ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Transcript

1 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑ 1 ο Για τις ερωτήσεις να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση 1.1. Τι είδους τροχιακό περιγράφεται από τους κβαντικούς αριθµούς n = 3 και l = ; α. 3d β. 3f γ. 3ρ δ. 3s 1.. Ποια από τις παρακάτω ηλεκτρονιακές δοµές αντιστοιχεί σε διεγερµένη κατάσταση του ατόµου του φθορίου ( 9 F); α.1s s p 6 β. 1s s p 5 γ.1s s 1 p 6 δ.1s 1 s 1 p Ποια από τις παρακάτω ενώσεις αντιδρά µε αλκοολικό διάλυµα NaOH; α. CH 3 CH CH 3 β. CH 3 CH OH γ. CH C-CH 3 δ. CH 3 CH CH Cl 1.4. Σε αραιό υδατικό διάλυµα ΝΗ 3 όγκου V 1 µε βαθµό ιοντισµού α 1 (α 1 < 0,1) προσθέτουµε νερό σε σταθερή θερµοκρασία, µέχρι ο τελικός όγκος του διαλύµατος να γίνει 4V 1. Ο βαθµός ιοντισµού α της ΝΗ 3 στο αραιωµένο διάλυµα είναι: α. α = a 1 β. α = 4a 1 γ. α = α 1 δ. α = 1 a Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν γράφοντας στο τετράδιο σας δίπλα στο γράµµα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση τη λέξη "Σωστό", αν η πρόταση είναι σωστή, η "Λάθος", αν η πρόταση είναι λανθασµένη. α. Ο µαγνητικός κβαντικός αριθµός καθορίζει το µέγεθος του ηλεκτρονιακού νέφους. m l β. Στο HC CH τα δυο άτοµα του άνθρακα συνδέονται µεταξύ τους µε ένα σ και δυο π δεσµούς. γ. Με την προσθήκη στερεού NH 4 Cl σε υδατικό διάλυµα ΝΗ 3, µε σταθερή θερµοκρασία και χωρίς µεταβολή όγκου, η τιµή του ρη του διαλύµατος αυξάνεται. δ. Από τα κορεσµένα µονοκαρβοξυλικά οξέα (RCOOH) µόνο το µεθανικό οξύ (HCOOH) παρουσιάζει αναγωγικές ιδιότητες. ε. Στοιχείο που βρίσκεται στη θεµελιώδη κατάσταση και έχει ηλεκτρονιακή δοµή Is s p 3, ανήκει στην οµάδα 13 (IIIΑ) του Περιοδικού Πίνακα.

2 ΘΕΜΑ ο.1. ίνονται τα χηµικά στοιχεία 11 Na και 17 Cl. α. Ποιες είναι οι ηλεκτρονιακές δοµές των παραπάνω στοιχείων στη θεµελιώδη κατάσταση; Μονάδες β. Ποιο από τα δυο αυτά στοιχεία έχει τη µικρότερη ατοµική ακτίνα; (µονάδες 1) Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. (µονάδες 3) Μονάδες 4.. ιαθέτουµε τις οργανικές ενώσεις προπανικό οξύ (CH 3 CH COOH), προπανάλη (CH 3 CH CHO) και 1-βουτίνιο (CH CH CH 3 ) καθώς και τα αντιδραστήρια: αµµωνιακό διάλυµα χλωριούχου χαλκού I (CuCl/NH 3 ), όξινο ανθρακικό νάτριο (NaHCO 3 ), φελίγγειο υγρό (CuSO 4 /NaOH). Να γράψετε στο τετράδιο σας: α. για καθεµιά από τις παραπάνω οργανικές ενώσεις το αντιδραστήριο µε το οποίο αντιδρά. Μονάδες 3 β. σωστά συµπληρωµένες (σώµατα και συντελεστές) τις χηµικές εξισώσεις των αντιδράσεων που θα πραγµατοποιηθούν, όταν η καθεµιά οργανική ένωση αντιδράσει µε το αντιδραστήριο που επιλέξατε. Μονάδες 6.3. ιαθέτουµε τα υδατικά διαλύµατα 1, και 3 τα οποία περιέχουν HCl, CH 3 COONa και NH 4 Cl αντίστοιχα. Τα διαλύµατα αυτά βρίσκονται σε θερµοκρασία 5 C και έχουν την ίδια συγκέντρωση c. α. Να κατατάξετε τα παραπάνω διαλύµατα κατά σειρά αυξανόµενης τιµής ρη. Μονάδες 3 β. Να αιτιολογήσετε την απάντηση σας. Μονάδες 7 ΘΕΜΑ 3 ίνεται το διάγραµµα των παρακάτω χηµικών µετατροπών: α. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ,, Ε, Ζ, Θ και Κ. Μονάδες 16

3 β. Να γράψετε τη χηµική εξίσωση της αντίδρασης πλήρους οξείδωσης της οργανικής ένωσης Β σε CH 3 CH COOH µε διάλυµα ΚΜηΟ 4 οξινισµένου µε H SO 4 (KMnO 4 / H SO 4 ) (µονάδες 5). Πόσα ml διαλύµατος KMnO 4 0,1 Μ οξινισµένου µε H SO 4 απαιτούνται για την παραγωγή 0,0 mol CH 3 CH COOH από την ένωση Β; (µονάδες 4) Η παραπάνω αντίδραση θεωρείται µονόδροµη και ποσοτική. Μονάδες 9 ΘΕΜΑ 4 Σε δυο διαφορετικά δοχεία περιέχονται τα υδατικά διαλύµατα Ι: CH 3 COOH 0,1 Μ και : CH 3 COONa 0,01 Μ. Να υπολογίσετε: α. το ρη καθενός από τα παραπάνω διαλύµατα. Μονάδες 6 β. το ρη του διαλύµατος 3 που προκύπτει από την ανάµιξη ίσων όγκων από τα διαλύµατα 1 και. Μονάδες 8 γ. την αναλογία όγκων µε την οποία πρέπει να αναµίξουµε το διάλυµα 1 µε διάλυµα NaOH 0, Μ, έτσι ώστε να προκύψει διάλυµα 4 το οποίο να έχει ρη ίσο µε 4. Μονάδες 11 ίνεται ότι όλα τα διαλύµατα βρίσκονται στους 5 C και K a(ch3cooh) =10-5, K w = Να γίνουν όλες οι προσεγγίσεις που επιτρέπονται από τα αριθµητικά δεδοµένα του προβλήµατος.

4 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 ο 1.1. α 1.. γ 1.3. δ 1.4. α 1.5. α. Λάθος β. Σωστό γ. Λάθος δ. Σωστό ε. Λάθος ΘΕΜΑ ο.1 α. 11Να: 1s s p 6 3s 1 17Cl: 1s s p 6 3s 3p 5 β. Μικρότερη ατοµική ακτίνα έχει το Cl Αιτιολόγηση: Και τα στοιχεία βρίσκονται στην 3 η περίοδο. Το Να ανήκει στην 1 η οµάδα και το Cl στην 17 η οµάδα του περιοδικού πίνακα. Σύµφωνα µε τη θεωρία κατά µήκος µιας περιόδου η ατοµική ακτίνα ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά οπότε το Cl που βρίσκεται δεξιότερα έχει µικρότερη ατοµική ακτίνα... α. Το CH 3 CH COOH (προπανικό οξύ) αντιδρά µε NaHCO 3 (όξινο ανθρακικό νάτριο) Η CH 3 CH CHO (προπανάλη) αντιδρά µε (CuSO 4 /NaOH) φελίγγειο υγρό Το CH C CH CH 3 (1 βουτίνιο) αντιδρά µε CuCl/NH 3 (αµµωνιακό διάλυµα χλωριούχου χαλκού)...β. CH 3 CH COOH + NaHCO 3 CH 3 CH COONa + CO + H O CH 3 CH CHO + CuSO 4 + 5NaOH CH 3 CH COONa + Cu O + Na SO 4 +3H O CH C CH CH 3 + CuCl + NH 3 Cu - C C CH CH 3 + NH 4 Cl βουτινίδιο του χαλκού.3. α. ph < ph < ph (δµ HCl) (δµ NH 4Cl ) (δµ CH3 COONa) Αιτιολόγηση: Το HCl είναι ισχυρό οξύ και ιοντίζεται πλήρως σύµφωνα µε την αντίδραση: HCl + H O Cl - + H 3 O + To NH 4 Cl είναι άλας και διίσταται: ΝΗ 4 Cl NH Cl Ta ιόντα Cl δεν αντιδρούν µε το Η Ο γιατί προέρχονται από το ισχυρό οξύ HCl. Τα ιόντα NH 4 + αντιδρούν µε το Η Ο, γιατί προέρχονται από την ασθενή βάση ΝΗ 3 NH Η Ο ΝΗ3 + Η 3 Ο + Άρα το διάλυµα είναι όξινο, αλλά λιγότερο όξινο από το διάλυµα του ισχυρού οξέος ΗCl δηλαδή έχει µεγαλύτερο ph. Αντίστοιχα: Το CH 3 COONa είναι άλας και διίσταται: CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + Τα ιόντα Na + δεν αντιδρούν µε το Η Ο γιατί προέρχονται από την ισχυρή βάση ΝαΟΗ. Τα ιόντα CH 3 COO αντιδρούν µε το Η Ο, γιατί προέρχονται από το ασθενές οξύ CH 3 COOH CH 3 COO - + H O CH 3 COOH + OH Άρα το διάλυµα είναι βασικό κι εποµένως έχει µεγαλύτερο ph από τα άλλα δύο.

5 ΘΕΜΑ 3 ο α. Α: CH 3 CH COOCH CH CH 3 (προπανικός προπυλεστέρας) Β: CH 3 CH CH OH ( 1 προπανόλη) Γ: CH 3 CH CH Cl (1 χλωροπροπάνιο) : CH 3 CH CH MgCl (προπολοµαγνησιοχλωρίδιο) Ε: CH 3 CH = 0 (αιθανάλη) Ζ: CH 3 CH CH CH CH 3 ( πεντανόλη) ΟΗ Θ: CH 3 CH CH COOK (βουτανικό κάλιο) Κ: CH 3 CH = CHCH CH 3 ( πεντένιο) β. 5CH 3 CH CH OH + 4KMnO 4 + 6H SO 4 5CH 3 CH COOH + 4MnSO 4 +K SO 4 +11H O Από την στοιχειοµετρία της αντίδρασης βλέπουµε ότι: 5mol CH 3 CH COOH παράγονται από 4 mol KMnO 4 Άρα 0,0mol CH 3 CH COOH παράγονται από x mol 0,0 4 x= = 0, 016mol KMnO 5 Άρα για το διάλυµα KMnO 4 έχουµε: 4 n n 0,016 C= V = V= = 0, 16L = 160mL V C 0,1 ΘΕΜΑ 4 ο α. ιάλυµα CH 3 COOH COO - + H O + CH 3 COOH + H O CH 3 Αρχ. 0,1 - - Ιον/παρ. -x x x I.I. 0,1 x x x x x Ka= x = Ka 0,1 x = x=10 = [ HO ] 0,1 x 0,1 3 Άρα ph = - log[h 3 O + ] ph = 3. ιάλυµα CH 3 COONa CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + 0,01 0,01M 0,01M CH 3 COO - + H O CH 3 COOH + OH

6 Αρχ. 0, Ιον/Παρ. y y y Ι.Ι. 0,01 -y y y Kw K K = K K = K = 10 a b w b K b a y y 5,5 K = y = k 0,01 b 0,01 0,01 b = 10 = [ OH ] y poh = 5,5 ph = 8,5. β. Υπολογίζουµε τις νέες συγκεντρώσεις µετά την ανάµιξη: Cαρχ Vαρχ 0,1V CH 3 COOH: C = = = 0, 05 M 1 V V CH 3 COONa: τελ τελ 9 Cαρχ Vαρχ 0,01V C = = = 0, 005M V V To παραπάνω διάλυµα αποτελεί ρυθµιστικό διάλυµα. Άρα θα ισχύει: 3 C 510 ph=pk + log = 5 + log a C = = γ. Έστω ότι αναµιγνύουµε V 1 L από το διάλυµα 1 και V L από το διάλυµα NaOH. Υπολογίζω τα mol της κάθε ουσίας CH 3 COOH: n= C. V = 0,1 V 1 mol NaOH: n = C. V = 0, V mol Έχω την αντίδραση εξουδετέρωσης. mol CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H O Αρχ. 0,1V 1 0,V - Αντ. / παρ. -0,V -0,V 0,V Τελικά 0,1V 1 0,V - 0,V Αν η εξουδετέρωση ήταν πλήρης το τελικό διάλυµα CH 3 COONa θα ήταν βασικό αφού CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + και CH 3 COO - + H O CH 3 COOH + OH Αν περίσσευε το ΝαΟΗ το διάλυµα θα ήταν ακόµα πιο βασικό. Άρα περίσσεψε το CH 3 COOH. Βρίσκω τις νέες συγκεντρώσεις στο τελικό διάλυµα: 0,1V1 0,V CH3COOH = = C V1+ V o ξ 0,V CH3COONa = = C V1+ V βασ Το διάλυµα είναι ρυθµιστικό κι εποµένως: Cβ ph=pk + log C a οξ Cβ Cβ Cβ 1 4=5+log log = 1 = 10 C = 0, 1C C C C β οξ οξ οξ οξ

7 0,V 0,1V1 0,V = 0, 1 0, V = 0, 01V 0, 0V V 1 1+ V V1+ V V1 0, 0,V = 0, 01V = = 1 V 0,01 1