ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: 1 ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 11 09 2016 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρίνος Ιωάννου, Σταυρούλα Γκιτάκου, Στέφανος Γεροντόπουλος ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α A1. Στο υπερμαγγανικό ιόν, ΜnO - 4, ο αριθμός οξείδωσης του Mn είναι ίσος με: α. -1 β. 0 γ. +7 δ. +6 A2. To Κ 2 Cr 2 Ο 7 σε όξινο περιβάλλον: α. δρα ως οξειδωτικό σώμα β. δρα ως αναγωγικό σώμα γ. δεν δρα ούτε ως οξειδωτικό ούτε ως αναγωγικό σώμα δ. ανάλογα με την αντίδραση στην οποία συμμετέχει δρα είτε ως αναγωγικό είτε ως οξειδωτικό σώμα A3. Μίγμα των οργανικών ενώσεων Α και Β οξειδώνεται πλήρως και στα προϊόντα δεν ανιχνεύεται καμία οργανική ένωση. Οι ενώσεις Α και Β μπορεί να είναι: α. CH 3 CH 2 OH και CH 3 OH β. ΗCΗ=Ο και ΗCΟΟΗ γ. HCOONa και CH 3 CH(OH)CH 3 δ. HCOOH και CH 3 COOH A4. Για κάθε εξώθερμη αντίδραση η οποία πραγματοποιείται υπό σταθερή πίεση ισχύει: α. Η προϊόντων < 0 β. ΔΗ > 0 γ. Η προϊόντων < Η αντιδρώντων δ. Η αντιδρώντων = - Η προϊόντων A5. Για την αντίδραση: A(g) + 2B(g) 2Γ(g) o ρυθμός κατανάλωσης του Α είναι υ 1, ενώ ο ρυθμός παραγωγής του Γ είναι υ 2. Για τα υ 1 και υ 2 ισχύει: α. υ 1 = υ 2 β. υ 1 = 2υ 2 γ. υ 2 = 2υ 1 δ. υ 2 = 3υ 1 Σελίδα 1 από 5
ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστές ή Λανθασμένες και να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας: i. Ο αριθμός οξείδωσης του αζώτου στην ΝΗ 3 είναι +3. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Είναι -3. ii. iii. iv. Οξειδωτικό σώμα είναι αυτό που οξειδώνεται. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Είναι αυτό που ανάγεται. Όταν μία αλκοόλη οξειδώνεται με όξινο διάλυμα KMnO 4 και μετατρέπεται σε καρβονυλική ένωση συμπεραίνουμε ότι είναι δευτεροταγής. ΣΩΣΤΗ: Αφού οξειδώνεται είναι πρωτοταγής ή δευτεροταγής ή είναι η CH 3 OH. Η πρωτοταγής και η μεθανόλη οξειδώνονται με όξινο διάλυμα KMnO 4 προς καρβοξυλικό οξύ και CO 2 αντίστοιχα. Άρα είναι δευτεροταγής. Η ενέργεια που ανταλλάσσεται με το περιβάλλον κατά την πραγματοποίηση μιας χημικής αντίδρασης υπό σταθερή πίεση ονομάζεται ενθαλπία. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Είναι η θερμότητα που ανταλλάσσεται με το περιβάλλον και η οποία όταν η χημική αντίδραση πραγματοποιείται υπό σταθερή πίεση ισούται με την μεταβολή της ενθαλπίας, ΔΗ. v. Η ταχύτητα μιας χημικής αντίδρασης καθ όλη τη διάρκειά της παραμένει σταθερή. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Μειώνεται γιατί μειώνεται η συγκέντρωση των αντιδρώντων. x 3 Β2. Να συμπληρωθούν οι αντιδράσεις και να προσδιορίσετε το οξειδωτικό και το αναγωγικό σώμα σε καθεμία από αυτές. i. 2ΝΗ 3 + 3CuO Ν 2 + 3Cu + 3H 2 O Οξειδωτικό σώμα είναι το CuO και αναγωγικό η ΝΗ 3. ii. 6FeCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl 6FeCl 3 + 2ΚCl + 2CrCl 3 + 7H 2 O Οξειδωτικό σώμα είναι το K 2 Cr 2 O 7 και αναγωγικό ο FeCl 2. Β3. Να συμπληρωθούν οι χημικές εξισώσεις των χημικών αντιδράσεων: i. 5ΗCΟOΗ + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5CΟ 2 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 8H 2 O i. 3CH 3 CH(OΗ)CH 3 + K 2 Cr 2 O 7 + 4H 2 SO 4 3CH 3 COCH 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + 1K 2 SO 4 + 7H 2 O ii. 5CH 3 OΗ + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 5CO 2 + 6MnSO 4 + 3K 2 SO 4 + 19H 2 O Μονάδες 3 x 2 Σελίδα 2 από 5
ΘΕΜΑ Γ Γ1. Πόσα ml διαλύματος KMnO 4 0,1 Μ απαιτούνται για πλήρη αντίδραση με 4,48 L CO 2, μετρημένα σε STP συνθήκες παρουσία H 2 SO 4 ; Βρίσκουμε τα mol του CO 2 : V n(cο 2 ) = η* n(co 2 ) = 4,48 22,4 η* n(co 2 ) = 0,2 mol 22,4 Γράφουμε την χημική εξίσωση της χημικής αντίδρασης που πραγματοποιείται: 5CO + 2KMnO 4 + 3H 2 SO 4 5CO 2 + 2MnSO 4 + K 2 SO 4 + 3H 2 O 5 mol 2 mol 3 mol 5 mol 2 mol 1 mol 3 mol 0,2 mol 0,1 V Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε V = 0,8 L ή 800 ml. Μονάδες 10 Γ2. Σε εργαστήριο Οργανικής Χημείας αναμιγνύονται 4,6 g CH 3 CH 2 OH με 500 ml διαλύματος ΚΜnO 4 0,1 Μ παρουσία H 2 SO 4. i. Να γράψετε την χημική εξίσωση της χημικής αντίδρασης που πραγματοποιείται. Γράφουμε την χημική εξίσωση της χημικής αντίδρασης που πραγματοποιείται: 5CH 3 CH 2 OH + 4ΚΜnO 4 + 6H 2 SO 4 5CH 3 COOΗ + 4MnSO 4 + 2K 2 SO 4 + 11H 2 O Μονάδες 2 ii. Να βρείτε εάν θα αποχρωματισθεί το διάλυμα του ΚΜnO 4. Βρίσκουμε τα mol της CH 3 CH 2 OH: n(ch 3 CH 2 OH) = m Mr η/ n(ch 3 CH 2 OH) = 4,6 46 η/ n(ch 3 CH 2 OH) = 0,1 mol Τα 5 mol CH 3 CH 2 OH αποχρωματίζουν 4 mol ΚΜnO 4 Τα 0,1 mol CH 3 CH 2 OH αποχρωματίζουν 0,1 V mol ΚΜnO 4 Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε V = 0,8 L ή 800 ml άρα το διάλυμα του ΚΜnO 4 θα Αποχρωματισθεί πλήρως. Δίνεται Αr(C) = 12, Αr(H) = 1, Αr(Ο) = 16 Μονάδες 13 Σελίδα 3 από 5
ΘΕΜΑ Δ Δ1. Σε δοχείο όγκου 1 L τοποθετούνται 4 mol Α και 10 mol B που αντιδρούν σύμφωνα με την αντίδραση: Α(g) + 2Β(g) Γ(g) + 3Δ(g) Μετά την πάροδο 10 s έχουν σχηματισθεί στο δοχείο 2 mol Γ. i. Να βρείτε τους ρυθμούς κατανάλωσης των Α και Β για αυτό το χρονικό διάστημα. mol Α(g) + 2Β(g) Γ(g) + 3Δ(g) Αρχικά 4 10 - - Αντιδρούν x 2x - - Παράγονται - - x 3x Τελικά 4 - x 10-2x x 3x Αφού μετά από 10 s στο δοχείο υπάρχουν 2 mol του Γ προφανώς x = 2 οπότε: mol(a) = 2, mol(b) = 6, mol(γ) = 2, mol(δ) = 6 οπότε: υ(α) = 0,2 mol/l s και υ(β) = 0,4 mol/l s ii. Να βρείτε τους ρυθμούς παραγωγής των Γ και Δ για αυτό το χρονικό διάστημα. iii. υ(γ) = 0,2 mol/l s και υ(δ) = 0,6 mol/l s Να βρείτε την μέση ταχύτητα της αντίδρασης για αυτό το χρονικό διάστημα. υ(μεση) = υ(γ) = 0,2 mol/l s Μονάδες 2 iv. Αν η αντίδραση ολοκληρώνεται σε χρόνο 40 s να σχεδιάσετε την καμπύλη αντίδρασης για καθένα από τα σώματα Α, Β, Γ και Δ. mol Α(g) + 2Β(g) Γ(g) + 3Δ(g) Αρχικά 4 10 - - Αντιδρούν y 2y - - Παράγονται - - y 3y Τελικά 4 - y 10-2y y 3y Αφού μηδενίζεται η ταχύτητα της αντίδρασης προφανώς 4 y = 0 ή y = 4 οπότε: mol(a) = 0, mol(b) = 2, mol(γ) = 4, mol(δ) = 12. Η καμπύλη αντίδρασης για καθένα από τα σώματα Α, Β, Γ και Δ είναι η εξής: Σελίδα 4 από 5
mol/l 12 10 (Δ) 8 6 4 2 (Γ) (B) 10 20 30 40 (A) t (s) Μονάδες 4 x 2 Δ2. Η κινητική μελέτη της αντίδρασης έδωσε τον παρακάτω πίνακα: A(g) + 2B(g) Γ(g) + 2Δ(g) t(min) 0 5 10 15 20 C(B) 20 12 6 2 0 Να βρείτε την συγκέντρωση του Γ και του Δ για χρόνο t ίσο με 0, 5, 10, 15 και 20 min. Mol/L Α(g) + 2Β(g) Γ(g) + 2Δ(g) Αρχικά n 20 - - Αντιδρούν x 2x - - Παράγονται - - x 2x Τελικά n - x 20-2x x 2x Με βάση τα πειραματικά δεδομένα έχουμε τα εξής: t(min) 0 5 10 15 20 C(B) 20 12 6 2 0 C(Γ) 0 4 7 9 10 C(Δ) 0 8 14 18 20 Μονάδες 7 Σελίδα 5 από 5