ΕΝΩΣΗ ΕΛΛΗΝΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ 30-5-2016 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ Φιλλένια Σιδέρη Γιάννης Αδάμ Μάνος Βαρβαρίγος Νίκος Ζήκος Τάκης Θεοδωρόπουλος Γιάννης Καλαμαράς Λεωνίδας Κωστόπουλος Γιώργος Μούσδης Γιώργος Σωτηράκης Αντώνης Χρονάκης 1
ΘΕΜΑ Α Α1: γ Α2: δ Α3:γ Α4:α Α5: α. Σωστό β. Λάθος Γ. Λάθος Δ. Λάθος Ε. Σωστό ΘΕΜΑ Β Β1 α. 2ΝΗ 3 + 3CuO N 2 + 3Cu + 3H 2 O β. 5 CH 3 CH(OH)CH 3 + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5 CH 3 COCH 3 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O Β2 N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) ΔΗ<0 Σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier: 2
α. Με την αύξηση της θερμοκρασίας η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς την ενδόθερμη κατεύθυνση, δηλαδή προς τα αριστερά, με αποτέλεσμα η σταθερά ισορροπίας K c να ελαττωθεί και η ποσότητα της NH 3 να ελαττωθεί επίσης. β. Με την αύξηση του όγκου του δοχείου, η πίεση θα ελαττωθεί και η ισορροπία θα μετατοπιστεί προς τα περισσότερα mol αερίων, δηλαδή προς τα αριστερά. Η ποσότητα της ΝΗ 3 θα ελαττωθεί, αλλά η σταθερά ισορροπίας K c θα παραμείνει σταθερή γιατί εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία. Β3 Το χρώμα της όξινης μορφής του δείκτη επικρατεί όταν ph < pk a 1. Οπότε το διάλυμα αποκτά κόκκινο χρώμα σε διαλύματα με ph<4. Το χρώμα της βασικής μορφής του δείκτη επικρατεί 3
όταν ph > pk a + 1. Οπότε το διάλυμα αποκτά κίτρινο χρώμα σε διαλύματα με ph>6. α. Μ HCl + H 2 O Cl + Η 3 O + α/π -0,1 0, 1 0,1 [Η 3 O + ]=0,1Μ. Οπότε ph=1. Το διάλυμα θα αποκτήσει κόκκινο χρώμα διότι ph<4. β. Με την προσθήκη του υδατικού διαλύματος NaOH έχουμε αύξηση του ph. Το διάλυμα HCl έχει αρχικά κόκκινο χρώμα. Όταν το ph είναι μεταξύ 4 και 6 αποκτά το ενδιάμεσο χρώμα δηλαδή πορτοκαλί. Όταν το διάλυμα αποκτήσει ph μεγαλύτερο από 6 τότε το χρώμα του διαλύματος θα σταθεροποιηθεί στο κίτρινο. Β4. α. 11 Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3 η περίοδος, s τομέας, ΙΑ ή 1 η ομάδα 4
17Cl: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 5 3 η περίοδος, p τομέας, VIΙΑ ή 17 η ομάδα 19K: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1 4 η περίοδος, s τομέας, ΙΑ ή 1 η ομάδα β. Η ατομική ακτίνα κατά μήκος μίας περιόδου ελαττώνεται από την 1 η προς την 18 η ομάδα, γιατί αυξάνεται το δραστικό πυρηνικό φορτίο, οπότε αυξάνεται η έλξη του πυρήνα στα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας. Το Na και το Cl βρίσκονται στην ίδια περίοδο, αλλά το χλώριο βρίσκεται στην 17 η ομάδα, ενώ το νάτριο στην 1 η, οπότε r(na)>r(cl). Η ατομική ακτίνα κατά μήκος μίας ομάδας αυξάνεται από την 1 η προς την 7 η περίοδο, γιατί αυξάνεται o αριθμός των ηλεκτρονικών στιβάδων, οπότε ελαττώνεται η έλξη του πυρήνα στα 5
ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας. Το Νa και το K ανήκουν στην ίδια ομάδα, αλλά το Νa βρίσκεται στην 3 η περίοδο, ενώ το K στην 4 η, επομένως έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα. Τα τρία αυτά στοιχεία ταξινομούνται κατά αύξουσα ατομική ακτίνα ως εξής. r(cl)< r(na)<r(k) 6
ΘΕΜΑ Γ Γ1.α. Α: CH 3 CH 2 OH B: CH 3 CH 2 COONa, Γ: CH 2 =CH 2 Δ: ClCH 2 CH 2 Cl E: CH CH, Z: CH 3 CHO H: CH 3 COONH 4 Θ: CH 3 CH 2 Cl I: CH 3 CH 2 CN K: CH 3 CH 2 COOH Λ: CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 M: CH 3 CH 2 COO - NH 3 + CH 2 CH 2 CH 3 C ν Η 2ν Ο 2 : CH 3 CH 2 COOCH 2 CH 3 Γ2.α. ν CH 2 =CH-CH=CH 2 (-CH 2 -CH=CH-CH 2 -)ν β. ν CH 2 =CHCN (-CH 2 -CH-) ν CN Γ3. α. Ni CH 3 C CH + H 2 CH 3 CH=CH 2 7
Ni CH 3 CH=CH 2 + H 2 CH 3 CH 2 CH 3 Τα προϊόντα της αντίδρασης από την υδρογόνωση του προπινίου είναι: CH 3 CH=CH 2 και CH 3 CH 2 CH 3 β. n H2 = V/Vm = 6,72/22,4 = 0,3 mol mol Ni CH 3 C CH + H 2 CH 3 CH=CH 2 αρχ 0,2 0,3 α/π -0,2-0,2 +0,2 Τ - 0,1 0,2 mol Ni CH 3 CH=CH 2 + H 2 CH 3 CH 2 CH 3 αρχ 0,2 0,1 α/π -0,1-0,1 +0,1 T 0,1 -.. 0,1 Μετά το τέλος της υδρογόνωσης η σύσταση των προϊόντων είναι: 0,1 mol CH 2 =CHCH 3 και 0,1 mol CH 3 CH 2 CH 3 8
ΘΕΜΑ Δ Δ1. + Μ ΝΗ 3 +Η 2 Ο ΝΗ 4 + OH - Ισορ 0,1 -χ χ χ Υ1: ph=11, επομένως [OH - ]=χ=10-3 Μ α. α=χ/0,1=10-2 β. Κ b1 =[NH 4 + ][OH - ]/[NH 3 ]=x 2 /0,1=10-5 Υ2: Για την CH 3 NH 2 : Κ b2 =[CH 3 NH 3 + ][OH - ]/[ CH 3 NH 2 ] = a 2 c = 0,02 2 1 = 4 10-4 Επειδή επιτρέπονται οι προσεγγίσεις γ. Μέτρο της ισχύος του ηλεκτρολύτη είναι η τιμή της σταθεράς ιοντισμού, επομένως ισχυρότερη βάση είναι η CH 3 NH 2. 9
Δ2. n ΝH3 = c V=0,02 mol n ΗCl = c V=0,01 mol V= 1 L mol NH 3 + + HCl NH 4 + Cl - αρχ 0,02 0,01 α/π -0,01-0,01 0,01 τελικά 0,01.. 0,01 Μετά την αντίδραση: [NH 4 + ]=[ NH 3 ]=0,01/1 = 0,01 Μ Έχουμε συζυγές ζεύγος, δηλαδή ρυθμιστικό διάλυμα. Μπορούμε να αποδείξουμε ή να χρησιμοποιήσουμε απευθείας την εξίσωση Henderson-Hasselbalch: ph=pk a + log c βάσης /c οξέος = pk a = 9 όπου Κ a =K w /K b = 10-9 10
Δ3. n CH3NH2 = c V=0,01 mol n ΗCl V= 0,25 L =c V=0,01 mol mol CH 3 NH 2 + + HCl CH 3 NH 3 + Cl - αρχ 0,01 0,01 α/π -0,01-0,01 0,01 0,01 τελικά.. 0,01 0,01 Μετά την αντίδραση: [CH 3 NH 3 + ]=[ Cl - ]=0,01/0,25 = 0,04 Μ To Cl - δεν αντιδρά με το Η 2 Ο, γιατί προέρχεται από ισχυρό οξύ. Το ιόν CH 3 NH 3 + αντιδρά με το Η 2 Ο με Κ a =K w /K b = 10-10 /4, γιατί προέρχεται από την ασθενή CΗ 3 NH 2. M CH 3 NH 3 + +Η 2 Ο CH 3 NH 2 + H 3 O + ισορ 0,04-χ χ χ Κ a =χ 2 /0,04 και 10-10 /4=χ 2 /0,04 χ=10-6 Μ ph=6 11
Δ4. n ΝH3 = c V=0,01 mol n ΗCΟΟΗ =c V=0,01 mol V= 0,2 L mol NH 3 + + HCΟΟΗ NH 4 + ΗCOO - αρχ 0,01 0,01 α/π -0,01-0,01 0,01 0,01 τελικά.. 0,01 0,01 Μετά την αντίδραση: [NH 4 + ]=[ HCOO - ]=0,01/0,2 = 0,05 Μ To HCOO - αντιδρά με το Η 2 Ο με Κ b =K w /K a =10-10, γιατί προέρχεται από ασθενές οξύ. Το ιόν NH 4 + αντιδρά με το Η 2 Ο με Κ a =K w /K b = 10-9, γιατί προέρχεται από την ασθενή ΝΗ 3. NH 4 + +Η 2 Ο NH 3 + H 3 O + HCOO - + H 2 O HCOOH+OH - H 3 O + + OH - Η 2 Ο + Η 2 Ο Επειδή η Κ a,nh4+ > Κ b,hcoo-, η [Η 3 Ο + ]>[ΟΗ - ] και το διάλυμα είναι όξινο. 12
ΕΝΩΣΗ ΕΛΛΗΝΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ ASSOCIATION OF GREEK CHEMISTS Ν. Π. Δ. Δ. Ν. 1804/1988 Κάνιγγος 27 106 82, Αθήνα Τηλ.: 210 38 21 524 210 38 29 266 Fax: 210 38 33 597 http://www.eex.gr E-mail: info@eex.gr 27 Kaningos Str. 106 82 Athens Greece Tel.: ++30 210 38 21 524 ++30 210 38 29 266 Fax: ++30 210 38 33 597 http://www.eex.gr E-mail: info@eex.gr Αθήνα 30-5-2016 Πανελλήνιες Εξετάσεις στο μάθημα «Χημεία» Θετικής κατεύθυνσης 2016 Σήμερα Δευτέρα 30-5-2016 εξετάστηκε το μάθημα «Χημεία» Θετικής κατεύθυνσης στις Πανελλήνιες Εξετάσεις, καθώς και η «Χημεία» Θετικής κατεύθυνσης με το παλαιό σύστημα. Η ΕΕΧ παρακολούθησε τις σημερινές εξετάσεις, όπως προβλέπει ο ρόλος της ως σύμβουλου του κράτους σε θέματα Χημείας και Χημικής Εκπαίδευσης, εξέτασε τα θέματα και κατέληξε στα ακόλουθα συμπεράσματα: Συνάφεια με την διδασκόμενη ύλη Εύρος εξέτασης Έκταση θεμάτων Βαθμός δυσκολίας Διακριτική ικανότητα Εξέταση της κριτικής ικανότητας Όλα τα θέματα είναι εντός των ορίων της διδασκόμενης ύλης και καλύπτονται πλήρως από τη θεωρία του σχολικού βιβλίου. Tα θέματα καλύπτουν μεγάλο μέρος της ύλης και εξετάζουν πολύ βασικές έννοιες και γνώσεις από το σύνολο, συμπεριλαμβανομένων και των νέων κεφαλαίων της ύλης. Η έκταση του είναι ικανοποιητική, χωρίς να δημιουργεί πρόβλημα στους μαθητές σε ότι αφορά στην επεξεργασία. Τα θέματα χαρακτηρίζονται βατά και εύκολα προσεγγίσιμα. Η διακριτική ικανότητα των θεμάτων είναι περιορισμένη Τα θέματα, χωρίς να απαιτούν καθόλου απομνημόνευση, δεν εξετάζουν αποτελεσματικά
την κριτική ικανότητα των μαθητών. Πρωτοτυπία Τα θέματα δεν παρουσιάζουν πρωτοτυπία και δεν απαιτούν συνδυασμό γνώσεων, όπως θα ήταν δυνατό μετά τη διεύρυνση της ύλης. Εν κατακλείδι, η Ένωση Ελλήνων Χημικών(ΕΕΧ) θεωρεί ότι τα θέματα της Χημείας δεν απαιτούν απομνημόνευση, έχουν μεγάλο εύρος, είναι εντός των ορίων της διδακτέας ύλης και καλύπτουν μεγάλο μέρος της, είναι σαφή ως προς τη διατύπωσή τους, αλλά κινούνται σε μέτριο επίπεδο και δεν αναδεικνύουν τους μαθητές οι οποίοι έχουν πολύ καλή προετοιμασία και υψηλή κριτική ικανότητα. Σε ότι αφορά τα θέματα για τους μαθητές που εξετάστηκαν με το παλαιό σύστημα, αυτά έχουν όλα τα θετικά χαρακτηριστικά των προηγούμενων, επιπλέον όμως απευθύνονται σε καλά προετοιμασμένους μαθητές, έχουν καλύτερη διαβάθμιση και τα ερωτήματα Γ2, Δ3, Δ4 αυξάνουν τη διακριτική τους ικανότητα.