ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΚΠ. ΕΤΟΥΣ

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιάννου, Στέφανος Γεροντόπουλος, Σταυρούλα Γκιτάκου ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερτήσεις Α1 ές και Α5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σστή απάντηση. A1. Δίνεται η ισορροπία: 2A(g) + B(g) Γ(g) Προσθέτουμε σε κενό δοχείο ίσο αριθμό mol Β και Γ και καθόλου A. Στην ισορροπία θα έχουμε οπσδήποτε: α. [Α] = [Β] β. [Α] < [Γ] γ. [Β] > [Γ] δ. [Β] = [Γ] A2. Σε ποιο από τα παρακάτ υδατικά διαλύματα ίδιας συγκέντρσης μπορεί να εφαρμοστεί ο νόμος αραίσης του Ostwald; α. HCl β. HF γ. H2SO4 δ. ΚΟΗ A3. Σε 100 ml υδατικού διαλύματος CΗ3COOH, διάλυμα Δ1, προστέτουμε 800 ml νερό διατηρώντας σταθερή την θερμοκρασία οπότε προκύπτει διάλυμα Δ2. Ποια από τις επόμενες σχέσεις είναι λανθασμένη; α. [H3O+]2 = 3[H3O+]1 β. ph1 < ph2 γ. Κa(CΗ3COOH) = σταθερή δ. α2 = 3α1 Να θερήσετε ότι επιτρέπονται οι γνστές προσεγγίσεις. A4. Υδατικό διάλυμα ΚΟΗ συγκέντρσης 10-8 Μ στους 25 οc έχει ph: α. 6 β. 6,98 γ. 7,02 δ. 8 Σελίδα 1 από 6

2 A5. Σε υδατικό διάλυμα ασθενούς οξέος ΗΑ όγκου V προσθέτουμε ποσότητα νερού για να μεταβάλλουμε το ph κατά μια μονάδα. Ο όγκος νερού που θα προσθέσουμε είναι: α. 9V β. 10V γ. 100V δ. 99V Να θερήσετε ότι επιτρέπονται οι γνστές προσεγγίσεις. ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε στην κόλλα σας καθεμία από τις επόμενες προτάσεις ς ΣΩΣΤΗ ή ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ. i. Αν διπλασιάσουμε τον όγκο ενός δοχείου, υπό σταθερή θερμοκρασία, στο εστερικό του οποίου έχει αποκατασταθεί η χημική ισορροπία: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) τότε η συγκέντρση του CO2 υποδιπλασιάζεται. ΣΩΣΤΗ ii. Όλα τα υδραλογόνα όταν διαλύονται στο νερό ιοντίζονται σε ποσοστό 100 %. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ iii. Κατά την αραίση, υπό σταθερή θερμοκρασία, υδατικού διαλύματος του οξέος ΗΑ ο βαθμός ιοντισμού του αυξάνει. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ iv. Κατά τη διάλυση HCN στο νερό μέχρι να δημιουργηθεί διάλυμα 1 Μ προκύπτουν ιόντα CN- 1 Μ. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ v. Κατά την ανάμειξη διαλυμάτν ΝΗ4Cl και CH3NH3Cl έχουμε επίδραση κοινού ιόντος στα Η3Ο+. ΣΩΣΤΗ x 1 Β2. Αντιστοιχήστε το κάθε διάλυμα της στήλης (I) με την τιμή ph της στήλης (II). Δίνεται ότι όλα τα δαλύματα είναι στους 25 οc. Α. Β. Γ. Δ. Ε. Ζ. Η. Θ. (I) διάλυμα NaOH 0,01 M διάλυμα HCl 0,01 M διάλυμα Ca(OH)2 0,05 M διάλυμα CH3NH2 0,2 M διάλυμα CH3COOH 0,2 M διάλυμα HCl 0,2 M διάλυμα CH3COOH 0,1 M διάλυμα CH3NH2 0,1 M (II) i. ii. iii. iv. v. vi. vii. viii. 2,7 11, ,7 2,9 11,1 Μονάδες 8 x 1 Α. Β. Γ. Δ. Ε. Ζ. Η. Θ. Σελίδα 2 από 6 διάλυμα NaOH 0,01 M διάλυμα HCl 0,01 M διάλυμα Ca(OH)2 0,05 M διάλυμα CH3NH2 0,2 M διάλυμα CH3COOH 0,2 M διάλυμα HCl 0,2 M διάλυμα CH3COOH 0,1 M διάλυμα CH3NH2 0,1 M ,3 2,7 0,7 2,9 11,1

3 Β3. Δίνονται τα υδατικά διαλύματα: Διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗΑ 0,1 Μ, θερμοκρασίας 25 oc όπου το ΗΑ παρουσιάζει βαθμό ιοντισμού 1 %. Διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗΒ 0,02 Μ, θερμοκρασίας 35 oc όπου το ΗΑ παρουσιάζει βαθμό ιοντισμού 2 %. Να συγκρίνετε, αν είναι δυνατόν, τα οξέα ΗΑ και ΗΒ ς προς την ισχύ τους. Μονάδες 6 Πινακάκι 4 γραμμών με C(HA) και a1. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ HA βρίσκουμε Ka(HA) = Πινακάκι 4 γραμμών με C(HB) και a2. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ HB βρίσκουμε Ka(HB) = Παρατηρούμε ότι Ka(HB) < Ka(HΑ) παρόλο που το διάλυμα του ΗΒ βρίσκεται σε υψηλότερη θερμοκρασία από το ΗΑ. Με δεδομένο ότι η Ka ενός οξέος μειώνεται με την μείση της θερμοκρασίας είναι προφανές ότι Ka(HB) < Ka(HΑ) και στους 25 oc. Άρα ΗΑ ισχυρότερο οξύ από το ΗΒ. Β4. Δύο υδατικά διαλύματα Δ1 και Δ2 περιέχουν τα οξέα ΗA και ΗB σε συγκεντρώσεις 0,1 Μ και Μ αντίστοιχα. Τα διαλύματα αυτά έχουν το ίδιο pη που είναι ίσο με 3,1. Να συγκρίνετε την ισχύ τν οξέν ΗΑ και ΗB. Δίνονται Κw = και log2 = 0,3. Μονάδες 6 ph = 3,1 ή ph = 4 0,9 ή log[h3o+] = -log10-4 3log2 ή log[h3o+] = -log ή [H3O+] = Προφανώς αφού C(HA) > Μ το HA είναι ασθενές οξύ. C(HΒ) = Μ το HΒ είναι ισχυρό οξύ άρα ΗΒ ισχυρότερο οξύ από ΗΑ. ΘΕΜΑ Γ Δίνεται διάλυμα το οποίο περιέχει το ασθενές οξύ CH3COOH σε συγκέντρση 0,1 M και το άλας CH3COONa σε συγκέντρση 0,1 M, διάλυμα Δ1. Γ1. Ποιο το pη του διαλύματος Δ1; () Πινακάκι 2 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(1) για την διάσταση του άλατος, πινακάκι 4 γραμμών με CΟΞΕΟΣ(1) και x για τον ιοντισμό του CH3COOH, Ε.Κ.Ι στα CH3COO -. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ CH3COOH βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, x = 10-5 mol/l άρα pη = 5. Γ2. Ποιος ο βαθμός ιοντισμού του CH3COOH στο διάλυμα Δ1; () Γ3. Πόσα mol CH3COOH πρέπει να προστεθούν, χρίς αλλαγή του όγκου του διαλύματος, σε 200 ml του Δ1 για να μεταβληθεί το pη κατά μία μονάδα; () Με την προσθήκη του CH3COOH το ph θα μειθεί και θα γίνει ίσο με 4 άρα [Η3Ο +] = y = 10-4 mol/l. Πινακάκι 2 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(1) για την διάσταση του άλατος, πινακάκι 4 γραμμών με CΟΞΕΟΣ(2) και y για τον ιοντισμό του CH3COOH, Ε.Κ.Ι στα CH3COO -. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ CH3COOH βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, CΟΞΕΟΣ(2) = 1 Μ. Για να βρούμε τα mol του Σελίδα 3 από 6

4 CH3COOH που πρέπει να προστεθούν χρησιμοποιούμε τον τύπο: n1 + nοξεοσ = nτελικα ή C1 V1 + nοξεοσ = CΤΕΛ VΤΕΛ ή 0,2 0,1 + nοξεοσ = 1 0,2 ή nοξεοσ = 0,18 mol. Γ4. Πόσα g CH3COONa πρέπει να προστεθούν, χρίς αλλαγή του όγκου του διαλύματος, σε 200 ml του Δ1 για να μεταβληθεί το pη κατά μία μονάδα; () Με την προσθήκη του CH3COONa το ph θα μεγαλώσει και θα γίνει ίσο με 6 άρα οπότε [Η3Ο +] = y = 10-6 mol/l. Πινακάκι 2 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(2) για την διάσταση του άλατος, πινακάκι 4 γραμμών με CΟΞΕΟΣ(1) και z για τον ιοντισμό του CH3COOH, Ε.Κ.Ι στα CH3COO -. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ CH3COOH βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, CΑΛΑΤΟΣ(2) = 1 Μ. Για να βρούμε τα mol του στερεού που πρέπει να προστεθούν χρησιμοποιούμε τον τύπο: n1 + nαλατοσ = nτελικα ή C1 V1 + nαλατοσ = CΤΕΛ VΤΕΛ ή 0,2 0,1 + nαλατοσ = 1 0,2 ή nστερεου = 0,18 mol ή 14,76 g. Γ5. Πόσα L αερίου ΗCl, μετρημένα σε STP συνθήκες, πρέπει να προστεθούν, χρίς αλλαγή του όγκου του διαλύματος, σε 400 ml του Δ1 για να προκύψει διάλυμα με ph = 2,85; () Έχουμε ανάμιξη διαλυμάτν ουσιών που αντιδρούν μεταξύ τους. Βρίσκουμε τα mol της καθεμίας: mol CH3COOH = 0,1 0,4 = 0,04 mol CH3COONa = 0,1 0,4 = 0,04 mol HCl = n mol Αρχικά Αντιδρούν Παράγονται Τελικά CH3COONa 0,04 0,04 - x + ΗCl n n- CH3COOH 0,04 0, NaCl Αφού το ph του διαλύματος που προκύπτει είναι ίσο με 2,85 δεν μπορούμε να γνρίζουμε ποιο αντιδρών είναι σε έλλειψη και ποιο σε περίσσεια. Έστ ότι γίνεται πλήρης εξουδετέρση οπότε 0,04 = 0 ή = 0,04 και n = 0 ή = n ή n = 0,04 Στο διάλυμα που προκύπτει έχουμε το ασθενές οξύ CH3COOH με συγκέντρση: Πινακάκι 4 γραμμών με CΟΞΕΟΣ και κ. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ CH3COOH βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, κ = 21/ mol/l άρα pη = 2,85 οπότε ήταν ορθή η υπόθεσή μας. Δίνεται Κa(CH3COOH) = 10-5, Ar(C) = 12, Ar(H) = 1, Ar(O) = 16, Ar(Na) = 23, log2 = 0,3, Kw = 10-14, από τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπονται οι γνστές προσεγγίσεις. Σελίδα 4 από 6

5 ΘΕΜΑ Δ Δίνονται τα εξής υδατικά διαλύματα: Διάλυμα του ασθενούς οξέος CH3COOH 0,1 Μ, διάλυμα Δ1. Διάλυμα του ασθενούς οξέος HCOOH 1 Μ, διάλυμα Δ2. Διάλυμα του άλατος CH3COOΝa 0,1 Μ, διάλυμα Δ3. Διάλυμα του άλατος HCOOΝa 1 Μ, διάλυμα Δ4. Δ1. Ποιο είναι το ph του διαλύματος Δ1; (5 μονάδες) Πινακάκι 4 γραμμών με CΟΞΕΟΣ(1) και x. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ CH3COOH βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, x = 10-3 mol/l άρα pη = 3. Δ2. Ποιο είναι το ph του διαλύματος Δ4; (5 μονάδες) Πινακάκι 2 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(1) για την διάσταση του άλατος, πινακάκι 4 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(1) και y για τον ιοντισμό του HCOO-. Από την έκφραση της Kb για το HCOO- βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, y = 10-5 mol/l άρα poη = 5 οπότε ph = 9. Δ3. Να αποδείξετε ότι κατά την ανάμιξη τν διαλυμάτν Δ3 και Δ4, με οποιαδήποτε αναλογία, προκύπτει διάλυμα Δ5 με ph ίσο με 9. (7 μονάδες) Έστ V1 L από το διάλυμα Δ3 και V2 L από το διάλυμα Δ4. Αναμιγνύονται διαλύματα που δεν αντιδρούν οπότε οι συγκεντρώσεις τν αλάτν στο τελικό διάλυμα είναι: 0,1V1 V2 CΑΛΑΤΟΣ(2) = CΑΛΑΤΟΣ(3) = V1 + V2 V1 + V2 Πινακάκι 2 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(2) για την διάσταση του CH3COOΝa, πινακάκι 4 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(2) και κ για τον ιοντισμό του CH3COO-. Πινακάκι 2 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(3) για την διάσταση του HCOOΝa, πινακάκι 4 γραμμών με CΑΛΑΤΟΣ(3) και λ για τον ιοντισμό του CH3COO-. Ε.Κ.Ι στα ΟΗ-. Από την έκφραση της Kb(CH3COO-) για το CH3COO-, την έκφραση της Kb(HCOO-) για το HCOO- και με δεδομένο ότι κ + λ = 10-5 Μ αφού ph = 9 άρα poh = 5 βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, 0V1 = 0V2. Άρα κατά την ανάμιξη τν διαλυμάτν Δ3 και Δ4, με οποιαδήποτε αναλογία, προκύπτει διάλυμα Δ5 με ph ίσο με 9. Δ4. Αναμιγνύουμε 100 ml του διαλύματος Δ1 με 10 ml του διαλύματος Δ2. Στο διάλυμα που προκύπτει προσθέτουμε 0,01 mol KOH και αραιώνουμε στα 1000 ml οπότε παράγεται διάλυμα Δ6. Να βρείτε το ποσοστό εξουδετέρσης του κάθε οξέος στο διάλυμα Δ6. (8 μονάδες) Έχουμε ανάμιξη διαλυμάτν ουσιών που αντιδρούν μεταξύ τους. Βρίσκουμε τα mol της καθεμίας: mol CH3COOH = 0,1 0,1 = 0,01 mol HCOOH = 0,01 1 = 0,01 mol ΚΟΗ = 0,01 Η ποσότητα του ΚΟΗ δεν επαρκεί για να εξουδετερώσει την ποσότητα και τν δύο οξέν. Άρα mol του ΚΟΗ θα αντιδράσουν με το CH3COOH και mol του ΚΟΗ θα αντιδράσουν με το HCOOH. Σελίδα 5 από 6

6 Προφανώς + = 0,01 mol Αρχικά Αντιδρούν Παράγονται Τελικά CH3COOH 0,01 0, KOH - CH3COOK + H2O mol Αρχικά Αντιδρούν Παράγονται Τελικά HCOOH 0,01 0,01 + KOH - HCOOK + H2O Στο διάλυμα που προκύπτει έχουμε το ασθενές οξύ CH3COOH με συγκέντρση C(CH3COOH) = (0,01 - ) M = M το ασθενές οξύ HCOOH με συγκέντρση C(HCOOH) = (0,01 ) M = M, το άλας CH3COOK με συγκέντρση C(CH3COOΚ) = M και το άλας HCOOK με συγκέντρση C(HCOOK) = M. Πινακάκι 2 γραμμών με C(CH3COOΚ) για την διάσταση του CH3COOΚ, πινακάκι 4 γραμμών με C(CH3COOH) και α για τον ιοντισμό του CH3COΟΗ. Πινακάκι 2 γραμμών με C(HCOOΚ) για την διάσταση του HCOOΚ, πινακάκι 4 γραμμών με C(HCOOH) και β για τον ιοντισμό του CH3COΟΗ. Ε.Κ.Ι στα Η3Ο+, CH3COO- και HCOO-. Διαιρώντας κατά μέλη την έκφραση της Ka(CH3COOH) για το CH3COOH με την έκφραση της Ka(HCOOH) για το HCOΟΗ κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις βρίσκουμε = 3,16 οπότε 76% του ΚΟΗ αντιδρά με το HCOOH και 24% με το CH3COOH. Δίνεται Kw = 10-14, 101/2 = 3,16, Κa(CH3COOH) = 10-5, Ka(HCOOH) = 10-4, από τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπονται οι γνστές προσεγγίσεις. ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!! Σελίδα 6 από 6