ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 23 ΜΑΪΟΥ 2011 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΠΕΝΤΕ (5) ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Α1. Το στοιχείο που περιέχει στη θεμελιώδη κατάσταση τρία ηλεκτρόνια στην 2p υποστιβάδα έχει ατομικό αριθμό: α. 5 β. 7 γ. 9 δ. 15 Μονάδες 5 Α2. Από τα παρακάτω ανιόντα, ισχυρότερη βάση κατά Brönsted-Lowry είναι: α. HCOO β. NO 3 γ. Cl δ. ClO 4 Μονάδες 5 Α3. Από τα παρακάτω διαλύματα, μεγαλύτερη ρυθμιστική ικανότητα έχει: α. CH 3 COOH 0,1M CH 3 COONa 0,1M β. CH 3 COOH 0,01M CH 3 COONa 0,01M γ. CH 3 COOH 0,5M CH 3 COONa 0,5M δ. CH 3 COOH 1,0M CH 3 COONa 1,0M Μονάδες 5 Α4. Ο δεσμός μεταξύ του 2 ου και του 3 ου ατόμου άνθρακα στην ένωση HC C CH=CH 2 δημιουργείται με επικάλυψη υβριδικών τροχιακών: α. sp 3 sp 3 β. sp sp 2 γ. sp 2 sp 3 δ. sp 3 sp Μονάδες 5 ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ
ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ A5. 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. Οι τομείς s και p του περιοδικού πίνακα περιέχουν 2 και 6 ομάδες αντίστοιχα. β. Ο αριθμός τροχιακών σε μία υποστιβάδα, με αζιμουθιακό κβαντικό αριθμό l, δίνεται από τον τύπο: 2l+1. γ. Το ph υδατικού διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 10-8 Μ είναι 6. δ. Κατά την προσθήκη ΗCl στο προπίνιο, προκύπτει ως κύριο προϊόν το 1,2 διχλωροπροπάνιο. ε. Κατά την προσθήκη Na σε αιθανόλη, παρατηρείται έκλυση αερίου. Μονάδες 5 ΘΕΜΑ Β Β1. ίνονται τα άτομα/ιόντα: 12 Mg 2+, 15 P, 19 K, 26 Fe 2+. α. Να γράψετε τις ηλεκτρονιακές δομές τους (κατανομή ηλεκτρονίων σε υποστιβάδες). (μονάδες 4) β. Να γράψετε τον αριθμό των μονήρων ηλεκτρονίων που περιέχει καθένα από τα άτομα/ιόντα: 15P, 19 K, 26 Fe 2+ (μονάδες 3) Μονάδες 7 Β2. Να αιτιολογήσετε τις επόμενες προτάσεις: α. Η 1 η ενέργεια ιοντισμού του 17 Cl είναι μεγαλύτερη από την 1 η ενέργεια ιοντισμού του 16 S. β. Η αντίδραση: HNO 3 + F NO 3 + HF, είναι μετατοπισμένη προς τα δεξιά. γ. Κατά την αραίωση ρυθμιστικού διαλύματος σε σχετικά μικρά όρια, το ph του διατηρείται πρακτικά σταθερό. δ. To ph στο ισοδύναμο σημείο, κατά την ογκομέτρηση διαλύματος NH 3 με πρότυπο διάλυμα HCl, είναι μικρότερο του 7. ΤΕΛΟΣ 2ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ
ΑΡΧΗ 3ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ε. Κατά την προσθήκη HCN σε καρβονυλική ένωση και στη συνέχεια υδρόλυση του προϊόντος, προκύπτει 2 υδροξυοξύ. Μονάδες 10 Β3. Κάθε μία από τις ενώσεις: HCH=O, HCOOH, CH 3 CH=O και CH 3 COOH, περιέχεται αντίστοιχα σε τέσσερις διαφορετικές φιάλες. ΘEΜΑ Γ Πώς θα ταυτοποιήσετε την ένωση που περιέχεται σε κάθε φιάλη, αν διαθέτετε μόνο τα εξής αντιδραστήρια: α. αντιδραστήριο Fehling, β. διάλυμα Ι 2 παρουσία NaOH, γ. όξινο διάλυμα KMnO 4. Να γράψετε τις παρατηρήσεις στις οποίες στηριχτήκατε για να κάνετε τις παραπάνω ταυτοποιήσεις. Γ1. ίνονται οι παρακάτω χημικές μετατροπές: Μονάδες 8 Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ,, Ε, Ζ, Θ. Μονάδες 14 ΤΕΛΟΣ 3ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ
ΑΡΧΗ 4ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ Γ2. ιαθέτουμε ομογενές μείγμα δύο αλκοολών του τύπου C 3 H 8 O. Το μείγμα χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. i. Το 1 ο μέρος αντιδρά με περίσσεια διαλύματος Ι 2 +ΝaOH και δίνει 78,8 g κίτρινου ιζήματος. ii. Το 2 ο μέρος απαιτεί για την πλήρη οξείδωσή του 3,2L διαλύματος ΚΜnO 4 0,1M παρουσία H 2 SO 4. Να βρεθούν τα mol των συστατικών του αρχικού μείγματος. ίνεται: M r (CHI 3 )= 394 Μονάδες 11 ΘΕΜΑ ιαθέτουμε υδατικά διαλύματα CH 3 COONa 0,1M (διάλυμα A) και NaF 1M (διάλυμα B). 1. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Α; Μονάδες 4 2. Πόσα ml H 2 O πρέπει να προσθέσουμε σε 10 ml του διαλύματος Α, για να μεταβληθεί το ph του κατά μία μονάδα; Μονάδες 6 3. Πόσα ml διαλύματος ΗCl 0,01M πρέπει να προσθέσουμε σε 10 ml διαλύματος Α, για να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα με ph=5; Μονάδες 6 4. 10 ml του διαλύματος Α αναμειγνύονται με 40 ml του διαλύματος Β και προκύπτουν 50 ml διαλύματος Γ. Να υπολογιστεί το ph του διαλύματος Γ. Μονάδες 9 ίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=25 C, =10 5, K a(ηf) =10 4, K w =10 14 K a (CH COOH) 3 Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. ΤΕΛΟΣ 4ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ
ΑΡΧΗ 5ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ Ο ΗΓΙΕΣ (για τους εξεταζομένους) 1. Στο τετράδιο να γράψετε μόνο τα προκαταρκτικά (ημερομηνία, εξεταζόμενο μάθημα). Να μην αντιγράψετε τα θέματα στο τετράδιο. 2. Να γράψετε το ονοματεπώνυμό σας στο πάνω μέρος των φωτοαντιγράφων αμέσως μόλις σας παραδοθούν. εν επιτρέπεται να γράψετε καμιά άλλη σημείωση. Κατά την αποχώρησή σας να παραδώσετε μαζί με το τετράδιο και τα φωτοαντίγραφα. 3. Να απαντήσετε στο τετράδιό σας σε όλα τα θέματα. 4. Να γράψετε τις απαντήσεις σας μόνο με μπλε ή μόνο με μαύρο στυλό. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μολύβι μόνο για σχέδια, διαγράμματα και πίνακες. 5. Να μη χρησιμοποιήσετε χαρτί μιλιμετρέ. 6. Κάθε απάντηση επιστημονικά τεκμηριωμένη είναι αποδεκτή. 7. ιάρκεια εξέτασης: τρεις (3) ώρες μετά τη διανομή των φωτοαντιγράφων. 8. Χρόνος δυνατής αποχώρησης: 10.30 π.μ. ΚΑΛΗ ΕΠΙΤΥΧΙΑ ΤΕΛΟΣ ΜΗΝΥΜΑΤΟΣ ΤΕΛΟΣ 5ΗΣ ΑΠΟ 5 ΣΕΛΙ ΕΣ
ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 2011 ΘΕΜΑ Α1 Α1. β Α2. α Α3. δ Α4. β Α5. α - Σ β - Σ γ - Λ δ - Λ ε Σ ΘΕΜΑ Β1 Β1. 12Mg 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6
15P : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 (3 μονήρη) 19Κ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 (1 μονήρες) 26Fe 2+ : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 (4 μονήρη) B2. α) 17Cl : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 16S : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 Τα στοιχεία ανήκουν στην ίδια περίοδο και έχουν τον ίδιο αριθμό στιβάδων. Το S έχει μεγαλύτερο δραστικό πυρηνικό φορτίο, ασκεί μεγαλύτερη έλξη στα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας, επομένως έχει μικρότερη ατομική ακτίνα άρα έχει μεγαλύτερη Ε i1. β) Κάθε ισορροπία είναι μετατοπισμένη προς τον ασθενέστερο ηλεκτρολύτη. Το HNO 3 είναι ισχυρο οξύ ενώ το HF είναι ασθενές οξύ. ΆΡΑ είναι μετατοπισμένη προς τα δεξιά. γ) Με αραίωση κατά χ φορές οι νέες συγκεντρώσεις θα είναι: C οξ = C οξ. / χ και C β = C β. / χ Αφού η αραίωση είναι σε μικρά όρια ισχύουν οι τύποι του H/H: ph = pk a + log C οξ / C οξ = pk a + log C οξ / C οξ = ph αρχ. δ) Κατά την ογκομέτρηση πραγματοποιείται η αντίδραση: NH 3 + HCl NH 4 Cl
Στο ισοδύναμο σημείο το δ/μα περιέχει το άλας NH 4 Cl : NH 4 Cl NH 4 + + Cl - NH 4 + + Η 2 Ο ΝΗ 3 + Η 3 Ο + Άρα το ph < 7. CN COOH ε) - C - + HCN - C - + H 2 O - C - + ΝΗ 3 O OH OH B3. Προσθέτω σε δείγματα των τεσσάρων δοχείων τα παρακάτω αντιδραστήρια: 1. I 2 /NaOH 2. CuSO 4 /NaOH 3. KMnO 4 /H 2 SO 4 Fehling I 2 /NaOH KMnO 4 / H + HCH=O + - + HCOOH - - + CH 3 CH=O + + + CH 3 COOH - - - Στο δοχείο που δεν θα παρατηρηθεί καμία μεταβολή θα περιέχεται το CH 3 COOH Στο δοχείο που θα παρατηρήσουμε αποχρωματισμό του αντιδραστηρίου 3, θα περιέχεται το HCOOH. Στο δοχείο που θα παρατηρήσουμε αποχρωματισμό του αντιδραστηρίου 3 και σχηματισμό κεραμέρυθρου ιζήματος με το αντιδραστήριο 2, θα περιέχεται το HCΗ=Ο.
Στο δοχείο που θα παρατηρήσουμε αποχρωματισμό του αντιδραστηρίου 3, σχηματισμό κεραμέρυθρου ιζήματος με το αντιδραστήριο 2 και σχηματισμό κίτρινου ιζήματος με το αντιδραστήριο 1, θα περιέχεται το CH 3 CΗ=Ο. ΘΕΜΑ Γ Γ1 Α: CH 3 CH(OH)CH 3 B: CH 3 COCH 3 Γ: CH 2 =CHCH 3 Δ: CH 3 CΗ(Ι)CH 3 Ε: CH 3 CΗ(MgΙ)CH 3 Z: Θ: Γ2 Έστω CH 3 CΗ 2 CH 2 OH n 1 mol και CH 3 CΗ(ΟΗ)CH 3 n 2 mol Για το CHI 3 n a =78,8/394 = 0,2 mol Και για το KMnO 4 n b =C V = 3,2. 0,1 = 0,32 mol CH 3 CH(OH)CH 3 +4I 2 +6NaOH CH 3 COONa + CHI 3 +5NaOH + 5H 2 O n 2 /2 0,2 n 2 =0,4 mol
5CH 3 CΗ 2 CH 2 OH + 4KMnO 4 +6H 2 SO 4 5CH 3 CΗ 2 COOH +4MnSO 4 +2K 2 SO 4 +11H 2 O 5 mol CH 3 CΗ 2 CH 2 OH 4 mol KMnO 4 n 1 /2 x=; x=2n 1 /5 (1) 5CH 3 CΗ(OH)CH 3 + 2KMnO 4 +3H 2 SO 4 5CH 3 CΗ 2 COOH +2MnSO 4 +K 2 SO 4 +8H 2 O 5 mol CH 3 CΗ(OH)CH 3 2 mol KMnO 4 n 2 /2 ψ=; ψ=n 2 /5 (2) Από (1) και (2) έχουμε: 2n 1 /5 + n 2 /5 = 0,32 n 1 = 0,6 mol ΘΕΜΑ Δ Δ1. CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + 0,1 M ;= 0,1 M CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - 0,1 x x x (M) K b = K b = 10-9 K b = x=10-5 [OH-]= 10-5 poh=5 ph = 9 Δ2. CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + C 2 M ;= C 2 M
CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH - C 2 ψ ψ ψ (M) K b = K b = 10-9 Επειδή έχουμε αραίωση ph = 8 poh=6 [OH-]= 10-6 ψ=10-6 K b = C 2 =10-3 M C 1 V 1 =C 2 V 2 V 2 = 1L V 2 = 1000 Ml, άρα V ΗΟ 2 =990ml. Δ3. n(ch 3 COONa) =10-3 Επειδή ρυθμιστικό έχουμε περίσσεια CH 3 COOΝa mol CH 3 COONa + HCl CH 3 COOH + NaCl 10-3 n n n n 10-3 -n - n Ρυθμιστικό άρα ph =p ka + log C b /C a 5 = 5 + log C b /C a C b = C a 10-3 n/v t = n/v t n = 5.10-4 mol n = CV V = 5.10-2 L V = 50mL δ HCl Δ4. Στο διάλυμα Γ [CH 3 COONa] = 0,02Μ [NaF] = 0,8M CH 3 COONa CH 3 COO - + Na + 0,02 M ;= 0,02 M NaF Na + + F - 0,8 M ;= 0,8 M CH 3 COO - + H 2 O CH 3 COOH + OH -
0,02 ω Μ ω Μ ω+φ Μ F - + H 2 O HF + OH - 0,8 φ Μ φ Μ φ +ω Μ K b (F - ) = φ(φ+ω)/0,8 (1) Κ b (CH 3 COO - ) = ω(φ+ω)/0,02 (2) Από (1) και (2) (ω+φ) 2 = 2.10-11 + 8.10-11 ω+φ = 10-5 [ΟΗ-]=10-5 poh =5 ph=9 Επιμέλεια Καθηγητών Φροντιστηρίων Βακάλη