ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Transcript

1 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 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. Η ηλεκτρονιακή δομή, στη θεμελιώδη κατάσταση, της εξωτερικής στιβάδας του 7 Ν είναι: Μονάδες 5 Α. Ο σχηματισμός του διπλού δεσμού μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα δημιουργείται με επικάλυψη: α. sp sp και p p τροχιακών. β. sp sp 3 και p p τροχιακών. γ. sp sp και p p τροχιακών. δ. sp 3 sp 3 και p p τροχιακών. Μονάδες 5

2 Α3. Το συζυγές οξύ του ΝΗ είναι: α. ΝΗ 3 + β. ΝΗ 4 γ. ΝΗ ΟΗ δ. ΝΟ Μονάδες 5 Α4. Ποια από τις επόμενες ουσίες, όταν διαλυθεί στο νερό, δεν αλλάζει το ph του; α. CH 3 COOK β. NaF γ. ΝΗ 4 Cl δ. Ca(NO 3 ) Μονάδες 5 Α5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση, τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Τα s τροχιακά έχουν σφαιρική συμμετρία. β. Το (COONa) οξειδώνεται από το KMnO 4 με την παρουσία Η SO 4. γ. Για την ογκομέτρηση ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση, κατάλληλος δείκτης είναι αυτός με pk a =. δ. Το ph υδατικού διαλύματος H SO 4 0,1M είναι 1. ε. Με πολυμερισμό της ένωσης 1,3-βουταδιένιο προκύπτει το πολυμερές:

3 ΘΕΜΑ Β Μονάδες 5 Β1. ίνονται τα στοιχεία 0 Ca, 6 Fe, 16 S. α. Να γράψετε τις ηλεκτρονιακές δομές τους (κατανομή ηλεκτρονίων σε υποστιβάδες). (μονάδες 3) β. Να βρεθεί η περίοδος και η ομάδα του περιοδικού πίνακα στην οποία ανήκει το καθένα από τα στοιχεία αυτά. (μονάδες 6) Μονάδες 9 Β. Να αιτιολογήσετε τις επόμενες προτάσεις: α. Η η ενέργεια ιοντισμού ενός ατόμου είναι πάντα μεγαλύτερη από την 1 η ενέργεια ιοντισμού του. β. Το ph του καθαρού νερού στους 80 C είναι μικρότερο του 7. γ. Σε κάθε τροχιακό δεν μπορούμε να έχουμε περισσότερα από ηλεκτρόνια. δ. Σε μια περίοδο του περιοδικού πίνακα, η ατομική ακτίνα ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά. ε. Τα αντιδραστήρια Grignard παρασκευάζονται σε απόλυτο αιθέρα. Μονάδες 10 Β3. Κάθε μία από τις ενώσεις: πεντάνιο, 1-πεντένιο και 1- πεντίνιο, περιέχεται αντίστοιχα σε τρεις διαφορετικές φιάλες. Πώς θα ταυτοποιήσετε το περιεχόμενο κάθε φιάλης; Να γραφούν οι αντίστοιχες χημικές εξισώσεις. Μονάδες 6 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Δίνονται οι παρακάτω χημικές μετατροπές:

4 Μονάδες 18

5 Γ. Ισομοριακό μείγμα τριών καρβονυλικών ενώσεων του τύπου C 4 H 8 O, με επίδραση αντιδραστηρίου Fehling, δίνει,86g ιζήματος (Cu O). Να βρεθούν τα mol των συστατικών του μείγματος. ίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες του Cu=63,5 και του Ο=16. Μονάδες 7 ΘΕΜΑ Δ ιαθέτουμε υδατικά διαλύματα CH 3 COOH 0,1M (διάλυμα Υ 1 ) και CH 3 COOH 0,M (διάλυμα Υ ). Δ1. Να βρεθεί πόσα ml H O πρέπει να προστεθούν σε 100mL διαλύματος Υ 1, ώστε να τριπλασιαστεί ο βαθμός ιοντισμού του CH 3 COOH; Μονάδες 6 Δ. Σε 100 ml διαλύματος Y προσθέτουμε 100 ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,1Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ 3. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Υ 3. Μονάδες 6 δ3. Σε 100 ml διαλύματος Y προσθέτουμε 100 ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ 4. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Υ 4. Μονάδες 6 δ4. Να βρεθεί πόσα ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,1Μ πρέπει να προστεθούν σε 101 ml του διαλύματος Υ, ώστε να προκύψει διάλυμα Υ 5 με ph=7; Μονάδες 7 ίνεται ότι: - Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=5 ο C, Ka(CH 3 COOH)=10-5, K w = Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων δεν προκύπτει μεταβολή των όγκων των διαλυμάτων.

6 - Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. β Α. α Α3. α Α4. δ Α5. α. Σωστό, β. Σωστό, γ. Λάθος, δ. Λάθος, ε. Λάθος ΘΕΜΑ Β Β1. α. 0 Ca: 1s s p 6 3s 3p 6 4s 6Fe: 1s s p 6 3s 3p 6 3d 6 4s 16S: 1s s p 6 3s 3p 4 β. 0 Ca: 4 η περίοδος, η ομάδα 6Fe: 4 η περίοδος, 8 η ομάδα 16S: 3 η περίοδος, 16 η ομάδα Β. α. Σωστό, γιατί πιο εύκολα φεύγει το ηλεκτρόνιο από το ουδέτερο άτομο απ ότι από το φορτισμένο ιόν. β. Σωστό, γιατί με αύξηση της θερμοκρασίας, σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier, η ισορροπία ιοντισμού του Η Ο μετατοπίζεται προς τα δεξιά (ενδόθερμη αντίδραση). + ΗΟ+ΗΟ ΗΟ 3 +ΟΗ Άρα αυξάνεται η συγκέντρωση των ιόντων Η 3 Ο + με αποτέλεσμα το ph να μειώνεται. Επομένως, σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 5 ο C το ph θα

7 είναι μικρότερο του 7. γ. Σωστό, γιατί για κάθε τροχιακό έχουμε καθορισμένη τριάδα κβαντικών αριθμών (n, l, ml). Σύμφωνα με την απαγορευτική αρχή του Pauli, είναι αδύνατο να υπάρχουν δύο ηλεκτρόνια τα οποία να έχουν την ίδια τετράδα κβαντικών αριθμών (n, l, ml, ms). Άρα, σε κάθε τροχιακό, υπάρχει δυνατότητα να 1 τοποθετηθούν μέχρι e, τα οποία έχουν διαφορετικό m s = και 1 m s = δηλαδή έχουν αντίθετη αυτοπεριστροφή. δ. Σωστό, γιατί όσο πηγαίνουμε προς τα δεξιά του περιοδικού πίνακα, αυξάνεται ο ατομικός αριθμός κι έχουμε μεγαλύτερη έλξη των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας από τον πυρήνα, επομένως η ατομική ακτίνα μειώνεται. ε. Σωστό, γιατί η παρουσία της παραμικρής ποσότητας νερού, αντιδρά με το RM g X και δίνει αλκάνιο, οπότε καταστρέφεται το αντιδραστήριο Grignard RMgX + H O RH + Mg( OH ) X Β3. Διοχετεύουμε σε κάθε μια φιάλη αμμωνιακό διάλυμα CuCl. Στη φιάλη που θα σχηματιστεί κεραμέρυθρο ίζημα, περιέχεται το 1-πεντίνιο. CH3CH CH C CH + CuCl + NH3 CH3CH CH C CCu + NH 4Cl Στις φιάλες που δεν σχηματίστηκε ίζημα θα βάλουμε διάλυμα Br /CCl 4. Εκεί που θα παρατηρήσουμε αποχρωματισμό του διαλύματος περιέχεται 1-πεντένιο. CH3CH CH CH = CH + Br CH 3 CH CH CH-CH Br Br Στη φιάλη που δεν θα έχουμε αποχρωματισμό βρίσκεται το πεντάνιο

8 ΘΕΜΑ Γ Α: CH 3 CHCH 3 Br B: CH 3 CHCH 3 OH Γ: CHI 3 Δ: CH 3 COONa Ε: CH 3 COOCHCH 3 CH 3 Ζ: CH 3 CHMgBr CH 3 Λ: CH 3 -C-CH 3 O CH 3 CH 3 Μ: CH 3 C CHCH 3 OMgBr CH 3 CH 3 N: CH 3 C CHCH 3 OH

9 Γ. Οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων C 4 H 8 O είναι: α) CH 3 CH CH CH=O β) CH 3 CHCH=0 CH 3 γ) CH 3 CH CCH 3 O Από αυτές αντιδρούν με Fehling μόνο οι δύο πρώτες (αλδεϋδες). Έστω x mol η κάθε ένωση CH 3 CH CH CH=O+CuSO 4 +5NaOH CH 3 CH CH COONa+Cu O+Na SO 4 +3H O 1 mol 1 mol x mol x mol CH 3 CHCH=O+CuSO 4 +5NaOH CH 3 CH CH COONa+Cu O+Na SO 4 +3H O CH 3 1 mol 1 mol x mol x mol Συνολικά παρήχθησαν x+x=x mol Cu O Cu O: Mr=. 63,5+16=143 m,86 n= 0,0 Mr = 143 = mol Δηλαδή x = 0,0 0,01 mol Άρα κάθε συστατικό του ισομοριακού μείγματος έχει 0,01 mol. ΘΕΜΑ Δ Δ1. Εφαρμόζουμε το νόμο αραίωσης του Ostwald στο αρχικό και στο αραιωμένο διάλυμα.

10 Αρχικό διάλυμα: ac Ka 10 Ka = = a C a = = = a1 C1 Αραιωμένο διάλυμα: a = 3a = a C Ka = = a C 1 a 5 Ka 10 C = = 4 a C = M Αραίωση: C V = C V C1 V V = = C V = 0,9L= 900mL Άρα, ο όγκος του νερού που προστέθηκε είναι: V=V -V 1 = =800mL. Δ. Οι δύο ουσίες αντιδρούν μεταξύ τους επομένως θα βρούμε mol. CH 3 COOH: n=c. V=0,. 0,1=0,0 mol NaOH: n= C. V=0,1. 0,1=0,01 mol mol CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H O Αρχ. 0,0 0,01 - Α/Π 0,01 0,01 0,01 Τελ. 0,01-0,01

11 Τελικό διάλυμα: n CH 3 COOH: C1 = = V 0,01 0, M n 0,01 CH 3 COONa: C = = M V 0, Δηλαδή C =C 1 =C Το τελικό διάλυμα είναι ρυθμιστικό διάλυμα γιατί περιέχει το ασθενές οξύ CH 3 COOH και τη συζυγή του βάση που προκύπτει από την διάσταση του άλατος: CH 3 COONa CH 3 COO - +Na + C C C C C Άρα ph = pka + log 5 log 5 C = + C = Δ3. Οι δύο ουσίες αντιδρούν μεταξύ τους επομένως θα βρούμε mol. CH 3 COOH: n=c. V=0,. 0,1=0,0 mol NaOH: n= C. V=0,. 0,1=0,0 mol mol CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H O Αρχ. 0,0 0,0 - Α/Π 0,0 0,0 0,0 Τελ ,0 Τελικό διάλυμα: n 0,0 CH3COONa : C = = = 0,1M V 0, CH 3 COONa CH 3 COO - +Na + C C C Το Νa + προέρχεται από ισχυρή βάση και επομένως δεν ιοντίζεται.

12 C CH 3 COO - + H O CH 3 COOH + OH - Αρχ. C - - I/Π x x x II C-x - x x 14 Kw 10 Ka Kb = Kw Kb = = = 10 5 Ka 10 x x Kb ( 10 ) Kb = = C x C C < x C OH = M poh = ph + poh = 14 ph = 9 5 Kb = x = Kb C x = 10 M 5 [ ] Δ4. Οι δύο ουσίες αντιδρούν μεταξύ τους επομένως θα βρούμε mol. CH 3 COOH: n=c. V=0,. 0,101=0,00 mol NaOH: n= C. V=0,1. V=0,1V mol mol CH 3 COOH + NaOH CH 3 COONa + H O Αρχ. 0,00 0,1V - Α/Π 0,1V 0,1V 0,1V Τελ. 0,00-0,1V - 0,1V Διερεύνηση: α) Εάν αντιδράσουν πλήρως και οι δύο ενώσεις, το διάλυμα που θα προκύψει θα είναι βασικό CH 3 COONa CH 3 COO - +Na + CH 3 COO - +H O CH 3 COOH+OH - β. Εάν περισσέψει ΝaOH(Ισχυρή βάση) το διάλυμα θα είναι ακόμα πιο βασικό.

13 γ. Άρα συμπεραίνουμε ότι CH 3 COOH Τελικό διάλυμα: CH 3 COOH: C1 n = = V 0,00 0,1V 0,101+ V M CH 3 COONa: C n = = V 0,1V 0,101+ V M CH 3 COONa CH 3 COO - +Na + C C C C CH 3 COOH + H O CH 3 COO - + H 3 O + Αρχ. C 1 C - I/Π x x x II C 1 -x - C +x x [CH 3 COOH]=C 1 -x C 1 [CH 3 COO - ]= C +x C λόγω επίδρασης κοινού ιόντος. [H 3 O + ]=x=10-7 M (ph=7) xc Ka = C C 10 = C C = 100C 1 1 0,1V = 100(0,00 0,1 V),0 V = = 0, L= 00mL 10,1