ΧΗΜΕΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Επαναληπτικό ιαγώνισµα 3-4-2016 ΕΝ ΕΙΚΤΙΚΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. α Α2. γ Α3. γ Α4. β Α5. γ Α6. γ Α7. α Α6. α. Ο βαθµός ιοντισµού ενός ηλεκτρολύτη (α) ορίζεται ως το πηλίκο του αριθµού των mol που ιοντίζονται προς το συνολικό αριθµό των mol του ηλεκτρολύτη και εκφράζει την απόδοση της αντίδρασης ιοντισµού του ηλεκτρολύτη στο διαλύτη (νερό). β. Εξώθερµες αντιδράσεις ονοµάζονται οι αντιδράσεις που ελευθερώνουν ενέργεια υπό µορφή θερµότητας στο περιβάλλον γ. Ηλεκτρόνια που καταλαµβάνουν τροχιακά της ίδιας ενέργειας (της ίδιας υποστιβάδας), έχουν κατά προτίµηση παράλληλα spin, ώστε τα ηλεκτρόνια να αποκτήσουν το µέγιστο άθροισµα των κβαντικών αριθµών spin». δ. Σύµφωνα µε τον κανόνα του Markovnikov, όταν ένα µόριο AB προστίθεται στο διπλό δεσµό ενός µη συµµετρικού αλκενίου το κύριο προϊόν της αντίδρασης είναι αυτό που προκύπτει από την προσθήκη του θετικού τµήµατος (το οποίο είναι συνήθως H δ+ ) στον άνθρακα µε τα περισσότερα υδρογόνα. ΘΕΜΑ Β Β1. α. 3 C + 4 ΗΝΟ 3 3 CO 2 + 4 ΝΟ + 2 Η 2 Ο β. Οξειδωτικό: ΗΝΟ 3 Αναγωγικό: C Β2. α. Σωστό Στις αντιδράσεις αφυδάτωσης αλκοολών το κύριο προϊόν καθορίζεται από τον κανόνα του Saytseff. Σύµφωνα µε τον κανόνα του Saytseff, κατά την απόσπαση µορίου ΗΑ από οργανική ένωση, το Η αποσπάται ευκολότερα από το τριτοταγές άτοµο άνθρακα, λιγότερο εύκολα από το δευτεροταγές άτοµο άνθρακα και δυσκολότερα από το πρωτοταγές άτοµο άνθρακα.. CH 2 CH CH 3 CH = CH + H 2 O κύριο προϊόν OH β. Λάθος Εξαρτάται από ph του διαλύµατος του ισχυρού οξέος που προστίθεται. Αν ph ισχ >ph ασθ τότε ph του τελικού διαλύµατος αυξάνεται. Αν ph ισχ =ph ασθ τότε ph του τελικού διαλύµατος δεν µεταβάλλεται. Αν ph ισχ <ph ασθ τότε ph του τελικού διαλύµατος µειώνεται. γ. Λάθος Ισχύει: 8 Ο: 1s 2 2s 2 2p 4 και 8 Ο 2- : 1s 2 2s 2 2p 6
Το Ο και το Ο 2- έχουν τον ίδιο αριθµό πρωτονίων και τον ίδιο αριθµό στιβάδων, όµως το Ο 2- έχει περισσότερα ηλεκτρόνια. Έτσι, στο Ο 2- αυξάνονται οι απώσεις µεταξύ των ηλεκτρονίων και η ελκτική δύναµη µεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων της εξωτερικής στιβάδας να ελαττώνεται, µε αποτέλεσµα να αυξάνεται το µέγεθος. δ. Λάθος Η αιθανόλη παρασκευάζεται από την αιθανάλη: CH = O + H 2 CH 2 OH Η µεθανόλη παρασκευάζεται από τη µεθανάλη: CH 2 = O + H 2 OH Η µεθανάλη είναι πιο δραστική στις αντιδράσεις προσθήκης από την αιθανάλη, άρα η µεθανόλη παρασκευάζεται πιο εύκολα. ε. Σωστό Η αντίδραση είναι ενδόθερµη, άρα µε αύξηση της θερµοκρασίας η θέση της χηµικής ισορροπίας µετατοπίζεται δεξιά. Οπότε η K c αυξάνεται. B3. Β3 1. Σωστή απάντηση η (α) Το NaCl και το ΝaClO 4 δεν αντιδρούν µεταξύ τους. Έχουµε: Na + (aq) + ClΟ 4 - (aq) ΝaCl (s) Na + (aq) + Cl - (aq) και ΝaClΟ 4 (s) Τα ιόντα Νa +, Cl - και ClO - 4 δεν αντιδρούν µε το Η 2 Ο. Άρα το υδατικό διάλυµα που προκύπτει είναι ουδέτερο, αφού περιέχει ιόντα Η 3 Ο + και ΟΗ - µε ίσες συγκεντρώσεις, όπως προκύπτει από τον αυτοϊοντισµό του Η 2 Ο: Η 2 Ο + H 2 O H 3 O + + OH - x M x Μ Στους 25 ο C ισχύει: [Η 3 Ο + ] = [ΟΗ - ] = x = 10-7 Μ, οπότε ph = 7. Β3 2. Σωστή απάντηση η (β) Η αντίδραση αυτοϊοντισµού του νερού είναι ενδόθερµη: H 2 O + H 2 O OH - + H 3 O +, Η > 0 x M x M Στους 25 o C είναι Κ w = [H 3 O + ][OH - ] = 10-14 [H 3 O + ] = [OH - ] = 10-7 Όταν µειώνεται η θερµοκρασία, σύµφωνα µε την αρχή Le Chatelier, η θέση της ισορροπίας αυτοϊοντισµού του Η 2 Ο µετατοπίζεται προς τα αριστερά, οπότε µειώνεται η τιµή της Κ w, µειώνονται οι συγκεντρώσεις των ιόντων H 3 O + και OH - και αυξάνεται το ph του διαλύµατος. Β4. α. αυξάνεται β. µειώνεται γ. µειώνεται δ. αυξάνεται ε. µειώνεται
ΘΕΜΑ Γ Γ1. α. Πραγµατοποιείται η αντίδραση: (mol) H 2 (g) + I 2 (g) 2HI (g) Αρχικά: 4 4 Αντιδρούν/Παράγονται: x x 2x Χηµική Ισορροπία(1): 4-x 4-x 2x Στη χηµική ισορροπία ισχύει: K c = 9 [] = 9 ( ) [ ][ ] ( )( ) = 9 x = 2,4 mol Άρα,! =1,6 &'(,! =1,6 &'( )*+! =4,8 &'( β. υ =. /[01] /2 =.,345 6 =,34 =0,048 M/min γ. Αµ διπλασιαστεί ο όγκος του δοχείου η θέση της χηµικής ισορροπίας δεν µετατοπίζεται, όµως οι συγκεντρώσεις του Η 2, του Ι 2 και του ΗΙ 2 υποδιπλασιάζονται. Γ2. A: CH CH 2 Cl B: CH CH 2 MgCl Γ: CH 2 CH 2 : Η CH = O E: CH 2 CH CH 2 OH Θ: CH 2 CH CΟO - + ΝΗ 4 Λ: ( CH CH ) v Z: CH 2 CH CH = O Κ: CH = CH Μ: CH CH 2 ΟΗ Ν: CH CΟΟΝa Ξ: CH 2 CH CH CN OH Π: CH 2 CH CH CΟΟΗ OH Γ5. α. 5FeCl 2 + KMnO 4 + 6HCl 5FeCl 3 + 2MnCl 2 + KCl + 3H 2 O β. CH 2 OH + 4Cl 2 + 6NaOH HCOONa + CHI 3 + 5NaCl + 5H 2 O γ. CH 2 CH=O + 2AgNO 3 + 3NH 3 + H 2 O CH 2 COONH 4 + 2Ag + 2NH 4 NO 3 δ. C CH + CuCl + NH 3 C CCu + NH 4 Cl
ε. ΗCOOCH + NaOH ΗCOONa + CH OH ΘΕΜΑ 1. Τα mol από το Υ 1 και το Υ 2 είναι: ncoona = 0,1 0,2=0,02 mol Πραγµατοποιείται η αντίδραση: nhcl = 0,1. 0,2=0,02 mol (mol) COONa + HCl COOH + NaCl Αρχ. 0,02 0,02 Αντ./Παρ. 0,02 0,02 0,02 0,02 Τελ. - - 0,02 0,02 H συγκέντρωση του COOH στο διάλυµα Υ 5 που προκύπτει είναι: c =,.. = 0,01 M To NaCl διίσταται: NaCl Na + + Cl - (τα ιόντα Να + και C1 - δεν αντιδρούν µε το νερό). Το pη καθορίζεται από τον ιοντισµού του COOH: (Μ) COOH + Η 2 Ο A - + H 3 O + Αρχ. 0,01 Ioντ./Παρ. x x x Ioντ. Ισορ. 0,01- x x x K >(? @AA) = [?@AA ][? B ] [? @AA] Άρα, [Η 3 Ο + ]=10-3,5 ph = 3,5 10-5 = C, x = 10-3,5 M 2. Με την αφαίρεση νερού γίνεται συµπύκνωση του αρχικού διαλύµατος και ισχύει C 1. V 1 =C 2. V 2 ( 1 ) Στο αρχικό διάλυµα (Υ 2 ) ο βαθµός ιοντισµού είναι α 1 = E F G H Στο τελικό διάλυµα ο βαθµός ιοντισµού είναι α 2 = E F G H I = E JG K I E J G K 2 = E H H c 2 = 4c 1 ( 2 ) Από τις σχέσεις (1) και (2) προκύπτει: 0,2 0,3 = 0,8 V 3 V 3 = 0,075 L Άρα πρέπει να εξατµιστούν VH 2 O = 0,225 L ή VH 2 O = 225 ml
3. Τα mol από το Υ 2 και το Υ 5 είναι: n 2 = c 2 V 2 = 0,2 V και n 5 = c 5 V 5 = 0,0120V = 0,2 V Πραγµατοποιείται η αντίδραση: (mol) NH 3 + COOH COONH 4 Αρχ. 0,2V 0,2V Αντ./Παρ. 0,2V 0,2V 0,2V Τελ. - - 0,2V H συγκέντρωση του COONH 4 στο διάλυµα Υ 6 που προκύπτει είναι: c =,.L.L = 0,1 M COONH 4 (s) COO - + (aq) + ΝΗ 4 (aq) 0,1 M 0,1 M 0,1 M Tο ιόν COO - αντιδρά µε Η 2 Ο επειδή το συζυγές οξύ COOΗ είναι ασθενές οξύ και δίνει ιόντα ΟH - (συµπεριφέρεται ως βάση κατά Brönsted Lowry). Tο ιόν NH + 4 αντιδρά µε Η 2 Ο επειδή η συζυγής βάση ΝΗ 3 είναι ασθενής βάση και δίνει ιόντα Η 3 Ο + (συµπεριφέρεται ως οξύ κατά Brönsted Lowry). Στο διάλυµα υπάρχει και ο αυτοϊοντισµός του νερού: Η 2 Ο + H 2 O H 3 O + + OH - COO - + H 2 O COOΗ + ΟH - I.I 0,1 x x x NH + 4 + H 2 O NH 3 + H 3 O + I.I 0,1 y y y Iσχύει: K >(@? @AA) = K M(N? ) K M(@? @AA ) = K >(N B ) [ΟΗ - ] = [Η 3 Ο + ] Στους 25 ο C ισχύει: [Η 3 Ο + ] =[ΟΗ - ], οπότε το διάλυµα είναι ουδέτερο, δηλαδή ph = 7 4. Μετά την ανάµειξη οι νέες συγκεντρώσεις είναι: CCa(OH) 2 = O Q =,,. = 0,05 M και CNH Q RST,3 3 = O Q =,U,. = 0,15 M Q RST,3 Πραγµατοποιούνται οι αντιδράσεις: (M) Ca(OH) 2 V W X Ca 2+ + 2OH - 0,05 0,1 0,1 (Μ) + NH 3 + Η 2 Ο NH 4 + ΟH - Αρχ. 0,15 0,1 Ioντ./Παρ. x x x Ioντ. Ισορ. 0,15- x x 0,1 + x Λόγω προσεγγίσεων: 0,1 + x 0,1 [OH - ] = 0,1 M ph = 13
K M(Y? ) = ZY B [[\0 ] [Y? ] α = C H =,6],6 = 10-4 10-5 = C (,C),65C 10-5 = C,,6 x = 1,510-5 M 5. Μετά την ανάµειξη θα έχουµε: nnh 3 = 0,2x και nhcl = 0,2ψ Η ΝΗ 3 αντιδρά µε το HCl και για να προκύψει ρυθµιστικό πρέπει η ΝΗ 3 να είναι σε περίσσεια: (mol) NH 3 + ΗCl NH 4 Cl Αρχ. 0,2x 0,2ψ Αντ./Παρ. 0,2ψ 0,2ψ 0,2ψ Τελ. 0,2x-0,2ψ - 0,2ψ Οι συγκεντρώσεις του ρυθµιστικού διαλύµατος που έχει προκύψει είναι: CNH 3 =,.C5,.^ C^ M και CNH 4Cl =,.^ C^ M Από τον ιοντισµό του δείκτη Η προκύπτει: Η + Η 2 Ο - + Η 3 Ο + K >(0/) = [/ ][? B ] [0/] Άρα ph = 9 [Η 3 Ο - ] = 10-9 Μ (γιατί [Η ]=[ - ]) Με εφαρµογή της εξίσωσης Henderson Hasselbalch για το ρυθµιστικό προκύπτει: ph = pka + log _ 9 = 9 + log _ log _ = 0 C o = C β,.c5,.^ =,.^ C^ C^ 0,2x 0,2ψ = 0,2ψ 0,2x = 0,4ψ ` = 2 a