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 0 ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 8.05.10 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. Η ηλεκτρονιακή δομή, στη θεμελιώδη κατάσταση, της εξωτερικής στιβάδας του 7 Ν είναι: Α. Ο σχηματισμός του διπλού δεσμού μεταξύ δύο ατόμων άνθρακα δημιουργείται με επικάλυψη: α. sp sp και p p τροχιακών. β. sp sp 3 και p p τροχιακών. γ. sp sp και p p τροχιακών. δ. sp 3 sp 3 και p p τροχιακών. Α3. Το συζυγές οξύ του NH είναι: α. ΝΗ 3 β. NH 4 γ. ΝΗ ΟΗ δ. NO Α4. Ποια από τις επόμενες ουσίες, όταν διαλυθεί στο νερό, δεν αλλάζει το ph του; α. CH 3 COOK β. NaF γ. NH 4 Cl δ. Ca(NO 3 ) 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. Τα s τροχιακά έχουν σφαιρική συμμετρία. β. Το (COONa) οξειδώνεται από το KMnO 4 με την παρουσία Η SO 4. γ. Για την ογκομέτρηση ισχυρού οξέος με ισχυρή βάση, κατάλληλος δείκτης είναι αυτός με pk a =. δ. Το ph υδατικού διαλύματος H SO 4 0,1M είναι 1. ε. Με πολυμερισμό της ένωσης 1,3-βουταδιένιο προκύπτει το πολυμερές: ΘΕΜΑ Β Β1. Δίνονται τα στοιχεία 0 Ca, 6 Fe, 16 S. α. Να γράψετε τις ηλεκτρονιακές δομές τους (κατανομή ηλεκτρονίων σε υποστιβάδες). (μονάδες 3) β. Να βρεθεί η περίοδος και η ομάδα του περιοδικού πίνακα στην οποία ανήκει το καθένα από τα στοιχεία αυτά. (μονάδες 6) Μονάδες 9 Β. Να αιτιολογήσετε τις επόμενες προτάσεις: α. Η η ενέργεια ιοντισμού ενός ατόμου είναι πάντα μεγαλύτερη από την 1 η ενέργεια ιοντισμού του. β. Το ph του καθαρού νερού στους 80 C είναι μικρότερο του 7.
γ. Σε κάθε τροχιακό δεν μπορούμε να έχουμε περισσότερα από ηλεκτρόνια. δ. Σε μια περίοδο του περιοδικού πίνακα, η ατομική ακτίνα ελαττώνεται από αριστερά προς τα δεξιά. ε. Τα αντιδραστήρια Grignard παρασκευάζονται σε απόλυτο αιθέρα. Μονάδες 10 Β3. Κάθε μία από τις ενώσεις: πεντάνιο, 1-πεντένιο και 1-πεντίνιο, περιέχεται αντίστοιχα σε τρεις διαφορετικές φιάλες. Πώς θα ταυτοποιήσετε το περιεχόμενο κάθε φιάλης; Να γραφούν οι αντίστοιχες χημικές εξισώσεις. Μονάδες 6 ΘEΜΑ Γ Γ1. Δίνονται οι παρακάτω χημικές μετατροπές: Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ, Λ, Μ, Ν. Μονάδες 18 Γ. Ισομοριακό μείγμα τριών καρβονυλικών ενώσεων του τύπου C 4 H 8 O, με επίδραση αντιδραστηρίου Fehling, δίνει,86g ιζήματος (Cu O). Να βρεθούν τα mol των συστατικών του μείγματος. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες του Cu=63,5 και του Ο=16. Μονάδες 7 ΘΕΜΑ Δ Διαθέτουμε υδατικά διαλύματα CH 3 COOH 0,1M (διάλυμα Υ 1 ) και CH 3 COOH 0,M (διάλυμα Υ ). Δ1. Να βρεθεί πόσα ml H O πρέπει να προστεθούν σε 100mL διαλύματος Υ 1, ώστε να τριπλασιαστεί ο βαθμός ιοντισμού του CH 3 COOH; Μονάδες 6 Δ. Σε 100 ml διαλύματος Y προσθέτουμε 100 ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,1Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ 3. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Υ3. Μονάδες 6 Δ3. Σε 100 ml διαλύματος Y προσθέτουμε 100 ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,Μ, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ 4. Να βρεθεί το ph του διαλύματος Υ4. Μονάδες 6 Δ4. Να βρεθεί πόσα ml διαλύματος ΝaΟΗ 0,1Μ πρέπει να προστεθούν σε 101 ml του διαλύματος Υ, ώστε να προκύψει διάλυμα Υ 5 με ph=7; Μονάδες 7 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=5 C, K a (CH 3 COOH) =10 5, K w =10 14 Κατά την ανάμειξη των διαλυμάτων δεν προκύπτει μεταβολή των όγκων των διαλυμάτων. Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. β Α. α Α3. α Α4. δ Α5. α. Σ, β. Σ, γ. Λ, δ. Λ, ε. Λ ΘΕΜΑ Β Β1. α. 0 Ca: 1s s p 6 3s 3p 6 4s 6Fe: 1s s p 6 3s 3p 6 3d 6 4s 16S: 1s s p 6 3s 3p 4 β. 0 Ca: IIA ομάδα και 4 η περίοδο. 6Fe: VIIIB ομάδα και 4 η περίοδο. 16S: VIA ομάδα και 3 η περίοδο. Β. α. Κατά τον 1 ο ιοντισμό απομακρύνεται e απ το ουδέτερο άτομο, ενώ κατά τον ο ιοντισμό απομακρύνεται e απ το θετικό ιόν. Η ελκτική δύναμη του κατιόντος στο e είναι πιο ισχυρή απ το ουδέτερο άτομο, συνεπώς απαιτείται περισσότερη ενέργεια για την απόσπαση του ου e απ το κατιόν.
β. Η αύξηση της θερμοκρασίας μετατοπίζει την ισορροπία αυτοιοντισμού του Η Ο προς τα δεξιά (ενδόθερμη αντίδραση), επομένως αυξάνεται η [Η 3 Ο + ], ενώ το ph μειώνεται, άρα ph < 7. γ. Σύμφωνα με την αρχή Pauli, στο ίδιο άτομο είναι αδύνατο να υπάρχουν e με την ίδια τετράδα κβαντικών αριθμών (n, l, m l και m s ). Κάθε τροχιακό ορίζεται από μια τριάδα κβαντικών αριθμών (n, l, m l ), άρα σε κάθε τροχιακό μπορούν να τοποθετηθούν μέχρι e με διαφορετικό αριθμό spin (m s ). δ. Αυτό συμβαίνει επειδή προχωρώντας από αριστερά προς τα δεξιά σε μια περίοδο του Π.Π. αυξάνεται ο ατομικός αριθμός, άρα αυξάνεται η ελκτική δύναμη του πυρήνα προς τα e εξωτερικής στιβάδας, με συνέπεια να ελαττώνεται η ατομική ακτίνα (στα στοιχεία μετάπτωσης παρατηρούνται μικρές αποκλίσεις απ τον κανόνα, καθώς προχωρώντας προς τα δεξιά στην περίοδο του Π.Π., τα επιπλέον e προστίθενται σε εσωτερική d υποστιβάδα, επομένως δεν επηρεάζεται σημαντικά η ατομική ακτίνα). ε. Η παρασκευή RMgX πραγματοποιείται παρουσία άνυδρου αιθέρα, ώστε να αποφευχθεί η αντίδραση του αντιδραστηρίου Grignard με το Η Ο προς σχηματισμό αλκανίων. RMgX HO RH Mg(OH)X Β3. CuCl / NH 3 Br / CCl 4 CH 3 (CH ) 3 CH 3 X X CH =CH(CH ) CH 3 Χ CHC(CH ) CH 3 Παρατηρήσεις: 1. κατά την αντίδραση CuCl σε ΝΗ 3 σχηματίζεται κεραμέρυθρο ίζημα, ενώ με Br σε CCl 4 παρατηρείται αποχρωματισμός του διαλύματος Br.. Το 1-πεντίνιο είναι δυνατό να ταυτοποιηθεί και με προσθήκη Να (έκλυση αερίου Η ) ή με προσθήκη σε διάλυμα AgNO 3 σε ΝΗ 3 (σχηματισμός ιζήματος). ΘΕΜΑ Γ Γ1. Α. CH 3 CHCH 3 Br B. CH 3 CHCH 3 OH Γ. CHI 3 Δ. CH 3 COONa E. CH 3 COOCH(CH 3 ) Z. CH 3 CHMgBr CH 3 Λ. CH 3 CCH 3 O CH 3CH 3 M. CH 3 C CHCH 3 OMgBr CH 3CH 3 N. CH 3 C CHCH 3 OH Γ. Τα ισομερή των C 4 H 8 O είναι: CH 3 CH CCH 3 O CH 3 CH 3 CHCH = O CH 3 CH CH CH = O Έστω απ το κάθε ισομερές. m,86 Τα mol του Cu O είναι: n 0,0mol Mr 143 Με το αντιδραστήριο Fehling αντιδρούν μόνο οι δύο αλδεΰδες.
CH 3 CH 3 CH 3 CHCH = O + CuSO 4 + 5NaOH CH 3 CHCOONa + Cu O + Na SO 4 + 3H O CH 3 CH CH CH = O + CuSO 4 + 5NaOH CH 3 CH CH COONa + Cu O + Na SO 4 + 3H O x = 0,0 x = 0,01 mol. Άρα, κάθε καρβονυλική ένωση του μείγματος είναι 0,01mol. ΘΕΜΑ Δ Y : CH COOH C 0,1M, V 100mL Δ1. 1 3 1 1 α 1 Κ C α 1 Μ CH3COOH HO CH3COO H3O Ισορρ. 0,1 x x x Το διάλυμα αραιώνεται, οπότε προκύπτει διάλυμα με συγκέντρωση C τ Μ CH3COOH HO CH3COO H3O Ισορρ. y y y Cτ Κα α Cτ Κα Κα Κα Κα C1 0,1 Ισχύει ότι α 3α1 οπότε: 3 9 9Cτ C1 Cτ M Cτ C1 Cτ C1 9 9 C1V1 0,10,1 Νόμος αραίωσης: C1V1 Cτ Vτ Vτ 0,9L C 0,1 τ 9 V V V V 0,8Lή 800mL τ 1 HO HO Δ. Τα mol των δύο ηλεκτρολυτών είναι: nch3cooh 0,0mol και nnaoh 0,01mol mol CH3COOH NαOH CH3COOΝα HO αρχ 0,0 0,01 α/π 0,01 0,01 0.01 τελ 0,01 0,01 0, 01 0,1 CCH3COONα C 0,05M CH3COOH 0, [CH3COO ] Το διάλυμα είναι ρυθμιστικό άρα: ph pkα log ph 5 [CH3COOH] Δ3. Τα mol των δύο ηλεκτρολυτών είναι: nch mol 3COOH 0,0,10,0 n 0,0,10,0mol NaOH mol CH3COOH NaOH CH3COONa HO αρχ. 0,0 0,0 αν/π 0,0 0,0 0,0 τελ. 0,0 0,0 Για το CH 3 COONa: C 0,1M 0, mol CH3COONa CH 3COO Na αρχ. 0,1 τελ. 0,1 0,1 mol CH3COO HO CH3COOH OH Ισορ. 0,1 ω ω ω
K 10 K 10 14 w b 5 Ka 10 9 ω Κb 9 ω 5 0,1 ω 10 ω 10 [OH ] 0,1 0,1 ω 0,1 Επομένως: poh 5 ph 9 Δ4. Τα mol των δύο ηλεκτρολυτών είναι: n CV 0, 0,101 0,00mol CH3COOH nnaoh CV 0,1Vmol Για να προκύψει διάλυμα με ph = 7 θα πρέπει να είναι σε περίσσεια το CH 3 COOH καθώς σε κάθε άλλη περίπτωση θα προέκυπτε βασικό διάλυμα. CH3COOH NaOH CH3COONa HO αρχ. 0,00 0,1V α/π 0,1V 0,1V 0,1V τελ. 0,00 0,1V 0,1V Το διάλυμα είναι ρυθμιστικό, επομένως: 0, 00 0,1V CCH3COOH CoM 0,101 V 0,1V CCH3COONa CβM 0,101 V Cβ Cβ Cβ C ph pkα log 7 5 log log 100 β Co Co Co Co 0, 00 0,1V 0,1V 100Co Cβ 100 V 0, L ή 00mL 0,101V 0,101V Σημείωση: οι συγκεντρώσεις των συστατικών του διαλύματος ικανοποιούν τις προϋποθέσεις ώστε το διάλυμα να είναι ρυθμιστικό. Ομάδα Χημικών Ε.Ο. «ΟΡΙΖΟΝΤΕΣ» Τσικαλάς Γιάννης Κυριακάκης Μιχάλης