ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ Χημεία ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Β ΛΥΚΕΙΟΥ Γενικής Παιδείας ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΚΔΟΣΕΩΝ «ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ»
ΥΠOΥΡΓΕIO ΠΑIΔΕIΑΣ ΚΑI ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΗΣ ΠΟΛΙΤΙΚΗΣ Στέλιος Λιοδάκης Δημήτρης Γάκης Δημήτρης Θεοδωρόπουλος Παναγιώτης Θεοδωρόπουλος Αναστάσιος Κάλλης Η συγγραφή και η επιμέλεια του βιβλίου πραγματοποιήθηκε υπό την αιγίδα του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου Λύσεις Ασκήσεων Χημείας Βʹ Λυκείου Γενικής Παιδείας ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΕΚΔΟΣΕΩΝ «ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ»
Επιστημονικός υπεύθυνος ΣΤΕΛΙΟΣ ΛΙΟΔΑΚΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΑΡΧΙΚΗΣ ΕΚ ΟΣΗΣ Ομάδα συγγραφής ΣΤΕΛΙΟΣ ΛΙΟΔΑΚΗΣ, Δρ Χημικός, Επίκουρος Καθηγητής ΕΜΠ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΓΑΚΗΣ, Δρ Χημικός Μηχανικός, Λέκτορας ΕΜΠ ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΠΟΥΛΟΣ, Χημικός Μηχ Δ/θμιας Εκπαίδευσης ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΘΕΟΔΩΡΟΠΟΥΛΟΣ, Χημικός Δ/θμιας Εκπαίδευσης ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΚΑΛΛΗΣ, Χημικός Δ/θμιας Εκπαίδευσης Ομάδα Τεχνικής Υποστήριξης: ΑΝΝΑ ΓΑΚΗ, φοιτήτρια στη σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ ΗΡΑΚΛΗΣ ΑΓΙΟΒΛΑΣΙΤΗΣ, φοιτητής στη σχολή Χημικών Μηχανικών ΕΜΠ Υπεύθυνος στο Πλαίσιο του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου: ΑΝΤΩΝΙΟΣ ΜΠΟΜΠΕΤΣΗΣ, Χημικός, MEd, PhD, Σύμβουλος ΠΙ Ομάδα Κρίσης: ΒΑΣΙΛΗΣ ΚΟΥΛΑΪΔΗΣ, Αναπληρωτής καθηγητής Παν/μίου Πατρών ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΚΟΚΟΤΟΣ, Αναπληρωτής καθηγητής Παν/μίου Αθηνών ΑΓΓΕΛΙΚΗ ΤΡΙΚΑΛΙΤΗ, Χημικός, Σύμβουλος ΠΕ4, ΔΕ ΒΑΣΙΛΕΙΟΣ ΑΓΓΕΛΟΠΟΥΛΟΣ, Χημικός, καθηγητής ΔΕ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ ΔΟΥΚΑΚΗΣ, Χημικός, καθηγητής ΔΕ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΠΑΝΕΚ ΟΣΗΣ Η επανέκδοση του παρόντος βιβλίου πραγματοποιήθηκε από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών & Εκδόσεων «Διόφαντος» μέσω ψηφιακής μακέτας, η οποία δημιουργήθηκε με χρηματοδότηση από το ΕΣΠΑ / ΕΠ «Εκπαίδευση & Διά Βίου Μάθηση» / Πράξη «ΣΤΗΡΙΖΩ» Οι αλλαγές που ενσωματώθηκαν στην παρούσα επανέκδοση έγιναν με βάση τις διορθώσεις του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου
Λύσεις Ασκήσεων Βʹ Λυκείου Γενικής Παιδείας
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 Γενικό μέρος οργανικής χημείας5 2 Πετρέλαιο Υδρογονάνθρακες 10 3 Aλκοόλες Φαινόλες 18 4 Καρβοξυλικά οξέα 25 5 Συνθετικά πολυμερή 28
1ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΟΡΓΑΝΙΚΗΣ ΧΗΜΕΙΑΣ 10 Βλέπε θεωρία παρ 11 11 Βλέπε θεωρία σελ 12 και 13 12 - ισοκυκλική άκυκλη κορεσμένη - ετεροκυκλική O HC CH άκυκλη ακόρεστη 13 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 14 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 15 CH= αλκένιο CH αλκάνιο =CHCH= αλκαδιένιο CHC CH αλκίνιο 16 αιθάνιο:, προπένιο: =CH, 1-βουτίνιο: CH C, 1,3-πενταδιένιο: =CHCH=CH, 2-βουτανόλη: CH 17 προπάνιο, CH= 1-βουτένιο, CH =CHCH= CHC CH 2-προπανόλη, 1,3-βουταδιένιο, 3-μέθυλο-1-βουτίνιο
6 Γενικό μέρος οργανικής χημείας 18 α Cl β CH γ CO δ CHCHO ε O στ Br 19 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 20 Βλέπε θεωρία παρ 14 21 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 22 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 23 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 24 C CH =C= O CHO CO CO COO 25 α μεθάνιο, β αιθάνιο, γ προπάνιο, δ βουτάνιο, ε μεθυλοπροπάνιο 26 CH= : προπένιο, CH : 2-προπανόλη, CHC CH : 3-μεθυλο-1-βουτίνιο ή μεθυλοβουτίνιο, CHO: βουτανάλη, =CCH= : 2-χλωρο-1,3-βουταδιένιο, Cl CO: αιθανικό οξύ (οξικό οξύ), CHCH : 3-μεθυλο-2-βουτανόλη, O : διμεθυλαιθέρας, CO : βουτανόνη 27 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 28 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 29 C 2 : αλκάνια, C 4 : αλκίνια ή αλκαδιένια, C 2 H 4 O 2 : κορεσμένα μονοκαρβοξυλικά οξέα ή εστέρες, C 2 O: κορεσμένες μονοσθενείς αλκοόλες ή κορεσμένοι μονοαιθέρες, C 3 : αλκένια, C 3 O: κορεσμένες αλδεΰδες ή κορεσμένες κετόνες, C 2 H 5 Cl: αλκυλαλογονίδια
7 Γενικό μέρος οργανικής χημείας 30 α) CH= : 1-πεντένιο CH=CH : 2-πεντένιο =CCH : 2-μεθυλο-1-βουτένιο CHCH= : 3-μεθυλο-1-βουτένιο C=CH : 2-μεθυλο-2-βουτένιο β) CH 1-πεντανόλη CH 3-πεντανόλη 2-πεντανόλη CH C 2-μεθυλο-1-βουτανόλη 2-μεθυλο-2-βουτανόλη CHCH CH 3-μεθυλο-2-βουτανόλη 3-μεθυλο-1-βουτανόλη C διμεθυλοπροπανόλη γ) CO CHCO βουτανικό οξύ μεθυλοπροπανικό οξύ δ) στο γενικό τύπο C v Η 2ν-2 αντιστοιχούν αλκίνια και αλκαδιένια αλκίνια: C CH C C 1-βουτίνιο 2-βουτίνιο αλκαδιένια: =C=CH =CHCH= 1,2-βουταδιένιο 1,3-βουταδιένιο
8 Γενικό μέρος οργανικής χημείας 31 αλκάνιο: C v H 2v+2, CH 4 μεθάνιο αλκένιο: C v H 2v, C 2 H 4 αιθένιο αλκίνιο: C v Η 2ν-2, C 2 H 2 αιθίνιο αλκαδιένιο: C v H 2v-2, C 3 H 4 προπαδιένιο αλκοόλη κορεσμένη μονοσθενής: C v H 2v+1, μεθανόλη οξύ κορεσμένο μονοκαρβοξυλικό: C v H 2v+1 CO, HCO μεθανικό οξύ αλκυλαλογονίδιο: C v H 2v+1 X, Cl χλωρομεθάνιο αλδεΰδη κορεσμένη: C v H 2v+1 CHO, HCHO μεθανάλη 32 α) O γενικός τύπος των κετόνων C v H 2v O με ν 3 Άρα η κετόνη με το μικρότερο M r είναι για ν=3 άρα C 3 O, δηλαδή CO β) O γενικός τύπος των κορεσμένων μονοκαρβοξυλικών οξέων είναι C v H 2v O 2 m Ο =8m H ή 32=8 2ν ή ν=2, δηλαδή CO 33 Βλέπε θεωρία παρ 13 και 14 34 Βλέπε θεωρία παρ 14 35 α) πεντάνιο β) μεθυλοβουτάνιο γ) διμεθυλοπροπάνιο δ) προπύλιο και ε) ισοπροπύλιο Ισομερή αλυσίδας είναι τα α, β και γ Ισομερή είναι τα αλκύλια δ και ε 36 Βλέπε θεωρία παρ 15 37 Βλέπε θεωρία παρ 15 και 13 38 Βλέπε θεωρία παρ 15 39 Βλέπε θεωρία παρ 15 40 δ) 80% α) 85,71% β) 90% γ) 92,3% 41 C 80/12=6,66 1 :6,66 H 20/1=20 3 άρα ο εμπειρικός τύπος είναι ( ) ν 42 C 2,4/12=0,2 1 H 0,2/1=0,2 O 6,4/16=0,4 :0,2 1 2 Άρα ο εμπειρικός τύπος είναι (CHO 2 ) v 43 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 44 PV=(m/M r ) RT ή M r =mrt/pv ή M r =ρrt/p ή M r =(1,24 g L -1 0,082 L atm Κ -1 mol-1 303 K)/1,1 atm ή M r =28 Εμπειρικός τύπος: C v H 2v άρα 14ν=28 ή ν=2 άρα C 2 H 4
9 Γενικό μέρος οργανικής χημείας 45 Στα 18 g H 2 O τα 2 g H 9 g ; m H άρα m H =1 g m C =m ολ -m H =3 g Έχουμε C:3/12=0,25 H:1/1=1 : 0,25 1 4 Εμπειρικός τύπος: (CH 4 ) v 22,4 L M r g 5,6 L 4 g άρα M r =16 Από τον εμπειρικό τύπο C v H 4v έχουμε Μ r =16ν δηλαδή 16ν=16 ή ν=1 Άρα ο μοριακός τύπος είναι CH 4 46 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 47 Από την εκατοστιαία σύσταση έχουμε: C 12,8/12=1,06 1 H 2,1/1=2,1 :1,06 2 Br 85,10/80=1,06 1 Άρα ο εμπειρικός τύπος της ένωσης είναι ( Br) v H σχετική μοριακή μάζα θα υπολογιστεί από την καταστατική εξίσωση των αερίων με P=765/760 atm=1,006 atm, V=0,179 L και T=413 K και από τον τύπο M r =mrt/pv έχουμε M r =188,06 Όμως από τον εμπειρικό τύπο C v H- Br έχουμε M =94v δηλαδή 94ν=188,06 ή ν=2, δηλαδή ο μοριακός 2v v r τύπος είναι C 2 H 4 Br 2 48 m οξυ =(83,33/100) 12 g=10 g και m Ο =10 g-(6-0,44)g=3,56 g C 6/12=0,5 2,25 πολλαπλασιάζουμε H 0,44/1=0,44 :0,2225 2 με το 4 O 3,56/16=0,2225 1 και έχουμε (C 9 H 8 O 4 ) v και από τον τύπο αυτό M r =180ν και έχοντας M r =180 βρίσκουμε ότι ν=1, άρα ο μοριακός τύπος είναι C 9 H 8 O 4 49 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου
2ΠΕΤΡΕΛΑΙΟ Υ ΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΕΣ 21 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 22 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 23 Βλέπε σελ 47 24 Βλέπε σελ 48 25 Βλέπε σελ 48 26 α) Βλέπε σελ 49 β) CH 4 + 2Cl 2 C + 4HCl 27 Βλέπε σελ 53 και 54 28 α) Βλέπε σελ 55 β) Βλέπε σελ 56 γ) Βλέπε σελ 62 και 63 29 30 (1-γ), (2-ε), (3-β), (4-α), (5-δ) 31 α) Βλέπε σελ 60 β) Βλέπε σελ 60 γ) Βλέπε σελ 60 32 Βλέπε σελ 64 33 Βλέπε σελ 66 34 Βλέπε σελ 66
11 πετρέλαιο υδρογονάνθρακες 35 COONa + Na CH 4 I + H 2 I + Na CH= + H 2 36 α) Na Na 2 CO 3 β) Na γ) H 2 δ) HI 37 α) Br β) γ) δ) 38 α) = β) Cl NaCl γ) CH= 39 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 40 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 41 1-βουτίνιο αλκίνιο αιθένιο αλκένιο μεθυλοπροπάνιο αλκάνιο βενζόλιο αρωματικός υδρογονάνθρακας 42 α) HC C C C 1-πεντίνιο 2-πεντίνιο μεθυλοβουτίνιο
12 πετρέλαιο υδρογονάνθρακες β) 2μεθυλο-1,3-βουταδιένιο 3μεθυλο-1,2-βουταδιένιο 43 Βλέπε απάντηση στο τέλος του κεφαλαίου 44 α) Στα αλκάνια με τύπο C ν H 2ν+2 β) βουτάνιο μεθυλοπροπάνιο γ) 2 I + 2Na + 2NaΙ 45 Σωστή είναι η (α) Τα αέρια που δε δεσμεύονται είναι οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες, αφού την αντίδραση προσθήκης δίνουν οι ακόρεστοι, αιθένιο και προπίνιο 46 Σωστή είναι η (β) Αφού αποχρωματίζει το διάλυμα Br 2 είναι ακόρεστη ένωση και αφού πολυμερίζεται και παρασκευάζεται από αλκυλοχλωρίδιο είναι αλκένιο, δηλαδή το αιθένιο 47 Σωστή είναι η (γ) 48 Βλέπε απάντηση στο τέλος του κεφαλαίου 49 α) Η ένωση είναι αλκένιο με γενικό τύπο C ν H 2ν β) =CH CH=CH 1-βουτένιο 2-βουτένιο γ) (λόγω Markovnikov) μεθυλοπροπένιο
13 πετρέλαιο υδρογονάνθρακες (λόγω Markovnikov) 50 Βλέπε απάντηση στο τέλος του κεφαλαίου 51 Σωστή είναι η (β) λόγω του κανόνα Markovnikov 52 Αφυδραλογόνωση ισοπροπυλοχλωριδίου προπένιο, προσθήκη HBr σε 1-βουτένιο, πολυμερισμός βινυλοχλωριδίου, προσθήκη Η 2 σε αιθίνιο = 53 Το αιθάνιο και το βουτάνιο I + Η 2 + HI 2 I + 2Na 54 α) ν = ( ) ν β) = + H 2 γ) = + H 2 Ο δ) = + HI I + 2NaI 2 I + 2Na + 2NaI 55 α) CaC 2 + 2H 2 Ο Ca() 2 + HC CH 3HC CH C 6 β) HC CH + H 2 = γ) CH CH + HCl 56 α) I + H 2 + HI 2 I + 2Na + 2NaΙ
14 πετρέλαιο υδρογονάνθρακες COONa + Na + Na 2 CΟ 3 = + H 2 β) m=3 g, άρα n=3/30=0,1 mol C 2 + 7/2O 2 2CO 2 + 3H 2 O 1 mol 2 mol 0,1 mol ;=0,2 mol CO 2 ή 0,2 22,4 L=4,48 L 57 Βλέπε απαντήσεις στο τέλος του κεφαλαίου 58 α) = + Br 2 1,2-διβρωμοαιθάνιο β) Για το 1,2-διβρωμοαιθάνιο M r =188, άρα n=100/188 mol=0,53 mol και από τη στοιχειομετρία της αντίδρασης έχουμε 0,53 mol = γ) = + Η 2 O 1 mol 1 mol x 0,53 mol άρα x=0,53 mol ή 0,53 46 g=24,38 g 59 α) 1 mol 22,4 L n 2,8 L, άρα n=0,125 mol αερίου HC CH CaC 2 + 2H 2 O Ca() 2 + HC CH 1 mol 1 mol x 0,125 mol άρα x=0,125 mol ή 0,125 64 g=8 g CaC 2 β) HC CH + 2C1 2 Cl 2 CH CHCl 2 1 mol 2 mol 0,125 mol y άρα y=0,25 mol ή 0,25 71 g=17,75 g Cl 2 γ) Από τη στοιχειομετρία της πρώτης αντίδρασης έχουμε 0,125 mol Ca() 2 : Ca() 2 + H 2 SO 4 CaSO 4 + 2H 2 O 1 mol 1 mol 0,125 mol ω
15 πετρέλαιο υδρογονάνθρακες άρα ω=0,125 mol ή 0,125 98 g=12,25 g H 2 SO 4 60 Για το αλκένιο με γενικό τύπο C κ H 2κ έχουμε ότι: 5,6 L 7 g 22,4 L Μ r g, άρα M r =28 δηλαδή 14κ=28 ή κ=2 Άρα το αλκένιο (μονομερές) έχει τύπο C 2 H 4 ή = ν = ( ) ν Η σχετική μοριακή μάζα του πολυμερούς είναι 28ν και ίση με 56000, άρα 56000=28ν ή ν=2000 Άρα 2000 μόρια μονομερούς συνθέτουν το πολυμερές 61 α) C ν H 2ν + Η 2 C ν H 2ν+2 ν άρα ν=3, δηλαδή CH= προπένιο β) Cl + Na CH= + NaCl + H 2 O 62 C ν H 2ν + 3ν/2O 2 νco 2 + νh 2 O 1 mol ν mol ή ν άρα ν=3, δηλαδή C 3 Στον αέρα έχουμε V O2 =(20/100) 500 L=100 L και V N2 =(80/100) 500 L=400 L Από την καύση έχουμε: C 3 + 9/2O 2 3CO 2 + 3H 2 O 1 mol 4,5 mol 3 mol ή 1 L 4,5 L 3 L 10 L x y ή x=45 L O 2 απαιτήθηκαν y=30 L CO 2 παράχθηκαν Στα καυσαέρια μετά την ψύξη έχουμε: O 2 : 100 L-45 L=55 L, CO 2 : 30 L, Ν 2 : 400 L 63 α) x mol C 2 H 4 και y mol H 2