14 Ιουνίου 017 ΧΗΜΕΙΑ ΟΜΑΔΑΣ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ Απαντήσεις Θεμάτων Πανελλαδικών Εξετάσεων Ημερησίων Γενικών Λυκείων ΘΕΜΑ Α Α.1 δ Α. γ Α. α Α.4 β Α.5 δ ΘΕΜΑ Β B.1 α. Η ατομική ακτίνα αυξάνεται από δεξιά προς τα αριστερά σε μία περίοδο και από πάνω προς τα κάτω σε μία ομάδα. Το F ανήκει στην η περίοδο του περιοδικού πίνακα, το Na ανήκει στην η περίοδο του περιοδικού πίνακα και το Κ ανήκει στην 4 η περίοδο του περιοδικού πίνακα. Το στοιχείο του Na έχει τα ηλεκτρόνια του κατανεμημένα σε στιβάδες, το Κ σε 4 στιβάδες και το F σε στιβάδες. Το άτομο που έχει τα ηλεκτρόνια του κατανεμημένα σε περισσότερες στιβάδες έχει τη μεγαλύτερη ατομική ακτίνα, άρα η σειρά κατά αύξουσα ακτίνα είναι: F Na K β. Το Cr ανήκει στην 6 η ομάδα του περιοδικού Πίνακα και στην 4 η περίοδο στον τομέα d άρα η ηλεκτρονιακή του δομή είναι: 6 6 4 Cr : 1s s p s p d 4s 6 6 5 1 με τη διόρθωση:1s s p s p d 4s 1
Ο Fe ανήκει στην 8 η ομάδα, 4 η περίοδο, στον τομέα d του περιοδικού Πίνακα άρα η ηλεκτρονιακή του δομή είναι: 6 6 6 Fe : 1s s p s p d 4s άρα το ιόν Fe Fe γ. 6 6 6 :1s s p s p d έχει ηλεκτρονιακή δομή: Τα στοιχεία F και Cl ανήκουν στην ομάδα των αλογόνων (17 η ομάδα) και ανήκουν στον τομέα p του περιοδικού πίνακα. Το F έχει ηλεκτρονική δομή: 6 5 1s s p s p 5 1s s p και το Cl έχει ηλεκτρονιακή δομή: Άρα αν προσλάβουν 1e (φορτίο 1) θα αποκτήσουν δομή ευγενούς αερίου και 6 6 Cl :1s s p s p. 6 F :1s s p Το στοιχείο H έχει ηλεκτρονιακή δομή: πάρει τη δομή 1s του ευγενούς αερίου He. B. α. HCO CH NH HCOOCH NH 1 1s (1 η ομάδα, 1 η περίοδος). Άρα αν αποκτήσει 1 e θα Μετά την πλήρη εξουδετέρωση στο διάλυμα προκύπτει η ένωση HCOOCH NH H O HCOOCH NH HCOO CH NH HCOO H O HCO CH NH H O CH NH H O HCO CHNH 14 Kw 10 Kb HCOO 10 4 K 10 14 10 Kw 10 K CH NH 10 4 Kb 10 Kb HCOO CHNH 10 Ka άρα το διάλυμα είναι ουδέτερο ( ph 7 στους 5 C )
β. HCO Na HCOONa HO Μετά την πλήρη εξουδετέρωση στο διάλυμα προκύπτει η ένωση HCOONa H O HCOONa HCOO Na Το Na προέρχεται από την ισχυρή βάση Na άρα δεν αντιδρά περαιτέρω με το νερό και δεν επηρεάζει το ph του διαλύματος HCOO H O HCOO HO άρα το διάλυμα είναι βασικό. Κα α B.Ο βαθμός ιονισμού για ένα ασθενές οξύ δίνεται από τον τύπο: c Για σταθερή θερμοκρασία, τα μεγέθη α και c είναι αντιστρόφως ανάλογα, δηλ. όσο αυξάνεται το ένα μειώνεται το άλλο. Άρα σωστή απάντηση είναι το ii B.4 α)από το διάγραμμα παρατηρούμε ότι η ευθαλπία των αντιδρώντων (Ηαν)είναι μεγαλύτερη από την ευθαλπία των προϊόντων (Ηπρ) Άρα: ΔΗ Ηπρ αν 0 αφού Ηπρ αν οπότε η αντίδραση είναι εξώθερμη (ΔΗ < 0) β) i) Από το διάγραμμα και με τη βοήθεια των α και β έχουμε: α β 09 48 19KJ ii) iii) Εα α 09 KJ Εα β 48 KJ
ΘΕΜΑ Γ Γ.1 Η ένωση με μοριακό τύπο CvHvO μπορεί να είναι αλδεΰδη ή κετόνη (καρβονυλική ένωση) Mr 58 1v v 16 58 14v 4 v άρα CH6O Αφού η ένωση αυτή όμως αντιδρά με διάλυμα AgNO σε NH (αντιδραστήριο Tollens) είναι αλδεΰδη. Συντακτικός τύπος: O O CHCHC H H O CH CH CH AgNO NH CH CH COONH Ag NH NO Γ. 4 4 (A) : CH CH CH (B) : CH CH CH O ( ) : CH CCH ( ) : CH C CN CH ( ) : CH C COOCH CH 4
Γ. α) HO CH CH CH CH CHCH CH CH CH H ύ προϊόν ύ προϊόν 1 ο μέρος 5CH CH CH KMnO H SO 5CH CCH K SO MnSO 8H O 4 4 4 4 5CH CH CH 4KMnO 6H SO 5CH CH CO K SO 4MnSO 4 4 4 11H O 4 ο μέρος (μόνο η - προπανόλη συμμετέχει σε αλογονοφορμική αντίδραση) CH CH CH 4I 6Na CHI CH COONa 5NaI 5H O β) Έστω ότι παράγονται x mol από την ένωση CHCHCH O CHCH CH και y mol από την ένωση 1 ο μέρος ( περιέχει x mol CH CH CH και y mol CHCHCH ) 5CH CH CH KMnO4 HSO4 5CH C CH KSO4 MnSO4 8HO 5mol xmol mol x mol 5 5CH CHCH 4KMnO 4 6HSO 4 5CH CHCO KSO 4 4MnSO 4 11H O 5mol ymol 4mol 4y mol 5 n Όμως γνωρίζουμε ότι για το KMnO 4 : C n CV n 0,01,8 0,08mol V Άρα x 4y 0,08 x 4y 4 x y 0,07mol (1) 5 5 5
ο μέρος xmol CH CH CH και ymol CHCHCH Μόνο η ένωση προπανόλη συμμετέχει σε αλογονοφορμική αντίδραση. Για την ένωση m 19,7 CHI : n 0,05mol M 94 V CH CH CH 4I 6Na CHI CH COONa 5NaI SH O Άρα x 1mol 1mol xmol 0,05mol 0, 05mol Από τη σχέση (1): x y 0,07 0,05 y 0,07 y 0,0 y 0,01mol Άρα η σύσταση του αρχικού μίγματος προϊόντων είναι: x 0,05 mol CH CH CH και y 0,01 0,0mol CHCH CH γ) Αρχικά η ποσότητα του προπενίου ήταν: m 6, n 5mol Mr 4 Όμως από τα προϊόντα της αντίδρασης υπολογίσαμε ότι παράχθηκαν συνολικά x + y = + 0,00 = mol. Με δεδομένο ότι η αντίδραση του προπενίου με το νερό είναι στοιχειομετρική έχουμε: Στα 5 mol προπενίου αντέδρασαν τα mol Στα 100 mol προπενίου αντέδρασαν τα w w = 80mol ή 80% μετατράπηκε σε προϊόντα 6
ΘΕΜΑ Δ Δ.1 α) H O (αq) HI(αq) I (s) H O( ) β) Το Ο της ένωσης HO ανάγεται και ο αριθμός οξείδωσης μεταβάλλεται από 1 σε -. Άρα η ένωση HO είναι το οξειδωτικό σώμα. Το Ι της ένωσης ΗΙ οξειδώνεται και ο αριθμός οξείδωσης μεταβάλλεται από 1σε 0. Άρα η ένωση ΗΙ είναι το αναγωγικό σώμα. γ) HO Σε 100ml διαλύματος περιέχονται 17g HO Σε 400ml διαλύματος περιέχονται x r x = 68g H O m 68 n mol M 4 H O (αq) HI(αq) I (s) H O( ) 1 mol 1mol mol y y mol I 7
Δ. (mol) H I HI Αρχικά: 0,5 0,5 0 Αντιδρούν/παράγονται x x x Χ.Ι.: 0,5 x 0,5 x x x 4x V 4x Kc 64 64 V 64 64 0,5 x 0,5 x 0,5 x 0,5 x V V V x 8 x 4 8x 10x 4 x 0, 4mol 0,5 x Άρα στη χημική ισορροπία έχουμε: 0,5 x 0,5 0, 4 mol H 0,5 x 0,5 0, 4 mol I x 0, 4 0,8mol HI Δ. HI g NH g NH I s 4 α)με την αφαίρεση μικρής ποσότητας στερεού ΝΗ4Ι δεν μεταβάλλεται η θέση της χημικής ισορροπίας. Β) Με την προσθήκη ή αφαίρεση μικρής ποσότητας στερεού σε μία χημική ισορροπία δεν επηρεάζεται η θέση της χημικής ισορροπίας, λόγω της φύσης της ουσίας(στερεό) Δ.4 Αρχικό διάλυμα NH (Y ): 4 x x (M) NH H O NH ph 11 άρα από τον τύπο ph p 14 (5 c) x 8
Προκύπτει p άρα p log 10 M x 6 x x x 10 KbNH Kb NH 10 1 x 10 n C n CV 0, 01mol NH V 5 Με την προσθήκη ΗΙ (ισχυρό οξύ) σε NH (ασθενής βάση) το ph του διαλύματος μειώνεται κατά μονάδες. Άρα το ph του τελικού διαλύματος είναι ίσο με 11 9 Έστω ω η αρχική ποσότητα του HI. Με τη μέθοδο της διερεύνησης παίρνουμε ως α περίπτωση n n δηλαδή 0,01mol HI NH (mol) HI + NH NH4I αρχικά 0,01 0,01 0 Αντιδρούν/ παράγονται 0,01 0,01 0,01 Τελικά 0 0 0,01 Τότε το διάλυμα που προκύπτει ΝΗ 4Ι: 4 4 Το προέρχεται από το ισχυρό οξύ ΗΙ άρα δεν αντιδρά περαιτέρω με το Η Ο, οπότε δεν επηρεάζει το pη. NH H O NH H O 4 + Τότε το διάλυμα είναι όξινο άτοπο αφού ph = 9 Β περίπτωση Πρέπει να περισσέψει βάση ΝΗ για να προκύψει βασικό διάλυμα με ph = 9, δηλαδή ω < 0,01 mol (mol) HI NH NH I 4 αρχικά: ω 0,01 0 αντιδρούν/παράγονται: ω ω +ω τελικά: 0 0,01 ω ω 9
Τελικό διάλυμα: n 0, 01 ω : C και v n ω 4 : C v Το διάλυμα είναι ρυθμιστικό άρα σύμφωνα με την εξίσωση του Henderson: ΝΗ 4 NH 14 Κω 10 Κα 10 5 b 10 εξίσωση του Henderson 0,01 ω CNH ph pκα ΝΗ log 9 9 log 4 C ω NH 4 0,01 ω 0,01 ω 0,01 ω 0 log log1 log 1 ω ω ω ω 0, 01 ω ω 0, 01 ω 0, 005 mol HI 9 Δ.5 n 0,01 4 : c M V α) H O 4 4 I Τα Ι - προέρχεται από το ισχυρό οξύ ΗΙ οπότε δεν επηρεάζει το ph. + H O H O 4 y y y y y y 9 1 5 Kα y 10 10 10 M 4 y + 5 ph log HO log10 ph 5 10
β) Έστω ότι πρέπει να προσθέσουμε z mol στερεού Na Ά περίπτωση: έστω z 0, 01 mol τότε: (mol) NH I Na NaI NH H O 4 ά : 0,01 z 0,01 0 0 αντιδρούν / ά : 0, 01 0, 01 0, 01 0, 01 ά : 0 0 0,01 0,01 0,01 ό δ/μα: NaI : c M 0,01 : c M Από τη διάσταση του a προκύπτει: H O ( )NaI Na I Τα ιόντα Na και Ι προέρχονται από την ισχυρή βάση Na και το ισχυρό οξύ ΗΙ αντίστοιχα. Άρα δεν αντιδρούν περαιτέρω με το νερό, άρα δεν επηρεάζουν το ph του διαλύματος. 4 x x x x x x 5 1 Kb x 10 10 10 M x Οπότε poh = -log[ - ] = άρα ph = 11 Άτοπο αφού το ph του τελικού διαλύματος είναι ίσο με 9. Β περίπτωση θα περισσέψει οξύ 4 δηλαδή z < 0,01mol (mol) N N 4 ά : 0,01 z 0 0 / : z z z z ά : 0,01 z 0 z z Τελικό διάλυμα: (Υ5) 11
z Να : C M δεν επηρεάζει το ph 0,01 z NH4I: C M 4 4 (Μ)NH I 0,01 z 0,01 z 0,01 z z NH : C Το διάλυμα (Υ5) είναι ρυθμιστικό άρα ισχύει η εξίσωση Henderson: z CNH ph pκα ΝΗ log 9 9 log 4 C 0,01 z NH 4 z z z 0 log log1 log 1 0,01 z 0,01 z 0,01 z z 0, 01 z z 0, 01 z 0, 005 mol ΝαΟΗ 1