ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΕΥΤΕΡΑ 30 ΜΑΪΟΥ 016 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ (ΝΕΟ ΣΥΣΤΗΜΑ) (Ενδεικτικές Απαντήσεις) Θέμα Α Α.1 - γ Α. - δ Α.3 - γ Α.4 - α Α.5 α. Σ β. Λ γ. Λ δ. Λ ε. Σ Θέμα Β B1. α) NH 3 3CuO N 3Cu 3H O β) 5CH 3 CHCH 3 MnO 4 3H SO 4 5CH 3 -C-CH 3 MnSO 4 SO 4 8H O OH O B. α) Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier, με αύξηση της θερμοκρασίας η χημική ισορροπία θα μετατοπιστεί προς την κατεύθυνση της ενδόθερμης αντίδρασης, δηλαδή προς τα αριστερά. Επομένως, η ποσότητα της ΝΗ 3 θα μειωθεί. Η c, η οποία εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία ελαττώνεται, γιατί μειώνεται ο αριθμητής και αυξάνεται ο παρονομαστής της. β) Με αύξηση του όγκου του δοχείου υπό σταθερή θερμοκρασία, ελαττώνεται η πίεση. Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier η ΧΙ μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση εκείνη που παράγονται περισσότερα mol αερίων, δηλαδή προς τα αριστερά. Επομένως, η ποσότητα της ΝΗ 3 θα μειωθεί, ενώ η c παραμένει σταθερή. Β3. α) HCl Η Ο H 3 O Cl - αρχ. 0,1... - - τελ. - 0,1 0,1 1
1 ph log[ H3O ] ph log ph 1 Ο δείκτης έχει pka=5, οπότε για ph < pa-1,δηλαδή ph<4 επικρατεί το χρώμα της όξινης μορφής. Επομένως το διάλυμα θα αποκτήσει κόκκινο χρώμα. β) Με σταδιακή προσθήκη NaOH στο διάλυμα HCl το ph σταδιακά αυξάνει. Από το ph=4 αρχίζει να επικρατεί το ενδιάμεσο χρώμα έως την τιμή ph=6 που αρχίζει να επικρατεί το χρώμα της βασικής μορφής του δείκτη που είναι το κίτρινο. Η περιοχή αλλαγής χρώματος του δείκτη είναι μεταξύ των τιμών ph=4 και ph = 6. Β4. α) 11Na 1s s p 6 3s 1 Επομένως βρίσκεται στην 1 η ομάδα και 3 η περίοδο του περιοδικού πίνακα και ανήκει στον s τομέα. 17Cl 1s s p 6 3s 3p 5 Επομένως βρίσκεται στην 17 η ομάδα και 3 η περίοδο του περιοδικού πίνακα και ανήκει στον p τομέα. 19Κ 1s s p 6 3s 3p 6 4s 1 Επομένως βρίσκεται στην 1 η ομάδα και 4 η περίοδο του περιοδικού πίνακα και ανήκει στον s τομέα. β) To Na και το Κ βρίσκονται στην ίδια ομάδα. Γνωρίζουμε ότι κατά μήκος μιας ομάδας η ατομική ακτίνα αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω επειδή προστίθενται στιβάδες. Συνεπώς μεγαλύτερη ατομική ακτίνα έχει το. To Na και το Cl ανήκουν στην ίδια περίοδο και το Na βρίσκεται πιο αριστερά από το Cl. Κατά μήκος μιας περιόδου από αριστερά προς τα δεξιά αυξάνεται ο ατομικός αριθμός και το δραστικό πυρηνικό φορτίο, ενώ ο αριθμός των στιβάδων παραμένει ίδιος. Έτσι λόγω ισχυρότερης έλξης πυρήνα με τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας η ατομική ακτίνα ελαττώνεται, οπότε το Cl έχει μικρότερη ατομική ακτίνα από το Na. Επομένως ισχύει για την ατομική ακτίνα των στοιχείων που δίνονται: Cl < Na < Θέμα Γ Γ.1 Α : CH 3 CH OH Θ : CH 3 CH Cl Β : CH 3 CH COONa Ι : CH 3 CH CN Γ : CH =CH Κ : CH 3 CH COOH Δ : Cl-CH CH -Cl Λ : CH 3 CH CH NH Ε : HC CH Μ : CH 3 CH COOˉ H 3 NCH CH CH 3 Ζ : CH 3 CH=O C v H v O : CH 3 CH COOCH CH 3 Η : CH 3 COONH 4 Γ.
α) v CH =CH-CH=CH Na ( -CH -CH=CH-CH - ) v β) v CH =CH ( -CH -CH-) v I I CN CN Γ.3 m 8 α) Τα mol προπινίου CH 3 C CH είναι: n 0, mol Mr 40 Τα mol του υδρογόνου είναι: n V V m 6,7 0,3mol,4 mol CH 3 C CH Η CH 3 CΗ=CH αρχ. 0, 0,3 αντ./παρ. 0, 0, 0, τελικά - 0,1 0, mol CH 3 CΗ=CH Η CH 3 CH CH 3 αρχ. 0, 0,1 αντ./παρ. 0,1 0,1 0,1 τελικά 0,1-0,1 α. Άρα τα προϊόντα της παραπάνω αντίδρασης είναι το προπένιο CH 3 CΗ=CH και προπάνιο CH 3 CH CH 3 β. Τελικά τα mol των δύο συστατικών του μίγματος θα είναι 0,1mol CH 3 CΗ=CH και 0,1mol CH 3 CH CH 3. Θέμα Δ Δ.1 α. NH 3 Η Ο NH 4 OH - ισορρ C 1 x... x x 3
ph 11 poh 3[ OH ] 3 M x Έχουμε C 1 = 0,1 και x= -3 Μ Η προσέγγιση C 1 x C 1 ισχύει. Οπότε για τον βαθμό ιοντισμού έχουμε: 3 x a 0, 01 1 C1 3 M β. Για την σταθερά ιοντισμού της ΝΗ 3 έχουμε: 3 x x ( ) a 1 C x C 1 1 5 CH 3 NH Η Ο CH 3 NH 3 OH - ισορρ C ψ... ψ ψ Για την σταθερά ιοντισμού της CH 3 ΝΗ, αφού ισχύουν οι προσεγγίσεις έχουμε: 4 a. C (. ) 1 4. γ. Εφόσον έχουμε ίδια θερμοκρασία και ίδιο διαλύτη για τις δύο βάσεις ισχυρότερη θα είναι αυτή με την μεγαλύτερη τιμή. Ισχύει από τα παραπάνω: συνεπώς η CH 3 ΝΗ είναι ισχυρότερη. Δ. Έχουμε αντίδραση. Υπολογίζουμε τα mol των αντιδρώντων: n ΝΗ3 = C 1 V 1 = 0,1.0, = 0,0 mol, n HCl = C V = 0,05.0, = 0,01 mol, mol HCl NH 3 NH 4 Cl αρχ. 0,01 0,0 αντ./παρ. 0,01 0,01 0,01 τελικά - 0,01 0,01 Το τελικό διάλυμα είναι ρυθμιστικό με C = C o =0,01/1=0,01M. Επίσης για το αμμώνιο: a 14 9 p 15 a 9 Επειδή ισχύουν οι προσεγγίσεις θα ισχύει η εξίσωση Henderson-Hasselach: 4
CB ph3 p log ph3 9 log1 C ph a 3 9 O Δ.3 Έχουμε αντίδραση. Υπολογίζουμε τα mol των αντιδρώντων: n CH3NΗ = C V = 1.0,01 = 0,01 mol, n HCl = 0,05.0, = 0,01 mol, mol HCl CH 3 NH 3 CH 3 NH 3 Cl αρχ. 0,01 0,01 αντ./παρ. 0,01 0,01 0,01 τελικά - - 0,01 Στο τελικό διάλυμα περιέχεται μόνο το άλας CH 3 NH 3 Cl με C=0,01/0,5=0,04M CH 3 NH 3 Cl CH 3 NH 3 Cl - αρχ. 0,04... - - τελ. - 0,04 0,04 CH 3 NH 3 Η Ο CH 3 NH H 3 O ισορρ 0,04 ω... ω ω 0,04 0,04 4. 14 4 4. 1 6 Συνεπώς 6 ph 4 log log ph 6 4 Δ.4 Έχουμε αντίδραση. Υπολογίζουμε τα mol των αντιδρώντων: n HCOOH = 0,1.0,1 = 0,01 mol, n NH3 = 0,1.0,1 = 0,01 mol. mol HCOOH NH 3 HCOONH 4 5
αρχ. 0,01 0,01 αντ./παρ. 0,01 0,01 0,01 τελικά - - 0,01 Στο τελικό διάλυμα περιέχεται μόνο το άλας HCOONH 4 με C=0,01/0,=0,05M και τις παρακάτω χημικές εξισώσεις: ΗCOONΗ 4 HCOO - NΗ 4 (1) NΗ 4 Η Ο NΗ 3 Η 3 Ο () HCOOˉ Η Ο ΗCOOH OH - (3) Η 3 Ο OH - Η Ο (4) Το οξύ ΝΗ 4 και η βάση HCOO - θα έχουν την ίδια συγκέντρωση όπως φαίνεται από τη διάσταση του HCOONΗ 4 στην εξίσωση (1). Για το HCOO - : a( HCOO ) 14 4 Για το NH 4 : a ( NH3 ) 14 5 9 Αφού Κ a (ΝΗ 4 ) > Κ (HCOO - ) και έχουμε ίσες αρχικές συγκεντρώσεις, τα Η 3 Ο που παράγονται από την () θα έχουν μεγαλύτερη συγκέντρωση από τα ΟΗ - που παράγονται από την (3). Μετά την εξουδετέρωση (4) στο τελικό διάλυμα θα ισχύει [Η 3 Ο ]>[ΟΗ - ] και το διάλυμα θα είναι όξινο. 6