ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 17 Απριλίου 2016 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Transcript

1 ΤΑΞΗ: Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 17 Απριλίου 016 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΘΕΜΑ Α ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Α.1 Για την αντίδραση: Fe (s) HCl (aq) FeCl (aq) H (g), ποια από τις παρακάτω προτάσεις είναι σωστή; α. Ο Fe είναι το αναγωγικό σώµα. β. Ο Fe ανάγεται. γ. Τα άτοµα υδρογόνου οξειδώνονται. δ. Τα άτοµα χλωρίου προσλαµβάνουν ηλεκτρόνια. Μονάδες 5 Α. Η ένωση που δίνει την αλογονοφορµική αντίδραση και δεν ανάγει το φελίγγειο υγρό, είναι η: α. CH 3 ΟΗ β. CH 3 CHΟ γ. CH 3 CH CΟCH 3 δ. CH 3 CH CH ΟΗ Μονάδες 5 Α.3 Σε κλειστό δοχείο σταθερού όγκου, υπάρχουν σε κατάσταση ισορροπίας α mol NO (g) και β mol N O 4(g) σύµφωνα µε τη χηµική εξίσωση: NO (g) N O 4(g) Στο δοχείο εισάγονται επιπλέον β mol N O 4(g) υπό σταθερή θερµοκρασία και µετά την αποκατάσταση νέας ισορροπίας, η ποσότητα του N O 4(g) µπορεί να είναι ίση µε: α. 0,5β mol β. β mol γ. 1,5β mol δ. β mol Μονάδες 5 ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 1 ΑΠΟ 5

2 Α.4 Ο αριθµός των ηλεκτρονίων του 87 Fr που έχουν άθροισµα τιµών των δύο πρώτων κβαντικών αριθµών nl 4, στη θεµελιώδη κατάσταση, είναι: α. 10 β. γ. 6 δ. 8 Μονάδες 5 Α.5 Ογκοµετρείται διάλυµα CH 3 CΟΟΗ µε πρότυπο διάλυµα ΚΟΗ. Όταν στο ρυθµιστικό διάλυµα που προκύπτει ισχύει [CH 3 CΟΟ - ] > [CH 3 CΟΟΗ], ποια από τις παρακάτω σχέσεις είναι σωστή; (ισχύουν οι γνωστές προσεγγίσεις) α. a > [Η 3 O ] β. p a > ph γ. [Η 3 O ] > [CH 3 CΟΟ - ] δ. [Η 3 O ] > [CH 3 CΟΟΗ] Μονάδες 5 ΘΕΜΑ B Β.1 Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως σωστές ή λανθασµένες χωρίς αιτιολόγηση: α. Η ταχύτητα των περισσότερων αντιδράσεων ελαττώνεται µε την πάροδο του χρόνου. β. Ένας πρωτολυτικός δείκτης Η έχει Κ α Ο δείκτης αυτός είναι κατάλληλος για την ογκοµέτρηση διαλύµατος ασθενούς οξέος ΗΑ µε πρότυπο διάλυµα NaOH. γ. Η αύξηση της θερµοκρασίας, αυξάνει την τιµή της Κ c µιας εξώθερµης αντίδρασης. - δ. Το ΗCO 3 (όξινο ανθρακικό ανιόν) συµπεριφέρεται µόνο σαν οξύ κατά Bronsted Lowry σε υδατικά διαλύµατα. ε. Το 11 Na έχει µικρότερο µέγεθος από το 9 F -. Μονάδες 5 Β. Κορεσµένο µονοκαρβοξυλικό οξύ Α, που δεν αποχρωµατίζει όξινο διάλυµα MnO 4, αντιδρά µε κορεσµένη µονοσθενή αλκοόλη Β παρουσία µικρής ποσότητας πυκνού διαλύµατος H SO 4, και παράγει οργανική ένωση Γ µε µοριακό τύπο C 5 H 10 Ο. Με επίδραση αλκαλικού διαλύµατος ιωδίου στη Β, παράγεται κίτρινο στερεό και κατά τη θέρµανση της Β παρουσία χαλκού, παράγεται καρβονυλική ένωση που δεν ανάγει το αντιδραστήριο Tollens. ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: ΑΠΟ 5

3 α. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των ενώσεων Α, Β και Γ και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Να γράψετε τις χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται. Μονάδες 4 β. Η παραπάνω αντίδραση µεταξύ Α και Β καταλήγει σε χηµική ισορροπία. Να εξηγήσετε ποια θα είναι η επίδραση της προσθήκης κατάλληλου αφυδατικού µέσου, στην απόδοση παρασκευής της ένωσης Γ. Μονάδες Β.3 Υδατικό διάλυµα (Υ 1 ) του άλατος NH 4 A έχει pη 7. Για την NH 3 b Υδατικό διάλυµα (Υ ) οξέος ΗΒ ογκοµετρείται µε πρότυπο διάλυµα NaOH άγνωστης συγκέντρωσης. Στο διάλυµα του οξέος έχουν προστεθεί σταγόνες κατάλληλου για την ογκοµέτρηση αυτή, δείκτη. Όταν έχουν προστεθεί V ml διαλύµατος NaOH το pη του ογκοµετρούµενου διαλύµατος είναι 4, ενώ η αλλαγή χρώµατος του διαλύµατος παρατηρείται αν προσθέσουµε ακόµα V ml (συνολικά V ml), του προτύπου διαλύµατος. α. Να συγκρίνετε την ισχύ των οξέων ΗA και ΗΒ. Μονάδες 4 β. Να συγκρίνετε το pη δύο διαλυµάτων NaA και NaB της ίδιας συγκέντρωσης. Η θερµοκρασία όλων των διαλυµάτων είναι 5 ο C. Μονάδες Β.4 ίνονται τα στοιχεία Σ 1, Σ και Σ 3 µε τα εξής χαρακτηριστικά: Το Σ 1 έχει ατοµικό αριθµό 34. Το Σ ανήκει στην ίδια περίοδο µε το Σ 1 και ο ατοµικός του αριθµός διαφέρει κατά 3 από αυτόν του Σ 1. Το Σ 3 ανήκει στη ίδια οµάδα µε το Σ 1 και έχει τη µικρότερη ακτίνα από όλα τα στοιχεία αυτής της οµάδας. α. Να εξηγήσετε ποιοι είναι οι ατοµικοί αριθµοί των Σ και Σ 3 και να βρείτε τη θέση των στοιχείων Σ 1, Σ και Σ 3 στον περιοδικό πίνακα. Μονάδες 4 β. Να διατάξετε τα Σ 1, Σ και Σ 3 κατά αυξανόµενη τιµή της ενέργειας πρώτου ιοντισµού Εi (1) και να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. Μονάδες 4 ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 3 ΑΠΟ 5

4 ΘΕΜΑ Γ Γ.1 α. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ,, Ε, Ζ, Θ και Λ. εν απαιτείται αιτιολόγηση και δεν είναι απαραίτητο να γράψετε χηµικές εξισώσεις. CΟ MnO 4 - /H Z Θ ΚCN Ε SOCl - CHI 3 Α I - NaOH Cr O 7 - /H Β MnO 4 - /H Γ Α Ζ Λ Μονάδες 8 β. Να αναφέρετε το είδος του υβριδισµού για κάθε άτοµο άνθρακα στην ένωση Θ Μονάδες 3 Γ. Ισοµοριακό µείγµα (Μ 1 ) των δύο ισοµερών αλκυλοβρωµιδίων του τύπου C 3 H 7 Br, έχει µάζα ίση µε 4,6g και αντιδρά πλήρως µε υδατικό διάλυµα NaOH. Έτσι προκύπτουν δύο οργανικές ενώσεις που αποµονώνονται κατάλληλα και αποτελούν το µείγµα Μ. Χωρίζουµε το µείγµα Μ σε δύο ίσα µέρη. α. Να βρεθεί ο όγκος του διαλύµατος Cr O 7 0, Μ οξυνισµένου µε H SO 4, που απαιτείται για να οξειδώσει πλήρως το πρώτο µέρος του µείγµατος Μ. Μονάδες 7 β. Το δεύτερο µέρος του µείγµατος Μ θερµαίνεται στους 300 o C παρουσία Cu και µετατρέπεται ποσοτικά σε µείγµα δυο οργανικών ενώσεων (µείγµα Μ 3 ). Να βρεθεί η ποσότητα σε mol του ιζήµατος που θα προκύψει, αν στο µείγµα Μ 3 προσθέσουµε περίσσεια αντιδραστηρίου Fehling. Μονάδες 7 ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 4 ΑΠΟ 5

5 ΘΕΜΑ ίνονται οι Αr: H1, C1, Br80 Όλες οι παραπάνω αντιδράσεις θεωρούνται µονόδροµες και ότι παράγουν αποκλειστικά τα κύρια προϊόντα, ενώ τα µείγµατα είναι οµογενή. 1. Σε δοχείο Α που περιέχει περίσσεια θερµαινόµενου CuO, διαβιβάζουµε n mol αέριας ΝΗ 3 και πραγµατοποιείται αντίδραση, οπότε παράγονται,4 L αερίου µετρηµένα σε stp. Να βρείτε α. Τον αριθµό των mol του στερεού που παράγεται. Μονάδες 3 β. Την ποσότητα n mol της ΝΗ 3 που αντέδρασε. Μονάδες 3. Ποσότητα ΝΗ 3 ίση µε αυτή που διαβιβάστηκε στο δοχείο Α, διαλύεται πλήρως στο νερό και δηµιουργείται διάλυµα Υ1 όγκου V L και συγκέντρωσης C mol/l. Υδατικό διάλυµα Υ περιέχει HCl συγκέντρωσης C mol/l. Υδατικό διάλυµα Υ3 περιέχει NH 4 Cl συγκέντρωσης C mol/l. Αναµιγνύουµε ίσους όγκους από τα διαλύµατα Υ και Υ3 και προκύπτει διάλυµα στο οποίο το ΝΗ 4 έχει βαθµό ιοντισµού α και ισχύει: α 10 a, όπου a η σταθερά ιοντισµού του ΝΗ 4. Με ανάµιξη ίσων όγκων των διαλυµάτων Υ1 και Υ προκύπτει διάλυµα Υ4. Με ανάµιξη ίσων όγκων των διαλυµάτων Υ1 και Υ3 προκύπτει διάλυµα Υ5. Για τα διαλύµατα που προκύπτουν ισχύει ότι: [H 3 O ] 4 [OH - ] 5 Να βρεθεί ο όγκος του Υ1 και το ph των διαλυµάτων Υ4 και Υ5 Μονάδες Να υπολογίσετε τον όγκο του διαλύµατος ΝaΟH 0, Μ που πρέπει να προστεθεί σε 1L του διαλύµατος Υ3, ώστε να προκύψει διάλυµα µε [OH - ] 10 8 [H 3 O ]. Μονάδες 9 Η θερµοκρασία όλων των διαλυµάτων είναι 5 ο C, όπου w Τα δεδοµένα του προβλήµατος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις του σχολικού βιβλίου. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!! ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 5 ΑΠΟ 5

6 ΤΑΞΗ: Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ Ηµεροµηνία: Κυριακή 17 Απριλίου 016 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΘΕΜΑ Α ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α.1 α Α. γ Α.3 γ Α.4 δ Ο αριθµός των ηλεκτρονίων µε nl4 είναι ίσος µε 8 (υποστοιβάδες 3p και 4s) για όλα τα άτοµα που έχουν Ζ >19, αφού έχουν συµπληρωθεί αυτές οι υποστοιβάδες. Έτσι, δεν απαιτείται η συµπλήρωση της δοµής του στοιχείου για να επιλέξει τη σωστή απάντηση. Α.5 α ΘΕΜΑ Β Β.1 α-σ, β-λ, γ-λ, δ-λ, ε-σ Β. α Η ένωση Α έχει γενικό τύπο C ν H ν1 COOH µε ν 0. Επειδή δεν οξειδώνεται, δεν είναι το ΗCOOH, άρα θα είναι ν 1. Η ένωση Β δίνει την αλογονοφορµική αντίδραση, οπότε είναι της µορφής: C µ H µ1 CH(ΟΗ)CH 3 µε µ 0 Επειδή κατά τη θέρµανση της Β παρουσία χαλκού, παράγεται καρβονυλική ένωση που δεν ανάγει το αντιδραστήριο Tollens, δηλαδή κετόνη, θα είναι τελικά µ 1 Η ένωση Γ είναι της µορφής C ν H ν1 COOCH(CH 3 )C µ H µ1 και έχει πέντε άτοµα άνθρακα, αφού έχει µοριακό τύπο C 5 H 10 Ο και προκύπτει η σχέση: ν1µ5 νµ Με βάση τα παραπάνω προκύπτει νµ 1 και προκύπτουν οι συντακτικοί τύποι: Α: CH 3 COOH Β: CH 3 CH(OH)CH 3 Γ: CH 3 COOCH(CH 3 )CH 3 Οι χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγµατοποιούνται, είναι: ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 1 ΑΠΟ 1

7 CH 3 COOH CH 3 CH(OH)CH 3 Η CH 3 COOCH(CH 3 )CH 3 Η Ο CH 3 CH(OH)CH 3 4Ι 6ΟΗ - CH 3 COO - CHΙ 3 5Ι - 5Η Ο CH 3 CH(OH)CH 3 Cu 300 C o CH 3 COCH 3 Η β. Με την προσθήκη αφυδατικού µέσου στην ισορροπία: CH 3 COOH (l) CH 3 CH(OH)CH 3(l) Η CH 3 COOCH(CH 3 )CH 3(l) Η Ο (l) ελαττώνεται η συγκέντρωση του νερού και σύµφωνα µε την αρχή Le Chatelier η χηµική ισορροπία µετατοπίζεται προς την κατεύθυνση που παράγεται νερό, δηλαδή προς τα δεξιά, οπότε αυξάνει την απόδοση της παρασκευής του εστέρα. Β.3 α. ιάλυµα 1 NH 4 A NH 4 A - NH 4 H O NH 3 H 3 O Επειδή το pη του διαλύµατος είναι 7, πρέπει και το ιόν Α - να αντιδρά µε το νερό, σύµφωνα µε τη χηµική εξίσωση: Α - Η Ο ΗΑΟΗ -. Επίσης πρέπει να ισχύει b(a-) a (NH 4 ) 10-9 ώστε [ΟΗ - ] [Η 3 Ο ]. Εποµένως το οξύ ΗΑ είναι ασθενές οξύ µε a10-5 ιάλυµα Έστω n mol η ποσότητα του NaOH που περιέχεται στον όγκο των V ml. Εποµένως στον όγκο των Vml περιέχονται n mol NaOH. Αφού παρατηρείται η αλλαγή χρώµατος του διαλύµατος κατά την προσθήκη των Vml διαλύµατος NaOH θα ισχύει: n HB n NaOH n mol Τη στιγµή που έχουµε προσθέσει Vml του πρότυπου διαλύµατος NaOH στο διάλυµα ( ) του οξέος ΗΒ έχουµε: mol HB NaOH NaB H O αρχικά n n Αντ/παρ - n - n n τελικά n 0 n ηλαδή έχουµε ρυθµιστικό διάλυµα ΗΒ, NaΒ του οποίου τα συστατικά έχουν ίσα mol, άρα και ίσες συγκεντρώσεις. Εποµένως pηpκ a (HB) ή a (HB)10-4. Έτσι ισχύει Κ a (HB)> a (HA) οπότε το οξύ ΗΒ είναι ισχυρότερο. ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: ΑΠΟ 1

8 β) a (HA)< a (HB) ή b (A - )> b (B - ). Αφού τα διαλύµατα έχουν την ίδια συγκέντρωση, οι βάσεις Α -, Β - είναι µονοπρωτικές και b (A - )> b (B - ) ισχύει: [ΟΗ - ] - Α > [ΟΗ - ] - Β οπότε pη NaA > pη NaB. Β.4 α. Το στοιχείο 34 Σ 1 έχει ηλεκτρονική δοµή: 1s s p 6 3s 3p 6 3d 10 4s 4p 4 και ανήκει στην 4 η περίοδο και 16 η οµάδα. Έστω Ζ 1, Ζ και Ζ 3 οι ατοµικοί αριθµοί των στοιχείων Σ 1, Σ και Σ 3 αντίστοιχα. Αφού ο ατοµικός αριθµός του Σ διαφέρει από αυτόν του Σ 1 κατά 3, θα διακρίνουµε περιπτώσεις: Αν ισχύει ότι Ζ Ζ , το στοιχείο Σ θα έχει την ηλεκτρονιακή δόµηση: 1s s p 6 3s 3p 6 3d 10 4s 4p 6 5s 1 και ανήκει στην 5 η περίοδο. Η περίπτωση αυτή απορρίπτεται, γιατί το Σ ανήκει σε διαφορετική περίοδο από το Σ 1. Άρα θα ισχύει: Ζ Ζ και το Σ θα έχει την ηλεκτρονιακή δόµηση: 1s s p 6 3s 3p 6 3d 10 4s 4p 1 οπότε ανήκει στην 4 η περίοδο και στην 13 η οµάδα. Αφού το Σ 3 ανήκει στην ίδια οµάδα µε το Σ 1, θα ανήκει στη 16 η οµάδα και επειδή έχει τη µικρότερη ατοµική ακτίνα από όλα τα στοιχεία της οµάδας αυτής, θα ανήκει στη η περίοδο. Αυτό συµβαίνει γιατί σε µια οµάδα του περιοδικού πίνακα η ατοµική ακτίνα ελαττώνεται από κάτω προς τα πάνω, αφού ελαττώνεται ο αριθµός των στιβάδων των στοιχείων της οµάδας. Με βάση τα παραπάνω, το Σ θα έχει δύο στιβάδες και δοµή τελευταίου ηλεκτρονίου p 4 αφού ανήκει στη 16 η οµάδα και η ηλεκτρονιακή του δοµή είναι: 1s s p 4 οπότε Ζ 3 8. Συνοπτικά, έχουµε: Ζ 31 και Ζ 3 8 Το Σ 1 ανήκει στην 16 η οµάδα και στην 4 η περίοδο Το Σ ανήκει στην 13 η οµάδα και στην 4 η περίοδο Το Σ 3 ανήκει στην 16 η οµάδα και στην η περίοδο ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 3 ΑΠΟ 1

9 ΘΕΜΑ Γ Γ.1 α. β. Κατά µήκος µιας περιόδου του περιοδικού πίνακα η ατοµική ακτίνα των στοιχείων ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά. Αυτό είναι συνέπεια της αύξησης του ατοµικού αριθµού, οπότε και του δραστικού πυρηνικού φορτίου των ατόµων άρα και της ισχυρότερης έλξης των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας από τον πυρήνα. Όταν µεγαλώνει η ατοµική ακτίνα, αυξάνει και η µέση απόσταση του πιο µακρινού ηλεκτρονίου από τον πυρήνα, οπότε ελαττώνεται η έλξη του ηλεκτρονίου από τον πυρήνα µε αποτέλεσµα να µειώνεται η ενέργεια ιοντισµού. Από τα παραπάνω συµπεραίνουµε ότι: Το Σ 1 έχει µεγαλύτερη ενέργεια ιοντισµού από το Σ, γιατί βρίσκεται πιο δεξιά στην ίδια περίοδο: E i 1 (Σ 1 ) > E i 1 (Σ ) Το Σ 3 έχει µεγαλύτερη ενέργεια ιοντισµού από το Σ 1, γιατί βρίσκεται πιο πάνω στην ίδια οµάδα: E i 1 (Σ 3 ) > E i 1 (Σ 1 ) Τελικά έχουµε: E i 1 (Σ ) < E i 1 (Σ 1 ) < E i 1 (Σ 3 ) Α: CH 3 CH OH Β: CH 3 CHO Γ: CH 3 COOH : CH 3 COOCH CH 3 Ε: CH 3 CH Cl Ζ: HCOONα Θ: CH 3 CH CN Λ: HCOOCH CH 3 β. Στην ένωση Θ που έχει συντακτικό τύπο CH 3 CH C N το άτοµο άνθρακα που ενώνεται µε το άτοµο αζώτου (τριπλός δεσµός), έχει υβριδισµό sp. Τα άλλα δύο άτοµα άνθρακα, έχουν υβριδισµό sp 3. Γ. Τα ισοµερή αλκυλοβρωµίδια µε τύπο C 3 H 7 Br είναι δύο: Το CH 3 CH CH Br (προπυλοβρωµίδιο) και το CH 3 CH(Br)CH 3 (ισοπροπυλοβρωµίδιο) µε κοινή Mr Έστω ότι έχουµε x mol από το κάθε ένα, αφού το µείγµα είναι ισοµοριακό. m m n Mr n Mr 13x 13x 46x µειγµ m ,6 46x x 0, 1 mol Αντιδρούν και τα δύο αλκυλοβρωµίδια µε υδατικό διάλυµα NaOH ως εξής: ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 4 ΑΠΟ 1

10 mol CH 3 CH CH Br NaOH CH 3 CH CH OH NaBr αρχικά 0,1 τελικά - 0,1 mol CH 3 CH(Br)CH 3 NaOH CH 3 CH(OH)CH 3 NaBr αρχικά 0,1 τελικά - 0,1 Οι ενώσεις που παράγονται, είναι οι αντίστοιχες αλκοόλες που αποτελούν το µείγµα Μ. Αφού το µείγµα Μ χωρίζεται σε δύο ίσα µέρη, το κάθε µέρος θα περιέχει 0,05 mol από την καθεµία αλκοόλη. α. Και οι δύο αλκοόλες οξειδώνονται από Cr O 7 ως εξής: 3CH 3 CH CH ΟΗ Cr O 7 8H SO 4 3CH 3 CΗ CΟΟΗ Cr (SO 4 ) 3 SO 4 11H O 0,1 Αντιδρούν 0,05 mol CH 3 CH CH ΟΗ µε mol Cr O 7 3 3CH 3 CH(ΟΗ)CH 3 Cr O 7 4H SO 4 3CH 3 CΟCΗ Cr (SO 4 ) 3 SO 4 7H O 0,05 Αντιδρούν 0,05 mol CH 3 CH(ΟΗ)CH 3 µε mol Cr O 7 3 Τα συνολικά mol του Cr O 7 που απαιτούνται για την πλήρη οξείδωση του πρώτου µέρους, είναι: 0,1 0,05 nαπαιτ 0, 05 mol 3 3 n n 0,05 c V V 0,5 L ή 50 ml V c 0, β. Κατά τη θέρµανση του δεύτερου µέρους µε Cu παράγονται οι αντίστοιχες καρβονυλικές ενώσεις: mol CH 3 CH CH ΟΗ o Cu 300 C CH 3 CH CHΟ Η αρχικά 0,05 τελικά - 0,05 0,05 mol CH 3 CH(ΟΗ)CH 3 o Cu 300 C CH 3 CΟCH 3 Η αρχικά 0,05 τελικά - 0,05 0,05 ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 5 ΑΠΟ 1

11 Το µείγµα Μ 3 που προκύπτει, περιέχει την προπανάλη και την προπανόνη. Από τις δύο αυτές ενώσεις, µόνο η προπανάλη ανάγει το φελίγγειο υγρό και δίνει ίζηµα Cu O, ως εξής: CH 3 CH CHΟ CuSO 4 5NaOH CH 3 CH COONa Cu O Na SO 4 3H O Αντιδρούν 0,05 mol CH 3 CH CHΟ και παράγονται 0,05 mol Cu O Άρα προκύπτουν 0,05 mol Cu O ΘΕΜΑ 1. Η αντίδραση που πραγµατοποιείται, φαίνεται παρακάτω: mol ΝH 3 3CuO N 3Cu 3H O αντιδρούν n περίσσεια - τελικά - n/ 3n/ Το αέριο που παράγεται είναι το Ν : n 1 0, n0, mol α. Το στερεό που παράγεται είναι ο Cu: n Cu n V,4 Vm, 4 3n 3 0, n Cu 0,3 mol β. Τα mol της ΝΗ 3 που αντέδρασαν είναι n, όπως φαίνεται παραπάνω. Άρα αντέδρασαν: n 0, H 3 mol ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 6 ΑΠΟ 1

12 . Το διάλυµα Υ1 περιέχει NH 3 συγκέντρωσης Cn/V0,/V mol/l V L δ. HCl V L δ. ΝH 4 Cl V L C Μ C M δ. HCl C HCl C/ Μ Υ Υ3 δ. ΝH 4 Cl C ΝH4Cl C/ Μ Ο ιοντισµός του ισχυρού οξέος HCl έχει ως εξής Το ΝH 4 Cl διίσταται ως εξής Το ιόν του ΝΗ 4 αντιδρά µε το Η Ο υπό την επίδραση κοινού ιόντος Η 3 Ο από τον ιοντισµό του ΗCl mol/l ΗCl Η Ο Η 3 Ο Cl - αρχικά C/ τελικά - C/ C/ mol/l ΝH 4 Cl ΝΗ 4 Cl - αρχικά C/ τελικά - C/ C/ mol/l ΝΗ 4 Η Ο ΝΗ 3 Η 3 Ο αρχικά C/ - C/ ιοντίζονται x - παράγονται - x x τελικά C/-x x C/ x Ο βαθµός ιοντισµού του ΝΗ 4 είναι α n n ιοντ αρχ ( H ( Η 4 4 ) ) x α (1) C ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 7 ΑΠΟ 1

13 Για το ιόννη 4 ισχύει: [ H3][ H3O ] a (NH 4 ) [ Η ] 4 Κ a C C x ( x ) x C C x και από τη σχέση (1) έχουµε: 1 5C C 0,M C C Κ a a Κ a 10 a Η ποσότητα της ΝΗ 3 που διαβιβάστηκε στο δοχείο Α (0, mol), διαλύθηκε πλήρως στο νερό και δηµιουργείται διάλυµα Υ1 συγκέντρωσης C mol/l που όπως βρήκαµε είναι ίση µε 0, mol. Άρα C H 3 n H V 3 V 0, 0, V 1L V L V L V L δ. NH 3 δ. HCl δ. ΝH 4 Cl 0, Μ 0, M C ΝH4Cl 0,V/V0,1 Μ Υ1 Υ Υ4 Έχω ανάµειξη µε αντίδραση. Βρίσκω αρχικά τα mol του HCl και της ΝΗ 3 και κάνω την αντίδραση. mol ΝΗ 3 ΗCl ΝH 4 Cl αρχικά 0,V 0,V - αντιδρούν 0,V 0,V - παράγονται - - 0,V τελικά 0 0 0,V n H Βρίσκω τη C του ΝΗ 4 Cl: C H 4 Cl V Έχω πλέον ένα διάλυµα άλατος. 0, V V 4 Cl H Cl mol/l ΝH 4 Cl ΝΗ 4 Cl - αρχικά 0,1 τελικά - 0,1 0,1 C 4 0,1M ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 8 ΑΠΟ 1

14 mol/l ΝΗ 4 Η Ο ΝΗ 3 Η 3 Ο αρχικά 0,1 - ιοντίζονται ψ - παράγονται - ψ ψ τελικά 0,1-ψ ψ ψ a (NH 4 ) b w ( H 3 ) a (NH 4 ) [ H3][ H3O ] ψ [ Η ] 0,1 ψ 4 ψ ψ 0,1 0,1 a [H 3 O ] 4 0,1a () V L V L V L δ. NH 3 0, Μ δ. ΝH 4 Cl 0, M δ. NH 3 C NH3 0,V/V0,1 Μ Υ1 Υ3 δ. ΝH 4 Cl C ΝH4Cl 0,V/V0,1 Μ Υ5 Για την ΝH 3 : C βασ 0,1 Μ Για το ΝΗ 4 Cl: C οξ 0,1 Μ Το παραπάνω σύστηµα αποτελεί ένα Ρυθµιστικό ιάλυµα Για το συζυγές ζεύγος ΝH 3 - ΝΗ 4 ισχύει: w a (NH 4 ) b ( H 3 ) Αφού ισχύουν οι προσεγγίσεις, ισχύει η σχέση Henderson - Hasselbach ph 5 p a log C βάσης C οξέος 0, 1 ph 5 p a log 0,1 ph 5 p a [H 3 O ] 5 w a (NH 4 ) [ OH ] 5 b w ( H 3 ) [OH - ] 5 b H ) (3) ( 3 Γνωρίζουµε ότι για τα διαλύµατα Υ4 και Υ5 που παράγονται ισχύει ότι [H 3 O ] 4 [OH - ] 5 και από τη σχέση (3) έχουµε: [H 3 O ] 4 b H ) ( 3 και από τη σχέση () βγαίνει ότι: 0,1 b H ) a ( 3 0,1 ( a (NH 4 ) b( H ) 3 ) b w ( H 3 ) 0,1 ( b H ) ) ( b ( H 3 ) 0,1 ( b H ) ) ( 3 ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 9 ΑΠΟ 1

15 ( b H ) ) b H ) 10-5 ( 3 ( 3 για το συζυγές οξύ ΝΗ 4 ισχύει: a (NH 4 ) b w ( H 3 ) a (NH 4 ) ιάλυµα Υ4 [H 3 O ] 4 ψ 0,1 a 0, ph 4 -log[h 3 O ] 4 -log10-5 ph 4 5 ιάλυµα Υ5 ph 5 p a ph 5 -log10-9 ph L VL ιάλυµα δ. ΝH 4 Cl δ. ΝaOH [OH - ] 10 8 [H 3 O ]. C ΝH4Cl 0, Μ 0, M Υ3 Είναι δεδοµένο ότι [OH - ] 10 8 [H 3 O ] Γνωρίζουµε επίσης ότι [H 3 O ] [OH - ] w [H 3 O ] [H 3 O ] [H 8 3 O ]10-11 και ph-log[h 3 O ] -log ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 10 ΑΠΟ 1

16 ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ: i) Έστω ότι έχω πλήρη αντίδραση µεταξύ NaOH και n NH 4 Cl δηλαδή για το NaOH: n0,mol 0, V V1L Έχω ανάµειξη µε αντίδραση. Βρίσκω αρχικά τα mol του NaOH και του NH 4 Cl και κάνω την αντίδραση. mol NH 4 Cl NaOH ΝH 3 NaCl Η Ο αρχικά 0, 0, - αντιδρούν 0, 0, - παράγονται - - 0, 0, τελικά 0 0 0, 0, Τα ιόντα που παράγονται από τη διάσταση του NaCl δεν αντιδρούν µε το νερό. Βρίσκω τη συγκέντρωση της ΝΗ : Cn/V0,/0,1 Μ 3 Ένα τέτοιο διάλυµα ΝΗ 3 ιοντίζεται mol/l ΝH 3 Η Ο ΝΗ 4 ΟΗ - αρχικά 0,1 - ιοντίζονται ω - παράγονται - ω ω τελικά 0,1-ω ω ω [ H 4 ][ OH b( H 3) [ Η ] 3 ] ω 0,1 ω ω 10-5 ω ω ,1 0,1 Άρα [OH - ]10-3 [H 3 O 14 ] w 10 3 [ OH 10 ] 5 [H 3 O ]10-11 ph-log[h 3 O ]-log Το ph του διαλύµατος που προκύπτει είναι ίσο µε το επιθυµητό ph. Άρα o όγκος του διαλύµατος NaOH που θα προσθέσω είναι 1L ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 11 ΑΠΟ 1

17 ii) Αν n > 0, Έχουµε τελικά εκτός από ΝΗ 3 και περίσσεια ισχυρής βάσης άρα ph > 11 απορρίπτεται. iii) Αν n < 0, Έχουµε τελικά εκτός από ΝΗ 3 και περίσσεια NH 4 Cl άρα ph < 11 απορρίπτεται. ΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΠΡΟΟΡΙΖΟΝΤΑΙ ΓΙΑ ΑΠΟΚΛΕΙΣΤΙΚΗ ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΜΟΝΑ ΑΣ ΣΕΛΙ Α: 1 ΑΠΟ 1