ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 7/2/2016

Transcript

1 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ο 5 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 7/2/206 ΘΕΜΑ Α Α.. A.2. A.3. Α.4. Α.5. γ α δ δ α α) ΛΑΘΟΣ β) ΣΩΣΤΟ γ) ΛΑΘΟΣ δ) ΛΑΘΟΣ ε) ΛΑΘΟΣ ΘΕΜΑ Β Β.. σωστή απάντηση το (γ) Από τη στοιχειομετρία της αντίδρασης προκύπτει ότι για τα mol των αερίων ισχύει: Δn = 0. Δεδομένου ότι η θερμοκρασία παραμένει σταθερή, η αύξηση του όγκου δεν θα μπορέσει να επηρεάσει (μεταβάλλει) τη χημική ισορροπία. Από την καταστατική εξίσωση των ιδανικών αερίων: P V P V 2 2 nrt nrt n, R, T = σταθερό φ V P2 = φ/4 atm P V 2 4 Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα

2 ii) ΜΕΤΑΒΟΛΗ Κc [Cl2] Προσθήκη ποσότητας Ο2 (V και Τ σταθερά) σταθερή αυξάνεται Αύξηση της θερμοκρασίας μειώνεται μειώνεται Προσθήκη ποσότητας Cl2 ( V και Τ σταθερά) σταθερή αυξάνεται Προσθήκη ποσότητας στερεού KOH (V και Τ σταθερά) σταθερή μειώνεται i) προσθήκη Ο2: Η Κc εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία, επομένως αφού παραμένει σταθερή η θερμοκρασία θα παραμένει σταθερή και η Kc Με προσθήκη ποσότητας Ο2 έχουμε αύξηση της [Ο2]. Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier, για να αναιρεθεί η μεταβολή αυτή, η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα δεξιά με αποτέλεσμα η [Cl2] να αυξάνεται. ii) αύξηση θερμοκρασίας: Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier, με αύξηση της θερμοκρασίας ευνοείται το ενδόθερμο τμήμα της αντίδρασης, οπότε η ισορροπία μετατοπίζεται προς τα αριστερά, άρα η Kc μειώνεται. Η μετατόπιση της ισορροπίας προς τα αριστερά έχει σαν αποτέλεσμα τη μείωση της [Cl2]. iii) προσθήκη ποσότητας Cl2: Η θερμοκρασία σταθερή, άρα και η Kc σταθερή Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier η αύξηση της [Cl2] έχει σαν αποτέλεσμα η ισορροπία της αντίδρασης να μετατοπίζεται προς τα αριστερά, ωστόσο η μεταβολή δεν αναιρείται πλήρως, άρα έχουμε αύξηση της συγκέντρωσης της [Cl2]. iv) προσθήκη ποσότητας KOH: Η θερμοκρασία σταθερή, άρα και η Kc σταθερή Το ΚΟΗ (βάση) αντιδρά με το HCl (oξύ) σύμφωνα με την αντίδραση εξουδετέρωσης Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 2

3 ΚΟΗ + ΗCl KCl + H2O Επομένως η ποσότητα του ΗCl μειώνεται και άρα η [HCl] μειώνεται. Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier, η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα αριστερά για να αναιρεθεί η μεταβολή. Οπότε η [Cl2] μειώνεται. Β.2. σωστή απάντηση το (α) Πραγματοποιείται η αντίδραση: ΗΑ + ΝΗ3 ΝΗ4Α κατά την πλήρη εξουδετέρωση στο τελικό διάλυμα έχουμε την ουσία ΝΗ4Α, η οποία διίσταται: ΝΗ4Α ΝΗ4 + + Α - το ΝΗ4 + αντιδρά με το νερό διότι προέρχεται από την ασθενή βάση ΝΗ3 ΝΗ4 + + Η2Ο ΝΗ3 + Η3Ο + Kw Ka Ka = 0-9 Kb το Α - αντιδρά με το νερό διότι προέρχεται από το ασθενές οξύ ΗΑ. (το οξύ ΗΑ είναι ασθενές διότι έχει πολύ μικρή Κα) Α - + Η2Ο ΗΑ + ΟΗ - Kw Kb Kb = 0-4 Ka Kb > Ka άρα το τελικό διάλυμα είναι βασικό, που σημαίνει ph > 7 στους 25 ο C και poh < 7 στους 25 ο C. Άρα, σωστή απάντηση pοh = Β.3. α) A B υβ =,25x4 = 5 Μ/min β) υδ = 6 Μ/min γ) υαντ = Μ/min Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 3

4 Β.4. α) η (i) δεν έχουμε μεταβολή στους αριθμούς οξείδωσης των στοιχείων β) στην (ii) το υδρογόνο στα αντιδρώντα έχει Α.Ο. = 0 ενώ στα προϊόντα επειδή η ένωση είναι υδρίδιο του νατρίου το υδρογόνο έχει Α.Ο. = -. Δηλαδή έχουμε μείωση στον Α.Ο. άρα το υδρογόνο ανάγεται, επομένως το ίδιο είναι οξειδωτικό. ΘΕΜΑ Γ α) Δ: cnaoh = 4/(40 ) = M Δ: NaOH H2O Na + + OH - M M M poh = 4 ph = στους 25 ο C ph = 3 στους 25 ο C Δ2: Κα = [Η3Ο + ] 2 /(c-x) c = M β) Δ3: πραγματοποιείται η αντίδραση: ΝαΟΗ + ΗΑ ΝαΑ + Η2Ο αρχ: mol 2 mol τελ: - mol mol στο τελικό διάλυμα έχουμε: cha = /3 M και cnaa = /3 M προκύπτει ρυθμιστικό διάλυμα, οι προϋποθέσεις ισχύουν για τη χρήση της σχέσης των Henderson Hasselbalch: C ph pka log C NaA HA 5 log , 3 Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 4

5 γ) Δ : CV =C V V = C 0V C = 0M NaOH NaOH H2O Na + + OH - 0 M 0M 0 M poh = 2 4 ph = 2 στους 25 ο C ph = 2 στους 25 ο C ΔpH =, το ph του διαλύματος μειώθηκε κατά μία μονάδα. Δ2: ph = 3 (από τα δεδομένα) Δ 2 : C2V2 = C 2V 2 V2 = C 2 0V2 C 2 = 0Μ το ΗΑ ιοντίζεται μερικώς: ΗΑ + Η2Ο Α - + Η3Ο + ι.ι.(μ) 0 x x x Ka = x 2 / (0 x) x = 0-3,5 ph = 3,5 στους 25 ο C ΔpH = 5, το ph του διαλύματος αυξήθηκε κατά μισή μονάδα. H ισχυρή βάση με υποδεκαπλασιασμό της συγκέντρωσης της υποδεκαπλασιάζει και τη [ΟΗ - ] καθώς ως ισχυρή βάση έχει α =. Το ασθενές οξύ με υποδεκαπλασιασμό της συγκέντρωσής του έχει σαν συνέπεια να αυξάνει το βαθμό ιοντισμού του, άρα δικαιολογείται να μην μεταβάλλεται το ph το ίδιο έντονα με την ισχυρή βάση. δ) nhcl = 2,24 / 22,4 = mol CΗCl = / = M HCl + H2O Cl - + H3O + M M ΗΑ + Η2Ο Α - + Η3Ο + ι.ι.(μ) x x x + Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 5

6 x(x ) x ka x = 0-5 x [H3O + ] = ph = ΘΕΜΑ Δ α) i) Y: ph = ii) Y2: τα δύο οξέα έχουν την ίδια συγκέντρωση και την ίδια θερμοκρασία, ωστόσο το CH3COOH είναι ασθενές, άρα θα πρέπει το ph του να είναι μεγαλύτερο, οπότε: ph2 = 3. CH3COOH + Η2Ο Α - + Η3Ο + ι.ι.(μ) x x x = 0-3 Κα = x 2 /( x) Ka = 0-5 β) Κατά την ογκομέτρηση πραγματοποιείται η αντίδραση: ΗCl + NaOH NaCl + H2O από τη στοιχειομετρία της αντίδρασης προκύπτει ότι στο ισοδύναμο σημείο ισχύει: nhcl = nnaoh nnaoh = 002 mol c3 = 002 / 02 = M γ) O μόνος τρόπος για να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα με ph = 5 κάνοντας χρήση των διαλυμάτων που μας δίνονται, είναι να έχουμε μερική εξουδετέρωση ασθενούς οξέος από ισχυρή βάση. Άρα θα πραγματοποιηθεί η αντίδραση: CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O αρχ: V mol V2 mol α/π: - V2 mol - V2 mol V2 mol τελ: V V2 mol - V2 mol ka V2 x( x) V3 V V2 x V 3 5 V2 0 ( ) V3 V V2 V 3. V/V2 = 2/ () Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 6

7 V + V2 = 600 ml () 2V2 + V2 = 600 V2 = 200 ml NaOH και V = 400 ml CH3COOH δ) CH3COOΚ + ΗCl CH3COOH + KCl αρχ: 2 mol n mol Επειδή δεν γνωρίζουμε την ποσότητα του HCl απαιτείται διερεύνηση: i) Έστω ότι τα σώματα αντιδρούν πλήρως, δηλαδή: n=2 mol στο τελικό διάλυμα θα έχουμε: 2 mol CH3COOH c = M 2 mol ΚCl KCl H2O K + + Cl - τα ιόντα που προκύπτουν δεν αντιδρούν με το νερό CH3COOH + Η2Ο Α - + Η3Ο + ι.ι.(μ) x x x = Κα = x 2 /( x) 0-5 = x 2 / x = 0-3 M ph = 3, δεκτό. η περιπτώσεις το HCl να είναι σε έλλειμμα ή σε περίσσεια απορρίπτονται καθώς η τιμή ph του διαλύματος Υ5 θα είναι μεγαλύτερη και μικρότερη αντίστοιχα του 3 που είναι το ζητούμενο. Άρα θα προσθέσουμε 2 mol ΗCl. Τις απαντήσεις του διαγωνίσματος επιμελήθηκαν οι καθηγητές: Κοντοπούλου Κατερίνα Ρώσσος Ξενοφών Σιάπκας Δημήτρης Τριανταφύλλου Αγγελική Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 7