ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

Transcript

1 Α Π Α Ν Τ Η Σ Ε Ι Σ Θ Ε Μ Α Τ Ω Ν Π Α Ν Ε Λ Λ Α Δ Ι Κ Ω Ν Ε Ξ Ε Τ Α Σ Ε Ω Ν ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 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. Το στοιχείο που περιέχει στη θεμελιώδη κατάσταση τρία ηλεκτρόνια στην p υποστιβάδα έχει ατομικό αριθμό: α. β. 7 γ. 9 δ. 1 Α. Από τα παρακάτω ανιόντα, ισχυρότερη βάση κατά Brönsted-Lowry είναι: α. HOO β. NO γ. l δ. lo 4 Α. Από τα παρακάτω διαλύματα, μεγαλύτερη ρυθμιστική ικανότητα έχει: α. H OOH 0,1M H OONa 0,1M β. H OOH 0,01M H OONa 0,01M γ. H OOH 0,M H OONa 0,M δ. H OOH 1,0M H OONa 1,0M Α4. Ο δεσμός μεταξύ του ου και του ου ατόμου άνθρακα στην ένωση H H=H δημιουργείται με επικάλυψη υβριδικών τροχιακών: α. sp sp β. sp sp γ. sp sp δ. sp sp A. 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. Οι τομείς s και p του περιοδικού πίνακα περιέχουν και 6 ομάδες αντίστοιχα. β. Ο αριθμός τροχιακών σε μία υποστιβάδα, με αζιμουθιακό κβαντικό αριθμό l, δίνεται από τον τύπο: l+1. γ. Το ph υδατικού διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 8 Μ είναι 6. δ. Κατά την προσθήκη Ηl στο προπίνιο, προκύπτει ως κύριο προϊόν το 1, διχλωροπροπάνιο. ε. Κατά την προσθήκη Na σε αιθανόλη, παρατηρείται έκλυση αερίου. ΘΕΜΑ Β Β1. Δίνονται τα άτομα/ιόντα: 1 Mg +, 1 P, 19, 6 Fe +. α. Να γράψετε τις ηλεκτρονιακές δομές τους (κατανομή ηλεκτρονίων σε υποστιβάδες). (μονάδες 4) β. Να γράψετε τον αριθμό των μονήρων ηλεκτρονίων που περιέχει καθένα από τα άτομα/ιόντα: 1P, 19, 6 Fe + (μονάδες ) Μονάδες 7 Β. Να αιτιολογήσετε τις επόμενες προτάσεις: α. Η 1 η ενέργεια ιοντισμού του 17 l είναι μεγαλύτερη από την 1 η ενέργεια ιοντισμού του 16 S. β. Η αντίδραση: HNO + F NO + HF, είναι μετατοπισμένη προς τα δεξιά. γ. Κατά την αραίωση ρυθμιστικού διαλύματος σε σχετικά μικρά όρια, το ph του διατηρείται πρακτικά σταθερό. δ. To ph στο ισοδύναμο σημείο, κατά την ογκομέτρηση διαλύματος NH με πρότυπο διάλυμα Hl, είναι μικρότερο του 7. ε. Κατά την προσθήκη HN σε καρβονυλική ένωση και στη συνέχεια υδρόλυση του προϊόντος, προκύπτει υδροξυοξύ. Μονάδες Β. Κάθε μία από τις ενώσεις: HH=O, HOOH, H H=O και H OOH, περιέχεται αντίστοιχα σε τέσσερις διαφορετικές φιάλες. Πώς θα ταυτοποιήσετε την ένωση που περιέχεται σε κάθε φιάλη, αν διαθέτετε μόνο τα εξής αντιδραστήρια: α. αντιδραστήριο Fehling, β. διάλυμα Ι παρουσία NaOH, γ. όξινο διάλυμα MnO 4. Να γράψετε τις παρατηρήσεις στις οποίες στηριχτήκατε για να κάνετε τις παραπάνω ταυτοποιήσεις. Μονάδες 8

2 ΘEΜΑ Γ Γ1. Δίνονται οι παρακάτω χημικές μετατροπές: Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ, Θ. Μονάδες 14 Γ. Διαθέτουμε ομογενές μείγμα δύο αλκοολών του τύπου H 8 O. Το μείγμα χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. i. Το 1 ο μέρος αντιδρά με περίσσεια διαλύματος Ι +ΝaOH και δίνει 78,8 g κίτρινου ιζήματος. ii. Το ο μέρος απαιτεί για την πλήρη οξείδωσή του,l διαλύματος ΚΜnO 4 0,1M παρουσία H SO 4. Να βρεθούν τα mol των συστατικών του αρχικού μείγματος. Δίνεται: M r (HI )= 94 Μονάδες 11 ΘΕΜΑ Δ Διαθέτουμε υδατικά διαλύματα H OONa 0,1M (διάλυμα A) και NaF 1M (διάλυμα B). Δ1. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Α; Μονάδες 4 Δ. Πόσα ml H O πρέπει να προσθέσουμε σε ml του διαλύματος Α, για να μεταβληθεί το ph του κατά μία μονάδα; Μονάδες 6 Δ. Πόσα ml διαλύματος Ηl 0,01M πρέπει να προσθέσουμε σε ml διαλύματος Α, για να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα με ph=; Μονάδες 6 Δ4. ml του διαλύματος Α αναμειγνύονται με 40 ml του διαλύματος Β και προκύπτουν 0 ml διαλύματος Γ. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Γ. Μονάδες 9 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=, 1 19 Mg :1s s p 6 P :1s s p s p 6 :1s s p s p 4s a(hooh) Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. β Α. α Α. δ Α4. β Α. α. Σωστό, β. Σωστό, γ. Λάθος, δ. Λάθος, ε. Σωστό B1. α Fe :1s s p s p d β. Ο Ρ διαθέτει τρία μονήρη e, το Κ διαθέτει 1 μονήρες e και το, a(ηf) = 4, w = 14 6 Fe διαθέτει 4 μονήρη e

3 Β. α l :1s s p s p 6 S:1s s p s p Ισχύει ότι: 6 4 E i1(l) E i1(s) ηπερίοδος,17ηομάδα ηπερίοδος,16ηομάδα, καθώς το l βρίσκεται πιο δεξιά και στην ίδια περίοδο με το S, επομένως η απόσπαση e από το άτομο l είναι πιο δύσκολη σε σχέση με το άτομο S. β. Το HF είναι ασθενές οξύ, ενώ το HNO είναι ισχυρό οξύ. Οι πρωτολυτικές αντιδράσεις είναι μετατοπισμένες προς την κατεύθυνση των πιο ασθενών ηλεκτρολυτών, επομένως η συγκεκριμένη αντίδραση είναι μετατοπισμένη προς τα δεξιά. (HNO πιο ισχυρό οξύ από το HF και F πιο ισχυρή βάση από το NO ) γ. Επειδή η αραίωση μεταβάλλει τις συγκεντρώσεις των συστατικών του ρυθμιστικού με ανάλογο τρόπο, ο λόγος β β / o παραμένει σταθερός, άρα με βάση την εξίσωση Hendersson-Hasselbalch ( ph pa log ) o συμπεραίνουμε ότι το ph διατηρείται σταθερό. Σημείωση: η αραίωση πρέπει να πραγματοποιείται μέσα σε κάποια όρια, ώστε οι o, β να έχουν τιμή > M. δ. Κατά την ογκομέτρηση πραγματοποιείται η εξουδετέρωση: NH Hl NH4l. Στο ισοδύναμο σημείο, η αντίδραση είναι πλήρης οπότε το διάλυμα περιέχει το όξινο άλας ΝΗ 4 l, όπως φαίνεται από την διάστασή του: HO NH4l NH4 l NH4 HO NH HO Το l δεν αντιδρά με το ΗΟ (Hl: ισχυρό οξύ). ο [H O ] [OH ] ph 7 (θ ) R HO ε. R1 R HN R1 N R OOH H 1 O (καρβονυλική ένωση) OH OH (-υδροξύ-οξύ) Σημείωση: R 1, R : αλκύλιο ( H v v1,v 1 ) ή Η R Β. Με το αντιδραστήριο Fehling διακρίνουμε τις αλδεΰδες, (HH 0 και HH 0) οι οποίες σχηματίζουν ίζημα u O. Στη συνέχεια με το διάλυμα Ι σε ΝaOH ταυτοποιούμε την H H=0 που δίνει κίτρινο ίζημα HI. Οι ενώσεις HOOH και H OOH διακρίνονται με το όξινο διάλυμα ΚMnO 4, το οποίο αποχρωματίζεται από το HOOH, καθώς είναι το μοναδικό μονοκαρβοξυλικό οξύ που οξειδώνεται. ΘΕΜΑ Γ Γ1. (Α) H HH (E) H HMgI OH H H H (Β) H H (Z) H H H O OMgI H H (Γ) H H=H (Θ) H H H OΗ (Δ) H HH I Γ. Το μείγμα διαθέτει τα ισομερή H H H OH και H H(OH)H, με αρχικές ποσότητες mol y και x αντίστοιχα. 1 ο μέρος: Με το διάλυμα Ι σε NaOH αντιδρά μόνο η H HH () OH

4 OH H HH + 4I + 6NaOH H OONa + HI + NaI + H O m 78,8 nhi 0, mol x M 94 r ο μέρος: Με το όξινο διάλυμα MnO 4 αντιδρούν και τα δύο ισομερή ( και y mol αντίστοιχα). Άρα: H H HOH + 4MnO 4 + 6H SO 4 H H OOH + SO 4 + 4MnSO H O 4y y mol mol H H(OH)H + MnO 4 + H SO 4 H OH + SO 4 + MnSO 4 + 8H O x mol 4y x nmno mol 4y 0,4 4 Άρα: 0, y 0,mol n MnO V 0,1,0,mol 4 Επομένως, οι αρχικές ποσότητες των ισομερών είναι 0,6 mol H H H OH και 0,4 mol H H(OH)H. ΘΕΜΑ Δ Δ1. Διάλυμα Α: Μ HO H OONa H OO Na αρχ. 0,1 τελ. 0,1 0,1 To Na + δεν αντιδρά με το Η Ο (ΝaΟΗ = ισχυρή βάση) Μ H OO + Η Ο HOOH OH I ισορ. 0,1 x x x 0,1 x 0,1M 14 9 a b w b x 0,1 b x b 0,1 M OH Άρα: poh log OH ph 9 Δ. Αραίωση διαλύματος Α OH ph Άρα: ph 8 Μ HO H OONa H OO Na αρχ. τελ. Δ. Μ H OO + Η Ο HOOH OH αρχ. I ισορ. y y y 6 ph 8 poh 6 OH M y 1 y y b 9 b 0,,01 Νόμος αραίωσης: V VV 1L 0,001 Άρα: V V V 00mL ml V 990mL HOONa M HO HO n V 0,,01 mol n V 0,01V V Hl Hl Hl Hl mol

5 Πραγματοποιείται η αντίδραση διπλής αντικατάστασης. mol H OONa + Ηl HOOH Nal αρχ. V Hl Για να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα θα πρέπει να βρίσκεται σε περίσσεια το H OONa. Άρα: mol H OOΝa + Ηl HOOH Nal Nal: Ουδέτερο άλας δεν αρχ. V Hl επηρεάζει το ph του διαλύματος τελ. V Hl V Hl V Hl V Hl HOONa β Εξίσωση Henderson Hasselbalch V Hl ο H OOΗ VHl VHl Άρα: VHl VHl V Hl 0, 0L VHl 0mL Δ4. Οι συγκεντρώσεις των δύο αλάτων στο τελικό διάλυμα είναι οι εξής: 0,1 0,01 HOONa : A VA A VΓ A 0,0M 0,0,04 NaF : BVB BV Γ B 0,8M 0,0 Διάλυμα Γ: Μ HO H OONa H OO Na αρχ. 0,0 τελ. 0,0 0,0 β β a β o o o ph p log log Μ HO NaF Na F αρχ. 0,8 τελ. 0,8 0,8 Μ H OO + Η Ο HOOH OH αρχ. 0,0 I ισορ. 0,0 ω ω ω Μ F + Η Ο HF OH αρχ. 0,8 Ισορ. 0,8 z z z EI (OH ): [OH ] = ω + z ω(ω z) 9 ω(ω z) 11 b ω(ω z) HOO 0,0 0,0 w Κb F a z(ω z) z(ω z) 0,8 0, z(ω z) bf + (ω z) ω z M [OH ] 9 [OH ] M HO M phγ 9 Επιμέλεια Τσικαλάς Γιάννης Κυριακάκης Μιχάλης