1 ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 1 ΙΟΥΝΙΟΥ 017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΜΑ Α Α1. δ Α. γ Α. Α. β Α5. δ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Β Β1.. Η κτάτξη των στοιχείων F, Na, K κτ ύξουσ τομική κτίν είνι: 9F < 11 Na < 19 K Αιτιολόγηση. 5 F : 1s s, n εξ =, Ζ* = 7 (VII A ομάδ, η περίοδο) 9 p 6 1 11 : 1s s p s 6 6 1 19K : 1s s p s p s Na, n εξ =, Ζ* = 1 (I A ομάδ, η περίοδο), n εξ =, Ζ* = 1 (I A ομάδ, η περίοδο) Από τ στοιχεί υτά το 19 Κ έχει το μικρότερο δρστικό πυρηνικό φορτίο κι το μεγλύτερο κύριο κβντικό ριθμό των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδς, άρ έχει τη μεγλύτερη τομική κτίν. Από τ υπόλοιπ () στοιχεί τ οποί νήκουν στην ίδι περίοδο, μεγλύτερη τομική κτίν έχει το 11 Na, γιτί έχει το μικρότερο δρστικό πυρηνικό φορτίο. Άρ τ ηλεκτρόνι της εξωτερικής του στιβάδς έλκοντι λιγότερο πό τον πυρήν, άρ είνι κτά μέσο όρο πιο πομκρυσμέν πό τον πυρήν σε σχέση με τ ηλεκτρόνι σθένους του 9 F. Έτσι η τξινόμηση των στοιχείων κτ ύξουσ τομική κτίν είνι: 9F < 11 Na < 19 K β. Η ηλεκτρονική δομή του r κι 6 Fe είνι: γ. 6 1 11Na : 1s s p s 6 6 6 6Fe : 1s s p s p d 5 9 : 1s s p 6 5 17 : 1s s p s p F,, με την πρόσληψη ενός ηλεκτρονίου συμπληρώνουν την εξωτερική τους στιβάδ, ποκτούν φορτίο ( 1) κι δομή ευγενούς ερίου ( 18 Νe), ( 18 Ar) ντίστοιχ με οκτώ (8) ηλεκτρόνι σθένους. Ενώ το στοιχείο 1 H 1s 1 με την πρόσληψη ενός ηλεκτρονίου ποκτά δομή ευγενούς ερίου ( He) κι φορτίο ( 1).
Β.. Διάλυμ HO εξουδετερώνετι πλήρως πό διάλυμ H NH : HO HNH HOO HNH Γι το άλς που προκύπτει έχουμε: Μ HOO HNH HOO HNH Από τ ιόντ του άλτος κι τ δύο ντιδρούν με μόρι νερού γιτί προέρχοντι πό σθενείς ηλεκτρολύτες. Έτσι: HOO HO HO H NH HO H NH HO 1 k w 10 10 kb = = = 10 HOO k 10 1 kw 10 k = = = 10 H NH k 10 b 10 Τ ιόντ HOO (σθενής βάση) κι H NH (σθενές οξύ) έχουν την ίδι συγκέντρωση κι την ίδι στθερά ιονισμού, άρ οι ισορροπίες είνι εξίσου μεττοπισμένες προς τ δεξιά, οπότε [ ] = [HO ] κι το διάλυμ είνι ουδέτερο. β. HO Na HOONa HO Το άλς HOONa που πράγετι διίσττι πλήρως: HOONa HOO Na Τo HOO (σθενής βάση) ιοντίζετι μερικώς: HOO HO HO Επειδή πό τον ιοντισμό του HOO πράγοντι ισχύει: ] > [H O ], άρ το δείγμ είνι βσικό. [ Β. Η σωστή πάντηση είνι το (ii) Αιτιολόγηση. Ο βθμός ιοντισμού () ενός σθενούς μονοπρωτικού οξέος συνδέετι με τη στθερά ιοντισμού (k ) κι την συγκέντρωση () με τον τύπο: k = (Νόμος ρίωσης του Ostwald) 1 Από τον τύπο υτό προκύπτει ότι σε στθερή θερμοκρσί (k = στθερή) η ελάττωση της συγκέντρωσης ενός σθενούς μονοπρωτικού οξέος έχει ως ποτέλεσμ την ύξηση του βθμού ιοντισμού κι ντίστροφ, ώστε
ν είνι πάντ στθερό (Τ = στθερή). Οπότε το σωστό διάγρμμ που περιγράφει τη μετβολή του βθμού ιοντισμού σε συνάρτηση με 1 τη συγκέντρωση είνι το (ii). Β.. Επειδή η ενθλπί των προϊόντων είνι μικρότερη πό την ενθλπί των ντιδρώντων ( Hπρο ϊόντων < Ηντιδρώντων ΔΗ < 0), η ντίδρση είνι εξώθερμη. β.i) Η ενθλπί (ΔH) της ντίδρσης είνι: ΔΗ = β = 09 8 = 19 ΚJ. ii) Η ενέργει ενεργοποίησης (Ε ) της ντίδρσης N O NO N NO είνι = 09 ΚJ. iii) Η ενέργει ενεργοποίησης (Ε ) της ντίστροφης ντίδρσης N NO NO NO είνι β = 8 ΚJ. ΘΕΜΑ Γ Γ1. r (νηνο) = 58 1ν ν 16 = 58 1ν = ν =. Ο μορικός τύπος είνι H 6 O κι επειδή ντιδρά με το ντιδρστήριο Tollens είνι η λδεΰδη H H H=O Αντίδρση: H HH = O AgNO NH HO HHOONH Ag NH NO Γ. A: HH H B: H H H H H O H H H H
m 6, Γ.. H H= H (Μ r = ), n = = = 0,15. r Οι ντιδράσεις που λμβάνουν χώρ είνι: H H H = H H H H H (κύριο προϊόν) H H H = H H HHH (δευτερεύον προϊόν) 5 KnO HSO 5 nso K SO 8H O O 5 KnO 6HSO 5 HO nso K SO 11H O Na 1 ONa Na ONa 1 β. Έστω x προπενίου δίνουν κύριο προϊόν κι y»» δευτερεύον προϊόν. H H = H HO H H H (κύριο) x ;x H H = H HO HHH (δευτερεύον) y ;y 1 ο x y μέρος: κι H H H, κι H H H 5 KnO HSO 5 nso K SO 8H O O 5 πιτούν x x ; 5 5 KnO 6H SO 5 H O 5 nso K SO 11H O
ΘΕΜΑ Δ y y ; 5 Γι το KnO έχουμε: n = n = V = 0,01,8 = 0,08. V x y Άρ = 0,08 x y = 0, 1 (1) 5 5 ο x y μέρος: κι H H H, H H H Na 1 ONa x x ; Na ONa 1 y y ; 5 Γι το Η έχουμε: VSTP x y 0,67 nh = = x y = 0,1 (),, Από τις (1) κι () έχουμε: x y = 0,1 x y = 0,1 y = 0,0 x y = 0,1 x y = 0,1 x = 0,1 Έτσι η σύστση του μίγμτος είνι: 0,1 H H H κι 0,0 HHH Τ του προπενίου που ντέδρσν συνολικά είνι: x y = 0,1 0,0 = 0,1, οπότε Στ 0,15 H H = H ντέδρσν τ 0,1 στ 100»» ;φ 100 φ = 0,1 = 80%. 0,15 1 1 0 (aq) (s) O Δ1.. H O H I (aq) I H ( )
β. Στην πρπάνω ντίδρση το 6 H 1 O λειτουργεί ως οξειδωτικό σώμ 1 H γιτί το οξυγόνο νάγετι πό ( 1) σε ( ), ενώ το I λειτουργεί ως νγωγικό σώμ γιτί το ιώδιο οξειδώνετι πό ( 1) σε (0). γ. H O : r = 1 16 = Σε 100 ml διλύμτος H O περιέχοντι 17 g H O σε 00 ml»»» ;x g H O 00 x = 17 = 68 g 100 H O, m 68 nh O = = = r H O HI I H (aq) (aq) (s) O( ) Το 1 δίνει 1 τ» ; Άρ πράγοντι I. Δ. H HI I (g) (g) ρχ. 0,5 0,5 ντ./πρ. x x x ΧΙ 0,5 x 0,5 x x x x [HI] V V kc = 6 = ( ± 8) = 0,5 x 0,5 x [H] [I] 0,5 x V V V Από την πρπάνω σχέση λμβάνουμε μόνο την θετική ρίζ γιτί το πηλίκο ποσοτήτων είνι πρίτητ θετικός ριθμός. x Άρ 8 = 8x = x x = 0,. 0,5 x Έτσι στη χημική ισορροπί περιέχοντι: 0,1 Η, 0,1 Ι, 0,8 ΗΙ. Δ.. Αν φιρέσουμε μικρή ποσότητ στερεού ΝΗ Ι δεν επηρεάζετι η θέση της χημικής ισορροπίς.
7 β. Αιτιολόγηση. Η φίρεση μικρής ποσότητς στερεού ΝΗ Ι (s) (T = στθερή) δεν επηρεάζει τη συγκέντρωσή του (τ στερεά έχουν στθερή συγκέντρωση που εξρτάτι πό την πυκνότητά τους), φού δεν μετβάλλετι ο όγκος του δοχείου δεν μετβάλλοντι ντίστοιχ κι οι συγκεντρώσεις των ερίων συσττικών της ισορροπίς, οπότε δεν έχουμε μεττόπιση της χημικής ισορροπίς. Δ. 100 ml 100 ml NH HI 0,1 ; n ph=9 ph=11 Στο διάλυμ της ΝΗ έχουμε: ph = 11 p = 1 11 = [ ] = 10 Μ. k bnh [ NH HO NH ρχ. 0,1 Ι/πρ. ω ω ω Ι/Ι 0,1 ω ω ω 0,1 10 [NH ][ = [NH ] ] = ω = 10 0,1 Μ ] k bnh ω = 0,1 ω 6 10 kb = = 10 NH 0,1 Στο διάλυμ της ΝΗ περιέχοντι: n NH = V n 0,1 0,1 0,01 NH = = κι έστω ότι προσθέτουμε n HI. NH HI NHI 0,01 n Κάνουμε διερεύνηση: 1. Έστω n = 0,01 (πλήρης εξουδετέρωση) NH HI NHI ρχ. 0,01 0,01 ντ./πρ. 0,01 0,01 0,01 τελ. 0 0 0,01 5
Στο διάλυμ περιέχετι μόνο ΝΗ Ι, NH I NH I 0,1 ;0,1 ;0,1 8 0,01 = 0,1 NH I = 0,1 NH HO Επειδή πό τον ιοντισμό του NH H O NH (σθενούς οξέος) πράγοντι οξώνι, ισχύει [ H O ] > [ ], το διάλυμ είνι όξινο, ενώ πό την εκφώνηση της άσκησης με την προσθήκη ΗΙ στο διάλυμ της ΝΗ το ph του διλύμτος πό 11 ελττώνετι δύο μονάδες κι γίνετι 9. Άρ η περίπτωση της πλήρους εξουδετέρωσης πορρίπτετι. Το I δεν επηρεάζει το ph του διλύμτος γιτί προέρχετι πό ισχυρό ηλεκτρολύτη.. Περίσσει ΗΙ: Στην περίπτωση υτή στο διάλυμ θ περιέχετι ΗΙ (ισχυρό οξύ) κι ΝΗ Ι, οπότε το ph του διλύμτος θ είνι πολύ μικρότερο του 7 (μικρότερο της πλήρους εξουδετέρωσης), οπότε κι η περίπτωση υτή πορρίπτετι.. Περίσσει ΝΗ με ph = 9 ποδεκτή. NH HI NHI ρχ. 0,01 n ντ./πρ. n n n τελ. 0,01 n 0 n Το διάλυμ που προκύπτει είνι ρυθμιστικό: n 0,01 n n [ NH ] = = = κ, [ NH Ι] = = λ V 0,1 0,1 Από τον τύπο των Henderson Hasselbalch (με ποδεκτές προσεγγίσεις κι με ph = 9) έχουμε: β [ ] = kb 5 5 κ οξ 10 = 10 κ = λ λ 5 ph = 9 pοη = 5 [ ] = 10 0,01 n n = n = 5 10 HI 0,1 0,1
9 Δ5.. Στο διάλυμ Υ έχουμε: 0,01 [ NH Ι] = = 0,1 0,1 NH I NH I 0,1 ;0,1 ;0,1 I HO Χ (δεν ιονίζετι προέρχετι πό ισχυρό οξύ) NH HO NH H O ρχ. 0,1 Ι/Π φ φ φ Ι/Ι 0,01 φ φ φ k k 1 k w 10 9 = = = 10 5 NH kb 10 NH k 10 = 0,1 [NH] [HO = [NH ] 9 = 10 8 δεκτές προσεγγίσεις, άρ ] 10 9 φ = 0,1 φ 5 φ = 10 = [H O ph = 5 ] ΜΩΥΣΟΠΟΥΛΟΣ ΓΙΩΡΓΟΣ ΧΗΜΙΚΟΣ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΣ SIENE PRESS