γ. HC CH δ. CH 4 Μονάδες Η οργανική ένωση με συντακτικό τύπο Η C=Ο ανήκει:

Transcript

1 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΤΟΥ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟΥ ΚΑΙ ΤΕΚΝΩΝ ΕΛΛΗΝΩΝ ΥΠΑΛΛΗΛΩΝ ΣΤΟ ΕΞΩΤΕΡΙΚΟ ΤΕΤΑΡΤΗ 14 ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1.1 έως και 1.5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα του το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση Ποια από τις παρακάτω τριάδες των κβαντικών αριθμών (n, l, m l ) δεν αντιστοιχεί σε ατομικό τροχιακό; α. (2, 1, 1) β. (5, 2, 1) γ. (3, 2, 1) δ. (3, 1, 2) 1.2. Το σύνολο των στοιχείων που ανήκουν στις κύριες ομάδες του περιοδικού πίνακα βρίσκονται στους τομείς: α. s β. p γ. s και p δ. s, p και d 1.3. Σε ποια από τις παρακάτω ενώσεις τα άτομα του άνθρακα εμφανίζουν sp 2 υβριδισμό; α. CH 3 CH 3 β. CH 2 =CH 2 ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

2 ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ γ. HC CH δ. CH Η οργανική ένωση με συντακτικό τύπο Η C=Ο ανήκει: ΟΗ α. στις αλκοόλες β. στους εστέρες γ. στα καρβοξυλικά οξέα δ. στις αλδεΰδες 1.5. Ποια από τις επόμενες χημικές ενώσεις οξειδώνεται προς CO 2, ενώ το υδατικό της διάλυμα εμφανίζει βασικό χαρακτήρα; α. CH 3 ΟΗ β. HCOONa γ. HCOOH δ. HCHO ΘΕΜΑ 2ο 2.1. Το ιόν Μ 2+ έχει ηλεκτρονιακή δομή 1s 2 2s 2 2p 6. α) Ποιος είναι ο ατομικός αριθμός του στοιχείου Μ; (Μονάδες 2) β) i. Να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή του ατόμου του στοιχείου Μ σε υποστιβάδες, όταν βρίσκεται στη θεμελιώδη κατάσταση. (Μονάδες 2) ii. Σε ποια ομάδα και σε ποια περίοδο του περιοδικού πίνακα ανήκει το στοιχείο Μ; (Μονάδες 2) ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

3 ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ γ) Να γράψετε τις τιμές των τεσσάρων κβαντικών αριθμών για κάθε ένα από τα ηλεκτρόνια σθένους του ατόμου του στοιχείου Μ, στη θεμελιώδη κατάσταση. (Μονάδες 3) Mονάδες Να αποδείξετε τη σχέση που συνδέει τη σταθερά ιοντισμού Κ a, του ασθενούς οξέος ΗΑ, με τη σταθερά ιοντισμού Κ b, της συζυγούς βάσης Α, σε υδατικό διάλυμα. Μονάδες Οι ενώσεις CH 3 COOH, CH 3 C CH, C 6 H 5 OH και C 2 H 5 OH εμφανίζουν ιδιότητες oξέος κατά Brönsted- Lowry. α) Να διατάξετε τα παραπάνω οξέα κατά σειρά αυξανόμενης ισχύος. (Μονάδες 3) β)i. Ποιες από τις ενώσεις αυτές αντιδρούν με NaOH; ii. Ποια από τις ενώσεις αυτές αντιδρά με Na 2 CO 3 ; (Moνάδες 3) γ) Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις των αντίστοιχων αντιδράσεων. (Μονάδες 3) Μονάδες 9 ΘΕΜΑ 3ο ίνεται το παρακάτω διάγραμμα χημικών μετατροπών: A(C H ) B Γ H2O/H + r Β 2 CCl 4 +2NaOH αλκοόλη, θ +CuCl+ ΝH 3 ίζημα Ε κύριο προϊόν + Κ 2 Cr2O 7 /H Z ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

4 ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ α. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ,, Ε και Ζ. Μονάδες 12 β. Να γράψετε τη χημική εξίσωση της οξείδωσης της ένωσης Ε στην ένωση Ζ από το όξινο διάλυμα K 2 Cr 2 O 7. γ. Σ ένα δοχείο που περιέχει 100 ml διαλύματος Br 2 σε CCl 4 περιεκτικότητας 4% w/v, προσθέτουμε 0,04 mol από την οργανική ένωση Α. Να υπολογίσετε την ποσότητα του οργανικού προϊόντος Β που σχηματίζεται, σε mol, αν η αντίδραση θεωρηθεί ποσοτική. Η σχετική ατομική μάζα του βρωμίου είναι 80. Μονάδες 8 ΘΕΜΑ 4ο Υδατικό διάλυμα 1 με ph=9, περιέχει ΝΗ 3 συγκέντρωσης c M και NH 4 Cl συγκέντρωσης 0,2 Μ. Σε 1 L του διαλύματος 1 προσθέτουμε Η 2 Ο, οπότε προκύπτει διάλυμα 2, όγκου 5 L. Σε άλλο 1 L του διαλύματος 1 διαλύουμε 0,2 mol αερίου HCl, οπότε προκύπτει διάλυμα 3, όγκου 1 L. Να υπολογίσετε: α) Τη συγκέντρωση c M και το βαθμό ιοντισμού της ΝΗ 3 στο διάλυμα 1. Μονάδες 8 β) Το ph και το βαθμό ιοντισμού της ΝΗ 3 στο διάλυμα 2. Μονάδες 8 ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

5 ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ γ) Το ph και τη συγκέντρωση της ΝΗ 3 στο διάλυμα 3. Μονάδες 9 ίνεται ότι όλα τα διαλύματα είναι υδατικά, βρίσκονται στους 25 ο C και Κ b(νη3 )=2 10 5, Κ w = Τα αριθμητικά δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. Ο ΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζόμενους) 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνο τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, κατεύθυνση, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο επάνω μέρος των φωτοτυπιών αμέσως μόλις σας παραδοθούν. εν επιτρέπεται να γράψετε οποιαδήποτε άλλη σημείωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τις φωτοτυπίες. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 5. ιάρκεια εξέτασης: Τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοτυπιών 6. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: Μία (1) ώρα μετά τη διανομή των φωτοτυπιών. ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ

6 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΟΜΟΓΕΝΩΝ 2005 ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ 1 Ο 1.1. δ γ β γ β. ΘΕΜΑ 2 Ο 2.1. α) Ζ=12 β) i) 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2 ii) ΙΙΑ Ομάδα, 3 η Περίοδος γ) (n, l, m l, m s ) 3s 2 :(3,0,0,+1/2) (3,0,0,-1/2) 2.2. HA + H 2 O H 3 O + + A - A - + H 2 O HA + OH - K a = [ H 3 O ][ A ] [ HA] K b = [ HA][OH ] [ A ] K a K b = [ H 3 O ][ A ][ HA][OH ] [ HA][ A ] K a K b = [H 3 O + ] [OH - ] K a K b = K w 2.3. a) CH 3 C CH < C 2 H 5 OH< C 6 H 5 OH < CH 3 COOH

7 β) i. CH 3 COOH, C 6 H 5 OH ii) CH 3 COOH γ) CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H 2 O C 6 H 5 OH + NaOH C 6 H 5 ONa + H 2 O 2 CH 3 COOH + Na 2 CO 3 2 CH 3 COONa + CO 2 + H 2 O ΘΕΜΑ 3 ο α. Α: CH 3 CH 2 CH=CH 2 Β: CH 3 CH 2 CHCH 2 Br Br Γ: CH 3 CH 2 C CH Δ: CH 3 CH 2 C CCu E: CH 3 CH 2 CHCH 3 OH Ζ: CH 3 CH 2 CCH 3 O β. 3 CH 3 CH 2 CHCH 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3 CH 3 CH 2 CCH 3 + K 2 SO 4 OH O + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 7H 2 O γ. 4% w/v : Στα 100ml διαλύματος περιέχονται 4g Br 2. Υπολογίζουμε τον αριθμό moles του Br 2 Mr Br 2 = 2.Ar Br = 2.80 = 160 n Br 2 = m Br 2 Mr Br 2 = =0,025 mol Br 2

8 Γράφουμε την αντίδραση του CH 3 CH 2 CH=CH 2 με το Br 2 : CH 3 CH 2 CH=CH 2 + Br 2 CH 3 CH 2 CHCH 2 Br Br 0,04mol 0,025mol Αντιδρούν: 0,025mol 0,025mol Παράγονται 0,025mol Άρα παράγονται 0,025 mol του Β. Το Α βρίσκεται σε περίσσεια. ΘΕΜΑ 4 ο α) Αντίδραση ιοντισμού της ΝΗ 3 Αντίδραση ιοντισμού του ΝΗ 4 Cl ΝΗ 3 + Η 2 Ο ΝΗ ΟΗ - NH 4 Cl NH Cl - (c-x)m (0,2+x)M xm 0,2M 0,2M 0,2M Όπου x η συγκέντρωση της αμμωνίας που ιοντίζεται. Στη χημική ισορροπία, η συγκέντρωση των ιόντων ΝΗ 4 + ισούται με (0,2+x)Μ, λόγω της επίδρασης κοινού ιόντος. ph = 14-pOH poh=14-ph=14-9 ph=5. Άρα [ΟΗ - ]=10-5 Μ=x k b = [ NH 4 ][ OH ] [ NH 3 ] = 0,2 x. x c x = 0,2 x c = c c= 0,1M ΝΗ 3. Aκόμη, x=a.c a= x c a= ,1 =10-4 M, όπου α ο βαθμός ιοντισμού της

9 β) Το Δ 1 αραιώνεται, οπότε υπολογίζουμε τις νέες συγκεντρώσεις της ΝΗ 3 και του ΝΗ 4 Cl στο Δ 2. Για τη ΝΗ 3 : c 1 V 1 =c 2 V 2 0,1. 1=c 2.5 c 2 =0,02M Για το ΝΗ 4 Cl: c 1 V 1 =c 2 V =c 2.5 c 2 =0,04M NH 3 + H 2 O NH OH - NH 4 Cl NH Cl - (0,02-x)M (0,04+x)M xm 0,04M 0,04M 0,04M K b = [ NH 4 ][ OH ] [ NH 3 ] = 0, 04 x. x 0, 02 x x=[oh - ]=10-5 M. Άρα poh=-log10-5 =5 και ph=14-5= = 0.04 x 0,02 x=10-5 M Ακόμη, x=a.c a= x c = , 02 =5.10-4, όπου α ο βαθμός ιοντισμού της ΝΗ 3 γ) Το HCl αντιδρά με την ΝΗ 3 : ΗCl + NH 3 NH 4 Cl Aντιδρούν: 0,2 mol 0,1 mol Παράγονται: 0,1mol Περίσσεια: 0,1 mol n NH 3 = c. V=0,1. 1=0,1 mol Στο διάλυμα Δ 1 υπάρχουν 0,2 mol ΝΗ 4 Cl, οπότε στο τελικό διάλυμα Δ 3 περιέχονται συνολικά 0,2 + 0,1 = 0,3 mol NH 4 Cl NH Cl - HCl + H 2 O H 3 O + + Cl - 0,3mol 0,3mol 0,3mol 0,1mol 0,1mol 0,1mol NH H 2 O NH 3 + H 3 O + 0,3M 0,1M Tελικά: (0,3-x) x (0,1+x)M k k a = w NH 4 k bnh 3 = = 0, k a = [ NH 3 ][ H 3 O ] [ NH 4 ] 0, = x 0,1 x 0,3 x 9 =[NH 3 ] Tέλος, ph= -log[h 3 O + ]=-log(0,1+x)=-log0,1=1 0, = 0,1 x 0,3 x= 1,5.10-