S Μονάδες 5 Α3. Η αντίδραση

Transcript

1 ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 1 ΙΟΥΝΙΟΥ 01 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. O τομέας p του περιοδικού πίνακα περιλαμβάνει: α. ομάδες β. 4 ομάδες γ. 6 ομάδες δ. 10 ομάδες Μονάδες 5 Α. Από τα επόμενα οξέα ισχυρό σε υδατικό διάλυμα είναι το: α. HNO β. ΗClΟ4 γ. ΗF δ. H S Μονάδες 5 Α3. Η αντίδραση αποτελεί παράδειγμα: α. εφαρμογής του κανόνα του Markovnikov β. εφαρμογής του κανόνα του Saytzev γ. αντίδρασης προσθήκης δ. αντίδρασης υποκατάστασης Μονάδες 5 Α4. Η ένωση CH 3 C C CH=CH CH 3 έχει: α. 9σ και 4π δεσμούς β. 5σ και π δεσμούς γ. 13σ και 3π δεσμούς

2 δ. 11σ και 5π Μονάδες 5 A5. Να διατυπώσετε: α. την Απαγορευτική Αρχή του Pauli. (μονάδες 3) β. τον ορισμό των δεικτών (οξέων-βάσεων). (μονάδες ) α) Σελίδα 13 από το σχολικό β) Σελίδα 1 από το σχολικό Μονάδες 5 ΘΕΜΑ Β Β1. Δίνονται τα στοιχεία: 7 Ν, 8 Ο, 11 Νa. α. Ποιο από τα στοιχεία αυτά έχει περισσότερα μονήρη ηλεκτρόνια στη θεμελιώδη κατάσταση; Μονάδες 3 7N 1s s p 3 3 μονήρη 8O 1s s p 4 μονήρη 11Na 1s s p 6 3s 1 1 μονήρες β. Να γράψετε τον ηλεκτρονιακό τύπο Lewis της ένωσης NaNO. Μονάδες NaNO Na NO Αριθμός e - σθένους NO :

3 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 34 Se στη θεμελιώδη κατάσταση μπορεί να βρίσκεται σε ατομικό τροχιακό με τους εξής κβαντικούς αριθμούς: n=4, l=1, m l =0. ΣΩΣΤΟ β. Οι πρώτες ενέργειες ιοντισμού τεσσάρων διαδοχικών στοιχείων του Περιοδικού Πίνακα (σε kj/mol), είναι 1314, 1681, 081, 496 αντίστοιχα. Τα στοιχεία αυτά μπορεί να είναι τα τρία τελευταία στοιχεία μιας περιόδου και το πρώτο στοιχείο της επόμενης περιόδου. γ. Σε υδατικό διάλυμα H SO 4 0,1 M, η [Η 3 Ο + ]=0, Μ στους 5 ο C. ΛΑΘΟΣ δ. Σε διάλυμα ασθενούς μονοπρωτικής βάσης Β, προσθέτουμε στερεό NaOH, χωρίς μεταβολή όγκου. Ο βαθμός ιοντισμού της βάσης Β θα αυξηθεί. ΛΑΘΟΣ Μονάδες 4 Να αιτιολογήσετε όλες τις απαντήσεις σας. Μονάδες 8 α. Σωστό 34Se 1s s p 6 3s 3p 6 3d 10 4s 4p 4 Άρα υπάρχει ένα e - στο 4p z τροχιακό

4 β. Η Ε i1 πρώτου ιοντισμού αυξάνεται από αριστερά προς τα δεξιά, άρα πράγματι οι τρεις πρώτες τιμές αναφέρονται σε στοιχεία που βρίσκονται στην ίδια περίοδο και στις ομάδες 16 η, 17 η και 18 η. Η τέταρτη τιμή αντιστοιχεί σε στοιχείο της IA ομάδας, γι αυτό και είναι πολύ μικρότερη από τις άλλες ενέργειες πρώτου ιοντισμού. Άρα τα στοιχεία είναι πράγματι διαδοχικά. γ. Λάθος Μ H SO H O HSO H O αρχ 0,1 τελ 0,1 0,1 M HSO H O SO H O αρχ 0,1 αντ x παρ x x τελ 0,1 x x x x < 0,1 δ. Λάθος Έστω η ασθενής βάση Β με την προσθήκη ισχυρής: NaOH Na Έχουμε επίδραση κοινού ιόντος (OH - ) άρα η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα αριστερά, άρα ο βαθμός ιοντισμού της Β θα μειωθεί Άρα 3 H O 0,1 x 0,

5 Β3. Σε τέσσερα δοχεία περιέχεται κάθε μια 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 (δεν απαιτείται η γραφή χημικών εξισώσεων). Μονάδες 8 CH3CH CHCH O CH3CH CCH3 II O CH3CH CHCOOH CH3CH CHCH3 I OH Na Ι /NaOH Fehling Στο δοχείο όπου θα δημιουργηθεί καστανέρυθρο χρώμα λόγω του ιζήματος CuO θα υπάρχει η CH3CH CHCH O (Fehling) Στο δοχείο όπου θα δημιουργηθεί μόνο κίτρινο ίζημα CH3CH CCH3 II CHI3 θα υπάρχει η (αλογονοφορμική) O Στο δοχείο που θα εκλυθεί αέριο (H ) μόνο, θα υπάρχει CH CH CH COOH 3 Στο δοχείο που θα εκλυθεί αέριο και θα σχηματιστεί κίτρινο CH CH CHCH 3 3 ίζημα θα υπάρχει I OH

6 ΘEΜΑ Γ Γ1. Ένωση Α (C 5 H 10 O ) κατά τη θέρμανσή της με NaOH δίνει δύο οργανικές ενώσεις Β και Γ. Η ένωση Γ, με διάλυμα KMnO 4 οξινισμένο με H SO 4, 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 5) Μονάδες 14 CH 3 I / H O CH COO C CH NaOH CH3COONa CH3 CHCH I OH (A) (B) ( ) 5CH3 CCH3 KMnO4 3H SO4 CH3 CCH3 MnSO4 KSO4 8H O I II OH O ( ) ( ) CH3 CCH3 3Cl 4NaOH CHCl3 CH3COONa 3NaCl 3HO II O (E) (B) Γ. Ορισμένη ποσότητα αιθανόλης οξειδώνεται με διάλυμα Κ Cr O 7 0,1 M οξινισμένου με H SO 4. Από το σύνολο της ποσότητας της αλκοόλης,

7 ένα μέρος μετατρέπεται σε οργανική ένωση Α και όλη η υπόλοιπη ποσότητα μετατρέπεται σε οργανική ένωση Β. Η ένωση Α, κατά την αντίδραση της με αντιδραστήριο Fehling, δίνει 8,6 g ιζήματος. Η ένωση Β απαιτεί για πλήρη εξουδετέρωση 00 ml διαλύματος NaOH 1Μ. Να βρεθεί ο όγκος, σε L, του διαλύματος Κ Cr O 7 που απαιτήθηκε για την οξείδωση (Ar(Cu)=63,5, Ar(O)=16). Μονάδες 11 Έστω α mol CH CH OH CH CH O 3 3 β mol CH CH OH CH C 3 3 5CH CH OH K Cr O 4H SO 3CH CH O Cr SO K SO 7H O mol mol mol 3 CH CH O CuSO 5NaOH CH COONa Cu O Na SO 3H O ,6 mol mol 0,mol 143 Άρα a 0, και mol 3CH CH OH K Cr O 8H SO 3CH COOH Cr SO K SO 11H O mol mol mol 3 CH COOH NaOH CH COONa H O 3 3 mol mol

8 n C nc V 1 0, n0, mol V 0mol, Άρα Τα mole του K Cr O 7 που απαιτήθηκε είναι: n K Cr O 7 n a 0, 0, 0, 6 n , mol K Cr O 7 n n 0 C V V V lt V C, 01, ΘΕΜΑ Δ Διαθέτουμε τα υδατικά διαλύματα: Διάλυμα Y 1 : ασθενές μονοπρωτικό οξύ HA 0,1M Διάλυμα Y : NaOH 0,1M Δ1. Αναμειγνύουμε 0 ml διαλύματος Y 1 με 10 ml διαλύματος Y, οπότε προκύπτει διάλυμα Y 3 με ph=4. Να υπολογιστεί η σταθερά ιοντισμού K a του ΗΑ. Μονάδες 5 Τα διαλύματα αντιδρούν: mol HA NaOH NaA HO αρχ αντ παρ 10 τελ Στο Υ 3 διάλυμα έχουμε:

9 Na 30 Μ NαΑ Να Α αρχ 1 30 τελ Άρα σχηματίζεται ρυθμιστικό διάλυμα 1 30 και 4 Δηλαδή με ph = ( ) 4 Ισχύει Δ. Σε 18 ml διαλύματος Y 1 προσθέτουμε ml διαλύματος Y και προκύπτει διάλυμα Y 4. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Y 4. Μονάδες 8 Τα διαλύματα αντιδρούν: mol HA NaOH NaA HO αρχ αντ παρ τελ Στο Υ 4 διάλυμα έχουμε:

10 C M C 4, M Μ αρχ 10 NαΟΗ Να Α τελ Παρουσιάζεται επίδραση κοινού ιόντος στα 10 x 10 λόγω του Ε.Κ.Ι. άρα poh log OH Ισχύει ph poh pk ph = 1 Δ3. Υδατικό διάλυμα ασθενούς μονοπρωτικού οξέος HB όγκου 60 ml (διάλυμα Y 5 ) ογκομετρείται με το διάλυμα Y. Βρίσκουμε πειραματικά ότι, όταν προσθέσουμε 0 ml διαλύματος Y στο διάλυμα Y 5, προκύπτει διάλυμα με ph=4, ενώ, όταν προσθέσουμε 50 ml διαλύματος Y στο διάλυμα Y 5, προκύπτει διάλυμα με ph=5. Να βρεθούν: α) η σταθερά ιοντισμού K a του οξέος HB (μονάδες 6) β) το ph στο ισοδύναμο σημείο της πιο πάνω ογκομέτρησης. (μονάδες 6) Μονάδες 1 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=5 C

11 K w =10 14 Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. α)έστω σημείο Α της ογκομέτρησης που σχηματίζεται από την προσθήκη 0 ml Υ στο ογκομετρούμενο διάλυμα ΗΒ και σημείο Β από την προσθήκη 50 ml Υ στο ΗΒ. Το ισοδύναμο σημείο: ΗΒ +ΝαΟΗ ΝαΒ + Η Ο θα έχει ph>7, αφού NaB είναι βασικό άλας. Άρα και τα δύο σημεία Α, Β θα βρίσκονται πριν το ισοδύναμο σημείο (n NaOH <n HB ). Έστω c η συγκέντρωση του ΗΒ. Σημείο Α: M αρχ HB NaOH NaB H O 6c 10 0, 10 αντ 0, 10 0, 10 παρ 0, 10 τελ 6c 10 0, 10 0, 10 Άρα έχουμε ρυθμιστικό διάλυμα όπου ισχύει: [Η 3 Ο + ]=Κα [HB] 10-4 = Κα [B ] (6c 0,) 10 VT 0, 10 V T Κα= 6c 0, 0, (1)

12 Σημείο Β: M αρχ HB NaOH NaB H O 6c 10 0,5 10 αντ 0,5 10 0,5 10 παρ 0,5 10 τελ (6c 0,5) 10 0,5 10 Εχουμε και πάλι ρυθμιστικό διάλυμα όπου ισχύει: [Η 3 Ο + ]=Κα [HB] 10-5 = Κα [B ] (6c 0,5) 10 V' T 0,5 10 V' T Κα= 6c 0,5 0,5 () Διαιρούμε κατά μέλη (1) και () c=0,1m και από τη σχέση (1) προκύπτει : Κα= β) Τα mol του ΗΒ είναι: n=c V n= mol άρα απαιτούνται και mol ΝαΟΗ για το ισοδύναμο σημείο, αφού η αναλογία των mol είναι 1:1. ΗΒ +ΝαΟΗ ΝαΒ + Η Ο Ο όγκος του ΝαΟΗ για το ισοδύναμο σημείο είναι: C= n V V= n 3 C V= 6 10 V= lt. 1 10

13 Ο τελικός όγκος στο ισοδύναμο σημείο θα είναι V 1 10 lit Μ ΗB ΝαOH NαΒ 3 3 αρχ τελ Η Ο ΝαΒ: n V C C 5 10 M Μ NαB Να B αρχ 5 10 τελ Μ Β Η Ο ΗΒ ΟΗ αρχ 5 10 αντ x παρ x x τελ 5 10 x x x HB και B - συζυγές ζεύγος. Ισχύει Κα Κb=Kw Kb= (Kb<10 - ισχύουν οι προσεγγίσεις), άρα [HB] [OH ] Kb= 1 [B ] = x 5 10 x=10-5,5

14 [OH - ]=10-5,5 poh=5,5. Ισχύει ph+poh=pkw ph=14-5,5 ph=8,5.