ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. ΘΕΜΑ Α A1. Ο αριθμός οξείδωσης του άνθρακα στην φορμαλδεΰδη, ΗCHO, είναι: α. 0 β. - 2 γ. +2 δ. - 5

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Μαρία Ρήγα, Σταυρούλα Γκιτάκου ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α A1. Ο αριθμός οξείδωσης του άνθρακα στην φορμαλδεΰδη, ΗCHO, είναι: α. 0 β. - 2 γ. +2 δ. - 5 A2. Για την αντίδραση: 2Na + Br 2 2NaBr ποια από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστή; α. Το Na ανάγεται β. To Br 2 οξειδώνεται γ. Το Na δρα ως αναγωγικό δ. Το Br 2 δρα ως αναγωγικό A3. 1 mol ποιας από τις παρακάτω ενώσεις αποχρωματίζει τη μεγαλύτερη ποσότητα όξινου διαλύματος KMnO 4 ; α. η 1- βουτανόλη β. η 2- βουτανόλη γ. η βουτανάλη δ. η 2- μεθυλο- 2- βουτανόλη A4. Μεταβολή στο χρώμα ενός όξινου διαλύματος K 2 Cr 2 O 7 δεν μπορεί να προκαλέσει η: α. μεθανόλη β. αιθανόλη γ. μεθυλο- 1- προπανόλη δ. μεθυλο- 2- προπανόλη A5. Κατά την προσθήκη Br 2 στο προπένιο: α. το προπένιο οξειδώνεται β. το βρώμιο οξειδώνεται γ. το προπένιο ανάγεται δ. δε συμβαίνει οξειδοαναγωγική αντίδραση Σελίδα 1 από 6

2 ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστές ή Λανθασμένες και να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας: i. Ο αριθμός οξείδωσης του αζώτου στο ΗΝΟ 3 είναι +3. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Είναι +5. ii. iii. iv. Το Κ 2 Cr 2 O 7 και το KMnO 4 δρουν ως οξειδωτικά μέσα μόνο σε αλκαλικό περιβάλλον. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Σε όξινο περιβάλλον. Κατά την καύση του ο C οξειδώνεται. ΣΩΣΤΗ: Γιατί αυξάνει ο αριθμός οξείδωσης του άνθρακα. Όταν μία αλκοόλη με πλήρη οξείδωση παρουσία KMnO 4 μετατρέπεται σε καρβονυλική ένωση συμπεραίνουμε ότι είναι δευτεροταγής. ΣΩΣΤΗ: Γιατί εάν είναι πρωτοταγής με πλήρη οξείδωση μετατρέπεται σε οξύ. v. Όλα τα ισομερή που αντιστοιχούν στο μοριακό τύπο C 4 H 9 OH αποχρωματίζουν τον ίδιο όγκο διαλύματος KMnO 4. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Η τριτοταγής αλκοόλη δεν οξειδώνεται. x 2 Β2. Στο χημικό εργαστήριο του σχολείου σας υπάρχουν τέσσερα δοχεία, δύο κατασκευασμένα από χαλκό και δύο από αργίλιο. Στα δοχεία αυτά θέλουμε να αποθηκεύσουμε για μεγάλο χρονικό διάστημα τα εξής διαλύματα: KCl, MgSO 4, HCl, FeSO 4. Που θα αποθηκεύσουμε το κάθε διάλυμα; Δίνεται η ηλεκτροχημική σειρά των μετάλλων: K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Co, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Στο δοχείο από χαλκό θα αποθηκεύσουμε τα διαλύματα του HCl και του FeSO 4 ενώ στο δοχείο από αργίλιο τα διαλύματα MgSO 4 και KCl προκειμένου να μην πραγματοποιηθούν αντιδράσεις απλής αντικατάστασης που θα οδηγήσουν στην αλλοίωση των διαλυμάτων. Μονάδες 3 Β3. Να συμπληρωθούν οι χημικές εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων: i. 2ΝΗ 3 + 3CuO Ν 2 + 3Cu + 3H 2 O ii. 5CO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5CO 2 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O Μονάδες 2 x 1 Β4. Να συμπληρωθούν οι χημικές εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων: i. 5CH 3 CH 2 OΗ + 4KMnO 4 + 6H 2 SO 4 5CH 3 COOΗ + 4MnSO 4 + 2K 2 SO H 2 O i. 3CH 3 CH(OΗ)CH 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3CH 3 COCH 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 1K 2 SO 4 + 7H 2 O ii. 5CH 3 OΗ + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 5CO 2 + 6MnSO 4 + 3K 2 SO H 2 O iii. 5CH 3 CH=O + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5CH 3 COOΗ + 2MnSO 4 + 1K 2 SO 4 + 3H 2 O iv. 2,5(COOΚ) 2 + 1KMnO 4 + 4H 2 SO 4 5CO 2 + 1MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 4H 2 O x 2 Σελίδα 2 από 6

3 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Αναμιγνύονται 3000 ml διαλύματος HCl 0,2 Μ με 2000 ml διαλύματος ΝaOH 0,25 Μ. Να βρείτε το ποσό της θερμότητας που θα εκλυθεί. Δίνεται η θερμοχημική εξίσωση: ΗCl (aq) + NaOH (aq) NaCl (aq) + H 2 O (l) ΔΗ = - 14 Κcal Βρίσκουμε τα mol κάθε ουσίας: n(νaοη) = C(ΝaΟΗ) V(ΝaΟΗ) = 2 0,25 = 0,5 n(hcl) = C(HCl) V(HCl) = 3 0,2 = 0,6 Κατασκευάζουμε πινακάκι έλλειψης περίσσειας: mol HCl + ΝaOH ΝaCl + Η 2 Ο Αρχικά 0,6 0,5 - - Αντιδρούν x x - - Παράγονται - - x x Τελικά 0,6 - x 0,5 - x x x Προφανώς το ΝaΟΗ βρίσκεται σε έλλειψη επομένως 0,5 x = 0 ή x = 0,5 mol οπότε: To 1 mol ΟΗ - εκλύει κατά την εξουδετέρωσή του 14 Kcal Τα 0,5 mol ΟΗ - εκλύουν κατά την εξουδετέρωσή τους Q Kcal Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε Q = 7 Kcal. Γ2. Δίνεται η παρακάτω θερμοχημική εξίσωση: C 3 H 8 + 5O 2 3CO 2 + 4H 2 O ΔΗ = ΚJ i. Να χαρακτηρίσετε την αντίδραση αυτή ως ενδόθερμη ή εξώθερμη και να γίνει το ενεργειακό της διάγραμμα. Η αντίδραση είναι εξώθερμη αφού ΔΗ = ΚJ < 0. Το ενεργειακό διάγραμμα για την αντίδραση αυτή είναι το εξής: Η αντιδρω&ντα ΔΗ προϊο&ντα πορει&α(αντι&δρασης Μονάδες Σελίδα 3 από 6

4 ii. 8,96 L αερίου προπανίου, C 3 H 8, μετρημένα σε STP συνθήκες καίγονται με την απαιτούμενη ποσότητα οξυγόνου. Να υπολογιστεί το ποσό θερμότητας που παράγεται. Βρίσκουμε τα mol του C 3 Η 8 : n(c 3 H 8 )(= V 22,4 η/(n(c 3 H 8 )(= 8,96 22,4 η/(n(c 3 H 8 )(=(0,4(mol Το 1 mol C 3 Η 8 εκλύει 1000 KJ Τα 0,4 mol C 2 Η 4 εκλύουν Q KJ Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε Q = 400 KJ. Γ3. Μίγμα CH 4 και C 2 H 4 μάζας 6 g καίγεται πλήρως οπότε εκλύονται 261,4 KJ. Nα βρείτε την σύσταση, σε g, του μίγματος. Δίνoνται οι θερμοχημικές εξισώσεις: CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O ΔΗ = ΚJ C 2 H 4 + 3O 2 2CO 2 + 2H 2 O ΔΗ = ΚJ και Αr(C) = 12, Αr(H) = 1 Έστω x mol CH 4 και y mol C 2 H 4 τότε: x Μr(CH 4 ) + y Μr(C 2 H 4 ) = m οπότε 16x + 28y = 6 (1) To 1 mol CH 4 εκλύει κατά την καύση του 802 KJ Τα x mol CH 4 εκλύουν κατά την καύση τους α; KJ Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε α = 802x kj. To 1 mol C 2 H 4 εκλύει κατά την καύση του 1010 KJ Τα y mol C 2 H 4 εκλύουν κατά την καύση τους b; KJ Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε: b = 1010y KJ. Προφανώς 802x y =261,4 (2) Με την επίλυση του συστήματος των 1 και 2 βρίσκουμε x = 0,2 mol ή 3,2g CH 4 και y = 0,1 mol ή 2,8 g C 2 H 4 Σελίδα 4 από 6

5 ΘΕΜΑ Δ Δ1. Πόσα ml διαλύματος K 2 Cr 2 O 7 0,1 Μ απαιτούνται για πλήρη αντίδραση με 400 ml διαλύματος FeCl 2 0,1 M παρουσία HCl; Βρίσκουμε τα mol του FeCl 2 : n(fecl 2 ) = C(FeCl 2 ) V(FeCl 2 ) = 0,4 0,1 = 0,04 mol Γράφουμε την χημική εξίσωση της χημικής αντίδρασης που πραγματοποιείται: 6FeCl 2 + K 2 Cr 2 O HCl 6FeCl 3 + 2KCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O 6 mol 1 mol 14 mol 6 mol 2 mol 2 mol 7 mol 0,04 mol 0,1 V Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε V = 66,67 ml. Μονάδες Δ2. Σε εργαστήριο Οργανικής Χημείας αναμιγνύονται 12 g CH 3 CH 2 CH 2 OH με 500 ml διαλύματος ΚΜnO 4 0,1 Μ παρουσία H 2 SO 4. i. Να γράψετε την χημική εξίσωση της χημικής αντίδρασης που πραγματοποιείται. Γράφουμε την χημική εξίσωση της χημικής αντίδρασης που πραγματοποιείται: 5CH 3 CH 2 CH 2 OH + 4ΚΜnO 4 + 6H 2 SO 4 5CH 3 CH 2 COOΗ + 4MnSO 4 + 2K 2 SO H 2 O Μονάδες 2 ii. Να βρείτε εάν θα αποχρωματισθεί το διάλυμα του ΚΜnO 4. Βρίσκουμε τα mol της CH 3 CH 2 CH 2 OH: n(ch 3 CH 2 CH 2 OH))= m Mr η/)n(ch 3 CH 2 CH 2 OH))= η/)n(ch 3 CH 2 CH 2 OH))=)0,2)mol Τα 5 mol CH 3 CH 2 CH 2 OH αποχρωματίζουν 4 mol ΚΜnO 4 Τα 0,2 mol CH 3 CH 2 CH 2 OH αποχρωματίζουν 0,1 V mol ΚΜnO 4 Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε V = 1,6 L άρα το διάλυμα του ΚΜnO 4 θα αποχρωματισθεί. Δίνεται Αr(C) = 12, Αr(H) = 1, Αr(Ο) = 16 Δ3. Kορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη Α έχει τρία άτομα C στο μόριό της. 6 g της Α αποχρωματίζουν 400 ml διαλύματος KMnO 4 0,1 M παρουσία Η 2 SO 4. Να προσδιορίσετε τον συντακτικό τύπο της αλκοόλης Α. Δίνεται Αr(C) = 12, Αr(H) = 1, Αr(Ο) = 16 Σελίδα 5 από 6

6 Αφού η αλκοόλη Α είναι κορεσμένη μονοσθενής και περιέχει τρία άτομα C στο μόριό της θα έχει μοριακό τύπο C 3 H 7 OH οπότε θα είναι η 1- προπανόλη ή η 2- προπανόλη. Η σχετική μοριακή της μάζα θα είναι = 60 Βρίσκουμε τα mol της Α: n(c 3 H 7 OH))= m Mr(C 3 H 7 OH) η/)n(c 3 H 7 OH))=)0,1)mol Εάν η αλκοόλη είναι η 1- προπανόλη η χημική εξίσωση της αντίδρασης οξείδωσης που πραγματοποιείται είναι η εξής: 5CH 3 CH 2 CH 2 OH + 4ΚΜnO 4 + 6H 2 SO 4 5 mol 4 mol 0,1 mol 0,1 V mol 5CH 3 CH 2 COOΗ + 4MnSO 4 + 2K 2 SO H 2 O Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε V = 0,8 L ή 800 ml > 400 ml που αποχρωματίσθηκαν. Άρα η αλκοόλη είναι η 2- προπανόλη και η χημική εξίσωση της αντίδρασης οξείδωσης που πραγματοποιείται είναι η εξής: 5CH 3 CH(OH)CH 3 + 2ΚΜnO 4 + 3H 2 SO 4 5 mol 2 mol 0,1 mol 0,1 V mol 5CH 3 COCH 3 + 2MnSO 4 + 1K 2 SO 4 + 8H 2 O Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε V = 0,4 L ή 400 ml όπως αναμέναμε. ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!!! Σελίδα 6 από 6