ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α έως και Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α. Ο τομέας p του περιοδικού πίνακα περιλαμβάνει: α. ομάδες β. ομάδες γ. 6 ομάδες δ. 0 ομάδες. Μονάδες Α. Από τα επόμενα οξέα ισχυρό σε υδατικό διάλυμα είναι το: α. HNO β. HClO γ. HF δ. HS Μονάδες Α. Η αντίδραση CHCHCHCH NaOH αλκ. CHCH CHCH NaCl HO Cl αποτελεί παράδειγμα: α. εφαρμογής του κανόνα του Markovnikov β. εφαρμογής του κανόνα του Saytzev γ. αντίδρασης προσθήκης δ. αντίδρασης υποκατάστασης. Μονάδες Α.Η ένωση CH C CCH CH CH έχει: α. 9σ και π δεσμούς β. σ και π δεσμούς γ. σ και π δεσμούς δ. σ και π δεσμούς. Μονάδες Α. Να διατυπώσετε: α. την Απαγορευτική Αρχή του Pauli. (μονάδες ) β. τον ορισμό των δεικτών (οξέων-βάσεων). (μονάδες ) Μονάδες ΘΕΜΑ Β Β. Δίνονται τα στοιχεία 7 N, 8 O, Na. α. Ποιο από τα στοιχεία αυτά έχει περισσότερα μονήρη ηλεκτρόνια στη θεμελιώδη κατάσταση; (μονάδες ) β. Να γράψετε τον ηλεκτρονιακό τύπο Lewis της ένωσης NaNO. (μονάδες ) Μονάδες Β. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Ένα ηλεκτρόνιο σθένους του ατόμου Se στη θεμελιώδη κατάσταση μπορεί να βρίσκεται σε ατομικό τροχιακό με τους εξής κβαντικούς αριθμούς: n,, m 0.

2 β. Οι πρώτες ενέργειες ιοντισμού τεσσάρων διαδοχικών στοιχείων του Περιοδικού Πίνακα (σε kj/mol), είναι, 68, 08, 96 αντίστοιχα. Τα στοιχεία αυτά μπορεί να είναι τα τρία τελευταία στοιχεία μιας περιόδου και το πρώτο στοιχείο της επόμενης περιόδου. γ. Σε υδατικό διάλυμα HSO 0, Μ, η HO 0, M στους C. δ. Σε διάλυμα ασθενούς μονοπρωτικής βάσης Β προσθέτουμε στερεό NaOH, χωρίς μεταβολή όγκου. Ο βαθμός ιοντισμού της βάσης Β θα αυξηθεί. (μονάδες ) Να αιτιολογήσετε όλες τις απαντήσεις σας. (μονάδες 8) Μονάδες Β. Σε τέσσερα δοχεία περιέχεται κάθε μία από τις ενώσεις: βουτανάλη, βουτανόνη, βουτανικό οξύ, -βουτανόλη. Αν στηριχτούμε στις διαφορετικές χημικές ιδιότητες των παραπάνω ενώσεων, πώς μπορούμε να βρούμε ποια ένωση περιέχεται σε κάθε δοχείο; Να γράψετε τα αντιδραστήρια και τις παρατηρήσεις στις οποίες στηριχτήκατε για να κάνετε τη διάκριση (δαν απαιτείται η γραφή χημικών εξισώσεων). Μονάδες 8 ΘΕΜΑ Γ Γ. Ένωση Α (CH0O ) κατά τη θέρμανσή της με NaOH δίνει δύο οργανικές ενώσεις Β και Γ. Η ένωση Γ, με διάλυμα KMnO οξινισμένο με HSO, δίνει την οργανική ένωση Δ. Η ένωση Δ με Cl και NaOH δίνει τις οργανικές ενώσεις Β και Ε. Να γραφούν: α. οι χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων. (μονάδες 9) β. οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε. (μονάδες ) Μονάδες Γ. Ορισμένη ποσότητα αιθανόλης οξειδώνεται με διάλυμα KCrO 7 0, Μ οξινισμένου με HSO. Από το σύνολο της ποσότητας της αλκοόλης, ένα μέρος μετατρέπεται σε οργανική ένωση Α και όλη η υπόλοιπη ποσότητα μετατρέπεται σε οργανική ένωση Β. Η ένωση Α, κατά την αντίδρασή της με αντιδραστήριο Fehling, δίνει 8,6 g ιζήματος. Η ένωση Β απαιτεί για πλήρη εξουδετέρωση 00 ml διαλύματος NaOH Μ. Να βρεθεί ο όγκος, σε L, του διαλύματος K Cr O που απαιτήθηκε για την οξείδωση ( Ar(Cu) 6,, Ar(O) 6). Μονάδες 7 ΘΕΜΑ Δ Διαθέτουμε τα υδατικά διαλύματα: Διάλυμα Y: ασθενές μονοπρωτικό οξύ ΗΑ 0, Μ Διάλυμα Y: NaOH 0, M. Δ. Αναμειγνύουμε 0 ml διαλύματος Y με 0 ml διαλύματος Y οπότε προκύπτει διάλυμα Y με ph. Να υπολογιστεί η σταθερά ιοντισμού K a του ΗΑ. Μονάδες Δ. Σε 8 ml διαλύματος Y προσθέτουμε ml διαλύματος Y και προκύπτει διάλυμα Y. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Y. Μονάδες 8 Δ. Υδατικό διάλυμα ασθενούς μονοπρωτικού οξέος ΗΒ όγκου 60 ml (διάλυμα Y) ογκομετρείται με το διάλυμα Y. Βρίσκουμε πειραματικά ότι, όταν προσθέσουμε 0 ml διαλύματος Y στο διάλυμα Y, προκύπτει διάλυμα με ph, ενώ, όταν

3 : : : : : : : ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΘΕΣΜΟΣ προσθέσουμε 0 ml διαλύματος Y στο διάλυμα Y, προκύπτει διάλυμα με ph. Να βρεθούν: α. η σταθερά ιοντισμού K a του οξέος ΗΒ. (μονάδες 6) β. το ph στο ισοδύναμο σημείο της πιο πάνω ογκομέτρησης. (μονάδες 6) Μονάδες Δίνεται ότι: - Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ C - Kw 0 - Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. ΘΕΜΑ Α Α. γ Α. β Α. β Α. γ Α. α. Σχολικό βιβλίο, σελ.. β. Σχολικό βιβλίο, σελ.. ΘΕΜΑ Β Β. α. Ν :s s p μονήρη e 7 8Ο:s s p μονήρη e 6 Na :s s p s μονήρες e ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ β. + [: Na : [ O=NO : Ο τύπος δείχνει την αναλογία των ιόντων στο κρυσταλλικό πλέγμα Β. α. Σ: Se:s s p s p d s p Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι αυτά της [ [ εξωτερικής στοιβάδας. Το ηλεκτρόνιο που δίνεται είναι σε τροχιακό p z, έτσι όπως βλέπουμε από την ηλεκτρονιακή δομή του στοιχείου, αυτό μπορεί να ισχύει. β. Σ: Ei σε μία περίοδο αυξάνεται προς τα δεξιά (γιατί μεγαλώνει ο Ζ και το Δ.Π.Φ.) άρα ισχύει EiA EiB EiΓ. Το ο στοιχείο έχει μεγαλύτερη Α.Α. αφού είναι σε επόμενη περίοδο και τέλος αριστερά, άρα δικαιολογείται να έχει μικρότερη Ei από όλα. γ. Λ: Το HSO είναι διπρωτικό οξύ και ιοντίζεται ως εξής: Μ/ HSO HO HO HSO 0, τελ. 0, 0, Μ/ HSO H O H O SO 0, ιον./παρ. x ( x 0,) x x I.I. 0, x 0, x x Έτσι: HO 0, x 0,M ολ

4 δ. Λ: NaOH Na OH B HO BH OH Έχουμε Ε.Κ.Ι., έτσι η ισορροπία της ασθενούς βάσης Β μετατοπίζεται αριστερά λόγω αρχής Le Chatelier, οπότε ο βαθμός ιοντισμού α της Β ελαττώνεται. Β. Η βουτανάλη αντιδρά (μόνο αυτή) με φελίγγειο υγρό και δίνει κεραμέρυθρο ίζημα (CuO ) Το βουτανικό οξύ με NaHCO δίνει αέριο CO Για να διαχωρίσουμε τέλος τη -βουτανόλη από τη βουτανόνη βάζουμε Na με το οποίο αντιδρά μόνο η -βουτανόλη και εκλύει H ΘΕΜΑ Γ Γ. α. θ CH COOCHCH NaOH CH COONa CH CHCH CH OH CHCHCH KMnO HSO OH CHCCH MnSO KSO 8HO O CHCCH Cl NaOH CHCOONa CHCl NaCl HO O β. Α: CHCOOCHCH CH Β: CHCOONa Γ: CHCHCH OH Δ: CHCCH O Ε: CHCl Γ. Έστω x mol η αρχική ποσότητα της CHCHOH. Έτσι έστω y τα mol της CHCHOH που μετατρέπονται στην Α και ω τα mol της CHCHOH που μετατρέπονται στη Β. Αφού η Α αντιδρά με φελίγγειο υγρό, είναι αλδεΰδη και αφού η Β κάνει εξουδετέρωση είναι οξύ. Έτσι:

5 CH CH OH K Cr O H SO CH CH O Cr SO K SO 7H O 7 y y mol mol y mol CHCH OH KCrO 7 HSO CHCOOH Cr SO K SO H O ω mol ω mol ω mol CHCH O CuSO NaOH CH Επίσης: COONa Cu O Na SO H O y mol y mol 8,6 όμως ncuo 0, mol y CH COOH NaOH CH COONa H O ω mol ω mol όμως nnaoh 0, 0, mol ω ολ y ω 0, 0, 0,6 Έτσι: nκcr O 7 n 0, Οπότε: V V L C 0, ΘΕΜΑ Δ Δ. Είναι: nha 0,0 0, 0,00 mol nnaoh 0,0 0, 0,00 mol Έτσι: mol/ HA NaOH NaA HO 0,00 0,00 αντ/παρ 0,00 0,00 0,00 0,00 τελ. 0,00 0,00 0,00 Άρα, στο τελικό διάλυμα θα είναι: 0, 00 CNaA CHA M 0, 0 0 Μ/ NaA Na A 0 τελ. 0 0 HA H O H O A Μ/ 0 ιοντ. x x x Ι.Ι. x 0 x x 0 0, mol

6 H x x x O A 0 K 0 a HA HA x 0 0 (αφού ισχύουν οι προσεγγίσεις) K x. Όμως Άρα K a HA ph HO 0 x 0 M. aha 0 Δ. nha 0,08 0, 0,008 mol nnaoh 0,0 0, 0,00 mol Έτσι: mol/ HA NaOH NaA HO 0,008 0,00 αντ/παρ 0,008 0,008 0,008 0,008 τελ. 0,000 0,008 0,008 Το ph του τελικού διαλύματος προκύπτει από την ισχυρή βάση (NaOH) που περισσεύει: 0,000 mol CNaOH 0 M 0,0 L 0, 008 mol 0,8 CNaA M 0,0 L Μ/ NaOH Na OH 0 τελ. 0 0 Μ/ NaA Na A 0,8 0,8 0,8 τελ. Μ/ A HO HA OH 0,8 ιον. x x x 0,8 Ι.Ι. x x x 0,0 Έτσι: OH x 0,0 0,0 HO 0 ph Δ. α. Έστω C η συγκέντρωση του ΗΒ στο διάλυμα Y. Άρα τα n είναι 0,06 C mol Η εξουδετέρωση είναι NaOH NaB HO και οι περιπτώσεις έχουν ως εξής:

7 i) n nnaoh στο τελικό διάλυμα υπάρχει ΝaB το οποίο διίσταται και το B αντιδρά με το HO (B HO BH OH ) έτσι το τελικό διάλυμα έχει phi 7. ii) n nnaoh στο τελικό διάλυμα υπάρχει το ΝaB και επιπλέον περισσεύει NaOH, το οποίο διίσταται, παράγει OH, άρα η OH είναι μεγαλύτερη στο διάλυμα αυτό σε σχέση με το τελικό διάλυμα της περίπτωσης (i), έτσι ph ph ii i 7. iii) n nnaoh το τελικό διάλυμα είναι ρυθμιστικό, αφού εκτός από το NaB περισσεύει ΗΒ, το οποίο ιοντίζεται και παράγει HO, έτσι το τελικό διάλυμα της περίπτωσης αυτής είναι πιο όξινο από το τελικό διάλυμα της περίπτωσης (i), δηλ. είναι ph ph iii i. Άρα, αφού και στα δύο πειράματα τα ph των τελικών διαλυμάτων είναι και, καταλαβαίνουμε ότι και στα δύο πειράματα ισχύει η περίπτωση (iii), δηλ. τα τελικά διαλύματα είναι ρυθμιστικά και περισσεύει ΗΒ. Έτσι: Α πείραμα n 0, 0, 0,00 mol NaOH mol/ NaOH NaB HO 0,06C 0,00 αντ/παρ 0,00 0,00 0,00 τελ. 0,06C 0,00 0,00 0, 00 0, 0, CNaA 0,0 M 0, ,06C 0,00 CHA C 0,08 Μ/ NaB Na B 0,0 τελ. 0,0 0,0 Μ/ HO HO B C ιον/παρ y y y Ι.Ι. C y y y 0,0 ph HO 0 y HO B yy 0,0 0,0 Έτσι: Ka 0 () C C Β πείραμα: NaOH n 0,0 0, 0,00 mol mol/ NaOH NaB HO 0,06C 0,00 ιον/παρ 0,00 0,00 0,00 τελ. 0,06C 0,00 0,00 0, 00 0, 0,06C 0,00 CNaB M C C 0, 0,

8 Μ/ NaB Na B 0, τελ. 0, 0, Μ/ H O H O B C ιον. φ φ φ Ι.Ι. C φ φ φ 0, ph HO 0 φ φφ 0, HO B 0 0, 8 Έτσι: K 8 a C φ C Από (), () 0, 0, C C () 0,8C 0,08 C 0, M Άρα 0,06 0,0,00 C 0,0 M 0,008 0 Οπότε Ka 0 K a 0 0 β. Στο ισοδύναμο σημείο έχει γίνει πλήρης εξουδετέρωση, έτσι: n 0,06C 0,06 0, 0,006 mol οπότε αφού ισχύει n nnaoh nnaoh 0,006 mol. Όμως nnaoh 0, V άρα 0,006 0,V V 60 ml και έτσι ο όγκος του τελικού διαλύματος είναι 0 ml και υπάρχουν 0,006 mol NaΒ (από τη στοιχειομετρία της αντίδρασης). 0,006 Άρα CNaB 0, 0M 0, Μ/ NaB Na B 0,0 τελ. 0,0 0,0 Μ/ B HO OH 0,0 ιον/παρ λ λ λ Ι.Ι. 0,0 λ λ λ K K K w b B Ka 0 b B OH λ λ B 0,0 λ 0,0

9 Άρα Άρα 9 0 λ, λ 0 λ 0 ΟΗ 0 Κw 8, ΗΟ 0 ph 8, OH Επιμέλεια: ΚΥΡΙΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΧΡΥΣΑΝΘΑΚΟΠΟΥΛΟΣ ΝΙΚΟΣ