Α Π Α Ν Τ Η Σ Ε Ι Σ Θ Ε Μ Α Τ Ω Ν Π Α Ν Ε Λ Λ Α Δ Ι Κ Ω Ν Ε Ξ Ε Τ Α Σ Ε Ω Ν 0 1 Χ Η Μ Ε Ι Α Θ Ε Τ Ι Κ Η Σ Κ Α Τ Ε Υ Θ Υ Ν Σ Η Σ Γ Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ 0 6. 0 6. 0 1 ΘΕΜΑ Α 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. Α1. Από τις παρακάτω αλκοόλες δεν αφυδατώνεται προς αλκένιο η Mονάδες 5 Α. Με προσθήκη νερού σε αλκίνιο, παρουσία Hg, HgSO και H SO, μπορεί να παραχθεί α. μόνο κετόνη β. καρβονυλική ένωση γ. κυανιδρίνη δ. αλκοόλη. Μονάδες 5 Α3. Από όλα τα στοιχεία της ης περιόδου του περιοδικού πίνακα τη χαμηλότερη τιμή ενέργειας 1 ου ιοντισμού (Εi 1 ) έχει α. το αλκάλιο β. η αλκαλική γαία γ. το αλογόνο δ. το ευγενές αέριο. Μονάδες 5 Α. Το χημικό στοιχείο Χ με ηλεκτρονιακή δομή [Αr]3d 10 s p 5 ανήκει στην α. η περίοδο και στην 7η ομάδα του περιοδικού πίνακα β. η περίοδο και στην 17η ομάδα του περιοδικού πίνακα γ. 5η περίοδο και στην η ομάδα του περιοδικού πίνακα δ. η περίοδο και στην 5η ομάδα του περιοδικού πίνακα. Μονάδες 5 A5. Όξινο διάλυμα είναι το διάλυμα του α. CH 3 COONa 0,1 M β. CH 3 NH 3 Cl 0,1 M γ. KCN 0,1 M δ. NaCl 0,1 M Μονάδες 5 ΘΕΜΑ Β Β1. 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. Το 17 Cl σχηματίζει ενώσεις με ένα μόνο ομοιοπολικό δεσμό. β. Διάλυμα NaHSO 0,1 M έχει ph > 7 στους 5 ο C. γ. Διάλυμα NaHCO 3 1 M και Na CO 3 1 M είναι ρυθμιστικό διάλυμα. δ. Στην ένωση CH =CH CH=CH όλα τα άτομα του άνθρακα έχουν sp υβριδικά τροχιακά. ε. Η προσθήκη HCN σε καρβονυλική ένωση είναι αντίδραση ανοικοδόμησης. Μονάδες 10 Β. α. Να αναφέρετε δύο διαφορές μεταξύ του σ και του π δεσμού. (μονάδες ) β. Οι τέσσερις πρώτες ενέργειες ιοντισμού ενός στοιχείου είναι αντίστοιχα Εi 1 = 738 kj/mol Εi = 150 kj/mol Εi 3 = 7,7 10 3 kj/mol Εi = 1,1 10 kj/mol Σε ποια ομάδα του περιοδικού πίνακα ανήκει το στοιχείο αυτό και γιατί; (μονάδες ) γ. Δίνεται πρωτολυτικός δείκτης ΗΔ με pκ a = 5. Αν ο δείκτης προστεθεί σε ένα διάλυμα χυμού μήλου, που έχει pη=3, τι τιμή θα έχει ο λόγος [Δ ] / [ΗΔ]; Με δεδομένο ότι η όξινη μορφή του δείκτη έχει χρώμα κόκκινο και η βασική κίτρινο, τι χρώμα θα αποκτήσει το διάλυμα; (μονάδες 3) δ. Διάλυμα άλατος ΝΗ Α έχει ph = 8. Με δεδομένο ότι η Κ b της ΝΗ 3 είναι 10 5 να εξετάσετε αν η τιμή Κ a του ΗΑ είναι μεγαλύτερη, μικρότερη ή ίση του 10 5.
Δίνεται Κ w = 10 1 (μονάδες ) Μονάδες 15 ΘEΜΑ Γ Γ1. α. Σε ένα δοχείο περιέχεται 1-πεντίνιο ή -πεντίνιο. Πώς θα διαπιστώσετε ποια από τις ουσίες περιέχεται στο δοχείο; (μονάδες ) β. Σε δύο δοχεία περιέχονται μεθανικός μεθυλεστέρας (ΗCΟΟCΗ 3 ) και αιθανικός αιθυλεστέρας (CΗ 3 COOCH CH 3 ). Δεν ξέρουμε όμως σε ποιο δοχείο περιέχεται η κάθε ουσία. Πώς θα διαπιστώσετε σε ποιο δοχείο περιέχεται η καθεμία; (μονάδες ) (Και στα δύο παραπάνω ερωτήματα να γράψετε τις χημικές εξισώσεις που τεκμηριώνουν την απάντησή σας). Μονάδες 6 Γ. Δίνεται το παρακάτω διάγραμμα χημικών διεργασιών. Με δεδομένο ότι η ένωση Θ αλλάζει το χρώμα όξινου διαλύματος Κ Cr O 7 από πορτοκαλί σε πράσινο, να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ και Θ. Μονάδες 7 Γ3. Oμογενές μίγμα δύο κορεσμένων μονοσθενών αλκοολών (Α) και (Β) μάζας, g χωρίζεται σε τρία ίσα μέρη. Στο 1ο μέρος προσθέτουμε περίσσεια Na, οπότε ελευθερώνονται, L αερίου σε πρότυπες συνθήκες (stp). Στο ο μέρος προσθέτουμε περίσσεια SOCl και στα οργανικά προϊόντα που προκύπτουν επιδρούμε με Μg σε απόλυτο αιθέρα. Στη συνέχεια προσθέτουμε νερό, οπότε προκύπτει ένα (1) μόνο οργανικό προϊόν. Στο 3ο μέρος προσθέτουμε διάλυμα Ι /Na, οπότε καταβυθίζονται 0,05 mol κίτρινου ιζήματος. Να προσδιορίσετε το συντακτικό τύπο και την ποσότητα σε mol της κάθε αλκοόλης στο αρχικό μίγμα. Δίνονται: Αr(Η) = 1, Αr(C) = 1, Αr(O) = 16 Μονάδες 1 ΘΕΜΑ Δ Σε πέντε δοχεία περιέχονται τα επόμενα διαλύματα: διάλυμα ΝaΝΟ 3 0,1 M (Y1) διάλυμα ΝΗ 3 0,1 M (Y) διάλυμα ΗCl 0,1 M (Y3) διάλυμα ΝaΟΗ 0,1 M (Y) διάλυμα ΝΗ Cl 0,1 M (Y5) Δ1. Nα βρείτε ποιο διάλυμα περιέχεται σε κάθε δοχείο με βάση τα δεδομένα του παρακάτω πίνακα Δ. Το κυριότερο όξινο συστατικό του ξινισμένου γάλακτος είναι το γαλακτικό οξύ Μονάδες 5 α. Για την ογκομέτρηση 10 ml του ξινισμένου γάλακτος απαιτούνται 5 ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,1 Μ. Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του γαλακτικού οξέος στο ξινισμένο γάλα (κανένα άλλο συστατικό του γάλακτος δεν αντιδρά με ΝaΟΗ). (μονάδες 3) β. Να προτείνετε από μία εργαστηριακή δοκιμασία για την ανίχνευση της καρβοξυλομάδας και της υδροξυλομάδας του γαλακτικού οξέος. (Να γράψετε τις σχετικές χημικές εξισώσεις). (μονάδες ) Μονάδες 5 Δ3. Με ποια αναλογία όγκων πρέπει να αναμείξουμε το διάλυμα Υ (Νa) με το διάλυμα Υ5 (ΝΗ Cl), ώστε να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα (Υ6) με ph = 9. Μονάδες 9
Δ. Σε ίσους όγκους V των διαλυμάτων Υ (ΝΗ 3 0,1 Μ) Υ (ΝaΟΗ 0,1 Μ) Υ6 (ΝΗ 3 / ΝΗCl) προστίθεται νερό όγκου x L, y L, ω L αντίστοιχα, ώστε να μεταβληθεί το ph τους κατά μία μονάδα. Να διατάξετε κατά αύξουσα σειρά τις τιμές x, y, ω και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 6 Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. Δίνονται Κ w = 10 1 και θ = 5 ο C. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. γ Α.β Α3. α Α. β Α5. β Β1. α. Λ, β. Λ, γ. Σ, δ. Σ, ε. Σ. Β. α. Ο σ δεσμός δημιουργείται έπειτα από αξονική επικάλυψη ατομικών ή υβριδικών τροχιακών, ενώ ο π από πλευρική επικάλυψη ατομικών τροχιακών. Ο σ δεσμός είναι πιο ισχυρός από τον π δεσμό, καθώς επιτυγχάνεται επικάλυψη τροχιακών σε μεγαλύτερο βαθμό. β. Το στοιχείο ανήκει στη η ομάδα του Π.Π, καθώς i3 i, οπότε το στοιχείο αποβάλλοντας e αποκτά σταθερή δομή ευγενούς αερίου (πολύ πιο δύσκολη η απόσπαση του 3 ου e ). H O γ. 3 ( ) 3 ( ) 3 ph 3 H O 10 M 10 P 5 K 10 1 3 (1) 3 5 ( ) ( ) Έχουμε: 100 επικρατεί η όξινη μορφή του δείκτη, άρα το διάλυμα αποκτά κόκκινο χρώμα. δ. Μ HO NΗ Α NΗ Α C C Μ NΗ ΗΟ ΝΗ3 Η3Ο C x x x Κ 10 9 (καθως Κ 5 a NH b NH3 10 ) Μ Ισορ. A H O HA C y y y ph 8 H O. Η είναι περισσότερο μετατοπισμένη προς τα δεξιά σε σχέση με την 3 9 5 K K, δηλαδή K 10 K ba a NH ba aha 10. ΘΕΜΑ Γ Γ1. α. Παρατηρούμε ότι μόνο το 1- πεντίνιο αντιδρά με Νa εκλύοντας αέριο Η. 1 CH3-CH -CH -C CH+Na CH3-CH CH C Na H β. Με σαπωνοποίηση και στα δύο δοχεία δημιουργούνται ένα καρβοξυλικό άλας και μια κορεσμένη μονοσθενής αλκοόλη. Για το δοχείο με τον HCOOCH 3 : θ HCOOCH Na ΗCOONa CH 3 3 Οι οργανικές ενώσεις που δημιουργούνται αποχρωματίζουν όξινο διάλυμα KMnO εκλύοντας παράλληλα αέριο CO 5CH 6KMnO 9Η SO 5CO 6MnSO 3K SO 19H O 3
10HCOONa ΚMnO 11H SO 10CO MnSO K SO 16H O 5Na SO Στο δοχείο με τον CH3COOCHCH 3 CH3COOCHCH3 Na CH3COONa CH3CHΟΗ Η αιθανόλη αντιδρά με I σε Νa σχηματίζοντας κίτρινο ίζημα: CH3CHΟH Ι 6Na CHΙ3 ΗCOONa 5NaΙ 5HΟ Παρατήρηση: δεν απαιτείται η αναφορά και των δύο τρόπων διάκρισης. Γ. AHC 3 CH (B)CH CH θ 3 E CH CH (Z)CH3CH CH CH3 ( )CH CH C ( )CH3CHMgC CH3 CH CH CH3 OMgC Γ3. (Α) CvHv 1 v 1 και (Β) CμHμ 1 μ 1 Έστω 3x mol (A) 3y mol (B): ma mb, 3x(1v 18) 3y(1μ 18),. Για το 1 ο μέρος έχουμε: 1 1 CvHv 1 Na CvHμ 1ONa H CμHμ 1 Na CμHμ 1ONa H x y x mol mol y mol mol VSTP, Έχουμε: n H 0,1mol. Οπότε: x y 0,1 x y 0, mol Vm, Για το ο μέρος έχουμε: αρχικά οι αλκοόλες αντιδρούν με SOCl : C H SOCl C H Cl SO HCl και CμHμ 1 SOCl CμHμ 1Cl SO HCl v v1 v v1 Στη συνέχεια έχουμε αντίδραση με Mg: απόλυτος απόλυτος CvHv 1Cl Mg αιθέρας CvHv 1MgCl και CμHμ 1Cl Mg αιθέρας CμHμ 1MgCl Τα αντιδραστήρια Grignard υδρολύονται: C H MgCl H O C H Mg()Cl και CμHμ 1MgCl HO CμH μ Mg()Cl. v v1 v v Όμως τα αλκάνια CvHv και CμHμ είναι η ίδια οργανική ένωση οπότε v μ. Έτσι: από, v μ Άρα οι Α και Β μπορεί να είναι: CH3 CH CH CH 1-βουτανόλη CH CH CH CH -βουτανόλη 3 3 CH 3 CH3 CH CH μέθυλο-1-προπανόλη CH 3 CH3 C CH3 μέθυλο--προπανόλη Στο 3 ο μέρος έχουμε την αντίδραση με διάλυμα Na / I, η οποία δίνεται μόνο από τη -βουτανόλη CH3 CH CH CH3 6Na I CH3CHCOONa CHI3 5Na 5HO x mol x mol Όμως: n(chi 3 )=0.05 mol=x, συνεπώς από y 0,15 mol. Η σύσταση του αρχικού μίγματος είναι: 0,15mol -βουτανόλης και 0, 5mol 1-βουτανόλης ( το άλλο ισομερές είναι η 1-βουτανόλη γιατί έχει την ίδια μορφή ανθρακικής αλυσίδας με την -βουτανόλη, οπότε μέσω της παραπάνω διαδικασίας δημιουργείται το ίδιο αλκάνιο). ΘΕΜΑ Δ Δ1. Δοχείο 1 Υ3 Δοχείο Υ5 Δοχείο 3 Υ1 Δοχείο Υ Δοχείο 5 Υ Δ. α. Ογκομετρούμενο CH3CH()CO : C οξ, Vοξ 0, 01L Πρότυπο (Νa) : Cβ 0,1M, Vβ 0, 005L
CH3CH()CO Na CH3CH()COONa HO Ισοδύναμο σημείο: 1 3 CβVβ 10 510 πλήρης εξουδετέρωση nοξέος nβάσης CοξVοξ CβVβ Cοξ C οξ 0, 05M V 10 β. Για την ανίχνευση της καρβοξυλομάδας: προσθέτοντας διάλυμα NaΗCO3 εκλύεται αέριο CO CH3CH()CO NaHCO3 CH3CH()COONa CO HO Για την ανίχνευση της υδροξυλομάδας: με όξινο διάλυμα ΚΜnO παρατηρείται αποχρωματισμός του διαλύματος ΚΜnO. 5CH CH()CO KMnO 3Η SO CH COCO MnSO K SO 8H O 3 3 Δ3. Y : nna CV 0,1V mol Y : n C V 0,1V mol 5 NHCl 5 5 5 οξ mol αρχ. Νa+NH ClΝaCl+NH 3 +H O 0,1V 0,1V 5 Για να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα πρέπει να βρίσκεται σε περίσσεια το ΝΗ Cl (ώστε στο Υ 6 να περιέχεται το συζυγιακό σύστημα NH3 NH, δεδομένου ότι το NaCl είναι ουδέτερο άλας). mol Νa + NH Cl ΝaCl + NH 3 + H O αρχ. 0,1V 0,1V 5 0,1(V 5 V ) 0,1V 0,1V 0,1(V 5 V ) Υ 6 :[NHCl] Cο V V 5 ρυθμιστικό: 0,1V [NH 3] Cβ V V 5 C C [ΟΗ ] Κ 10 10 C C ph 9 β 5 5 β b β o Co Co V 1 V 0,1V 0,1(V 5 V ) V V5 5 Σημείωση: από το ερώτημα Δ 1 Υ : Μ ΝH3 HΟ NH Ισορ. 0,1 x X X 3 ph 11 x 10 M, άρα x Κb 10 0,1 5 Δ. Έστω V ο όγκος του κάθε διαλύματος. Υ. ph 11 Η αραίωση ελαττώνει τη συγκέντρωση της NH 3, άρα και τη, οπότε ελαττώνει και την τιμή ph ph 10. Y M Ισορ. ΝH H Ο NH 3 C - k k k ph 10 k 10 M k 10 C 10 8 3 Kb C 10 M 5 0,1 V Νόμος αραίωσης: CV C V V 10 V. 0,01 Συνεπώς: V V x x V V 10 V V x 99V. Υ: ph 13.
Η αραίωση ελαττώνει τη συγκέντρωση του Na, άρα και τη, οπότε ελαττώνει και την τιμή ph ph 1 Y : Μ HO Na Na C C ph 1 10 M C. CV 0,1 V Νόμος αραίωσης: CV C V V V 10V. C 10 Συνεπώς: V V y y V V 10V V y 9V. Y6. Το διάλυμα είναι ρυθμιστικό, συνεπώς η αραίωση μέσα σε κάποια όρια δεν μεταβάλλει την τιμή pη. Επομένως, εφόσον το pη μεταβάλλεται καταλαβαίνουμε ότι η αραίωση είναι αρκετά μεγάλη (ω>99v, γιατί αν ω=99 V, τότε η τιμή pη θα είχε μεταβολή μικρότερη από 1 μονάδα). Άρα: y x ω. Επιμέλεια Τσικαλάς Γιάννης Κυριακάκης Μιχάλης