ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. Πολυμερισμό 1, δίνει η ένωση: α. H H H H β. H H H H H γ. δ. H H H H H H H H Α. Η ένωση που δίνει την αλογονοφορμική αντίδραση, αλλά δεν ανάγει το αντιδραστήριο Tollens, είναι: H H H OH H H α. β. HHOH γ. HH O δ. HH OH H Α. Ποια από τις επόμενες δομές, στη θεμελιώδη κατάσταση, δεν είναι σωστή: 6 6 α. V: 1s s p s p d s β. γ. 6 r : 1s s p s p d s 6 6 1 Fe: 1s s p s p d s 6 6 6 6 6 9 δ. 9u : 1s s p s p d s Α.Ποια από τις επόμενες εξισώσεις παριστάνει την ενέργεια ου ιοντισμού του μαγνησίου: Mg s Mg g e α. β. g g γ. s g δ. Mg Mg e Mg Mg e Mg g Mg g e Α. Να αναφέρετε με βάση τους ορισμούς: α. τρεις διαφορές μεταξύ της βάσης κατά Arrhenius και της βάσης κατά Brönsted- Lowry. (μονάδες ) β. δύο διαφορές μεταξύ της ηλεκτρολυτικής διάστασης και του ιοντισμού των ηλεκτρολυτών. (μονάδες ) ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη. α. Το καθαρό HO στους 80 είναι όξινο. β. Το HS, σε υδατικό διάλυμα, είναι αμφιπρωτική ουσία. γ. Σε υδατικό διάλυμα θερμοκρασίας, το συζυγές οξύ της NH Kb είναι ισχυρό οξύ. δ. Το στοιχείο που έχει ημισυμπληρωμένη την p υποστιβάδα, ανήκει στην 1 η ομάδα. ΑΘΗΝΑ Βερανζέρου, Πλ. Κάνιγγος, 8 ΠΕΙΡΑΙΑΣ Αγ. Κωνσταντίνου 11, έναντι Δημαρχείου 11 ΜΑΡΟΥΣΙ Δ. Ράλλη & Κων/νου Παλαιολόγου, Πλ. Κασταλίας, 68

ε. Στην αντίδραση: 1 H H H Hl H H l H ο 1 οξειδώνεται, ενώ ο ανάγεται. (μονάδες ) Να αιτιολογήσετε όλες τις απαντήσεις σας. (μονάδες ) Μονάδες 1 Β. α. Πόσα στοιχεία έχει η η περίοδος του περιοδικού πίνακα; (μονάδα 1) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (μονάδες ) β. Σε ποιο τομέα, ποια περίοδο και ποια ομάδα ανήκει το στοιχείο με ατομικό αριθμό Ζ=7; (μονάδες ) Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (μονάδες ) Μονάδες ΘΕΜΑ Γ Γ1. Σε πέντε γυάλινες φιάλες περιέχονται άκυκλες οργανικές ενώσεις Α, Β, Γ, Δ, Ε, από τις οποίες δύο είναι κορεσμένα μονοκαρβοξυλικά οξέα, δύο είναι κορεσμένες μονοσθενείς αλδεΰδες και μία είναι κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη. Για τις ενώσεις αυτές δίνονται οι εξής πληροφορίες: Η ένωση Α διασπά το ανθρακικό νάτριο και επίσης αποχρωματίζει διάλυμα KMnO / HSO. Η ένωση Β ανάγει το αντιδραστήριο Fehling και δίνει οργανικό προϊόν, το οποίο αποχρωματίζει το διάλυμα KMnO / HSO. Η ένωση Γ αντιδρά με I ΑΘΗΝΑ Βερανζέρου, Πλ. Κάνιγγος, 8 ΠΕΙΡΑΙΑΣ Αγ. Κωνσταντίνου 11, έναντι Δημαρχείου 11 ΜΑΡΟΥΣΙ Δ. Ράλλη & Κων/νου Παλαιολόγου, Πλ. Κασταλίας, 68 NaOH και δίνει ίζημα, ενώ όταν οξειδωθεί πλήρως με διάλυμα Kr O 7 / HSO δίνει την ένωση Δ. Η ένωση Ε ανάγει το αντιδραστήριο Tollens, ενώ, όταν αντιδρά με I NaOH, δίνει ίζημα. α. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε. (μονάδες ) β. Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις των εξής αντιδράσεων: i. της Β με το αντιδραστήριο Fehling ii. της Γ με I NaOH iii. της Ε με το αντιδραστήριο Tollens iv. της Γ με Kr O 7 / HSO προς ένωση Δ. (μονάδες 8) Μονάδες 1 Γ. Κορεσμένη οργανική ένωση Χ κατά την οξείδωσή της δίνει ένωση Ψ, η οποία με επίδραση HN δίνει ένωση Φ. Η ένωση Φ με υδρόλυση σε όξινο περιβάλλον δίνει την ένωση: OH HH OOH H Η ένωση Χ με SOl δίνει οργανική ένωση Λ, η οποία, αντιδρώντας με Mg σε απόλυτο αιθέρα, δίνει ένωση Μ. Η ένωση Μ, όταν αντιδράσει με την ένωση Ψ, δίνει ένωση Θ, η οποία με υδρόλυση δίνει οργανική ένωση Σ. Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των ενώσεων Χ, Ψ, Φ, Λ, Μ, Θ, Σ. Μονάδες 7 OOK και HOOH, χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. Το 1 ο μέρος απαιτεί για την πλήρη εξουδετέρωσή του 0 ml διαλύματος ΚΟΗ 0, Μ. Το ο μέρος απαιτεί για την πλήρη οξείδωσή του 00 ml διαλύματος KMnO 0, Μ παρουσία HSO. Να βρεθούν οι ποσότητες (mol) των συστατικών του αρχικού διαλύματος. Γ. Υδατικό διάλυμα όγκου V που περιέχει

ΘΕΜΑ Δ Διαθέτουμε τα υδατικά διαλύματα: H OOH 0, M K Διάλυμα Α: a Διάλυμα Β: NaOH 0, M Διάλυμα Γ: Hl 0, Μ Δ1. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος, που προκύπτει με ανάμειξη 0 ml διαλύματος Α με 0 ml διαλύματος Β. Μονάδες Δ. 0 ml διαλύματος Α αναμειγνύονται με 0 ml διαλύματος Β και το διάλυμα που προκύπτει αραιώνεται με HO μέχρι όγκου 1 L, οπότε προκύπτει διάλυμα Δ. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Δ. Δ. Προσθέτουμε 0,1 mol στερεού NaOH σε διάλυμα, που προκύπτει με ανάμειξη 00 ml διαλύματος Α με 00 ml διαλύματος Γ, οπότε προκύπτει διάλυμα Ε. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Ε. Μονάδες 8 Δ. Οι καμπύλες (1) και () παριστάνουν τις καμπύλες ογκομέτρησης ίσων όγκων διαλύματος Α και ενός διαλύματος οξέος ΗΒ με πρότυπο διάλυμα NaOH 0, Μ. ph ph Καμπύλη 1 Κα μπύλη 0 0 0 0 V(mL)NaOH V(mL)NaOH α. Ποια καμπύλη αντιστοιχεί στο HOOH και ποια στο ΗΒ; (μονάδες ) β. Να υπολογιστεί η τιμή Κ a του οξέος ΗΒ. (μονάδες ) γ. Να υπολογιστεί το ph στο Ισοδύναμο Σημείο κατά την ογκομέτρηση του ΗΒ. (μονάδες ) Μονάδες 8 Δίνεται ότι: - Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ 1 - Kw - Κατά την προσθήκη στερεού σε διάλυμα ο όγκος του διαλύματος δεν μεταβάλλεται. - Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. γ Α. β Α. δ Α. β Α. α. i) Arrhenius: Βάσεις είναι οι ενώσεις που όταν διαλυθούν στο νερό δίνουν OH. Brönsted-Lowry: Βάση είναι η ουσία που μπορεί να δεχτεί ένα ή περισσότερα πρωτόνια. ii) Η θεωρία Arrhenius αναφέρεται μόνο στα υδατικά διαλύματα, ενώ των Brönsted- Lowry σε οποιονδήποτε διαλύτη. iii) Στη θεωρία Brönsted-Lowry οι βάσεις μπορεί εκτός από μόρια να είναι και ιόντα, ενώ στη θεωρία Arrhenius όχι. β. i) Η ηλεκτρολυτική διάσταση συμβαίνει στις ιοντικές ενώσεις, ενώ ο ιοντισμός στις ομοιοπολικές. ii) Η ηλεκτρολυτική διάσταση είναι πλήρης (0%), ενώ ο ιοντισμός μπορεί να είναι και μερικός. ΑΘΗΝΑ Βερανζέρου, Πλ. Κάνιγγος, 8 ΠΕΙΡΑΙΑΣ Αγ. Κωνσταντίνου 11, έναντι Δημαρχείου 11 ΜΑΡΟΥΣΙ Δ. Ράλλη & Κων/νου Παλαιολόγου, Πλ. Κασταλίας, 68

ΘΕΜΑ Β Β1. α. Λ. Στον αυτοϊοντισμό του HO: HO HO HO OH ισχύει OH H O σε οποιαδήποτε θερμοκρασία, δηλ. το καθαρό νερό είναι πάντα ουδέτερο (σε αλλάζουν K w και HO, OH, όμως παραμένουν ίσες). β. Σ. HS H O H O S το HS δρα σαν οξύ HS HO HS OH το HS δρα σαν βάση γ. Λ. Για κάθε συζυγές ζεύγος οξέος-βάσης ισχύει Ka Kb K w. 1 K w 9 Έτσι Ka Ka, δηλαδή το NH NH K NH είναι ασθενές οξύ. bnh 6 6 δ. Σ. Η ηλεκτρονιακή δομή του στοιχείου είναι: 1s s p s p d s p, δηλαδή έχει e σθένους, άρα ανήκει στην ομάδα V A ή 1 η. ε. Λ. Οι αριθμοί οξείδωσης των ατόμων είναι: πριν: 1 : μετά: 1 : δηλ. ο 1 ανάγεται : 0 δηλ. ο οξειδώνεται : 1 Β. α. 8 στοιχεία, αφού στη η περίοδο βρίσκονται τα στοιχεία που συμπληρώνουν τη η στοιβάδα τους, η οποία έχει τις υποστοιβάδες s και p, οι οποίες γεμίζουν αντίστοιχα με και 6 ηλεκτρόνια. β. Το στοιχείο έχει ηλεκτρονιακή δομή (σε θεμελιώδη κατάσταση): 6 6 7 1s s p s p d s, έτσι: ανήκει στον d τομέα, αφού το τελευταίο ηλεκτρόνιο που συμπληρώνεται βρίσκεται σε d τροχιακό ανήκει στην η περίοδο, αφού έχει στοιβάδες ανήκει στην 9 η ομάδα, αφού το άθροισμα των ηλεκτρονίων του στις υποστοιβάδες d και s είναι 9. ΘΕΜΑ Γ Γ1. α. Α: HOOH Β: HH=O Γ: HHOH Δ: HOOH Ε: HH O β. i) HH O uso NaOH HOONa u O Na SO HO ii) HH OH I 6NaOH HOONa HI NaI HO iii) HH O AgNO NH HO H OONH Ag NH NO iv) H HOH Kr O7 8HSO H OOH r SO K SO 11H O HH OH N Γ. Φ: H Λ: HHH lh Ψ: HHOH Μ: HHH Mgl H Χ: HHH OHH Θ: H H H H H H H OMgl ΑΘΗΝΑ Βερανζέρου, Πλ. Κάνιγγος, 8 ΠΕΙΡΑΙΑΣ Αγ. Κωνσταντίνου 11, έναντι Δημαρχείου 11 ΜΑΡΟΥΣΙ Δ. Ράλλη & Κων/νου Παλαιολόγου, Πλ. Κασταλίας, 68

Ι: H H H H H H H OH Γ. Έστω τα mol του OOK και y τα mol του HOOH. Σε κάθε μέρος θα υπάρχουν mol OOK 1 ο μέρος: Εξουδετερώνεται το HOOH: mol HOOH KOH HOOK HO αντ. y y y και mol H OOH. Όμως nkoh V 0, 0,1 0,0 mol y 0,0 y 0,0 mol ο μέρος: Οξειδώνεται το OOK : mol OOK KMnO 8HSO αντ. O MnSO 6KSO 8HO Όμως nkmno V 0, 0, 0,0 0,0 0, mol ΘΕΜΑ Δ Δ1. Γίνεται εξουδετέρωση, έτσι βρίσκουμε mol: n V 0, 0,0 0,01 mol HOOH n V 0, 0,0 0,01 mol NaOH mol/ HOOH NaOH HOONa HO αρχ. 0,01 0,01 αντ/παρ 0,01 0,01 0,01 τελ. 0,01 Έτσι στο τελικό διάλυμα η συγκέντρωση του άλατος είναι Μ/ H OONa H OO Na τελ. 0,1 0,1 Μ/ HOO HO HOOH OH Ι.Ι. 0,1 n 0,01 HOONa 0,1M V 0,1 K w 9 9 Kb OH M 0,1 0,1 HO ph 9 Δ1. Γίνεται εξουδετέρωση, έτσι βρίσκουμε mol: n V 0, 0,0 0,01 mol HOOH nnaoh V 0, 0,1 0,0 mol mol/ HOOH NaOH HOONa HO αρχ. 0,01 0,0 αντ/παρ 0,01 0,01 0,01 τελ. 0,01 0,01 n 0,01 Στο τελικό διάλυμα (1 L) είναι: NaOH V 1 HOONa ΑΘΗΝΑ Βερανζέρου, Πλ. Κάνιγγος, 8 ΠΕΙΡΑΙΑΣ Αγ. Κωνσταντίνου 11, έναντι Δημαρχείου 11 ΜΑΡΟΥΣΙ Δ. Ράλλη & Κων/νου Παλαιολόγου, Πλ. Κασταλίας, 68

Μ/ NaOH Na OH τελ. 0,01 0,01 Μ/ HOONa HOO Na τελ. 0,01 0,01 HOO HO HOOH OH Ι.Ι. 0,01 0,01 K w 1 OH 0,01 0,01 H O M ph 1 Δ. Το NaOH αντιδρά και με τα δύο οξέα, πρώτα όμως με το Hl, που είναι ισχυρό. n V 0, 0, 0,1mol Hl n V 0, 0, 0,1mol HOOH mol/ Hl NaOH Nal HO αρχ. 0,1 0,1 αντ/παρ 0,1 0,1 0,1 τελ. 0,0 0,1 mol/ HOOH NaOH HOONa HO αρχ. 0,1 0,0 αντ/παρ 0,0 0,0 0,0 τελ. 0,0 0,0 Στο τελικό διάλυμα υπάρχουν οι ενώσεις: Νal = 0,1 Μ, H OONa = 0,0 M, H OOH = 0,0 M To Nal διίσταται, όμως δεν επηρεάζει το ph του τελικού διαλύματος, γιατί κανένα από τα ιόντα του δεν αντιδρά με Η Ο, αφού προέρχονται από ισχυρά οξέα και βάσεις. Έτσι: Μ/ HOONa HOO Na τελ. 0,0 0,0 HOOH HO HOO HO Ι.Ι. 0,0 0,0 K a HOO HO 0,0 HO ph H OOH 0, 0 Δ. Αρχικά είναι n 0, V mol, n V mol, HOOH NaOH n 0, 0,0 0,00 mol. Από τις καμπύλες ογκομέτρησης παρατηρούμε ότι τα ph που δίνονται ισχύουν όταν προστεθεί η μισή ποσότητα από το πρότυπο διάλυμα, δηλ. στο μέσο της ογκομέτρησης, δηλ. έχει αντιδράσει η μισή ποσότητα από κάθε ένωση, και όπως προκύπτει από τη στοιχειομετρία των αντιδράσεων και τα αρχικά mol των ενώσεων, είναι ίσα, δηλ. n n 0,00 mol. Έτσι: HOOH mol/ HOOH NaOH HOONa HO αρχ. 0,00 0,00 αντ/παρ 0,00 0,00 0,00 τελ. 0,0 0,00 0,00 Άρα HOO 0,01 V 0,00 HOOH 0,01 V mol/ NaOH NaB HO αρχ. 0,00 0,00 αντ/παρ 0,00 0,00 0,00 τελ. 0,00 0,00 ΑΘΗΝΑ Βερανζέρου, Πλ. Κάνιγγος, 8 ΠΕΙΡΑΙΑΣ Αγ. Κωνσταντίνου 11, έναντι Δημαρχείου 11 ΜΑΡΟΥΣΙ Δ. Ράλλη & Κων/νου Παλαιολόγου, Πλ. Κασταλίας, 68

0,00 0,00 Άρα 0,01 V 0,01 V Τα τελικά διαλύματα είναι ρυθμιστικά, άρα ισχύει ο τύπος των Henderson-Hasselbalch HOO i) ph pka log pka log ph log1 (1) HOOH ii) ph pk log pk log B a a Άρα α. Η καμπύλη αντιστοιχεί στο HOOH Η καμπύλη 1 αντιστοιχεί στο ΗΒ K β. a HOOH ph pk log1 pk () γ. Είναι nh OOH 0,00 0, V V 0,0 L Έτσι κατά την πλήρη εξουδετέρωση του ΗΒ με το NaOH, στο ισοδύναμο σημείο ο όγκος του τελικού διαλύματος είναι 0,0 L. Άρα: mol/ NaOH NaB HO αρχ. 0,00 0,00 αντ/παρ 0,00 0,00 0,00 τελ. 0,00 0,00 0,1M NaB 0,0 Μ/ Na Na B τελ. 0,1 0,1 B HO OH Ι.Ι. 0,1 1 Kw Kb B K a K b B 0,1 0,1 Άρα OH 0,1 Kw 8, Άρα HO ph 8,. OH 11, a a Επιμέλεια: ΚΥΡΙΑΚΟΠΟΥΛΟΣ Δ. ΧΡΥΣΑΝΘΑΚΟΠΟΥΛΟΣ Ν. ΑΘΗΝΑ Βερανζέρου, Πλ. Κάνιγγος, 8 ΠΕΙΡΑΙΑΣ Αγ. Κωνσταντίνου 11, έναντι Δημαρχείου 11 ΜΑΡΟΥΣΙ Δ. Ράλλη & Κων/νου Παλαιολόγου, Πλ. Κασταλίας, 68