ΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 2004

Transcript

1 ΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 004 ΘΕΜΑ ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Για τις ερωτήσεις. -.4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση... Τι είδους τροχιακό περιγράφεται από τους κβαντικούς αριθµούς n=3 και l=; α. 3d β. 3f γ. 3p δ. 3s Μονάδες 5.. Ποια από τις παρακάτω ηλεκτρονιακές δοµές αντιστοιχεί σε διεγερµένη κατάσταση του ατόµου του φθορίου ( 9 F); α. s s p 6 β. s s p 5 γ. s s p 6 δ. s s p 7 Μονάδες 5.3. Ποια από τις παρακάτω ενώσεις αντιδρά µε αλκοολικό διάλυµα NaOH; α. H 3 H H 3 β. H 3 H OH γ. H -H 3 δ. H 3 H H l Μονάδες 5.4. Σε αραιό υδατικό διάλυµα ΝΗ 3 όγκου V µε βαθµό ιοντισµού α (α <0,) προσθέτουµε νερό σε σταθερή θερµοκρασία, µέχρι ο τελικός όγκος του διαλύµατος να γίνει 4V. Ο βαθµός ιοντισµού α της ΝΗ 3 στο αραιωµένο διάλυµα είναι: α. α = α β. α = 4α γ. α = α δ. α = α Μονάδες 5 ιευκρίνιση στο ΘΕΜΑ ερώτηση.4: Και ο βαθµός ιοντισµού α <0,..5. 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. Ο µαγνητικός κβαντικός αριθµός m l καθορίζει το µέγεθος του ηλεκτρονιακού νέφους. β. Στο H H τα δύο άτοµα του άνθρακα συνδέονται µεταξύ τους µε ένα σ και δύο π δεσµούς. γ. Με την προσθήκη στερεού NH 4 l σε υδατικό διάλυµα NH 3, µε σταθερή θερµοκρασία και χωρίς µεταβολή όγκου, η τιµ ή του ph του διαλύµατος αυξάνεται. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

2 δ. Από τα κορεσµένα µονοκαρβοξυλικά οξέα (ROOH) µόνο το µεθανικό οξύ (HOOH) παρουσιάζει αναγωγικές ιδιότητες. ε. Στοιχείο που βρίσκεται στη θεµελιώδη κατάσταση και έχει ηλεκτρονιακή δοµή s s p 3, ανήκει στην οµάδα 3 (ΙΙΙΑ) του Περιοδικού Πίνακα. Μονάδες 5 ΘΕΜΑ ο.. ίνονται τα χηµικά στοιχεία Νa και 7 l. α. Ποιες είναι οι ηλεκτρονιακές δοµές των παραπάνω στοιχείων στη θεµελιώδη κατάσταση; Μονάδες β. Ποιο από τα δύο αυτά στοιχεία έχει τη µικρότερη ατοµική ακτίνα; (µονάδες ) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (µονάδες 3) Μονάδες 4.. ιαθέτουµε τις οργανικές ενώσεις προπανικό οξύ (H 3 H OOH), προπανάλη (H 3 H HO) και -βουτίνιο (H -H H 3 ) καθώς και τα αντιδραστήρια: αµµωνιακό διάλυµα χλωριούχου χαλκού Ι (ul/nh 3 ), όξινο ανθρακικό νάτριο (NaΗO 3 ), φελίγγειο υγρό (uso 4 /NaOH). Να γράψετε στο τετράδιό σας: α. για καθεµιά από τις παραπάνω οργανικές ενώσεις το αντιδραστήριο µε το οποίο αντιδρά. Μονάδες 3 β. σωστά συµπληρωµένες (σώµατα και συντελεστές) τις χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που θα πραγµατοποιηθούν, όταν η καθεµιά οργανική ένωση αντιδράσει µε το αντιδραστήριο που επιλέξατε. Μονάδες 6.3. ιαθέτουµε τα υδατικά διαλύµατα, και 3 τα οποία περιέχουν Hl, H 3 OONa και ΝH 4 l αντίστοιχα. Τα διαλύµατα αυτά βρίσκονται σε θερµοκρασία 5 ο και έχουν την ίδια συγκέντρωση c. α. Να κατατάξετε τα παραπάνω διαλύµατα κατά σειρά αυξανόµενης τιµής ph. Μονάδες 3 β. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 7 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone

3 ΘEΜΑ 3ο ίνεται το διάγραµµα των παρακάτω χηµικών µετατροπών: α. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, B, Γ,, Ε, Ζ, Θ και Κ. Μονάδες 6 β. Να γράψετε τη χηµική εξίσωση της αντίδρασης πλήρους oξείδωσης της οργανικής ένωσης Β σε H 3 H OOH µε διάλυµα ΚΜnO 4 οξινισµένου µε Η SO 4 (ΚΜnO 4 / Η SO 4 ) (µονάδες 5). Πόσα ml διαλύµατος ΚΜnO 4 0, M oξινισµένου µε Η SO 4 απαιτούνται για την παραγωγή 0,0 mol H 3 H OOH από την ένωση Β; (µονάδες 4) Η παραπάνω αντίδραση θεωρείται µονόδροµη και ποσοτική. Μονάδες 9 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 3

4 ΘΕΜΑ 4ο Σε δύο διαφορετικά δοχεία περιέχονται τα υδατικά διαλύµατα : H 3 OOH 0, M και : H 3 OOΝa 0,0 Μ. Να υπολογίσετε: α. το ph καθενός από τα παραπάνω διαλύµατα. Μονάδες 6 β. το ph του διαλύµατος 3 που προκύπτει από την ανάµιξη ίσων όγκων από τα διαλύµατα και. Μονάδες 8 γ. την αναλογία όγκων µε την οποία πρέπει να αναµίξουµε το διάλυµα µε διάλυµα NaΟΗ 0, Μ, έτσι ώστε να προκύψει διάλυµα 4 το οποίο να έχει ph ίσο µε 4. Μονάδες ίνεται ότι όλα τα διαλύµατα βρίσκονται στους 5 και 5 K (H OOH) = 0, Κ w =0 4. a 3 Nα γίνουν όλες οι προσεγγίσεις που επιτρέπονται από τα αριθµητικά δεδοµένα του προβλήµατος. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 4

5 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο.. α. γ.3 δ.4 α.5 α. Λ β. Σ γ. Λ δ. Σ ε.λ ΘΕΜΑ ο.. α. Na: s s p 6 3s l: s s p 6 3s 3p 5 β. Το χλώριο Πρόκειται για στοιχεία της ίδιας περιόδου (3ης). Όπως γνωρίζουµε, κατά µήκος µιας περιόδου η ατοµική ακτίνα ελαττώνεται, από τα αριστερά προς τα δεξιά. Αυτό συµβαίνει γιατί όσο πηγαίνουµε προς τα δεξιά του περιοδικού πίνακα, αυξάνεται το δραστικό πυρηνικό φορτίο του ατόµου. Έτσι, λόγω µεγαλύτερης έλξης των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας από τον πυρήνα, η ατοµική ακτίνα µειώνεται. (Βλέπε σελ. 3 σχολικού βιβλίου)... α. H 3 H OOH-NaHO 3 H 3 H HO-uS0 4 /NaOH H -H H 3 -ul/nh 3 β. H 3 H OOH + NaHO 3 H 3 H OONa + O +H O H 3 H HO + uso 4 + 5NaOH H 3 H OONa+u O+Na SO 4 +3H 0 H -H -H 3 +ul+nh 3 u- -H -H 3 +NH 4 l.3. α. < 3 < β. Hl + H O H 3 O + +l - ΝΗ 4 l NH l - NH H O NH 3 + H 3 O + I.I. -x x x, x < H 3 OONa H 3 OO - + Na + H 3 OO - + H O H 3 OOH + OH - I.I. -y y y, y < Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 5

6 όπου, x, y µετριούνται σε mol/l ΘΕΜΑ 3ο α. Α: H 3 -H -OOH -H -H 3 Β: H 3 -H -H -OH Γ: H 3 -H -H -l : H 3 -H -H -Mgl Ε: H 3 -H=0 Ζ: H 3 -H-H -H -H 3 OH Θ: H 3 -H -H -OOK Κ: H 3 -H=H-H -H 3 β. 5H 3 H H OH + 4KMnO 4 + 6H SO 4 5H 3 H OOH + 4MnSO 4 + K SO 4 + H O Σύµφωνα µε τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης: Τα 4mol KMnO 4 παράγουν 5mols H 3 H OOH Τα x; παράγουν 0,0mols 0,0 4 Οπότε x = = 0,06mols. Για το διάλυµα του KMnO 4 : 5 n n 0,06 = V = = = 0,6L = ml V 0, 60 ΘΕΜΑ 4ο α. M H 3 OOH + H 0 H 3 OO - + H Αρχικά 0, Αντ./Παρ. -x x x Ιοντ.Ι. 0,-x x x Κα = [H 3OO - ][H 3 O + ] x = [H 3 OOH] 0,-x. Επειδή 5 Κ α = < 0, 0 0, x 0, x 5 3 Οπότε Κ α = x = Κ α 0, = 0 0 = 0 Μ, 0, άρα ph = -log[h 3 O + ] = -log0-3 = 3 Μ H 3 OONa H 3 OO - + Na + 0,0 0,0 0,0 M H 3 OO - + H 0 H 3 OOH + OH - Αρχικά 0,0 Αντ./Παρ. -y y y Ιοντ.Ι. 0,0-y y y Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 6

7 0 4 K w 9 K = = = 0 b 5 K α 0 K b = [H 3OOH][OH - ] y [H 3 OO - = ] 0,0-y. Επειδή K 0 9 b = < 0, 0,0 y 0, 0 0, y Οπότε K b = y = K b 0,0 = 0 0,0 poh = -log[oh - ] = -log0-5,5 = 5,5 ph = pk w poh = 4-5,5 = 8,5 9 0 = 0 5,5 M β. Με την ανάµιξη των διαλυµάτων και αλλάζουν οι συγκεντρώσεις τους και το τελικό διάλυµα είναι ρυθµιστικό. H 3 OOH: V = V 0,V =. V = 0,05M H 3 OONa: Οµοίως, 0,0V =.V = 0,005M Σύµφωνα µε την εξίσωση Henderson - Hasselbalch ph = pkα + log ph = log0 5 + β οξ log 0,005 0,05 ph = 5 + log 0, = 5-=4. γ. Με την ανάµιξη των διαλυµάτων και NaOH πραγµατοποιείται η εξής αντίδραση: H 3 OOH + NaOH H 3 OONa + H O Επειδή οι ποσότητες του H 3 OOH και του NaOH είναι άγνωστες, πρέπει µε βάση την τιµή ph=4 του διαλύµατος που προκύπτει να διερευνήσουµε αν πραγµατοποιείται πλήρης εξουδετέρωση ή µήπως υπάρχει περίσσεια κάποιου από τα αντιδρώντα. i) Έστω ότι οι ποσότητες αντιδρούν πλήρως. Στο τελικό διάλυµα θα υπάρχει µόνο το άλας H 3 OONa, το οποίο έχει βασικό χαρακτήρα ph > 7. Η περίπτωση αυτή απορρίπτεται. ii) Έστω ότι το NaOH βρίσκεται σε περίσσεια. Στο τελικό διάλυµα περιέχονται το άλας H 3 OONa και το NaOH που περίσσεψε. Το διάλυµα αυτό έχει βασικό χαρακτήρα ph > 7. Άρα και η περίπτωση αυτή απορρίπτεται. iii) Έστω ότι το H 3 OOΗ βρίσκεται σε περίσσεια. Αυτή είναι η µόνη περίπτωση ώστε το διάλυµα που προκύπτει να έχει ph = 4. mol H 3 OOH + NaOH H 3 OONa + H O Αρχ. 0, V 0, V Αντ./Παρ. -0, V -0, V 0,V Τελ. 0, V -0, V - 0,V Το τελικό διάλυµα είναι ρυθµιστικό. Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 7

8 H 3 OOH = 0,V 0,V V + V H 3 OONa = 0,V V + V Σύµφωνα µε την εξίσωση Henderson - Hasselbalch ph = pkα + log β οξ 4 = log0 5 0,V V + V + log 0,V 0,V V + V 0,V 4 = 5 + log 0,V 0,V 0,V - = log 0,V 0,V 0,V = 0, 0,V = 0,0V 0,0V 0,V 0,V 0,V V =. V V = 0,0V V = 0, 0,0 Τεχνική Επεξεργασία: Keystone 8