15 Ιουνίου 018 ΧΗΜΕΙΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Απαντήσεις Θεμάτων Πανελλαδικών Εξετάσεων Ημερησίων Γενικών Λυκείων ΘΕΜΑ Α Α.1 β Α. β Α. γ Α.4 δ Α.5 δ ΘΕΜΑ Β B1. α) 1 5 6 Mg : 1s s ρ s, η περίοδος, IIA ομάδα 1 Β :1ssρ, η περίοδος, ΙIIΑ ομάδα β) Το άτομο του Mg έχει τα ηλεκτρόνια του κατανεμημένα σε στιβάδες αφού ανήκει στην η περίοδο, ενώ το άτομο του Β έχει τα ηλεκτρόνια του κατανεμημένα σε στιβάδες αφού ανήκει στην η περίοδο. Άρα το άτομο του Mg έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα. γ) Παρατηρούμε ότι η Εi4 του στοιχείου Χ είναι πολύ μεγαλύτερη από την Ει (Εi4>> Ει) άρα όταν το άτομο του στοιχείου Χ έχει χάσει ηλεκτρόνια έχει αποκτήσει τη δομή ευγενούς αερίου. Οπότε το στοιχείο Χ είναι το Β, το οποίο όταν χάσει ηλεκτρόνια αποκτά δομή ευγενούς αερίου (He) + 5 Β :1s 1
δ) Το ηλεκτρόνιο που απομακρύνεται ευκολότερα από το στοιχείο Χ, βρίσκεται στην υποστιβάδα ρ. ε) Όταν το άτομο του στοιχείου Χ χάσει 1 ηλεκτρόνιο αποκτά ηλεκτρονιακή δομή + 5 Β :1s s δηλαδή μειώνεται η ατομική του ακτίνα, επομένως αυξάνεται η έλξη πυρήνα- ηλεκτρονίων σθένους. Έτσι απαιτείται μεγαλύτερη ενέργεια για την απομάκρυνση ενός ακόμα ηλεκτρονίου (Εi1 <Ei) B. α) Η καμπύλη (1) αντιστοιχεί στο αντιδρών H και η καμπύλη () αντιστοιχεί στο αντιδρών CO β) Έστω C η αρχική συγκέντρωση του CO και C η αρχική συγκέντρωση του H (M) CO + H CHOH αρχικά: C C' 0 αντιδρούν/ παράγονται: -x -x +x Χ.Ι.: C-x C'-x x C CO = C-x-C = x = x ΔC = C x C = x = x H Π αρατηρούμε ότι ΔC > ΔC (1) H CO Από το διάγραμμα παρατηρούμε ότι η μεταβλητή της συγκέντρωσης του αντιδρώντος που αντιστοιχεί στην καμπύλη (1) είναι μεγαλύτερη από εκείνη της καμπύλης () άρα ΔC > ΔC () 1 Από τις σχέσεις (1) και () προκύπτει ότι η καμπύλη (1) αντιστοιχεί στο αντιδρών H και η καμπύλη () αντιστοιχεί στο αντιδρών CO γ) i) Η αντίδραση είναι εξώθερμη αφού ΔΗ<0. Με την αύξηση της θερμοκρασίας σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, η θέση της χημικής ισορροπίας μετατοπίζεται προς της κατεύθυνση που απορροφάται θερμότητα, δηλαδή προς τα αριστερά (ευνοείται η ενδόθερμη αντίδραση)
Άρα η συγκέντρωση της μεθανόλης μειώνεται.οπότε με τη βοήθεια του διαγράμματος έχουμε ότι Τ> T1, αφού η συγκέντρωση της μεθανόλης στην θερμοκρασία T είναι μικρότερη από εκείνη σε θερμοκρασία T1. ii) Με την αύξηση της θερμοκρασίας μιας αντίδρασης αυξάνεται και η ταχύτητα της, επομένως μειώνεται ο χρόνος αποκατάστασης της χημικής ισορροπίας. Άρα σε θερμοκρασία T (T> T1) η ισορροπία αποκαθίσταται πιο γρήγορα B. α) Η αντίδραση είναι ομογενής αφού ο καταλύτης και το καταλυόμενο σύστημα(αντιδρώντα)βρίσκονται στην ίδια φάση (αq) β) Το διάγραμμα του σχήματος περιγράφει ορθότερα τις αντιδράσεις (1) και () γ) Η αντίδραση είναι εξώθερμη αφού ΔΗ<0 οπότε: ΔΗ = Η προϊόντων Ηαντιδρώντων άρα Η προϊόντων < Ηαντιδρώντων Στο σχήμα λοιπόν περιμένουμε τα προϊόντα να βρίσκονται ενεργειακά χαμηλότερα από τα αντιδρώντα. Με την προσθήκη καταλύτη η αντίδραση πραγματοποιείται με μεγαλύτερη ταχύτητα, δηλαδή μειώνεται η ενέργεια ενεργοποίησης. Επομένως η καμπύλη () πρέπει να έχει μικρότερη Εα από την καμπύλη (1)
ΘΕΜΑ Γ Γ.1 α) CH ( CH ) CH CH ( CH ) COOH 7 7 Α: B: ( ) 7 ( ) 7 CH CH C C CH COONa Γ: CH( CH) 7CHCH( CH) 7COONa Δ: CH( CH) 7CHCH( CH) 7COOH CH ( CH ) CH C( CH ) COOH Ε: 7 7 Ο CH Θ: CH ( CH ) CH C( CH ) COOH 7 7 Ι: Ζ: Κ: ΟMg CH CH ( CH ) CH C( CH ) COOH 7 7 ΟH CH ( CH ) CH CH ( CH ) COOH 7 7 CN CH ( CH ) CH CH ( CH ) COOH 7 7 COOH Λ: CH( CH) 7CHCH( CH) 7COOCHCH Χ: ΗΟ Ψ: HCl 4
β) Για τον έλεγχο ακορεστότητας χρησιμοποιείται το αντιδραστήριο παρουσία CCl4. Οι ακόρεστες ενώσεις αντιδρούν με το συγκεκριμένο αντιδραστήριο και παρατηρείται αποχρωματισμός του διαλύματος. Οι κορεσμένες ενώσεις δεν αντιδρούν με το συγκεκριμένο αντιδραστήριο άρα δεν παρατηρείται αποχρωματισμός του διαλύματος (το διάλυμα παραμένει κόκκινο). γ) 5 CH ( CH ) CH CH ( CH ) COOH + KMnO + H SO 7 7 4 4 ΟH 5 CH ( CH ) CH C( CH ) COOH + K SO + MnSO + 8H O 7 7 4 4 O δ) Η ένωση Ε δεν δίνει την ιωδοφορμική αντίδραση, καθώς η καρβονυλική ομάδα δεν βρίσκεται στον δεύτερο άνθρακα της ανθρακικής αλυσίδας. ε) ασταθής ένωση: προϊόν: ( ) = ( ) CH CH CH C CH 7 COOH 7 OH ( ) ( ) CH CH CH C CH COOH 7 7 Γ. α) CH ( CH ) CH = CH ( CH ) COOH : O m 141 7 n = = = 0.5ml 7 Mr 8 Η αντίδραση που πραγματοποιείται είναι η ακόλουθη: CCl4 ( ) = ( ) + ( ) ( ) CH CH CH CH CH COOH CH CH CH CH CH COOH 7 7 7 7 1 ml 1 ml 0.5 ml w=0.5ml Άρα προκύπτουν 0.5 ml προϊόντος. 5
m n = m = n* Mr = 0,5* 44 = 1g Mr Επομένως προκύπτουν 1gr προϊόντος. β) n : C = n= C* V = 1*0,8 = 0,8 ml V CCl4 ( ) = ( ) + ( ) ( ) CH CH CH CH CH COOH CH CH CH CH CH COOH 7 7 7 7 1 ml 1 ml 0.5 ml z=0.5 ml Από την αντίδραση καταναλώθηκαν 0.5ml επομένως περίσσεψαν 0.8-0.5=0.ml. CH = CH + CH CH CCl4 1 ml 1 ml y=0.ml 0.ml V CH4: n = V = n* Vm = 0.*.4 = 6.7L Vm Άρα πρέπει να προσθέσουμε 6.7L CH4 για να αποχρωματιστεί το διάλυμα Δ. ΘΕΜΑ Δ Δ.1 Έστω n ml οι αρχικές ποσότητες των αντιδρώντων. (ml) C(s) + H (g) CH 4(g) αρχικά: n n 0 αντιδρούν/ παράγονται: -x -x +x Χ.Ι.: n -x n -x x 6
[ CH4 ] 10 x 10x [ H ] n x ( n x) ( n x) Kc = 0.1 = 0.1 = 0.1 = (1) 0 x 10 10 (ml) C(s) + H (g) CH (g) 4 αρχικά: n n 0 αντιδρούν/ n n - -n + παράγονται: 0 0 n0 n0 τελικά: 0 x x a = 0.5 = n = 4 x () n n Από σχέσεις (1) και (): x=5ml και n=100ml Άρα αρχικά εισήχθησαν στο δοχείο 100ml C(s) και 100ml H(g). Δ. α) 4 + + g + CH (g) NH (g) O (g) HCN( ) 6H O β) i) Στο ισοδύναμο σημείο ισχύει: n HCl =n HCOONa HCl: C = n n = C * V = 0.*0.0 = 0.004ml V n 0.004 HCOONa: C = = = 0.M V 0.0 ii) Όταν έχουμε προσθέσει 10ml προτύπου διαλύματος HCl: HCl: n=c*v=0.*0.01=0.00ml ( ml) HCOONa + HCl HCOOH + NaCl αρχικά : 0.004 0.00 0 0 αντιδρούν / παράγονται : 0.00 0.00 + 0.00 + 0.00 τελικά : 0.00 0 0.00 0.00 Τελικό διάλυμα 0.00 0.00 0.00 HCOONa: C = M HCOOH: C = M NaCl: C = M 0.0 0.0 0.0 7
Το NaCl δεν επηρεάζει το ph. HO + HCOONa HCOO + Na C C C Το διάλυμα είναι ρυθμιστικό με συζυγές ζεύγος το HCOOH/HCOO -. Εφαρμόζουμε την εξίσωση του Hendersn: 0.00 ph = pka + lg 0.0 4 = pka + lg1 pka = 4 0.00 0.0 Άρα Ka=10-4. iii) ( ml) HCOONa + HCl HCOOH + NaCl αρχικά : 0.004 0.004 0 0 αντιδρούν / παράγονται : 0.004 0.004 + 0.004 + 0.004 ΙΣ..: 0 0 0.004 0.004 Ισοδύναμο σημείο 0.004 HCOOH: C = = 0.1M NaCl: 0.04 Το NaCl δεν επηρεάζει το ph. ( M ) HCOOH + H O HCOO + H O 0.1-y y y Άρα ph=-lg10 -.5 =.5 + 0.004 C = = 0.1M 0.04 y y 0.1 y 0.1.5 Ka = y = 10 M iv) Ο καταλληλότερος δείκτης είναι ο δείκτης κυανούν της θυμόλης γιατί το ph στο Ι.Σ. (ph=.5) είναι μέσα στην περιοχή αλλαγής χρώματος του δείκτη, δηλαδή η περιοχή αλλαγής χρώματος του δείκτη βρίσκεται στο κατακόρυφο τμήμα της καμπύλης ογκομέτρησης. v) Η συγκέντρωση του HCOONa στο διάλυμα Δ είναι ίση με 0.Μ. HCOONa: C = n n = C * V = 0.* = 0.4ml V Άρα και το HCN έχει 0.4ml. 8
HCN: n = V V = n* Vm = 0.4*.4 = 8.96L Vm Δ. + α) HCl + HO Cl + HO Η συγκέντρωση των ΗΟ + στο διάλυμα αυξάνεται άρα από τη σχέση [ΗΟ + ]*[ΟΗ - ]=Kw, η συγκέντρωση των ΟΗ - μειώνεται. Σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, με τη μείωση της συγκέντρωσης των ΟΗ -, η θέση της Χ.Ι. μετατοπίζεται προς τα δεξιά, άρα η συγκέντρωση των ιόντων του HCOO - μειώνεται. HO β) NaOH Na + OH + Η συγκέντρωση των ιόντων ΟΗ - αυξάνεται λόγω επίδρασης κοινού ιόντος, οπότε σύμφωνα με την αρχή του Le Chatelier, η θέση της Χ.Ι. μετατοπίζεται προς τα αριστερά, άρα η συγκέντρωση των ιόντων του HCOO - αυξάνεται. γ) Μεταβάλλεται ο όγκος του δοχείου και όχι του διαλύματος άρα δεν επηρεάζεται η θέση της χημικής ισορροπίας οπότε η συγκέντρωση παραμένει σταθερή. 9