5. Εξώθερμο φαινόμενο είναι: α. ο βρασμός. β. η τήξη. γ. η εξάτμιση. δ. η εξουδετέρωση.

Transcript

1 ΔΙΑΓΩΝΙΜΑ: Μ Α Θ Η Μ Α : Β ΣΑΞΗ ΛΤΚΕΙΟΤ ΦΗΜΕΙΑ ΚΑΣΕΤΘΤΝΗ Ε Π Ω Ν Τ Μ Ο : < < < < < < <. < <. < <. < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < <.. < < < < < < Ο Ν Ο Μ Α : < < < < < < < < < < < < < < <.... <.. < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < < <.. << Σ Μ Η Μ Α : < < < < < < < < < <.... <. Η Μ Ε Ρ Ο Μ Η Ν Ι Α : 1 7 / 1 1 / ΕΠΙ Μ Ε Λ Ε Ι Α Θ Ε Μ Α Σ Ω Ν : ΥΑΡΜΑΚΗ ΠΑΝΣΕΛΗ ΘΕΜΑ 1 Ο Στις παρακάτω ερωτήσεις 1 8 επιλέξτε κάθε φορά τη σωστή απάντηση. 1. Από την θερμοχημική εξίσωση: Η2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g), ΔΗ ο = ΚJ Προκύπτει ότι: α. κατά την αντίδραση οποιασδήποτε ποσότητας Cl2(g) με H2(g) ελευθερώνεται στο περιβάλλον θερμότητα 184 ΚJ. β. κατά το σχηματισμό 1 mol HCl(g) ελευθερώνονται στο περιβάλλον 92 KJ. γ. κατά την αντίδραση 1 mol Cl2(g) με H2(g) προς σχηματισμό HCl(g) απορροφάται από το σύστημα θερμότητα 184 KJ. δ. η πρότυπη ενθαλπία διάσπασης του HCl(g) στα συστατικά του είναι ΔΗ 0 = - 92 ΚJ / mol. 2. ε μια ενδόθερμη αντίδραση ισχύει: α. ΔΗ < 0. β. HΠΡ > Ηαντ. γ. HΠΡ < Ηαντ. δ. ΔΗ Δεσμός υδρογόνου αναπτύσσεται μεταξύ μορίων της ένωσης: α. ΗF. β. H2SΟ4. γ. NaOH. δ. CH4. 4. Η ενθαλπία καύσης του C2H6(g) αναφέρεται στη χημική μετατροπή που συμβολίζεται από την χημική εξίσωση: 7 α. C2H6(g) + Ο2(g) 2 CO2(g) + 3 H2O(l) 2 β. C2H6(g) 2 C(s) + 3 H2(g) γ. 2 C(s) + 3 H2(g) C2H6(g) δ. σε οποιαδήποτε από τις παραπάνω χημικές εξισώσεις. 5. Εξώθερμο φαινόμενο είναι: α. ο βρασμός. β. η τήξη. γ. η εξάτμιση. δ. η εξουδετέρωση.

2 6. Η μεταβολή της ενθαλπίας μιας αντίδρασης εξαρτάται από: α. τη φύση των αντιδρώντων σωμάτων. β. τη φυσική κατάσταση των αντιδρώντων των προϊόντων της αντίδρασης. γ. τις συνθήκες πίεσης θερμοκρασίας. δ. όλα τα παραπάνω. 7. Τδατικό διάλυμα γλυκόζης (Μr, Γλυκ = 180) υδατικό διάλυμα ζάχαρης (Μr,Ζαχ = 342) έχουν την ίδια ωσμωτική πίεση στην ίδια θερμοκρασία. Σότε έχουν : α. ίδια συγκέντρωση. β. ίδια %w/v. γ. ίδια %w/w. δ. ίδια %v/v. 8. Προσθετικές ιδιότητες των διαλυμάτων ονομάζονται οι ιδιότητες εκείνες των οποίων οι τιμές εξαρτώνται από: α. τη μάζα της διαλυμένης ουσίας. β. το πλήθος σωματιδίων της διαλυμένης ουσίας. γ. τη μάζα του διαλύτη. δ. το πλήθος σωματιδίων του διαλύτη. 9. τις παρακάτω προτάσεις α ε να συμπληρώσετε κάθε φορά τη σωστή λέξη ή φράση. α. Κατά την εξάτμιση μιας ποσότητας νερού εξασθενίζουν οι <<<<<<<< δυνάμεις, ενώ δεν μεταβάλλονται οι <<<<<<<<<<. δυνάμεις. β. Σο φαινόμενο της αντίστροφης ώσμωσης πραγματοποιείται όταν η πίεση που εφαρμόζεται στην επιφάνεια του διαλύματος το οποίο διαχωρίζεται με ημιπερατή μεμβράνη από τον καθαρό διαλύτη, είναι <<<<<<<<<. από την <<<<<<<.. <<<<<<. του διαλύματος. γ. Η μεταβολή της ενθαλπίας του συστήματος κατά την πραγματοποίηση μιας εξώθερμης αντίδρασης είναι πάντα <<<<<<<.., δηλαδή Ηπρ <. Ηαντ. δ. Για τον υπολογισμό της πρότυπης ενθαλπίας μιας αντίδρασης, ανάγονται τόσο τα προϊόντα όσο τα αντιδρώντα σε πίεση <<<. θερμοκρασία << ο C ή <<. Κ. ε. Μία θερμοουδέτερη χημική αντίδραση είναι η <<<<<<<<<<< Φαρακτηρίστε τις παρακάτω προτάσεις α ε με () αν είναι σωστές ή με (Λ) αν είναι λανθασμένες. α. Κάθε μόριο ηλεκτρικό δίπολο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. β. Η μεταβολή ενθαλπίας ορίζεται τόσο για τα φυσικά όσο για τα χημικά φαινόμενα. γ. Αν αραιώσουμε ένα μοριακό διάλυμα συγκέντρωσης C στο διπλάσιο του όγκου του τότε η ωσμωτική του πίεση υποδιπλασιάζεται. δ. Οι ενθαλπίες των χημικών αντιδράσεων μιας ουσίας με το οξυγόνο είναι πάντα αρνητικές. ε. Οι πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού όλων των στοιχείων είναι μηδέν.

3 ΘΕΜΑ 2 Ο Α. α. Σι ονομάζεται πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού μιας χημικής ένωσης τι πρότυπη ενθαλπία καύσης μια χημικής ουσίας; ΜΟΝΑΔΕ 3 β. Σι ονομάζεται ωσμωτική πίεση διαλύματος που διαχωρίζεται με ημιπερατή μεμβράνη από τον καθαρό διαλύτη του; ΜΟΝΑΔΕ 3 Β. Χαρακτηρίστε τις προτάσεις α β με () αν είναι σωστές ή με (Λ) αν είναι λανθασμένες., αιτιολογώντας την απάντησή σας. ένα κλειστό δοχείο περιέχονται ίσες μάζες αερίου Ν2 (Mr = 28) αερίου Ο2 (Mr = 32). α. Οι μερικές πιέσεις των αερίων είναι ίσες. ΜΟΝΑΔΕ 3 β. Η μερική πίεση του Ο2 είναι τα ( 7 / 15) της ολικής πίεσης (Ρολ). ΜΟΝΑΔΕ 3 Γ. Δύο αραιά υδατικά διαλύματα Δ1 Δ2 της ίδιας συγκέντρωσης της ίδιας θερμοκρασίας, περιέχουν αντίστοιχα ως διαλυμένες ουσίες NaCl ζάχαρη έχουν ωσμωτικές πιέσεις Π1 Π2 αντίστοιχα. α. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Για τις ωσμωτικές πιέσεις Π1 Π2 των δύο αυτών διαλυμάτων ισχύει η σχέση: i. Π1 = Π2. ii. 2 Π1 = Π2. iii. Π1 = 2 Π2. iv. Π1 < Π2. β. Διολογήστε την απάντησή σας. ΜΟΝΑΔΕ 2 ΜΟΝΑΔΕ 4 Δ. το δοχείο που φαίνεται παρακάτω βάλαμε τα διαλύματα Δ1 Δ2 όπως φαίνεται στο σχήμα. Δίνονται: Ar(H) = 1, Ar(C) = 12, Ar(O) = 16. (Δ 1 ) C 6 H 12 O 6 18% w/v Ημιπερατή μεμβράνη (Δ 2 ) C 12 H 22 O 11 18% w/v α. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση: Μετά από ορισμένο χρόνο: i. θα παρατηρηθεί αύξηση του όγκου του Δ1. ii. θα παρατηρηθεί αύξηση του όγκου του Δ2. iii. δε θα παρατηρηθεί καμία μεταβολή στους όγκους. 2. Διολογήστε την απάντησής σας. ΜΟΝΑΔΕ 1 ΜΟΝΑΔΕ 6

4 ΘΕΜΑ 3 Ο Αναμιγνύουμε 300 ml υδατικού διαλύματος ουρίας 0,6 Μ (Δ1) θερμοκρασίας 27 ο C με 100 ml υδατικού διαλύματος ουρίας 0,2 Μ (Δ2) θερμοκρασίας 27 ο C, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ3, θερμοκρασίας 27 ο C. A. Να συγκρίνετε την ωσμωτική πίεση των διαλυμάτων Δ1, Δ2. B. Να υπολογίσετε την ωσμωτική πίεση του διαλύματος Δ3. ΜΟΝΑΔΕ 6 ΜΟΝΑΔΕ 6 Γ. Ποιος όγκος διαλύματος Δ3 πρέπει να αραιωθεί με νερό θερμοκρασίας 27 o C, ώστε να προκύψουν 125 ml διαλύματος ισοτονικού με το Δ2; ΜΟΝΑΔΕ 6 Δ. Σο αρχικό διάλυμα ουρίας Δ1 έρχεται σε επαφή μέσω ημιπερατής μεμβράνης με ένα υδατικό διάλυμα KCl, θερμοκρασίας 27 ο C. Αν ασκήσουμε στο διάλυμα της ουρίας εξωτερική πίεση Pεξ = 12,3 atm, τότε δεν παρατηρείται ώσμωση δεν μεταβάλλονται οι όγκοι των διαλυμάτων. Να υπολογίσετε την συγκέντρωση του διαλύματος KCl. Δίνεται η σταθερά R = 0,082 lit atm / (mol K). ΜΟΝΑΔΕ 7 ΘΕΜΑ 4 Ο Αέριο μίγμα Η2(g) Cl2(g) έχει όγκο 33,6 lit, μετρημένο σε συνθήκες s.t.p. Σο γραμμομοριακό κλάσμα του Cl2(g) στο μίγμα είναι 0,4. Α. Να υπολογίσετε τη σύσταση του αερίου μίγματος σε mol. ΜΟΝΑΔΕ 8 Β. Σα συστατικά του μίγματος αντιδρούν σε κατάλληλες συνθήκες σχηματίζουν HCl(g). Από την αντίδραση αυτή ελευθερώνεται πόσο θερμότητας 108 KJ. Να υπολογίσετε την ενθαλπία σχηματισμού του HCl(g) στις συνθήκες αυτές. ΜΟΝΑΔΕ 8 Γ. To HCl(g) που σχηματίστηκε διαλύεται στο νερό το διάλυμα που προκύπτει εξουδετερώνεται πλήρως με υδατικό διάλυμα NaΟΗ 0,5 Μ. Να υπολογίσετε: α. τον όγκο του υδατικού διαλύματος ΝaΟΗ που απαιτείται. ΜΟΝΑΔΕ 4,5 β. το ποσό θερμότητας που εκλύεται από την εξουδετέρωση σε πρότυπη κατάσταση. ΜΟΝΑΔΕ 4,5 Δίνεται η πρότυπη ενθαλπία εξουδετέρωσης ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση: ΔΗη 0 = - 57,1 KJ / mol. Όλα τα διαλύματα είναι αραιά. «ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ»

5 ΑΠΑΝΣΗΕΙ ΔΙΑΓΩΝΙΜΑΣΟ ΦΗΜΕΙΑ ΚΑΣΕΤΘΤΝΗ Β ΛΤΚΕΙΟΤ ΘΕΜΑ 1 Ο 1 β, 2 β, 3 α, 4 α, 5 δ, 6 δ, 7 α, 8 β, 9: α. διαμοριακές ενδομοριακές, β. μεγαλύτερη ωσμωτική πίεση, γ. αρνητική, <, δ. 1 atm , ε. εστεροποίηση, 10: α.(), β(), γ(λ), δ(λ), ε(λ). ΘΕΜΑ 2 Ο Α. α. Πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού μιας χημικής ένωσης: «Πρότυπη ενθαλπία σχηματισμού μιας χημικής ένωσης (ΔΗ O f) ονομάζεται η μεταβολή της ενθαλπίας κατά το σχηματισμό 1 mol της χημικής ένωσης από τα συστατικά της στοιχεία, σε πρότυπη κατάσταση». Πρότυπη ενθαλπία καύσης μιας χημικής ουσίας: «Πρότυπη ενθαλπία καύσης μιας χημικής ουσίας (ΔΗ O C) ονομάζεται η μεταβολή της ενθαλπίας κατά την πλήρη καύση 1 mol της χημικής ουσίας σε πρότυπη κατάσταση». β. Ωσμωτική πίεση διαλύματος: «Ωσμωτική πίεση διαλύματος, που διαχωρίζεται με ημιπερατή μεμβράνη απ τον καθαρό διαλύτη του, ονομάζεται η ελάχιστη πίεση που πρέπει να ασκηθεί εξωτερικά στο διάλυμα, ώστε να εμποδίσουμε το φαινόμενο της ώσμωσης, χωρίς να μεταβληθεί ο όγκος του διαλύματος». Β. α. Είναι λάθος (Λ), διότι: Για το Ν2(g) ισχύει: MrN2(g) = 2 14 = 28 gr / mol Για το Ο2(g) ισχύει: Από (1) (2) είναι: PN2(g) V = nn2(g) R T => PN2(g) V = m R T => PN2(g) = Mr N2 MrΟ2(g) = 2 16 = 32 gr / mol PΟ2(g) V = nο2(g) R T => PΟ2(g) V = PN2(g) PO2(g) β. Είναι σωστή (), διότι: Από (α) ερώτημα: = m R T 28V m R T 32V => m R T => PΟ2(g) = Mr O2 PN2(g) PO2(g) PN2(g) = 7 8 PO2(g) (3) m R T 28 V m R T 32 V 32 8 = => PN2(g) = PO2(g) 28 7 PΟΛ = PΝ2(g) + PO2(g) => [λόγω της (3)] => PΟΛ = 7 8 PO2(g) + PO2(g) => PΟΛ = 7 15 PO2(g) => (1) (2) 7 PΟ2(g) = PΟΛ 15

6 Γ. α. ωστή απάντηση το (iii). β. Σο διάλυμα Δ2 είναι διάλυμα ζάχαρης άρα είναι μοριακό διάλυμα η συγκέντρωση των σωματιδίων της διαλυμένης ουσίας σε αυτό είναι C. Οπότε: Π2 = c R T (1) Σο διάλυμα Δ1 είναι διάλυμα NaCl άρα είναι ιοντικό διάλυμα η συγκέντρωση των σωματιδίων της διαλυμένης ουσίας σε αυτό είναι 2 C. Πράγματι: ΝaCl Na +1 + C -1 αρχικά: C - - διίστανται: C - - σχηματίζονται: - C C τελικά: - C C Οπότε στο διάλυμα του NaCl η συγκέντρωση των σωματιδίων τελικά είναι 2 C. Άρα: Π1 = 2 C R T (2) Από (1) (2) είναι: Π1 = 2 Π2 Δ. α. ωστή απάντηση το (i). β. Σο διάλυμα Δ1 είναι υδατικό διάλυμα C6Η12Ο6: οπότε: Μr(C6Η12Ο6) = => Μr(C6Η12Ο6) = 180 g / mol 18% w/v => ε 100 ml διαλύματος C6Η12Ο6 υπάρχουν 18 g C6Η12Ο6 ε 1000 ml διαλύματος C6Η12Ο6 υπάρχουν x = ; g C6Η12Ο6<. x = 180 g C6Η12Ο6 n1 = m1 / Mr => n1 = (180 g) / (180 g/mol) => n1 = 1 mol C6Η12Ο6 C1 = n1 / V => C1 = (1 mol) / (1 lit) => C1 = 1 M Σο διάλυμα Δ2 είναι υδατικό διάλυμα C12Η22Ο11: οπότε: Μr(C12Η22Ο11) = => Μr(C12Η22Ο11) = 342 g / mol 18% w/v => ε 100 ml διαλύματος C12Η22Ο12 υπάρχουν 18 g C12Η22Ο11 ε 1000 ml διαλύματος C12Η22Ο11 υπάρχουν y = ; g C12Η22Ο11<. y = 180 g C12Η22Ο11 n2 = m2 / Mr => n2 = (180 g) / (342 g/mol) => n2 = 0,52 mol C12Η22Ο11 C2 = n2 / V => C2 = (0,52 mol) / (1 lit) => C2 = 0,52 M Επειδή C1 < C2 μόρια νερού περνούν από το διάλυμα Δ2 προς το διάλυμα Δ1. ΘΕΜΑ 3 Ο Α. Τπολογίζουμε τις ωσμωτικές πιέσεις των διαλυμάτων Δ1 Δ2. Π1 = c1 R T => Π1 = (0,6M) (0,082 lit atm/mol K) ( )K => Π1 = 14,76 atm Π2 = c2 R T => Π2 = (0,2M) (0,082 lit atm/mol K) ( )K => Π2 = 4,92 atm Π1 > Π2 Β. Από (Α) ερώτημα: Αρχικά για το Δ1: n1 = C1 V1 = (0,6 M) (0,3 lit) = 0,18 mol (1) Αρχικά για το Δ2: n2 = C2 V2 = (0,2 M) (0,1 lit) = 0,02 mol (2) Για το Δ3: V3 = V1 + V2 => V3 = 0,4 lit (3)

7 n3 = n1 + n2 => [λόγω των (1), (2)] => n3 = 0,2 mol (4) Π3 V3= n3 R T => Π3 (0,4 lit)= (0,2 mol) (0,082 lit atm/mol K) ( ) K => Π3 = 12,3 atm Γ. Έστω α lit διαλύματος από το Δ3. Εφόσον το διάλυμα μετά την αραίωση είναι ισοτονικό με το Δ2, έχει ωσμωτική πίεση Π = Π2 = 4,92 atm. Επίσης έχει V = 125 ml T = 300 K. Ισχύει: Π V = n R T => (4,92 atm) (0,125 lit)= n (0,082 lit atm/mol K) (300 K) => n = 0,025 mol Για το Δ3: C3 = n3 / V3 => [λόγω των (3), (4)] => C3 = 0,5 mol / lit (5) Εφόσον στα α lit από το Δ3 προσθέσαμε μόνο νερό, τότε στα α lit του Δ3 υπάρχουν n = 0,025 mol ουρίας. Οπότε: n 0,025 mol C3 = => α = => α = 0,05 lit = 50 ml α mol 0,5 lit Δ. Για να μην παρατηρηθεί ώσμωση πρέπει να ασκήσουμε στο διάλυμα Δ1 εξωτερική πίεση. Αυτό σημαίνει ότι το Δ1 έχει μεγαλύτερη τιμή ωσμωτικής πίεσης από το υδατικό διάλυμα KCl. Άρα πρέπει: Pεξ = ΠΔ1 ΠKCl => ΠKCl = ΠΔ1 Pεξ => ΠKCl = 14,76 atm 12,3 atm => ΠKCl = 2,46 atm Αλλά: KCl K +1 + Cl -1 c1 c1 c1 Οπότε στο διάλυμα του KCl η συγκέντρωση των σωματιδίων είναι 2 c1. Άρα: Π ΠKCl = 2 c1 R T => c1 = KCl 2,46 atm => c1 = => c1 = 0,05 M 2R T lit atm 2 0, K mol K ΘΕΜΑ 4 Ο Α. Έστω α mol Η2(g) β mol Cl2(g). Σότε: nολ = V / Vm => α + β = V / Vm => α + β = (33,6 lit) / (22,4 lit/mol) => α + β = 1,5 mol (1) Επίσης για το γραμμομοριακό κλάσμα του Cl2(g) ισχύει: xcl2 = ncl2 / nολ => 0,4 = β / 1,5 => β = 0,6 mol Cl2(g) (2) Από (1) (2)μ είναι: α = 0,9 mol Η2(g) β = 0,6 mol Cl2(g) Β. Έστω σε έλλειμμα το Cl2(g) Η2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g) 1 mol απαιτεί 1 mol x = ; mol απαιτ. 0,6 mol<. x = 0,6 mol H2(g) < 0,9 mol Άρα σε έλλειμμα το Cl2(g). Οπότε: Άρα: Η2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g), ΔΗ = - α KJ (α > 0) 1 mol ελευθερώνει α KJ 0,6 mol ελευθερώνουν 108 ΚJ<< α = 180 KJ ΔΗf(HCl(g)) = - (α / 2) ΚJ / mol => ΔΗf(HCl(g)) = - 90 KJ / mol

8 Γ. α. Σο HCl(g) που σχηματίστηκε είναι: Η2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g), ΔΗ = - α KJ (α > 0) 1 mol σχηματίζει 2 mol HCl(g) 0,6 mol σχηματίζουν x = ; mol<< x = 1,2 mol HCl(g) ΗCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) ΔΗ = - 57 kj 1 mol απαιτεί 1 mol 1,2 mol απαιτούν x = ; mol... x = 1,2 mol NaOH(αq) Για τον όγκο του διαλύματος NaOH(aq) είναι: C = n / V => V = n / C => V = (1,2 mol) / (0,5 M) => V = 2,4 lit NaOH β. ΗCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) ΔΗ = - 57,1 kj 1 mol ελευθερώνει θερμότητα 57,1 KJ <1,2 mol ελευθερώνουν θερμότητα q = ; KJ<. q = 68,52 KJ