίζεται ως βραχύβια ένωη ε οριμένες αντιδράεις. Περιγράψτε το μόριο αυτό με τη βοήθεια της θεωρίας του δεμού θένους. 5. Ποια είναι ωτή και ποια λάθος από τις παρακάτω προτάεις: Πρόταη Σωτό Λάθος (α) Στο νιτρώδες οξύ, ΗΝΟ 2, υπάρχουν 3 δεμοί και ένας π δεμός (β) Στο ιόν ΝΟ + ο δεμός Ν Ο είναι ιχυρότερος από ό,τι το ουδέτερο μόριο ΝΟ. (γ) Μερικά μέταλλα, όπως ο υδράργυρος, γίνονται υπεραγωγοί ε θερμοκραίες κοντά το απόλυτο μηδέν (0 Κ). Την ίδια υμπεριφορά μπορεί να δείξει και το γερμάνιο. (δ) Από τα μόρια H 2 S, HCN, Cl 2 O και NF 3 κανένα δεν έχει τάξη δεμού μεγαλύτερη από δύο. (ε) Κατά την αντίδραη ΝΗ 3 + Η + ΝΗ + 4 ο υβριδιμός του κεντρικού ατόμου δεν αλλάζει.

2 6. Εφαρμόζοντας τη θεωρία μοριακών τροχιακών, προδιορίτε την ηλεκτρονική δομή της πρώτης διεγερμένης ηλεκτρονικής κατάταης του Ν 2. Ποιες διαφορές αναμένονται τις ιδιότητες της διεγερμένης κατάταης του Ν 2 ε χέη με τις ιδιότητες της θεμελιώδους κατάταης; 7. Θα καταβυθιθεί ίζημα PbCl 2, όταν 10 ml διαλύματος Pb(NO 3 ) 2 0,030 Μ αναμιχθούν με 20 ml διαλύματος NaCl 0,0060 Μ; 8. Το μεταλλικό ιρίδιο κρυταλλώνεται ε ένα κυβικό εδροκεντρωμένο πλέγμα. Το μήκος της ακμής της τοιχειώδους κυψελίδας βρέθηκε με περίθλαη ακτίνων Χ ότι είναι 383,9 pm. Η πυκνότητα του ιριδίου είναι 22,42 g/cm 3. (α) Υπολογίτε τη μάζα ενός ατόμου ιριδίου, (β) Υπολογίτε το ατομικό βάρος του ιριδίου. 9. Σχεδιάτε την κατανομή των d ηλεκτρονίων των υμπλόκων Ni(NH 3 ) 4 2+ και Ni(CN) 4 2 ύμφωνα με τη θεωρία του κρυταλλικού πεδίου. Δίνεται ότι το πρώτο είναι παραμαγνητικό και το δεύτερο διαμαγνητικό. 10. Προθέτετε 1,5 ml ΗCl(aq) 1 Μ ε καθένα από τα ακόλουθα διαλύματα. Χωρίς να κάνετε αριθμητικούς υπολογιμούς, βρείτε ποιο από αυτά τα διαλύματα θα δείξει τη μικρότερη μεταβολή ph; (α) 15 ml NaOH 0,1 M (β) 15 ml CH 3 COOH 0,1 M (γ) 30 ml NaOH 0,1 M και 30 ml CH 3 COOH 0,1 M (δ) 30 ml NaOH 0,1 M και 60 ml CH 3 COOH 0,1 M (ε) 30 ml NaOH 1,0 M και 60 ml CH 3 COOH 1,0 M ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ 1. Το τοιχείο Α έχει δύο ιότοπα με μαζικούς αριθμούς 85 και 87 (πληιέτεροι ακέραιοι των αριθμών 84,9117 και 86,9085 αντίτοιχα). Εξ οριμού έχουμε Ατομικό βάρος του Α = (0,7215)(84,9117 u) + (0,2785)(86,9085 u) = 61,26 u + 24,20 u = 85,47 u Με τη βοήθεια του Π.Π. βρίκουμε ότι το τοιχείο Α αντιτοιχεί το ρουβίδιο (Rb). 2. Η ενέργεια ενός φωτονίου δίνεται από τη χέη Ε = h ν = h c/λ. ( h η ταθερά δράεως του Planck (= 6, J s), c η ταχύτητα του φωτός (= 3, m s 1 ) και λ το μήκος κύματος). Είναι λ = 440 nm = 4, m. Άρα, η ενέργεια που απορροφάται ανά φωτόνιο είναι (6,63 10 J s)(3,00 10 m s ) E 1 = = 4, J (ανά φωτόνιο) 7 4,40 10 m Με ανάλογο τρόπο βρίκουμε ότι η ενέργεια που εκπέμπεται μετά τη φωτούνθεη είναι Ε 2 = 2, J / φωτόνιο

3 Άρα, η ενέργεια που δεμεύεται για φωτούνθεη είναι Ε = Ε 1 Ε 2 = 4, J / φωτόνιο 2, J / φωτόνιο = 1, J / φωτόνιο ή Ε = (1, J / φωτόνιο) (6, φωτόνια / mol) = 9, J / mol) ή E = 93,3 kj / mol 3. Όπως το παράδειγμα χηματιμού του NaCl(s) (ελ. 152), θα έχουμε: 1. Na(s) Na(g) εξάχνωη Na(s) ΔΗ 1 = 108 kj mol 1 2. Na(g) Na + (g) 1ος ιονιμός Na ΔΗ 2 = 496 " 3. ½ I 2 (s) ½ I 2 (g) εξάχνωη I 2 (s) ΔΗ 3 = 31 " 4. ½ I 2 (g) I(g) διάταη Ι 2 (g) ΔΗ 4 = 75,5 " 5. I(g) I (g) 1η ηλεκτρονική υγγένεια ΔΗ 5 = 295 " 6. Na + (g) + I (g) NaI(s) ενέργεια πλέγματος NaI(s) U = ; 7. Na(s) + 1 / 2 I 2 (s) NaI(s) χηματιμός NaI(s) ΔΗ f = 272 kj mol 1 Σύμφωνα με το νόμο του Hess μπορούμε να γράψουμε ότι ΔΗ f = ΔΗ 1 + ΔΗ 2 + ΔΗ 3 + ΔΗ 4 + ΔΗ 5 U U = +687,5 kj mol 1 Παρατήρηη. Σε χέη με ανάλογα παραδείγματα, η άκηη αυτή έχει ένα επιπλέον τάδιο, την εξάχνωη του τερεού ιωδίου. 4. Η περίπτωη είναι ανάλογη του αιθυλενίου, με τη διαφορά ότι, αντί δύο ατόμων υδρογόνου με τα οποία υνδέεται κάθε άτομο C το αιθυλένιο, κάθε άτομο Ν το ΗΝ=ΝΗ υνδέεται με ένα άτομο υδρογόνου και διαθέτει και ένα ελεύθερο ζεύγος ηλεκτρονίων. Άρα, ο υβριδιμός των ατόμων Ν θα είναι sp 2. Οι δεμοί Ν Η είναι (επικάλυψη sp 2 s), όπως και ο ένας από τους δύο δεμούς Ν Ν (επικάλυψη sp 2 sp 2 ). Ο δεύτερος δεμός Ν Ν είναι του τύπου π και χηματίζεται με επικάλυψη των ανυβριδοποίητων ατομικών τροχιακών 2p (ένα από κάθε άτομο Ν). Το μόριο είναι επίπεδο με γωνίες δεμών περίπου 120 ο. 5. Πρόταη Σωτό Λάθος (α) Στο νιτρώδες οξύ, ΗΝΟ 2, υπάρχουν 3 δεμοί και ένας π δεμός (β) Στο ιόν ΝΟ + ο δεμός Ν Ο είναι ιχυρότερος από ό,τι το ουδέτερο μόριο ΝΟ. (γ) Μερικά μέταλλα, όπως ο υδράργυρος, γίνονται υπεραγωγοί ε θερμοκραίες κοντά το απόλυτο μηδέν (0 Κ). Την ίδια υμπεριφορά μπορεί να δείξει και το γερμάνιο. (δ) Από τα μόρια H 2 S, HCN, Cl 2 O και NF 3 κανένα δεν έχει τάξη δεμού μεγαλύτερη από δύο. (ε) Κατά την αντίδραη ΝΗ 3 + Η + ΝΗ + 4 ο υβριδιμός του κεντρικού ατόμου δεν αλλάζει. (α) Ο π Ν Ο H

4 (β) ΝΟ τάξη δεμού = 2,5 ΝΟ + τάξη δεμού = 3 (γ) Το γερμάνιο ανήκει τους ημιαγωγούς, των οποίων η ηλεκτρική αγωγιμότητα μεγαλώνει με άνοδο της θερμοκραίας και όχι με ταπείνωη της θερμοκραίας. (Ο αριθμός των ηλεκτρονίων που υπερπηδούν το χάμα ταινιών ελαττώνεται, καθώς ελαττώνεται η θερμοκραία.) (δ) Η C Ν : Η τάξη του δεμού C N είναι 3. (ε) Ο τύπος υβριδιμού του κεντρικού ατόμου (Ν) είναι sp 3, τόο το μόριο ΝΗ 3, όο και το ιόν ΝΗ Η εξωτερική ηλεκτρονική δομή του Ν 2 είναι ( b s) 2 ( * s) 2 (π b x,y) 4 ( b z) 2 (π * x,y) 0. Για να χηματίουμε την πρώτη διεγερμένη κατάταη του Ν 2 θα πρέπει ένα ηλεκτρόνιο z να προωθηθεί το αμέως ανώτερο τροχιακό π x (ή π y ), οπότε η νέα ηλεκτρονική δομή θα είναι ( b s) 2 ( * s) 2 (π b x,y) 4 ( b z) 1 (π * x,y) 1. Διαφορές τις ιδιότητες: (α) Η θεμελιώδης κατάταη είναι διαμαγνητική (όλα τα ηλεκτρόνια υζευγμένα), ενώ η διεγερμένη κατάταη είναι παραμαγνητική (2 αύζευκτα ηλεκτρόνια). (β) Τάξη δεμού: θεμελιώδης κατάταη τ.δ. = ½(8 2) = 3 διεγερμένη κατάταη τ.δ. = ½(7 3) = 2 (γ) Ενέργεια δεμού: Λόγω της διαφοράς την τάξη δεμού, η ενέργεια δεμού τη θεμελιώδη κατάταη αναμένεται μεγαλύτερη. (δ) Μήκος δεμού: Ο τριπλός δεμός τη θεμελιώδη κατάταη έχει μικρότερο μήκος από τον διπλό δεμό τη διεγερμένη κατάταη. 7. Η εξίωη ιορροπίας και η Κ sp του PbCl 2 είναι PbCl 2 (s) Pb 2+ (aq) + 2 Cl (aq) Κ sp = [Pb 2+ ][Cl ] 2 = 1, Εφαρμόζοντας τη χέη Μ 1 V 1 = M 2 V 2 για το Pb(ΝΟ 3 ) 2, βρίκουμε M 1V1 0,030M )(10mL) Μ 2 = = = 1,0 10 V 30 ml 2 ( 2 Ομοίως, για το NaCl, βρίκουμε Μ 2 = 4, Μ. Άρα, το γινόμενο ιόντων είναι Q = (1, )(4, ) 2 = 1, Επειδή Q < K sp, δεν θα χηματιθεί ίζημα PbCl 2. M 8. Επειδή το πλέγμα είναι κυβικό ολοεδρικά κεντρωμένο, τη τοιχειώδη κυψελίδα του ιριδίου όγκου V = 3 περιέχονται 4 άτομα. Θα είναι V = 3 = (3, cm) 3 = 5, cm 3 Μάζα τοιχειώδους κυψελίδας = d V = (22,42 g/cm 3 )( 5, cm 3 ) = 1, g (α) Αφού η τοιχειώδης κυψελίδα έχει 4 άτομα, η μάζα ενός ατόμου Ir θα είναι Μάζα 1 ατόμου Ir = ¼(μάζας κυψελίδας) = (1, g)/4 = 3, g (β) Γραμμομοριακή μάζα του Ir = (3, g / άτομο Ir)(6, άτομα Ir / mol) = 190,96 g/mol = 191,0 g/mol Το ατομικό βάρος του Ir είναι 191,0.

5 Παρατήρηη: Η υπογράμμιη των αριθμών γίνεται για να θυμηθούμε το τέλος ποιο είναι το τελευταίο ημαντικό ψηφίο που πρέπει να κρατήουμε. 9. Και τα δύο ύμπλοκα περιέχουν το ιόν Ni 2+ (ιόν d 8 ). Επειδή έχουμε 4 υποκατατάτες τα ύμπλοκα θα είναι ή τετραεδρικά ή επίπεδα τετραγωνικά. Σύμφωνα με θεωρία, ένα ιόν d 8 με αριθμό υντάξεως 4 δίνει υψηλού spin ύμπλοκα ε τετραεδρικό πεδίο και χαμηλού spin ε επίπεδο τετραγωνικό πεδίο. Άρα, το παραμαγνητικό ύμπλοκο Ni(NH 3 ) 2+ 4 είναι τετραεδρικό και η κατανομή των d ηλεκτρονίων είναι (d x2-y2 ) 2 (d z ) 2 (d xy ) 2 (d xz ) 1 (d yz ) 1. 2 Το διαμαγνητικό ύμπλοκο Ni(CN) 4 έχει επίπεδη τετραγωνική γεωμετρία και η κατανομή των d ηλεκτρονίων είναι (d xz ) 2 (d yz ) 2 (d z2 ) 2 (d xy ) Για να έχουμε τη μικρότερη δυνατή μεταβολή ph, θα πρέπει το διάλυμα να είναι ρυθμιτικό. Το διάλυμα (α) είναι διάλυμα ιχυρής βάεως και όχι ρυθμιτικό. Το διάλυμα (β) είναι διάλυμα αθενούς οξέος και επίης μη ρυθμιτικό. Ομοίως, και το διάλυμα (γ) δεν είναι ρυθμιτικό, αφού την πραγματικότητα πρόκειται για διάλυμα CΗ 3 CΟΟNa. Το διάλυμα (δ) είναι ρυθμιτικό, αφού η μιή ποότητα του CΗ 3 CΟΟΗ εξουδετερώνεται από το NaΟΗ προς CΗ 3 CΟΟNa, το οποίο μαζί με την άλλη μιή ποότητα του CΗ 3 CΟΟΗ μας δίνει ένα ρυθμιτικό διάλυμα, όπου μάλιτα έχουμε C οξέος = C άλατος (πολύ καλή ρυθμιτική δράη). Όμως, ακόμα καλλίτερη είναι η ρυθμιτική δράη του διαλύματος (ε), το οποίον ε χέη με το (δ) είναι και πυκνότερο. Άρα, τη μικρότερη (ανεπαίθητη) μεταβολή ph θα παρουιάει το διάλυμα (ε).

Σχετικά έγγραφα

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΓΕΝΙΚΗ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑΤΑ 1. Ταξινομήστε τις παρακάτω ενώσεις κατά σειρά αυξανόμενου όξινου χαρακτήρα: (α) HBr, H Se, H S (β) HBr, HCl, HBr.. Ποιες από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστές και