ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16 / 02 /2014 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α.1 έως Α.4 να γράψετε το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση δίπλα στον αριθμό της ερώτησης. A1. Τα προϊόντα της τέλειας καύσης του αιθανίου είναι: α. C, H 2 O β. CO, H 2 O γ. CO 2 δ. CO 2, H 2 O A2. Ο γαιάνθρακας είναι: α. τεχνητό καύσιμο β. φυσικό στερεό καύσιμο γ. φυσικό υγρό καύσιμο δ. τεχνητό υγρό καύσιμο A3. Η οργανική ένωση που θα σχηματιστεί κατά την επίδραση περίσσειας αλκοολικού διαλύματος NaΟΗ σε 2,2 χλωροβουτάνιο είναι: α. αιθίνιο β. 2 βουτίνιο γ. 2-βουτένιο δ. 1-χλωρο-προπένιο A4. Αν ένα μίγμα μεθανίου, αιθενίου, προπενίου και προπανίου διαβιβασθεί σε περίσσεια διαλύματος Br 2 σε CCl 4, τότε τα αέρια που εξέρχονται από το διάλυμα αυτό είναι: α. μεθάνιο και προπάνιο β. αιθένιο και προπένιο γ. μεθάνιο δ. μεθάνιο, αιθένιο, προπάνιο και προπένιο. A5. Να χαρακτηρίσετε καθεμία από τις παρακάτω προτάσεις ως σωστή (Σ) ή λανθασμένη (Λ). i. Οι άκυκλοι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες δεν εμφανίζουν ισομέρεια θέσης. (Λ) ii. Η βενζίνη είναι μείγμα ισομερών οκτανίων. (Λ) iii. Τα ανώτερα κλάσματα που παίρνουμε με τη διύλυση του πετρελαίου θερμαίνονται σε κλειστά δοχεία, στα οποία διοχετεύεται περίσσεια ατμοσφαιρικού αέρα. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται πυρόλυση των πετρελαίων. (Λ) iv. Μία κοινή ιδιότητα του αιθινίου και του αιθενίου είναι ότι αντιδρούν με υδρογόνο. (Σ) v. Κατά την επίδραση περίσσειας υδροβρωμίου σε ακετυλένιο προκύπτει κυρίως η ένωση 1,2- διβρωμοαιθάνιο. (Λ) Σελίδα 1 από 6
ΘΕΜΑ B Β1. Να διατυπώσετε τον κανόνα του Markovnikov αναγράφοντας μία χημική εξίσωση στην οποία εφαρμόζεται. Όταν τα άτομα άνθρακα του διπλού δεσμού έχουν διαφορετικό αριθμό ατόμων υδρογόνου, δηλαδή το αλκένιο είναι μη συμμετρικό, η προσθήκη γίνεται με βάση τον κανόνα του Markovnikov σύμφωνα με τον οποίο το άτομο Η του αντιδραστηρίου προσθήκης ενώνεται κατά προτίμηση με τον άνθρακα του διπλού δεσμού που διαθέτει ήδη τα περισσότερα άτομα υδρογόνου (ο πλούσιος πλουσιότερος). Β2. Να συμπληρωθούν οι χημικές εξισώσεις των παρακάτω αντιδράσεων: i. CH 3 C CH + Na CH 3 C CNa + ½ Η 2 ii. CH CH + HCl CH 2 =CHCl -(CH 2 -CHCl)- v iii. CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 Cl + NaΟΗ + HBr CH 3 CH 2 CH=CH 2 CH 3 CH 2 CH(Br)CH 3 iv. CH 3 CH 2 CH 2 CHCl 2 + 2NaΟΗ CH 3 CH 2 CH=CH 2 + NaCl + H 2 O CH 3 CH 2 C CH + 2NaCl + 2H 2 O Β3. Σε τρία δοχεία Α,Β και Γ περιέχονται τα αέρια: αιθένιο, αιθίνιο αιθάνιο. Εάν γνωρίζουμε ότι: i. Το αέριο που περιέχεται στο δοχείο Α σχηματίζει ίζημα όταν προσθέτουμε σε αυτό διάλυμα ΝΗ 3 /ΑgNO 3. ii. To αέριο που υπάρχει στο δοχείο Β δεν αποχρωματίζει διάλυμα Br 2 σε CCl 4. να εξηγήσετε ποιο αέριο περιέχεται σε κάθε δοχείο αναγράφοντας τις κατάλληλες χημικές εξισώσεις. Στο δοχείο Α περιέχεται το αέριο αιθίνιο γιατί είναι το μόνο αέριο από τα τρία που αντιδρά με αμμωνιακό διάλυμα AgNO 3. Η αντίδραση που πραγματοποιείται είναι η εξής: CH CH + 2AgNO 3 + 2NH 3 AgC CAg + 2NH 4 NO 3 Το αέριο στο δοχείο Β δεν αποχρωματίζει το διάλυμα Br 2 άρα δεν περιέχει στο μόριο του πολλαπλό δεσμό. Συνεπώς στο δοχείο Β περιέχεται το αέριο αιθάνιο ενώ στο δοχείο Γ περιέχεται το αέριο αιθένιο το οποίο αποχρωματίζει το διάλυμα Br 2 σύμφωνα με την αντίδραση: CH 2 =CH 2 + Br 2 CH 2 CH 2 Br Br Σελίδα 2 από 6
Β4. Να αντιστοιχίσετε τα αντιδρώντα της στήλης Α με όλα τα δυνατά προϊόντα της στήλης Β: ΣΤΗΛΗ Α i. CH CH + H 2 ii. CH 3 C CH + Η 2 Ο iii. CH 4 + Cl 2 iv. CH CH + H 2 O v. CH 3 CH=CH 2 + HCl vi. CH 3 CH=CH 2 + Η 2 Ο ΣΤΗΛΗ Β Α. προπανόνη Β. αιθάνιο Γ. αιθανάλη Δ. τετραχλωράνθρακας Ε. αιθένιο ΣΤ. 2 προπανόλη Ζ. 2 χλωρο προπάνιο i. B,E ii. A iii. Δ iv. Γ v. Z vi. ΣΤ ΘΕΜΑ Γ Γ1. Με την επίδραση περίσσειας αλκοολικού διαλύματος KOH σε ορισμένη ποσότητα 1-βρωμοπροπανίου παράχθηκαν 6,3 g οργανικής ένωσης Α. Να υπολογίσετε: i. Τη μάζα του 1 βρωμο προπανίου που αντέδρασε. Γράφουμε την χημική εξίσωση της αντίδρασης που πραγματοποιείται: CH 3 CH 2 CH 2 Br + NaΟΗ CH 3 CH=CH 2 + NaBr + H 2 O 1 mol 1 mol x mol x mol Η οργανική ένωση Α είναι το προπένιο. Ο αριθμός των mol του προπενίου που παράγονται είναι: Προφανώς x = n οπότε η μάζα του 1 βρωμο προπανίου που αντέδρασε είναι: ii. Τη μάζα της αλκοόλης που πρέπει να αφυδατωθεί ώστε να παραχθούν 6,3 g από την οργανική ένωση Α. Γράφουμε την χημική εξίσωση της αφυδάτωσης: C 3 H 7 ΟΗ CH 3 CH=CH 2 + H 2 O 1 mol 1 mol y mol 0,15 mol Προφανώς y = 0,15 mol οπότε η μάζα της αλκοόλης που απαιτείται είναι: Σελίδα 3 από 6 Δίνονται Αr(C) = 12, Ar(H) = 1, Ar(O) = 16, Ar(Br) = 80
Γ2. Ένας άκυκλος υδρογονάνθρακας Χ έχει τις εξής ιδιότητες: Κατά την καύση ορισμένου όγκου του, παράγεται τριπλάσιος όγκος CO 2, μετρημένος στις ίδιες συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Με επίδραση αμμωνιακού διαλύματος CuCl σχηματίζεται καστανέρυθρο ίζημα. i. Να βρεθεί ο συντακτικός τύπος του υδρογονάνθρακα Χ. Γράφουμε την χημική εξίσωση της καύσης: C x H y + 4x + y 4 O 2 xco 2 + 0,5yH 2 O 1 mol x mol 1 L 1 L V L xv L Προφανώς xv = 3V οπότε x = 3. Εφόσον ο υδρογονάνθρακας αντιδρά με αμμωνιακό διάλυμα CuCl συμπεραίνουμε ότι θα είναι αλκίνιο με τον τριπλό δεσμό στην άκρη της ανθρακικής αλυσίδας οπότε ο μοριακός του τύπος θα είναι C 3 H 4 και ο συντακτικός τύπος του θα είναι CH 3 C CH. ii. Να γραφούν οι χημικές εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων του υδρογονάνθρακα Χ με Η 2 Ο και με περίσσεια ΗCl σε κατάλληλες συνθήκες. HgSO 4 /H 2 SO 4 CH 3 C CH + Η 2 Ο CH 3 COCH 3 Cl CH 3 C CH + 2HCl CH 3 CCH 3 Cl iii. Ποιον όγκο διαλύματος Br 2 σε CCl 4 περιεκτικότητας 10 % w/v μπορούν να αποχρωματίσουν 11,2 L του υδρογονάνθρακα Χ, μετρημένα σε STP συνθήκες; Ο αριθμός των mol του αλκινίου είναι: Γράφουμε την χημική εξίσωση της αντίδρασης προσθήκης: CH 3 C CH + 2Br 2 CH 3 C(Br) 2 CH(Br) 2 1 mol 2 mol 0,5 mol z mol Προφανώς z = 1 mol. Η μάζα του Br 2 είναι: Σελίδα 4 από 6
Στα 100 ml διαλύματος περιέχονται 10 g Br 2 Στα κ ml διαλύματος περιέχονται 160 g Br 2 Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε κ =1600 ml διαλύματος Br 2 σε CCl 4. Δίνεται Ar(Br) = 80 ΘΕΜΑ Δ Aλκένιο Α όγκου V = 44,8 L, μετρημένα σε STP συνθήκες, καίγεται πλήρως με την απαιτούμενη ποσότητα αέρα περιεκτικότητας 20 % v/v σε Ο 2 και 80 % v/v σε Ν 2 οπότε παράγονται 144 g H 2 O. Δ.1 Να βρεθεί ο μοριακός τύπος του αλκενίου Α. Βρίσκουμε τα mol του αλκενίου Α και τα mol του H 2 O: Γράφουμε την χημική εξίσωση της καύσης: C v H 2v + 3v 2 O 2 vco 2 + vh 2 O 1 mol ν mol 2 mol x L Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε x = 2ν ή 2ν = 8 ή ν = 4 άρα ο μοριακός τύπος του αλκενίου είναι C 4 H 8. Δ.2 Να υπολογιστεί ο όγκος του αέρα που απαιτείται, μετρημένος σε STP συνθήκες, καθώς και η σύσταση των καυσαερίων, σε STP συνθήκες, μετά την ψύξη τους. Γράφουμε την χημική εξίσωση της καύσης: C 4 H 8 + 6Ο 2 4CO 2 + 4H 2 O 1 mol 6 mol 4 mol 2 mol y mol z mol Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε y = 12 mol O 2 ή 268,8 L μετρημένα σε STP συνθήκες. V(αέρα) = 5V(O 2 που απαιτήθηκε) = 268,8 x 5 = 1344 L. Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε z = 8 mol ή 179,2 L μετρημένα σε STP συνθήκες. Άρα στα καυσαέρια υπάρχουν, μετά την ψύξη, 179,2 L CO 2 και 0,8 1344 = 1075,2 L N 2. Σελίδα 5 από 6
Δ.3 Αέριο μείγμα που αποτελείται από το αλκένιο Α και πεντάνιο έχει όγκο 500 cm 3. Το μείγμα αναφλέγεται με την απαιτούμενη ποσότητα αέρα οπότε παράγονται 2100 cm 3 CO 2 μετρημένα στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας. Να υπολογιστεί η κατ όγκον σύσταση του μίγματος. Έστω x cm 3 του αλκενίου Α και y cm 3 του πεντανίου. Προφανώς x + y = 500 (1). Γράφουμε την χημική εξίσωση της καύσης του Α και του πεντανίου. C 4 H 8 + 6Ο 2 4CO 2 + 4H 2 O 1 mol 4 mol 1 cm 3 1 cm 3 x cm 3 4x cm 3 C 5 H 12 + 8Ο 2 5CO 2 + 6H 2 O 1 mol 4 mol 1 cm 3 1 cm 3 y cm 3 5y cm 3 Προφανώς 4x + 5y = 2100 (2) Από τις 1 και 2 βρίσκουμε x = 400 cm 3 και y = 100 cm 3 Δίνονται Ar(C) = 12, Ar(H) = 1, Ar(O) = 16, Ar(Ν) = 14 Σελίδα 6 από 6