ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

Transcript

1 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ- Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΘΕΜΑΤΩΝ: ΚΑΛΑΜΑΡΑΣ ΓΙΑΝΝΗΣ.gr ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως Α5 να γράψετε τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. Η συζυγής βάση του α. H PO 4 β. H PO 4 γ. PO 4 HPO είναι: 4 δ. H PO Α. Ποιο από τα επόμενα χημικά στοιχεία έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα; α. 10Νe β. 11Na γ. 18Ar δ. 8O Α. Σε ποια από τις παρακάτω μεταπτώσεις του ηλεκτρονίου στο άτομο του υδρογόνου εκλύεται μεγαλύτερο ποσό ενέργειας; α. n = σε n = 1 β. n = 4 σε n = γ. n = σε n = δ. n = 5 σε n = ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

2 ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ- Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ Α4. Ποια από τις παρακάτω ενώσεις δεν αντιδρά με το μεταλλικό Na; α. - -COOH β. H-C C- - γ. C 6 H 5 OH δ. -C C- Α5. Ο υβριδισμός sp συναντάται στην ένωση: α. μεθάνιο β. αιθυλένιο γ. προπαδιένιο δ. αιθανικό οξύ Α6. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή ή Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Το ασθενές οξύ ΗΑ (Κ a(ha) = 10-5 ) σε υδατικό διάλυμα ΗΑ συγκέντρωσης 10-5 Μ ιοντίζεται πλήρως. β. Η προπανόνη είναι περισσότερο δραστική από τη μεθανάλη στις αντιδράσεις προσθήκης. γ. Η προσθήκη υδατικού διαλύματος HCl σε υδατικό διάλυμα NH 4 Cl έχει πάντα ως αποτέλεσμα την ελάττωση του ph του διαλύματος. δ. Το άτομο του 6 Fe έχει 6 μονήρη ηλεκτρόνια στη θεμελιώδη κατάσταση. ε. Υδατικό διάλυμα που περιέχει Η SO 4 0,5M και ΚHSO 4 0,5 M χαρακτηρίζεται ως ρυθμιστικό διάλυμα. Μονάδες 5 ΤΕΛΟΣ ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

3 ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ- Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΘΕΜΑ Β Β1. Να γράψετε σωστά συμπληρωμένες (προϊόντα και συντελεστές) τις παρακάτω χημικές εξισώσεις. α. =-C N ό β. COO + NaOH γ. NH + H O ό, δ. (Br)COOH + KOH(περίσσεια) Μονάδες 6 Β. Το άτομο ενός χημικού στοιχείου Χ, στη θεμελιώδη κατάσταση, έχει 11 ηλεκτρόνια σε τροχιακά με =1. α. Να υπολογίσετε τον ατομικό αριθμό του στοιχείου Χ και να προσδιορίσετε τη θέση του στον Περιοδικό Πίνακα (περίοδος, ομάδα και τομέας). Μονάδες β. Να γραφούν οι ηλεκτρονιακοί τύποι κατά Lewis των παρακάτω ενώσεων: i) (NH 4 ) SO 4 ii) Mg(OH) iii) KHCO Δίνονται οι ατομικοί αριθμοί: Η=1,C=6, Ν=7, Mg=1, O= 8, K=19, S=16 Μονάδες 6 Β. Διαθέτουμε υδατικά διαλύματα στους 5 ο C: Διάλυμα Α: Ca(OH), C Α = C M, Διάλυμα Β: ΝΗ, C Β = C M, α. Ποιο διάλυμα έχει μεγαλύτερο ph στους 5 ο C; Αιτιολογήστε την απάντηση σας. Μονάδες ΤΕΛΟΣ ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

4 ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ- Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ β. Αν το ph των δύο διαλυμάτων διαφέρει κατά x (x >0) να δείξετε ότι για τον βαθμό ιοντισμού της ΝΗ ισχύει α = 10 -x. Δίνεται ότι για την NH α < 0,1 Β4. Στο σχήμα 1 δίνεται η καμπύλη ογκομέτρησης οξέος ΗΑ από πρότυπο διάλυμα NaOH. Στο σημείο Α της καμπύλης αντιστοιχεί το ισοδύναμο σημείο της ογκομέτρησης. α. Η ογκομέτρηση αυτή χαρακτηρίζεται ως οξυμετρία ή ως αλκαλιμετρία; Μονάδες 1 β. Να εξηγήσετε αν το οξύ ΗΑ είναι ισχυρό ή ασθενές. Μονάδες γ. Ποιος από τους επόμενους δείκτες είναι κατάλληλος για τον προσδιορισμό του ισοδύναμου σημείου της ογκομέτρησης; i) Δείκτης Χ: Ka = 10-4 ii) Δείκτης Ψ: Ka = 10-9 Μονάδες σχήμα 1 ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

5 ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ- Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΘΕΜΑ Γ Γ1. Διαθέτουμε 00mL υδατικoύ διαλύματος (Υ) που περιέχει HCOOH C 1 M και COOH C M. Το διάλυμα χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. Στο πρώτο μέρος (100mL) προστίθεται περίσσεια Na CO οπότε ελευθερώνονται 0,67 L αερίου μετρημένα σε STP. Το δεύτερο μέρος του διαλύματος (Υ) μπορεί να αποχρωματίσει 40mL διαλύματος KMnO4 0,1 M παρουσία H SO 4. Να υπολογιστούν: α. Οι συγκεντρώσεις C 1 και C. β. Η συγκέντρωση των ιόντων O στο διάλυμα (Υ). Μονάδες 6 Μονάδες 6 Δίνεται ότι: HCOOH: K a = 10-4, για το COOH: K a = 10-5, K w = Το διάλυμα βρίσκεται σε θερμοκρασία θ = 5 o C Γ. α. Δίνεται το επόμενο διάγραμμα οργανικών αντιδράσεων. ( C Η ) A B Γ Δ Ε Ζ Θ ν Mg ν C μ Η μ Ο. SO Cl 4 o έ 170 C N Ξ I /NaOH A M N I ( C H O)Κ 4 8 Λ Tollens Ag Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ, Θ, Κ, Λ, Μ, Ξ Μονάδες 11 β. Να γράψετε τη χημική εξίσωση μετατροπής της Κ στην ένωση Λ με το αντιδραστήριο Tollens. Μονάδες ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

6 ΑΡΧΗ 6ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ- Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΘΕΜΑ Δ Διαθέτουμε τα εξής υδατικά διαλύματα: Διάλυμα Υ1: HCl, στο οποίο ισχύει [Η Ο + ]=10 1 [ΟΗ - ] Διάλυμα Υ: NaOH, 0, M Διάλυμα Υ: Η Α 0,1 Μ Δ1. Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του HCl στο διάλυμα Υ1. Μονάδες Δ. Να υπολογίσετε τον όγκο του νερού που πρέπει να προσθέσουμε σε 00mL του διαλύματος Υ ώστε να μεταβληθεί το ph του διαλύματος κατά μια μονάδα. Δ. Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναμίξουμε το διάλυμα Υ1 με το διάλυμα Υ ώστε να προκύψει διάλυμα Υ4 στο οποίο θα ισχύει ph = poh; Δ4. Να υπολογίσετε το ph του Y. Μονάδες 6 Δ5. 50 ml του διαλύματος Υ εξουδετερώνονται πλήρως από το διάλυμα Υ και το διάλυμα που προκύπτει αραιώνεται σε τελικό όγκο 500mL (διάλυμα Υ5). α. Να υπολογίσετε τον όγκο του διαλύματος Υ που απαιτήθηκε για την εξουδετέρωση του διαλύματος Υ Μονάδες β. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος Υ5 Μονάδες 5 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα είναι σε θερμοκρασία θ = 5 ο C. Το Η Α είναι ισχυρό στο πρώτο ιοντισμό του και ασθενές στο δεύτερο με Ka = 10-5 Kw = ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙA ΤΕΛΟΣ 6ΗΣ ΑΠΟ 6 ΣΕΛΙΔΕΣ

7 ΘΕΜΑ Α Α1. γ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Α. β Α. α Α4. δ Α5. γ Α6. α. Λ. β. Λ γ. Λ δ. Λ ΘΕΜΑ Β Β1. ε. Λ ό α. C H ν C N β. COO + NaOH CN COONa + OH γ. NH + HO NH+ + HO + δ. (Br)COOH + KOH(περίσσεια) ό, =COOK + KBr +HO Β. α. Το άτομο του χημικού στοιχείου Χ θα έχει 11 ηλεκτρόνια σε υποστιβάδες p. Οπότε η ηλεκτρονιακή δομή για το άτομο του στη θεμελιώδη κατάσταση θα είναι: 1s s p 6 s p 5. Επομένως Ζ =17. Το στοιχείο βρίσκεται στη η περίοδο, 17ή ομάδα και στον p τομέα. β. i) ii)

8 iii) Β. α. Διάλυμα Α (M) Ca(ΟΗ) Ca + + ΟΗ - CA CA CA = C [OH ] C A Διάλυμα Β (M) ΝΗ + ΗΟ ΝΗ4 + + ΟΗ - Ι.Ι C -y y y [OH ] y B H NH είναι ασθενής ηλεκτρολύτης οπότε: y C y C [OH ] [OH ] poh poh ph ph CB C B 1 1 A B β. Το Διάλυμα Α έχει μεγαλύτερο ph οπότε: ph ph x pkw poh pkw poh xpoh poh x A B A B B A [OH ] [OH ] C log[oh ] log[oh ] x log x B A [OH ] [OH ] y A A x x C y B B Β x -x α = 10 α. Aλκαλιμετρία β. Έστω ότι το οξύ ΗΑ είναι ισχυρό. Τότε στο ισοδύναμο σημείο της ογκομέτρησης θα υπήρχε μόνο το άλας ΝaA το οποίο έχει ph = 7 (5 ο C) αφού τα ιόντα του Na + και A - δεν αντιδρούν με το νερό το οποίο είναι άτοπο αφού στο ισοδύναμο σημεία έχουμε ph > 7. Το οξύ είναι ασθενές και για το ισοδύναμο σημείο έχουμε: NaA Na + + A - A - + HO HA + OH - οπότε ph >7 γ. Δείκτης Ψ

9 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Πρώτο μέρος (100mL) n n 0,1C HCOOH 1 0,1C COOH HCOOH + NaCO HCOONa + CO + HO 0,1C1 0,05 C1 COOH + NaCO COONa + CO + HO 0,1C 0,05 C V 0,67 Οπότε για το CO: n 0,05C 0,05C 0,05C 0,05C 0,0 (1) 1 1,4,4 Δεύτερο μέρος n n 0,1C HCOOH 1 0,1C COOH Μόνο το ΗCOOH αντιδρά με το όξινο διάλυμα KMnO4 5HCOOH + KMnO4 + HSO4 5CO + MnSO4 + KSO4 + 8HO 0,1C1 0,1 C1 5 Για το KMnO4: n 0,04 0,1 0,1C 0,04 0,1 C 0,1M () KMnO Άρα από τη σχέση (1) προκύπτει: 0,050,1 0,05C 0,0 C 0,5M β. (M) ΗCOOH + HO HCOO - + HO + 0,1-x x x (M) COOH + HO COO - + HO + 0,1-y y y x(x y) x(x y) x(x y) 4 0,1x0,1 4 5 Ka x(x y) 10 () HCOOH 0,1x 0,1x 0,1

10 y(x y) y(x y) y(x y) 5 0,05y0, Ka y(x y) 0, 510 (4) COOH 0,5 y 0,5 y 0,5 με πρόσθεση κατά μέλη των () και (4) έχουμε: (x y) 510 (x y) 510 [H O ] 5 10 M 6 Γ. α. Α B Cl Γ Δ MgCl O Ε OMgCl Ζ OH Θ C Κ O Λ COONH 4 Μ OH Ν COO COONa Ξ β. O AgNO NH H O COONH Ag NH NO 4 4 Θέμα Δ Δ1. Έστω C η συγκέντρωση του HCl στο διάλυμα Υ1. Ιοντισμός ΗCl: (M) HCl + HO HO + + Cl - C C C Ισχύει:

11 Kw [H O ] [OH ] [OH ] [OH ] 10 M [H O ] 10 M Άρα C = 0,1M Δ. Στο διάλυμα Υ έχουμε: Διάσταση του NaOH: (M) NaOH Na + + OH - 0, 0, 0, Οπότε [OH - ]αρχ= 0, M Στο αραιωμένο διάλυμα Υ θα έχουμε: Διάσταση του NaOH: (M) NaOH Na + + OH - Cτελ Cτελ Cτελ Οπότε [OH - ]τελ= Cτελ M Με την αραίωση το ph του διαλύματος Υ ελαττώνεται κατά μία μονάδα: Οπότε έχουμε: ph ph 1 14 poh (14 poh ) 1 14 poh 14 poh ) 1 poh poh 1 log[oh ] log[oh ] 1 [OH ] log 1 [OH ] 10 [OH ] 0, 10 [OH ] [OH ] 0,0M [OH ] Άρα Cτελ = 0,0M Ισχύει για την αραίωση: C V C V 0,0, 0,0V V L Οπότε V V V V 0, V 1,8L HO HO HO Δ. Οι ηλεκτρολύτες αντιδρούν Αρχικά mol: n 0,1 V και n 0, V NaOH HCl 1 HCl + NaOH NaCl + HO 0,1 V1 0, V

12 Επειδή δε γνωρίζουμε τα αρχικά mol απαιτείται διερεύνηση: Αν n n τότε στο τελικό διάλυμα θα υπάρχει μόνο το NaCl το οποίο δεν HCl NaOH επηρεάζει το ph του διαλύματος αφού τα ιόντα του δεν αντιδρούν με το νερό και θα προκύψει ουδέτερο διάλυμα με ph = poh Αν n n τότε στο τελικό διάλυμα θα υπάρχει ΗCl/NaCl το οποίο είναι όξινο HCl NaOH οπότε θα ισχύει: ph < poh Αν n n τότε στο τελικό διάλυμα θα υπάρχει NaOH/NaCl το οποίο είναι HCl NaOH βασικό οπότε θα ισχύει: ph > poh Συνεπώς για να προκύψει διάλυμα με ph = poh θα πρέπει n HCl n NaOH V 1 0,1V 0,V 1 V Δ4. Ιοντισμός του ΗΑ (Μ) ΗΑ + ΗΟ ΗΑ - + ΗΟ + 0,1 0,1 0,1 (Μ) ΗΑ - + ΗΟ Α - + ΗΟ + Ι.Ι 0,1-x x x Ισχύει για το δεύτερο ιοντισμό του οξέος: Ka 10 5 [A ] [H O ] [HA ] x(0,1 x) 0,1 x x0,1 10 x 10 0,1 0,1x 0,1 5 5 Ισχύει η προσέγγιση 0,1 x 0,1 αφού 5 0,1 x 0,1 10 0,1 Άρα [H O ] 0,1x 0,1M ph 1

13 Δ5. α. Έστω ότι απαιτούνται V L από το διάλυμα Υ για τη πλήρη εξουδετέρωση. Οι ηλεκτρολύτες αντιδρούν: Αρχικά mol n 0,0,050,01mol και NaOH nha 0,1 V mol (mol) ΗΑ + NaOH NaA + HO Αρχικά 0,1V 0,01 Αντ/παρ -0,005-0,01 0,005 Τελικα - - 0,005 Αφού έχουμε πλήρη εξουδετέρωση πρέπει 0,1V-0,005 = 0 V = 0,05L β. Στο διάλυμα Υ5 περιέχει ο ηλεκτρολύτης ΝaA Ισχύει: 0,005 [Na A] 0,01M 0,5 (M) NaA Na + + A - 0,01 0,0 0,01 (M) A - + HO HA - + OH - Ι.Ι 0,01-x x x 14 Kw 10 Ισχύει: Kb 10 A 5 Ka 10 Οπότε: x 0,01 x x 0,01 x 0,1x 0,1 11 5,5 5,5 10 x x 10 [OH ] 10 poh 5, 5 ph 8, 5