Πέµπτη, 31 Μαΐου 2007 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΧΗΜΕΙΑ

Transcript

1 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 Πέµπτη, Μαΐου 007 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑ ο Για τις ερωτήσεις. -.4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση... Πόσα ηλεκτρόνια στη θεµελιώδη κατάσταση του στοιχείου 8Αr έχουν µαγνητικό κβαντικό αριθµό m l -; α. 6 β. 8 γ. 4 δ. Μονάδες 5 : γ.. H ηλεκτρονιακή δοµή του 5Μn στη θεµελιώδη κατάσταση είναι α. s s p 6 s p 6 d 5 β. s s p 6 s p 6 d 4s γ. s s p 6 s p 6 d 4 4s δ. s s p 6 s p 5 d 4 4s Μονάδες 5 : α.. Ποια από τις παρακάτω ενώσεις έχει τους περισσότερους σ δεσµούς; α. HH-HH β. HHH γ. HHH δ. H -H Μονάδες 5 : β.4. Ποιο από τα παρακάτω ζεύγη αποτελεί συζυγές ζεύγος οξέος-βάσης κατά Brönsted-Lowry; α. HO - OH - β. HS - S - γ. HS - - S - δ. Hl- HO Μονάδες 5 : γ

2 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 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. Σύµφωνα µε την κβαντοµηχανική, τα ηλεκτρόνια κινούνται σε κυκλικές τροχιές γύρω από τον πυρήνα του ατόµου. β. Διάλυµα που περιέχει σε ίσες συγκεντρώσεις Ηl και l είναι ρυθµιστικό. γ. Στο µόριο του αιθυλενίου, τα δύο άτοµα συνδέονται µεταξύ τους µε ένα σ δεσµό του τύπου sp -sp και ένα π δεσµό. δ. Ισοδύναµο σηµείο είναι το σηµείο της ογκοµέτρησης όπου έχει αντιδράσει πλήρως η ουσία (στοιχειοµετρικά) µε ορισµένη ποσότητα του πρότυπου διαλύµατος. ε. Κατά την αντίδραση προπινίου µε περίσσεια Hl, προκύπτει ως κύριο προϊόν το,-διχλωροπροπάνιο. Μονάδες 5 α. Λάθος β. Λάθος γ. Σωστό δ. Σωστό ε. Λάθος ΘΕΜΑ ο. α. Πόσα στοιχεία στη θεµελιώδη κατάσταση έχουν τρία µονήρη ηλεκτρόνια στη στιβάδα Μ και ποιοι είναι οι ατοµικοί τους αριθµοί; (µονάδα ) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (µονάδες ). Μονάδες 4 β. Ένα από τα στοιχεία αυτά ανήκει στον τοµέα p του περιοδικού πίνακα. Ποιος είναι ο ατοµικός αριθµός του στοιχείου που ανήκει στην ίδια οµάδα µε αυτό και έχει µεγαλύτερη ενέργεια πρώτου ιοντισµού ( Ε i ); (µονάδα ) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (µονάδες ). Μονάδες α. Η στιβάδα Μ αποτελείται από τις υποστιβάδες s, p, d. Τρία µονήρη ηλεκτρόνια στη θεµελιώδη κατάσταση µπορούν να υπάρχουν στις υποστιβάδες p ή d. Οι ηλεκτρονιακές δοµές των στοιχείων αυτών είναι:

3 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 s s p 6 s p Z5 p s s p 6 s p 6 d 4s Z d s s p 6 s p 6 d 7 4s Z7 d 7 β. Για να ανήκει ένα στοιχείο στον τοµέα p, θα πρέπει το τελευταίο ηλεκτρόνιό του να έχει τοποθετηθεί σε p τροχιακό. Από τα παραπάνω στοιχεία εκείνο που ανήκει στον τοµέα p, είναι το στοιχείο µε Ζ 5 ( η περίοδος, 5 η οµάδα). Σε µια οµάδα του Π.Π. η ενέργεια πρώτου ιοντισµού ( Ε i ) αυξάνεται από κάτω προς τα πάνω. Αυτό συµβαίνει γιατί τα στοιχεία της ίδιας οµάδας έχουν το ίδιο δραστικό πυρηνικό φορτίο (κατά προσέγγιση το φορτίο του πυρήνα ελαττωµένο κατά το φορτίο των ηλεκτρονίων των εσωτερικών στιβαδων), ενώ η ατοµική ακτίνα µειώνεται λόγω µεγαλύτερης έλξης των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας από τον πυρήνα. Συνεπώς το στοιχείο της 5 ης οµάδας µε την µεγαλύτερη Ε, i είναι το στοιχείο της ης περιόδου. Άρα το στοιχείο αυτό έχει δοµή: s s p Z7.. α. Να γράψετε τους ηλεκτρονιακούς τύπους κατά Lewis των παρακάτω ενώσεων: ΝΗ4ΝΟ, ΗN, HlO4. Δίνονται: 7Ν, Η, 8Ο, 6, 7l. Μονάδες 6 β. Διάλυµα Hl και διάλυµα HOOH έχουν το ίδιο ph. Ίσοι όγκοι των δύο αυτών διαλυµάτων εξουδετερώνονται πλήρως µε το ίδιο διάλυµα NaOH. Σε ποια από τις δύο εξουδετερώσεις καταναλώθηκε µεγαλύτερη ποσότητα ΝaOH; (µονάδα ) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (µονάδες ). Μονάδες 4 α. H: s ηλεκτρόνιο σθένους 6: s s p 4 ηλεκτρόνια σθένους 7Ν: s s p 5 ηλεκτρόνια σθένους 8Ο: s s p 4 6 ηλεκτρόνια σθένους 7l: s s p 6 s p 5 7 ηλεκτρόνια σθένους

4 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 NH4NO: ιοντική ένωση ΝΗ4ΝΟ ΝΗ4 ΝΟ - ΝΗ4 : 8 ηλεκτρόνια σθένους ΝΟ - : 4 ηλεκτρόνια σθένους Η - Η Ν Η Η Ο Ν Ο Ο ΗN: οµοιοπολική, οργανική ένωση 0 ηλεκτρόνια σθένους Η N ΗlO4: οµοιοπολική, ανόργανη ένωση ηλεκτρόνια σθένους O Η Ο l Ο O β. (Μ) Ηl HO HO l - (Μ) HOOH HO HOO - HO ισορροπία -x x x phhl phh OOH [H O Hl [H O H OOH < Όµως x < n Hl V n H OOH V x Ηl NaOH Nal HO V mol V mol HOOH V mol NaOH HOONa HO V mol Aφού < V < V n NaOH(Hl) < n NaOH(HOOH) Συνεπώς το διάλυµα HOOH απαιτεί περισσότερα mol NaOH για την πλήρη εξουδετέρωσή του. 4

5 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007. Να µεταφέρετε στο τετράδιό σας σωστά συµπληρωµένες (προϊόντα και συντελεστές) τις παρακάτω χηµικές εξισώσεις: α. H-HH πολυµερισµός l l β. H-H--H NaOH αλκοόλη,θ (κύριο προϊόν) l γ. H-H-H-Μgl HO H δ. H- Νa H-H-l H Μονάδες 8 α. v H-HH -H-H-H- l l v l β. H-H--H NaOH H- -H Nal HO l γ. H-H-H-Μgl HO HHHH Mg(OH)l H δ. H- Νa H-H-l H- -H-H Nal H H 5

6 ΘΕΜΑ ο ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007. Δίνεται το παρακάτω διάγραµµα χηµικών µετατροπών: (Θ) (E) RMgl (Z) (Γ) SOl H/Ni I/NaOH 4H8O (A) Ν aoh (B) (Γ) ΚΜnO4, HSO4 (Δ) Hl α. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων RMgl, A, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ και Θ. Μονάδες 6 β. Να γράψετε αναλυτικά τα στάδια της αντίδρασης της ένωσης Ζ µε το αλκαλικό διάλυµα Ι. Μονάδες α. RMgl: HMgl (A) HOOHH (B) HHOH (Γ) HOONa (Δ) HOOH (Ε) HHO (Ζ) HHH OH (Θ) HHl β. (I) Οξείδωση: HHH I HH HI OH O (II) Υποκατάσταση: HH I HI HI O O 6

7 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 (III) Διάσπαση: HΙ ΝaOH HOONa HI O (IV) Εξουδετέρωση:5ΝaI 5ΝaOH 5NaI 5HO Σηµείωση: Ο µηχανισµός της αλογονοφορµικής αντίδρασης µπορεί να έχει τη µορφή: (I) Οξείδωση: HHH I HH HI OH O (II) Υποκατάσταση:HH I HI HI O O (III) Υποκατάσταση του I µε Ο - σε αλκαλικό περιβάλλον HΙ OH - HΟ - HI O Ο. Αλκίνιο (vhv-) µε επίδραση υδατικού διαλύµατος HSO4-HgSO4 παράγει τελικά ένωση, η οποία µε αµµωνιακό διάλυµα AgNO σχηµατίζει κάτοπτρο. Να βρεθεί ο συντακτικός τύπος του αλκινίου (µονάδες ).,6g του αλκινίου αυτού αντιδρούν µε περίσσεια αµµωνιακού διαλύµατος ul. Να υπολογίστεί η µάζα του ιζήµατος που θα σχηµατιστεί (µονάδες 4). Δίνονται οι σχετικές ατοµικές µάζες:, H, u6,5. Μονάδες 6 Το τελικό προϊόν της αντίδρασης του αλκινίου µε υδατικό διάλυµα ΗSO4-HgSO4 είναι αλδεΰδη, αφού αντιδρά µε αµµωνιακό διάλυµα ΑgNO. Το µόνο αλκίνιο που δίνει αλδεΰδη µε την παραπάνω αντίδραση είναι το αιθίνιο: Η H. m,6 n H H n H H 0,mol M 6 m ιζήµατος r Η H ul NH u u NH4l mol mol 0,mol x; x0,mol u u n M 0, 5 m ιζήµατος 5,g r 7

8 ΘΕΜΑ 4ο ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 Διαθέτουµε δύο υδατικά διαλύµτα HNH, τα Δ και Δ. Το διάλυµα Δ έχει 8 συγκέντρωση Μ και ph. Για το διάλυµα Δ ισχύει η σχέση [ ΟΗ 0 [Η Ο. 4.. α. Να υπολογίσετε την Κ της HNH. Μονάδες 4 β. Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση της HNH στο διάλυµα Δ. Μονάδες 5 4. Όγκος V του διαλύµατος Δ αναµιγνύεται µε όγκο V του διαλύµατος Δ και προκύπτει διάλυµα Δ µε ph,5. V α. Να υπολογίσετε την αναλογία όγκων. V Μονάδες 6 β. Να υπολογίσετε τις συγκεντρώσεις όλων των ιόντων που υπάρχουν στο διάλυµα Δ. Μονάδες 4. Να υπολογίσετε τα mol αερίου Ηl που πρέπει να προστεθούν σε 00mL του διαλύµατος Δ (χωρίς µεταβολή όγκου του διαλύµατος) ώστε να προκύψει διάλυµα µε ph5. Μονάδες 6 Δίνεται ότι όλα τα διαλύµατα βρίσκονται σε θερµοκρασία 5 ο, όπου Κw0-4. Για τη λύση του προβλήµατος να χρησιµοποιηθούν οι γνωστές προσεγγίσεις. 4. α. Διάλυµα Δ (mol) HΝΗ ΗΟ HΝ H ΟΗ αρχικά - - αντιδρούν x - - παράγονται - x x ισορροπία -x x x ph HNH α x 4 w 0 poh [OH x0 M [H NH [OH x [H NH x 0 < 0, x x 0 4 8

9 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 β. Διάλυµα Δ (mol) HΝΗ ΗΟ HΝ H ΟΗ - αρχικά - - αντιδρούν y - - παράγονται - y y ισορροπία -y y y [ΟΗ 0 8 [HO () [HO [ΟΗ w () [H NH [OH H NH [H NH Έστω Κ / 0 [HO 0 8 [HO 0 4 [HO 0 M [ΟΗ y y y 0 Μ y y M 0 Άρα , άρα οι προσεγγίσεις είναι σωστές. 4. α. Κατά την ανάµιξη των διαλυµάτων ισχύει: V V V V V (V V ) () Διάλυµα Δ (Μ) HNH HO HNH ΟΗ - αρχικά - - ιοντίζονται ω - - παράγονται - ω ω ισορροπία -ω ω ω ph,5 4 w 0 poh,5 [OH ω 0,5 Μ 9

10 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 Κ (HNH ) Έστω [H NH [OH [H NH 0 ω ω ω ω,5 ω (0 ) 4 0 0,M Από τη σχέση () έχουµε: V 0 0,(V V V ) V V 0,5 β. [H NH ω 0 Μ,5 [ΟΗ ω 0 Μ Κ w [Η Ο 0 [ΟΗ,5 Μ 4. Κατά την ανάµιξη των ουσιών παρατηρείται αντίδραση µεταξύ τους. V 0, n 0,mol n H NH HNH n Hl n mol i) Έστω ότι αντιδρούν πλήρως (n0,) (mol) HNH Hl HNHl αρχικά 0, n - αντιδρούν 0, 0, - παράγονται - - 0, τελικά - - 0, V ΤΕΛ 00mL 0,L n 0, H NH l Μ V 0, τελ (Μ) HNHl HNH l - (Μ) HNH HO HNH HO αρχικά - - ιοντίζονται k - - παράγονται - k k ισορροπία -k k k 4 w 0 0 Κ 0 α(hnh ) 4 0 (H NH ) 0

11 ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 007 Κ α(h NH ) α 0 0 [H NH [H [H NH < 0 O k α k k α k k Άρα [H O k 0 M ph 5 Δεκτή ii) Έστω ότι το Hl αντιδρά πλήρως (n<0,). Το τελικό διάλυµα θα περιέχει µικρότερη ποσότητα HNHl σε σχέση µε την περίπτωση (i) και ποσότητα HNH που περίσσεψε. Άρα το διάλυµα θα έχει ph>5. Απορρίπτεται. iii) Έστω ότι η HNH αντιδρά πλήρως (n>0,). Το τελικό διάλυµα θα περιέχει την ίδια ποσότητα HNHl µε την περίπτωση (i) και ποσότητα Hl που περίσσεψε. Άρα το διάλυµα θα έχει ph<5. Απορρίπτεται. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Tα φετινά θέµατα καλύπτουν όλο το φάσµα της ύλης. Απαιτούν συστηµατική προετοιµασία από τους υποψηφίους για την αντιµετώπισή τους.