ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Θέματα και Απαντήσεις Επιμέλεια: Ομάδα Χημικών www.othisi.gr
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 Δευτέρα, 0 Μαΐου 016 Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΜΑ A Για τις προτάσεις Α1 έως και Α5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και, δίπλα, το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή επιλογή. A1. Για την αντίδραση: Η(g) + ΝΟ(g) ΗO(g) + Ν(g) η μέση ταχύτητα της 1 1 αντίδρασης είναι υ0,mol L s και ο ρυθμός κατανάλωσης του H είναι: 1 1 α. 0, mol L s 1 1 β. 0,1 mol L s 1 1 γ. 0,4 mol L s 1 1 δ. 0, mol L s Μονάδες 5 γ Α. Δίνεται η ισορροπία: CO(g) + C(s) CO(g). H σωστή έκφραση για τη σταθερά ισορροπίας (c) είναι [CO] α. c [CO ] [CO] β. c [CO][C] [CO ][C] γ. c [CO] [CO] δ. c [CO ] δ Μονάδες 5 Α. Ποιο είναι το πλήθος των p ατομικών τροχιακών του ατόμου 15P που περιέχουν e - στη θεμελιώδη κατάσταση; α. β. 5 γ. 6 δ. 9. Μονάδες 5 γ
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 Α4. Σε ποια από τις παρακάτω ενώσεις ο αριθμός οξείδωσης του C έχει τιμή 0; α. CHO β. HCOOH γ. CO δ. CHOH Μονάδες 5 α Α5. 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. Στις εξώθερμες αντιδράσεις ισχύει ΔΗ<0. β. Η ελάττωση της θερμοκρασίας ευνοεί τις ενδόθερμες αντιδράσεις. γ. Η ατομική ακτίνα του 1Mg είναι μεγαλύτερη από του 11Na. δ. Στο μόριο του H-CC-H ο σ δεσμός μεταξύ 6C και 17Cl προκύπτει με H Cl επικάλυψη sp -p ατομικών τροχιακών. ε. Διάλυμα που περιέχει CHNH 0,1M και CHNHCl 0,1M αποτελεί ρυθμιστικό διάλυμα. Μονάδες 5 α. Σωστό β. Λάθος γ. Λάθος δ. Λάθος ε. Σωστό ΘΕΜΑ Β Β1. Να μεταφέρετε στο τετράδιό σας σωστά συμπληρωμένες τις παρακάτω χημικές εξισώσεις: α. NH + CuO. β. CH-CH-CH + MnO4 + HSO4. OH Μονάδες 6 α. NH + CuO Ν + Cu + HO β. 5CH-CH-CH + MnO4 + HSO4 5CHCCH + SO4 + MnSO4 + 8HO OH O 4
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 Β. Σε δοχείο θερμοκρασίας θ o C έχει αποκατασταθεί η ισορροπία: N(g) + H(g) NH(g), ΔΗ<0 Τι θα συμβεί στην ποσότητα της NH και στην c της αντίδρασης, α. όταν αυξηθεί η θερμοκρασία στο δοχείο; (μονάδες ) β. όταν αυξηθεί ο όγκος του δοχείου υπό σταθερή θερμοκρασία; (μονάδες ) Να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας. (μονάδες 4) Μονάδες 8 Σύμφωνα με την αρχή Le Chetelier όταν μεταβάλλουμε έναν από τους συντελεστές ισορροπίας (συγκέντρωση, πίεση, θερμοκρασία) η θέση της ισορροπίας μετατοπίζεται προς εκείνη την κατεύθυνση που τείνει να αναιρέσει τη μεταβολή που επιφέραμε. α. Αύξηση της θερμοκρασίας μετατοπίζει τη θέση ισορροπίας προς την κατεύθυνση εκείνη που απορροφάται θερμότητα (ευνοεί την ενδόθερμη αντίδραση). Άρα η θέση ισορροπίας μετατοπίζεται προς τ αριστερά με αποτέλεσμα τη μείωση της ποσότητας της ΝΗ. Επίσης η σταθερά c της αντίδρασης θα ελαττωθεί αφού η ισορροπία [NH ] μετατοπίζεται προς τ αριστερά (στη σχέση Κ c o αριθμητής ελαττώνεται [N ][H ] και ο παρανομαστής αυξάνεται). β. Αύξηση του όγκου του δοχείου προκαλεί μείωση της πίεσης (υπό σταθερή θερμοκρασία) οπότε η ισορροπία μετατοπίζεται προς την κατεύθυνση που υπάρχουν τα περισσότερα mol αερίων. Άρα η θέση ισορροπίας μετατοπίζεται προς τ αριστερά με αποτέλεσμα τη μείωση της ποσότητας της ΝΗ. Η c παραμένει σταθερή αφού εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία. Β. Για το δείκτη ερυθρό του αιθυλίου με pα5, η όξινη μορφή του έχει χρώμα κόκκινο και η βασική του κίτρινο. α. Προσθέτουμε μερικές σταγόνες του δείκτη σε 5mL HCl 0,1M. Τι χρώμα θα αποκτήσει το διάλυμα (μονάδα 1); Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες ). β. Στο διάλυμα του HCl προστίθεται σταδιακά υδατικό διάλυμα NaOH 0,1M. Σε ποια περιοχή του ph θα αλλάξει χρώμα ο δείκτης; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (μονάδες ) Μονάδες 5 α. (M) HCl + HO Cl - + HO + + [ H O ] 0,1M ph 1 0,1 0,1 0,1 pa(δείκτη)5 η όξινη μορφή του δείκτη θα επικρατεί σε διάλυμα με ph<pα-15-14. Άρα το διάλυμα θα αποκτήσει κόκκινο χρώμα. β. Ο κάθε δείκτης (ΗΔ) έχει τη δική του περιοχή αλλαγής χρώματος η οποία καθορίζεται ως εξής: Αν ph<pα(ηδ) -1 τότε επικρατεί το χρώμα του ΗΔ 5
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 Αν ph>pα(ηδ) +1 τότε επικρατεί το χρώμα του Δ -. Για τιμές ph: pα(ηδ) -1 ph pα(ηδ) +1 επικρατεί το ενδιάμεσο χρώμα. Για το δείκτη ερυθρό του αιθυλίου η περιοχή ph αλλαγής χρώματος είναι 4 ph 6. Για τον δείκτη έχουμε την παρακάτω ισορροπία: ΗΔ + ΗΟ Δ- + ΗΟ + Προσθήκη NaOH στο διάλυμα μετατοπίζει την ισορροπία του δείκτη προς τα δεξιά με αποτέλεσμα όταν [Δ - ]>[ΗΔ], να επικρατεί το χρώμα του Δ -. Β4. Δίνονται τα στοιχεία: 11Na, 17Cl, 19. α. Να βρείτε τη θέση των παραπάνω στοιχείων στον περιοδικό πίνακα, δηλαδή την ομάδα, την περίοδο και τον τομέα. (μονάδες ) β. Να ταξινομήσετε τα παραπάνω στοιχεία κατά αύξουσα ατομική ακτίνα (μονάδα 1) και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες ). Μονάδες 6 α. Το άτομο του στοιχείου 11Na έχει ηλεκτρονιακή δομή στη θεμελιώδη κατάσταση: 1s s p 6 s 1. ηλεκτρόνια σε τρεις στιβάδες (nmax) η περίοδος τελευταίο ηλεκτρόνιο σε s υποστιβάδα s τομέας s 1 1 η στήλη s τομέα 1 η ομάδα (IA) Άρα το στοιχείο ανήκει στην η περίοδο, s τομέα, 1 η ομάδα. Το άτομο του στοιχείου 17Cl έχει ηλεκτρονιακή δομή στη θεμελιώδη κατάσταση: 1s s p 6 s p 5 ηλεκτρόνια σε τρεις στιβάδες (nmax) η περίοδος τελευταίο ηλεκτρόνιο σε p υποστιβάδα p τομέας p 5 5 η στήλη p τομέα 17 η ομάδα (VIIA) Άρα το στοιχείο ανήκει στην η περίοδο, p τομέα, 17 η ομάδα. Το άτομο του στοιχείου 19 έχει ηλεκτρονιακή δομή στη θεμελιώδη κατάσταση: 1s s p 6 s p 6 4s 1 ηλεκτρόνια σε τέσσερεις στιβάδες (nmax4) 4 η περίοδος τελευταίο ηλεκτρόνιο σε s υποστιβάδα s τομέας s 1 1 η στήλη s τομέα 1 η ομάδα (IA) Άρα το στοιχείο ανήκει στην 4 η περίοδο, s τομέα, 1 η ομάδα. β. Γνωρίζουμε ότι κατά μήκος μιας περιόδου η ατομική ακτίνα αυξάνεται από δεξιά προς τ αριστερά, ενώ κατά μήκος μιας ομάδας η ατομική ακτίνα αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω. Από τη θέση των στοιχείων στον περιοδικό πίνακα συμπεραίνουμε ότι: ατομική ακτίνα Cl < ατομική ακτίνα Na < ατομική ακτίνα Κ 6
ΘΕΜΑ Γ ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 Γ1. Δίνονται οι παρακάτω αντιδράσεις: Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ, Η, Θ, Ι, Κ, Λ, Μ και CVHVO. Μονάδες 1 Α: CHCHOH B: CHCHCOONa Γ: CHCH Δ: CH-CH Cl Cl E: CH CH Z: CHCHO H: CHCOONH4 Θ: CHCHCl I: CHCHCN : CHCHCOOH Λ: CHCHCΗΝΗ Μ: CHCHCOONHCHCHCH CvHvO: CHCHCOOCHCH Γ. Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις πολυμερισμού: α. του 1,-βουταδιενίου β. του ακρυλονιτριλίου (CHCH-CN). Μονάδες 4 7
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 α. vchch-chch Na β. vchch -CH-CH- CΝ CN v (-CH-CHCH-CH-)v Γ. Ποσότητα προπινίου ίση με 8g αντιδρά με 6,7L H μετρημένα σε STP, παρουσία Ni ως καταλύτη. Όλη η ποσότητα του προπινίου και του H μετατρέπεται σε προϊόντα. Να βρείτε: α. τους συντακτικούς τύπους των προϊόντων της αντίδρασης (μονάδες ) β. τις ποσότητες των προϊόντων σε mol. (μονάδες 6) Δίνονται Ar(C)1, Ar(H)1. Μονάδες 8 Υπολογίζουμε τα mol κάθε σώματος αρχικά. m 8 n 0,mol C H 4 M 40 r VSTP 6,7 n 0,mol H (STP),4,4 (mol) CHC CH + H Ni CHCHCH αρχικά 0, 0, - αντιδρούν 0, 0, - παράγονται - - 0, τελικά - 0,1 0, (mol) CHCHCH + H Ni CHCHCH αρχικά 0, 0,1 - αντιδρούν 0,1 0,1 - παράγονται - - 0,1 τελικά 0,1-0,1 α. Οι συντακτικοί τύποι των προϊόντων είναι: CHCHCH και CHCHCH. β. Οι ποσότητες των προϊόντων είναι 0,1mol CHCHCH και 0,1mol CHCHCH. ΘΕΜΑ Δ Δίνονται τα υδατικά διαλύματα: Υ1: NH 0,1M με pη11 Υ: CΗNH 1M με βαθμό ιοντισμού, α%. Δ1. Να βρεθούν: α. ο βαθμός ιοντισμού της NH (μονάδες ) β. η Κb της NH και η Κb της CΗNH (μονάδες 4) 8
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 γ. Ποια από τις δύο βάσεις είναι ισχυρότερη. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. (μονάδες ) Μονάδες 8 Δ. Σε 00mL του διαλύματος Υ1 προσθέτουμε 00mL υδατικού διαλύματος HCl 0,05Μ. Συμπληρώνουμε το διάλυμα με νερό μέχρι τελικού όγκου 1L, χωρίς μεταβολή της θερμοκρασίας, οπότε λαμβάνεται διάλυμα Υ. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Υ. Μονάδες 7 Δ. Σε ml του διαλύματος Υ προσθέτουμε 00mL υδατικού διαλύματος HCl 0,05M. Συμπληρώνουμε το διάλυμα με νερό μέχρι τελικού όγκου 50mL, χωρίς μεταβολή της θερμοκρασίας, οπότε λαμβάνεται διάλυμα Υ4. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Υ4. Μονάδες 6 Δ4. Αναμιγνύουμε 0mL διαλύματος Y1 με 0mL υδατικού διαλύματος HCOOH 0,1Μ, χωρίς μεταβολή της θερμοκρασίας, οπότε λαμβάνεται διάλυμα Υ5. Η Κα (ΗCOOH) ισούται με -4. Με βάση τα παραπάνω, αναμένεται το Υ5 να είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο; (μονάδες ) Αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες ). Μονάδες 4 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ5 ο C. w -14 Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. Δ1. (Μ) ΝΗ + ΗΟ ΝΗ4 + + ΟΗ - αρχικά 0,1 - - ιοντίζονται x - - παράγονται - x x ισορροπία 0,1-x x x ph 11 poh [OH ] α) β) α ΝΗ x 0,1 0,1 ανη x b(nh ) 0,1x α< 0,1 0,1 x 0,1 b(nh) M x x 0,1 9 M 5 b(nh ) (Μ) CHΝΗ + ΗΟ CHΝΗ + + ΟΗ - αρχικά 1 - - ιοντίζονται y - - παράγονται - y y ισορροπία 1-y y y
y α y 1 y b(ch y NH) 1y b(ch NH) < 1 α 0,1 1 y 1 ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 4 4 b(chnh) γ) Επειδή η Κb της CHNH είναι μεγαλύτερη της Κb της ΝΗ, στην ίδια θερμοκρασία και στον ίδιο διαλύτη, η CHNH είναι ισχυρότερη βάση. Δ. Κατά την ανάμιξη των δύο διαλυμάτων πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των διαλυμένων ουσιών. Υπολογίζουμε τα mol κάθε ουσίας αρχικά. C V 0,1 0, 0,0mol n NH NH NH n C V 0,05 0, HCl HCl HCl mol (mol) NH + HCl NH4Cl αρχικά 0,0 - αντιδρούν - παράγονται - - τελικά - V τελ. 1L 1 1 C NH ( τελ.) C NH 4 Cl( τελ.) Μ Μ (M) NH4Cl NH4 + + Cl + Tο ιόν Cl - δεν αντιδρά με μόρια ΗΟ, διότι προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτη. (Μ) ΝΗ + ΗΟ ΝΗ4 + + ΟΗ - αρχικά - - ιοντίζονται ω - - παράγονται - ω ω ισορροπία -ω ω+ ω (ω+ )ω b(nh ) ω Κb < ω + ω b(nh) ω ω 5 Μ [ΟΗ ] poh 5 ph9 5 Μ
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 Δ. Κατά την ανάμιξη των διαλυμάτων γίνεται αντίδραση των διαλυμένων ουσιών. C V 1 mol n CH NH CHNH CHNH nhcl CHCl VHCl 0,05 0, mol (mol) CHNH + HCl CHNHCl αρχικά - αντιδρούν - παράγονται - - τελικά - - C CHNHCl 0,04M 0,5 (M) CHNHCl CHNH + + Cl - τελικά 0,04 0,04 0,04 Tο ιόν Cl - δεν αντιδρά με μόρια ΗΟ, διότι προέρχεται από ισχυρό ηλεκτρολύτη. (M) CHNH + + ΗΟ CHNH + ΗΟ + αρχικά 0,04 ιοντίζονται κ παράγονται - κ κ ισορροπία 0,04-κ κ κ + α(chnh ) w b(chnh) 4 14 4 4 + α(chnh ) α < 0,04 [H O + ] κ 0,04κ 0,04κ 0,04 6 M ph6 α κ 0,04 4 κ κ 0,04 6 Μ Δ4. n NH NH NH n C V 0,1 0,1 mol C V 0,1 0,1 mol HCOOH HCOOH HCOOH (mol) NH + HCOOH HCOONH4 αρχικά - αντιδρούν - παράγονται - - τελικά - - 11
ΠΑΝΕΛΛΑ ΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 016 0, CHCOONH 4 0,05M (M) HCOONH4 HCOO - + NH4 + 0,05 0,05 0,05 (M) HCOO - + ΗΟ HCOOH + ΟH - b(hcoo) w α(hcooh) 14 4 (M) NH4 + + ΗΟ NH + ΗΟ + 14 w 9 α(nh + 4 ) 5 b(nh) + + b(hcoo ) α(nh ) 4 [HCOO ] [NH4 ] + Επειδή < [OH ] < [H O ] Άρα το διάλυμα είναι όξινο. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ Τα φετινά θέματα καλύπτουν όλο το φάσμα της εξεταζόμενης ύλης, είναι κλιμακούμενης δυσκολίας και σαφώς διατυπωμένα. Οι καλά προετοιμασμένοι μαθητές δεν αναμένεται να συναντήσουν ιδιαίτερες δυσκολίες στην αντιμετώπισή τους. 1