ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. Επιµέλεια: Οµάδα Χηµικών της Ώθησης

Transcript

1 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Επιµέλεια: Οµάδα Χηµικών της Ώθησης

2 Παρασκευή, 8 Μαΐου 0 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑ A Για τις ερωτήσεις Α έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α. Η ηλεκτρονιακή δομή, στη θεμελιώδη κατάσταση, της εξωτερικής στιβάδας του 7Ν είναι: s px py pz α. β. γ. δ. Απάντηση: β Μονάδες 5 Α. Ο σχηματισμός του διπλού δεσμού μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα δημιουργείται με επικάλυψη: α. sp sp και p p τροχιακών. β. sp sp 3 και p p τροχιακών. γ. sp sp και p p τροχιακών. δ. sp 3 sp 3 και p p τροχιακών. Μονάδες 5 Απάντηση: α Α3. Το συζυγές οξύ του ΝΗ - είναι: α. ΝΗ3 β. ΝΗ4 + γ. ΝΗΟΗ δ. ΝΟ - Μονάδες 5 Απάντηση: α

3 Α4. Ποια από τις επόμενες ουσίες, όταν διαλυθεί στο νερό, δεν αλλάζει το ph του; α. COOK β. NaF γ. NH4Cl δ. Ca(NO3) Μονάδες 5 Απάντηση: δ A5. 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. Τα s τροχιακά έχουν σφαιρική συμμετρία. β. Το (COONa) οξειδώνεται από το KMnO4 με την παρουσία ΗSO4. γ. Για την ογκομέτρηση ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση, κατάλληλος δείκτης είναι αυτός με pka. δ. Το ph υδατικού διαλύματος HSO4 0,M είναι. ε. Με πολυμερισμό της ένωσης,3-βουταδιένιο προκύπτει το πολυμερές: - CH-CCH-CH- Απάντηση α. Σωστό β. Σωστό γ. Λάθος δ. Λάθος ε. Λάθος v Μονάδες 5 ΘΕΜΑ B Β. Δίνονται τα στοιχεία 0Ca, 6Fe, 6S. α. Να γράψετε τις ηλεκτρονιακές δομές τους (κατανομή ηλεκτρονίων σε υποστιβάδες). (μονάδες 3) β. Να βρεθεί η περίοδος και η ομάδα του περιοδικού πίνακα στην οποία ανήκει το καθένα από τα στοιχεία αυτά. (μονάδες 6) Μονάδες 9 3

4 Απάντηση α. 0Ca : s s p 6 3s 3p 6 4s 6Fe : s s p 6 3s 3p 6 3d 6 4s 6S : s s p 6 3s 3p 4 β. Ca: nmax4 4 η περίοδος η στήλη s τομέα η ομάδα Fe: Fe: nmax4 4 η περίοδος 6 η στήλη d τομέα 8 η ομάδα nmax3 3 περίοδος 4 η στήλη p τομέα 6 η ομάδα Β. Να αιτιολογήσετε τις επόμενες προτάσεις: α. Η η ενέργεια ιοντισμού ενός ατόμου είναι πάντα μεγαλύτερη από την η ενέργεια ιοντισμού του. β. Το ph του καθαρού νερού στους 80 C είναι μικρότερο του 7. γ. Σε κάθε τροχιακό δεν μπορούμε να έχουμε περισσότερα από ηλεκτρόνια. δ. Σε μια περίοδο του περιοδικού πίνακα, η ατομική ακτίνα ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά. ε. Τα αντιδραστήρια Grignard παρασκευάζονται σε απόλυτο αιθέρα. Μονάδες Απάντηση α. Σ(g) Σ + (g) + e -, E i Σ + (g) Σ + (g) + e -, E i H η ενέργεια ιοντισμού ενός ατόμου έχει μεγαλύτερη τιμή από την πρώτη, καθώς πιο εύκολα φεύγει το ηλεκτρόνιο από το ουδέτερο άτομο απ ότι από το φορτισμένο θετικά ιόν. Δηλαδή έχουμε: E i > E i. β. Η αντίδραση αυτοϊοντισμού του νερού είναι ενδόθερμη αντίδραση: ΗΟ + ΗΟ Η3Ο+ + ΟΗ - Αύξηση της θερμοκρασίας μετατοπίζει τη θέση ισορροπίας προς τα δεξιά (αρχή Le Chatelier), με αποτέλεσμα την αύξηση της συγκέντρωσης των Η3Ο +. Άρα + + [ H O ] > [H O ] ph < ph. 3 o 3 o o o HO(80 C) HO(5 C) HO(80 C) HO(5 C) γ. Σύμφωνα με την απαγορευτική αρχή του Pauli είναι αδύνατο να υπάρχουν στο ίδιο άτομο δύο ηλεκτρόνια με ίδια τετράδα κβαντικών αριθμών (n, l, ml, ms). Συνεπώς, δεν μπορεί ένα τροχιακό να χωρέσει πάνω από δύο ηλεκτρόνια. 4

5 δ. Εφόσον τα στοιχεία βρίσκονται στην ίδια περίοδο έχουν τον ίδιο αριθμό στιβάδων με ηλεκτρόνια. Έτσι, όσο πηγαίνουμε προς τα δεξιά του περιοδικού πίνακα, αυξάνεται ο ατομικός αριθμός και κατά συνέπεια αυξάνεται το δραστικό πυρηνικό φορτίο του ατόμου (κατά προσέγγιση το φορτίο του πυρήνα μειωμένο κατά το φορτίο των ηλεκτρονίων των εσωτερικών στιβάδων). Έτσι, λόγω μεγαλύτερης έλξης των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας από τον πυρήνα, η ατομική ακτίνα μειώνεται. ε. Ο αιθέρας πρέπει να είναι απόλυτος, γιατί η παραμικρή ποσότητα νερού αντιδρά με το RMgX και δίνει αλκάνιο, οπότε καταστρέφεται το αντιδραστήριο Grignard: RMgX + HO RH + Mg(OH)X Β3. Κάθε μία από τις ενώσεις: πεντάνιο, -πεντένιο και -πεντίνιο, περιέχεται αντίστοιχα σε τρεις διαφορετικές φιάλες. Πώς θα ταυτοποιήσετε το περιεχόμενο κάθε φιάλης; Να γραφούν οι αντίστοιχες χημικές εξισώσεις. Μονάδες 6 Απάντηση Παίρνουμε μικρή ποσότητα από κάθε φιάλη και προσθέτουμε ποσότητα αμμωνιακού διαλύματος CuCl. Αν σχηματιστεί κεραμέρυθρο ίζημα τότε η ένωση είναι το -πεντίνιο. CHCHC CH + CuCl + NH3 CHCHC CCu + NH4Cl κεραμέρυθρο Αν δε σχηματιστεί ίζημα είναι το πεντάνιο ή το -πεντένιο. Στην περίπτωση αυτή παίρνουμε νέα μικρή ποσότητα από τις υπόλοιπες δύο φιάλες και προσθέτουμε μικρή ποσότητα διαλύματος Br σε CCl4. Αν αποχρωματιστεί το διάλυμα Βr, τότε η ένωση είναι το -πεντένιο. CHCHCHCH + Br 4 CHCHCHCH καστανέρυθρο Br Br άχρωμο Αν δεν αποχρωματιστεί το διάλυμα, τότε η ένωση είναι το πεντάνιο. CCl 5

6 ΘΕΜΑ Γ ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Γ. Δίνονται οι παρακάτω χημικές μετατροπές: Α (C3H7Br) + B Ι + Ν aoh Γ + Δ NaOH (υδατικό διάλυμα) (κίτρινο ίζημα) + Mg/άνυδρος αιθέρας + A Z E Μ + Λ (καρβονυλική ένωση) + HO Ν (τριτοταγής αλκοόλη με 6 άτομα C) Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ, Λ, Μ, Ν. Μονάδες 8 Γ. Ισομοριακό μείγμα τριών καρβονυλικών ενώσεων του τύπου C4H8O, με επίδραση αντιδραστηρίου Fehling, δίνει,86g ιζήματος (CuO). Nα βρεθούν τα mol των συστατικών του μείγματος. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες του Cu63,5 και του Ο6. Μονάδες 7 Απάντηση Γ. (Α) CH Br (Β) CH OH (Γ) CHΙ3 (Δ) COONa (E) COOCH 6

7 (Z) CH MgBr (Λ) C O (Μ) CΗ C OMgBr (N) CΗ C OH Γ. Στο μοριακό τύπο C4H8O αντιστοιχούν τρία συντακτικά ισομερή: CHCHCHO CHCHO CCH O Επειδή το μίγμα είναι ισομοριακό έχουμε x mol από κάθε ένωση στο μίγμα. Από τα τρία συστατικά του μίγματος μόνο οι δύο αλδεΰδες αντιδρούν με αντιδραστήριο Fehling και δίνουν ίζημα. CHCHCHO + CuSO4 + 5NaOH CHCHCOONa + CuO + NaSO4 + 3HO x mol x mol CHCHO + CuSO4 + 5NaOH CHCOONa + CuO + NaSO4 + 3HO x mol x mol m,86 Cu 0,0mol x 0,0 x 0,0mol Mr 43 n O 7

8 ΘΕΜΑ Δ ΕΘΝΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 0 Διαθέτουμε υδατικά διαλύματα COOH 0,M (διάλυμα Υ) και COOH 0,M (διάλυμα Υ). Δ. Να βρεθεί πόσα ml HO πρέπει να προστεθούν σε 0mL διαλύματος Υ, ώστε να τριπλασιαστεί ο βαθμός ιοντισμού του COOH; Μονάδες 6 Δ. Σε 0 ml διαλύματος Y προσθέτουμε 0 ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ3. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Υ3. Μονάδες 6 Δ3. Σε 0 ml διαλύματος Y προσθέτουμε 0 ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ4. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Υ4. Μονάδες 6 Δ4. Να βρεθεί πόσα ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,Μ πρέπει να προστεθούν σε ml του διαλύματος Υ, ώστε να προκύψει διάλυμα Υ5 με ph7; Μονάδες 7 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ5 C, a(ch COOH), K w 4 K 3 Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων δεν προκύπτει μεταβολή των όγκων των διαλυμάτων. Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. Απάντηση Δ. Aρχικό διάλυμα (διάλυμα Υ) Επειδή K C a <, ισχύει: COOH + HΟ K COO- + H3O + a a α C α C 0, Κ Τελικό διάλυμα α 3α α 3. Ka Επειδή α <0,, ισχύει: K α C C C α (3 ) a 0, M 9 Κατά την αραίωση του διαλύματος Υ, ισχύει: 0, C V CV CV C(V + VH O) 0, 0, (0,+ V 9 V H O 800mL ) V HO HO 0,8L 8

9 Δ. Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων οι διαλυμένες ουσίες αντιδρούν μεταξύ τους. n C V 0, 0, 0,0mol n COOH COOH COOH NaOH CNaOHVNaOH 0, 0, 0,0mol (mol) COOH + NaOH COONa + HO αρχικά 0,0 0,0 αντιδρούν 0,0 0,0 παράγονται - - 0,0 τελικά 0,0-0,0 VTE Λ mL VTE Λ 0,L 0,0 C CH COOH C CH COONa 0,05M 3 3 0, (Μ) COONa COO - + Na + 0,05 0,05 0,05 Το ιόν Νa + δεν αντιδρά με μόρια HO γιατί προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτη. (Μ) COOH + HΟ COO - + H3O + αρχικά 0,05 αντιδρούν x παράγονται - x x ισορροπία 0,05-x x+0,05 x (x+ 0,05)x Ka 0,05 x Κa Επειδή < 0,05 και λόγω ΕΚΙ:0,05 x 0,05 K 0,05+ x 0,05 0,05x 0,05 x a ph 5 Δ3. Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων οι διαλυμένες ουσίες αντιδρούν μεταξύ τους. n C V 0, 0, 0,0mol n CH COOH COOH COOH NaOH CNaOHVNaOH 0, 0, 3 0,0mol (mol) COOH + NaOH COONa + HO αρχικά 0,0 0,0 αντιδρούν 0,0 0,0 παράγονται - - 0,0 τελικά - - 0,0 9

10 VTE Λ mL VTE Λ 0,L 0,0 C COONa 0,M 0, (Μ) COONa COO - + Na + 0, 0, 0, Το ιόν Νa + δεν αντιδρά με μόρια HO γιατί προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτη. (Μ) COO - + HΟ COOH + OHαρχικά 0, αντιδρούν y παράγονται - y y ισορροπία 0,-y y y K K 4 w 9 b(coo ) Ka(CH COOH) 3 y K b(ch 3COO ) 0, y y K [OH b(coo ) Κb < 0, Επειδή 0, y 0, 4 0, K w poh 5 ph 9 ] y Δ4. Έστω VL διαλύματος ΝaΟΗ 0,Μ. Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων οι διαλυμένες ουσίες αντιδρούν μεταξύ τους. n C V 0, 0, 0,00mol n COOH COOH COOH NaOH CNaOHVNaOH 0,V mol (mol) CΗ3CΟΟOH + NaOH COOΝa + HO 0,00 0,V Eπειδή δε γνωρίζουμε ποιο σώμα αντιδρά πλήρως, διακρίνουμε περιπτώσεις: i) Έστω ότι αντιδρούν πλήρως και τα δύο σώματα. Το τελικό διάλυμα θα περιέχει μόνο COONa. COONa COO - + Na + CΗ3COO - + HΟ CΗ3COOH + ΟΗ- Άρα το τελικό διάλυμα θα είναι βασικό, δηλαδή ph>7. Απορρίπτεται. ii) Έστω ότι αντιδρά πλήρως το COOH. To τελικό διάλυμα θα περιέχει COONa και NaOH. ΝaOH Νa + + OH - COONa COO - + Na + CΗ3COO - + HΟ CΗ3COOH + ΟΗ- Άρα το τελικό διάλυμα θα είναι βασικό, δηλαδή ph>7. Απορρίπτεται.

11 iii) Έστω ότι αντιδρά πλήρως το ΝaOH. (mol) COOH + NaOH COONa + HO αρχικά 0,00 0,V αντιδρούν 0,0V 0,V παράγονται - - 0,V τελικά 0,00-0,V - 0,V V τελ (0,+ V)L 0,00 0,V C CH 3 COOH C 0,+ V 0,V C CH 3 COONa C 0,+ V COOΝa COO - + Νa + C C C Το ιόν Νa + δεν αντιδρά με μόρια HO γιατί προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτη. (Μ) CΗ3COOH + HΟ COO - + Η3O + αρχικά C αντιδρούν ω παράγονται - ω ω ισορροπία C -ω ω+c ω ph 7 [H K α 3 O (ω+ C)ω C ω Δοκιμαστικά: + C ] ω C ω C + ω C 7 Μ 0,00 0, 0, 4 C 6,6 M>> ω 0,+ 0, 0, 0, C 6,6 Μ>> ω 0,+ 0, Δεκτές οι προσεγγίσεις. 7 Cω 5 C Kα C 0C C C 0,V 0,00 0,V 0 V 0,L 0,+ V 0,+ V V00mL

12 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Tα φετινά θέματα καλύπτουν όλο το φάσμα της ύλης. Διακρίνονται από σαφήνεια και είναι διαβαθμισμένα. Οι προετοιμασμένοι μαθητές δεν αναμένεται να συναντήσουν ιδιαίτερες δυσκολίες από την έκταση των θεμάτων που ήταν λίγο μεγαλύτερη από άλλες χρονιές.