ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/03/2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Στέφανος Γεροντόπουλος, Σταυρούλα Γκιτάκου

Transcript

1 ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 19/03/017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίος Ιωάου, Στέφαος Γεροτόπουλος, Σταυρούλα Γκιτάκου ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α5 α γράψετε στο τετράδιό σας το αριθό της ερώτησης και δίπλα το γράα που ατιστοιχεί στη σωστή απάτηση. A1. Σε ποια από τις επόεες εταπτώσεις του ηλεκτροίου στο άτοο του υδρογόου εκπέπεται ακτιοβολία ε ικρότερο ήκος κύατος; α. από n = 3 σε n = β. από n = 4 σε n = γ. από n = σε n = 1 δ. από n = 4 σε n = 3 A. Η άζα του πρωτοίου, m(p) είαι 1836 φορές εγαλύτερη από τη άζα του ηλεκτροίου, m(e). Α τα δύο αυτά σωατίδια κιούται ε ταχύτητες u(p) και u(e) και ατιστιχού σε ίδιο ήκος κύατος σύφωα ε τη κυατική θεωρία της ύλης του de Broglie, η σχέση που συδέει τις u(p) και u(e) είαι: α. u(p) = 1836 u(e) β. u(e) = 1836 u(p) γ. u(p) = u(e) δ. u(p) u(e) = 1836 A3. Στο άτοο του 33As στη θεελιώδη κατάσταση ο αριθός τω ηλεκτροίω ε mℓ = 0 είαι: α. 16 β. 15 γ. 10 δ. 1 A4. Στο άτοο του 4Cr στη θεελιώδη κατάσταση ο αριθός τω οήρω ηλεκτροίω είαι: α. 4 β. 5 γ. 6 δ. 0 A5. Από τα παρακάτω σωατίδια εγαλύτερο έγεθος έχει το: α. 0Ca β. 19K γ. 19K δ. 0Ca Σελίδα 1 από 7

2 ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε στη κόλλα σας καθεία από τις επόεες προτάσεις ως Σωστή ή Λαθασέη. i. Το ποσό της εέργειας που πορεί α απορροφήσει το άτοο του υδρογόου είαι κβατισέο. Σωστή ii. Όλα τα στοιχεία του τοέα s βρίσκοται στις ΙΑ και ΙΙΑ οάδες του περιοδικού πίακα. Λαθασέη. iii. Στα στοιχεία ετάπτωσης της 4ης περιόδου έχουε πλήρωση της 4d υποστιβάδας. Λαθασέη. iv. Η εέργεια πρώτου ιοτισού του Na είαι 496 Kj/, συεπώς για τη αποάκρυση εός ηλεκτροίου από το άτοο του ατρίου σε θεελιώδη κατάσταση και σε αέρια φάση απαιτούται 496 Kj. Λαθασέη. v. Στα άτοα τω στοιχείω της 14ης οάδας του περιοδικού πίακα και στη θεελιώδη κατάσταση τα ηλεκτρόια τους έχου συολικό άθροισα τω κβατικώ αριθώ του spin ίσο ε ηδέ. Λαθασέη. 1 Β. Για τα χηικά στοιχεία Χ, Ψ έχουε τις παρακάτω πληροφορίες: Αήκου σε κύριες οάδες της 4ης περιόδου του περιοδικού πίακα Έχου το καθέα από οήρη ηλεκτρόια Το άτοο του Χ έχει εγαλύτερη ατοική ακτία από του Ψ. Να υπολογίσετε: i. Τους ατοικούς αριθούς τω Χ και Ψ. Αφού τα χηικά στοιχεία Χ, Ψ αήκου σε κύριες οάδες της 4ης περιόδου του περιοδικού πίακα, έχου το καθέα από οήρη ηλεκτρόια και το άτοο του Χ έχει εγαλύτερη ατοική ακτία από του Ψ οι ατοικοί τους αριθοί θα είαι: Χ: 1s s p6 3s 3p6 4s 3d10 4p 1s s p6 3s 3p6 3d10 4s 4p άρα Ζ(Χ) = 3 Ψ: 1s s p6 3s 3p6 4s 3d10 4p4 1s s p6 3s 3p6 3d10 4s 4p4 άρα Z(Ψ) = 34 Μοάδες 4 ii. Πόσα ηλεκτρόια ε ℓ = 1 υπάρχου στο άτοο του Ψ στη θεελιώδη κατάσταση. ℓ = 1 έχου τα ηλεκτρόια τω p υποστιβάδω δηλαδή 16 ηλεκτρόια στο άτοο του Ψ στη θεελιώδη κατάσταση. Μοάδες 1 iii. Το ατοικό αριθό του ηλεκτροθετικότερου στοιχείου της περιόδου που αήκου τα Χ και Ψ. Είαι το αλκάλιο της 4ης περιόδου που έχει ηλεκτροιακή δοή 1s s p6 3s 3p6 4s1 ε Ζ = 19. Μοάδες 1 Β3. Να συγκρίετε ως προς το έγεθος τα παρακάτω ζεύγη: i. 1Mg και 16S Η ατοική ακτία του 1Mg είαι εγαλύτερη από τη ατοική ακτία του 16S γιατί βρίσκοται στη ίδια περίοδο όως το 16S έχει εγαλύτερο ατοικό αριθό συεπώς εγαλύτερο δραστικό πυρηικό φορτίο ε αποτέλεσα λόγω εγαλύτερης έλξης τω ηλεκτροίω της εξωτερικής στιβάδας από το πυρήα α έχει ικρότερη ατοική ακτία. Σελίδα από 7

3 ii. Β4. 17Cl και 15P-3 Το 15P-3 έχει εγαλύτερο έγεθος από το 17Cl- γιατί τα δύο ιότα έχου τη ίδια ηλεκτροιακή δοή όως το 17Cl- έχει εγαλύτερο ατοικό αριθό συεπώς εγαλύτερο δραστικό πυρηικό φορτίο ε αποτέλεσα λόγω εγαλύτερης έλξης τω ηλεκτροίω της εξωτερικής στιβάδας από το πυρήα α έχει ικρότερη ακτία. Μοάδες Να εξηγήσετε γιατί η εέργεια ου ιοτισού του 11Na είαι πολύ εγαλύτερη από τη εέργεια ου ιοτισού του 1Mg; 19Na: 1s s p6 3s1 1s s p6 1s s p5 ηλεκτροιακή δοή ευγεούς αερίου 1Mg: 6 1s s p 3s 6 1 1s s p 3s 1s s p 6 Παρατηρούε ότι η απόσπαση του ηλεκτροίου κατά το ο ιοτισό στο Na γίεται από τη στιβάδα L και από ηλεκτροιακή δοή ευγεούς αερίου εώ στο Mg από τη στιβάδα Μ, που βρίσκεται πιο ακριά από το πυρήα και από ηλεκτροιακή δοή η οποία δε είαι ευγεούς αερίου. Τα παραπάω αιτιολογού γιατί η εέργεια ου ιοτισού του 11Na είαι πολύ εγαλύτερη από τη εέργεια ου ιοτισού του 1Mg. Μοάδες 4 Β5. Διάλυα HF και διάλυα HCl βρίσκοται σε θεροκρασία θ1 οc και έχου τη ίδια τιή ph. Ψύχουε και τα δύο διαλύατα σε θεροκρασία θ οc. i. Στους θοc θα ισχύει: α. Το διάλυα του HF θα έχει ικρότερη τιή ph. β. Το διάλυα του HCl θα έχει ικρότερη τιή ph. γ. Τα δύο διαλύατα θα έχου ίδια τιή ph. Να επιλέξετε τη σωστή απάτηση. Μοάδες ii. Να αιτιολογήσετε τη επιλογή σας. To HF είαι ασθεές οξύ ε αποτέλεσα η είωση της θεροκρασίας α ετατοπίζει τη ιοτική ισορροπία του ιοτισού του προς τ αριστερά α ειώεται η συγκέτρωση του Η3Ο και α αυξάεται το ph του διαλύατος. Ατίθετα το HCl ιοτίζεται πλήρως ε αποτέλεσα η εταβολή της θεροκρασίας α η εταβάλλει τη συγκέτρωση του Η3Ο και το ph του διαλύατος. Μοάδες 4 Να θεωρήσετε ότι σε κάθε περίπτωση το ph του διαλύατος καθορίζεται όο από το ιοτισό του οξέος. Σελίδα 3 από 7

4 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Δίεται διάλυα του άλατος NH4Cl 1 M, διάλυα Δ1, το οποίο έχει ph = 4,5. Να υπολογίσετε τη σταθερά ιοτισού της NH3. Πιακάκι γραώ ε CΑΛΑΤΟΣ(1) για τη διάσταση του άλατος, πιακάκι 4 γραώ ε CΑΛΑΤΟΣ(1) και για το ιοτισό του ΝH4. Επειδή pη = 4,5 θα έχουε = 10-4,5 Μ. Από τη έκφραση της Ka για το NH4 βρίσκουε Ka = 10-9 και από τη σχέση Ka Kb= Kw για τη ΝΗ3 βρίσκουε Kb(ΝΗ3) = 10-5 Γ. Πόσα ml ερού πρέπει α προστεθού σε 00 ml του Δ1 για α διπλασιαστεί ο βαθός ιοτισού του NH4; Στο διάλυα Δ1 το NH4 έχει βαθό ιοτισού α1 = 10-4,5. Με τη αραίωση ο βαθός ιοτισού διπλασιάζεται συεπώς στο έο διάλυα, Δ θα έχει a = 10-4,5. Πιακάκι γραώ ε CΑΛΑΤΟΣ() για τη διάσταση του άλατος, πιακάκι 4 γραώ ε CΑΛΑΤΟΣ() και a για το ιοτισό του ΝH4. Από τη έκφραση της Ka για το NH4 βρίσκουε CΑΛΑΤΟΣ() = 0,5 M και από το όο της αραίωσης V = 0,8 L ή 800 ml άρα πρέπει α προστεθού 600 ml ερού. Γ3. Πόσα NH3 πρέπει α προστεθού, χωρίς αλλαγή του όγκου του διαλύατος σε 400 ml του Δ1 για α εταβληθεί το pη κατά 3,5 οάδες; Με τη προσθήκη της ΝΗ3 το ph θα αυξηθεί κατά 3,5 οάδες συεπώς στο έο διάλυα θα έχουε ph = 8 και poh = 6 και [ΟΗ-] = 10-6 Μ. Πιακάκι γραώ ε CΑΛΑΤΟΣ(1) για τη διάσταση του άλατος, πιακάκι 4 γραώ ε CΒΑΣΗΣ(1) και y = [ΟΗ-] = 10-6 Μ για το ιοτισό της ΝΗ3, Ε.Κ.Ι στo NH4. Από τη έκφραση της Kb για τη ΝΗ3 κάοτας τις κατάλληλες προσεγγίσεις βρίσκουε ότι CΒΑΣΗΣ(1)= 0,1 Μ άρα πρέπει α προσθέσουε 0,04 ΝΗ3. Μοάδες 7 Γ4. Πόσα γραάρια πρέπει α προσθέσουε σε 100 ml του Δ1, χωρίς αλλαγή του όγκου του διαλύατος, για α προκύψει ρυθιστικό διάλυα ε ph = 9. Έχουε αάιξη ουσιώ που ατιδρού εταξύ τους. Βρίσκουε τα της καθείας: NH4Cl = 1 0,1 = 0,1 = n Παράγοται NH4Cl 0,1 0,1 - n n- NH3 NaCl HO Για α προκύψει ρυθιστικό διάλυα ε ph = 9 πορούε α συπεράουε ότι το βρίσκεται σε έλλειψη και το NH4Cl σε περίσσεια. Οπότε n = 0 ή = n. Στο διάλυα που προκύπτει έχουε NH3 και NH4Cl ε συγκετρώσεις: Σελίδα 4 από 7

5 ph = 9 και poh = 5 και [ΟΗ-] = 10-5 Μ. Πιακάκι 4 γραώ ε CΒΑΣΗΣ() και z = [ΟΗ-]= 10-5 Μ για το ιοτισό της ΝΗ3, πιακάκι γραώ ε CΑΛΑΤΟΣ(3) για τη διάσταση του NH4Cl, Ε.Κ.Ι στo NH4. Από τη έκφραση της Kb για τη ΝΗ3, και κάοτας τις κατάλληλες προσεγγίσεις βρίσκουε ότι n = 0,05 ή g. Μοάδες 8 Δίεται ότι Kw = 10-14, Ar(Na) = 3, Ar(Ο) = 16, Ar(H) = 1 και ότι τα δεδοέα του προβλήατος επιτρέπου τις γωστές προσεγγίσεις. ΘΕΜΑ Δ Δίοται τα παρακάτω υδατικά διαλύατα: Διάλυα Δ1: HF 0,1 M ε ph =,5 Διάλυα Δ: CH3COOH 0,1 M Διάλυα Δ3: ε ph = 13 Δ1. Να υπολογίσετε τη συγκέτρωση του διαλύατος Δ3. Πιακάκι γραώ ε C() για τη διάσταση του. Επειδή ph = 13 έχουε poh = 1 και C() = 0,1 Μ. Μοάδες 3 Δ. Να υπολογίσετε τη σταθερά ιοτισού του HF. Στο διάλυα Δ1 ph =,5 άρα [Η3Ο] = = 10-,5 Μ. Πιακάκι 4 γραώ για το ιοτισό του ΗF ε C(ΗF) = 0,1 M και. Aπό τη έκφραση της Ka ε τις κατάλληλες προσεγγίσεις βρίσκουε Ka(HF) = Μοάδες 3 Δ3. Με ποια ααλογία όγκω πρέπει α ααειχθού τα διαλύατα Δ και Δ3 για α προκύψει ρυθιστικό διάλυα ε ph = 5; Έχουε αάιξη διαλυάτω ουσιώ που ατιδρού εταξύ τους. Βρίσκουε τα της καθείας: CH3COOH = 0,1 V = 0,1 V3 Παράγοται CH3COOH CH3COONa 0,1 V 0,1 V3 - y 0,1 V - y y 0,1 V3 - y y HO Προκύπτει ρυθιστικό διάλυα άρα προφαώς 0,1 V3 - y = 0 ή y = 0,1V3 Στο ρυθιστικό διάλυα που προκύπτει έχουε το ασθεές οξύ CH3COOH και το άλας CH3COONa ε συγκετρώσεις: Σελίδα 5 από 7

6 Εφαρόζοτας τη εξίσωση Henderson - Hasselbalch βρίσκουε ότι V/V3 = Δ4. Ααειγύοται 100 ml του διαλύατος Δ1 ε 100 ml του διαλύατος Δ και ε αραίωση σχηατίζεται διάλυα Δ4 όγκου 1 L. Να υπολογίσετε τη συγκέτρωση του H3O στο διάλυα Δ4 Πιακάκι 4 γραώ ε CΟΞΕΟΣ(1) και κ για το ιοτισό του HF, πιακάκι 4 γραώ ε CΟΞΕΟΣ() και λ για το ιοτισό του CH3COOH, Ε.Κ.Ι στα H3O. Από τη έκφραση της Ka για το ασθεές οξύ HF και της Ka για το ασθεές οξύ CH3COOH βρίσκουε, κάοτας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, y = 10-3,5 M δηλαδή [H3O] = 10-3,5 Μ. Μοάδες 7 Δ5. Ααειγύοται L του διαλύατος Δ1 ε 0, L του διαλύατος Δ και, L του διαλύατος Δ3 και ε αραίωση σχηατίζεται διάλυα Δ5 όγκου 10 L. Να υπολογίσετε τη συγκέτρωση του OH- στο διάλυα Δ4. Έχουε αάιξη διαλυάτω ουσιώ που ατιδρού εταξύ τους. Βρίσκουε τα της καθείας: HF = 0,1 = 0, CH3COOH = 0,1 0, = 0,0 = 0,1, = 0, Παράγοται HF 0, 0, - 0, 0, - NaF HO Προφαώς 0, - = 0 ή = 0, άρα αποέου 0,0. Παράγοται CH3COOH 0,0 0,0-0,0 0,0 - CH3COONa HO Προφαώς 0,0 - = 0 ή = 0,0. Δηλαδή στο διάλυα Δ4 υπάρχου 0, NaF και 0,0 CH3COONa ε συγκετρώσεις 0,0 Μ και 0,00 Μ ατίστοιχα. Πιακάκι γραώ ε 0,0 Μ για τη διάσταση του NaF, πιακάκι 4 γραώ ε 0,0 Μ και z για το ιοτισό του F-. Πιακάκι γραώ ε 0,00 Μ για τη διάσταση του CH3COONa, πιακάκι 4 γραώ ε 0,00 Μ Σελίδα 6 από 7

7 και ω για το ιοτισό του CH3COO-. Έχουε Ε.Κ.Ι. στο ΟΗ- ε [ΟΗ-] = (z ω) Μ. Από τη έκφραση της Kb για τη ασθεή βάση F- και της Kb για τη ασθεή βάση CH3COO- βρίσκουε, κάοτας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, z ω = 10-6 M οπότε [ΟΗ-] = 10-6 M. Μοάδες 7 Δίεται ότι Kw = 10-14, Ka(CH3COOH) = 10-5 και ότι τα δεδοέα του προβλήατος επιτρέπου τις γωστές προσεγγίσεις. ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!! Σελίδα 7 από 7