ΧΗΜΕΙΑ Β ΤΑΞΗΣ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 00 ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1.1-1.4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1.1 Από τις παρακάτω χηµικές ουσίες, µε παραπλήσιες σχετικές µοριακές µάζες (Μ r ), το υψηλότερο σηµείο βρασµού έχει η ουσία: α. Η S (M r =4) β. F (M r =8) γ. CH OΗ (M r =) δ. CH CH (M r =0) 1. Για την αµφίδροµη αντίδραση: COCl (g) CO (g) +Cl (g) η σχέση που συνδέει τις σταθερές K c και K p της χηµικής ισορροπίας είναι: α. Κ p = K c β. K p = K c RT γ. K c = K p RT δ. K p = K c (RT) 1. Ποια από τις παρακάτω αντιδράσεις δεν είναι οξειδοαναγωγική; α. Νa + Cl NaCl β. Βr + NaΙ Νar + I γ. Fe + HCl FeCl + H δ. KOH + HCl KCl + H O 1.4 Σε δοχείο σταθερού όγκου αποκαθίσταται η χηµική ισορροπία: N (g) + O (g) NO (g) H > 0 ν µειωθεί η θερµοκρασία του συστήµατος, τότε: α. µειώνεται η σταθερά ισορροπίας Κ c β. αυξάνεται η απόδοση σε ΝΟ γ. µειώνεται η ποσότητα του Ο δ. αυξάνεται η ική πίεση. Μονάδες 4 1.5 Να γράψετε στο τετράδιό σας το γράµµα κάθε πρότασης και δίπλα τη λέξη Σωστό, αν θεωρείτε ότι η πρόταση είναι Σωστή, ή τη λέξη Λάθος, αν θεωρείτε ότι η πρόταση είναι Λανθασµένη. α. Για την αντίδραση της καύσης του άνθρακα σύµφωνα µε τη χηµική εξίσωση: C (s) +Ο (g) CO (g) ο νόµος της ταχύτητας είναι: υ=k[ο ] β. Αυτοκατάλυση είναι το φαινόµενο κατά το οποίο, ένα από τα αντιδρώντα µιας χηµικής αντίδρασης δρα ως καταλύτης. γ. Στην αντίδραση C+F CF 4 ο άνθρακας (C) δρα ως οξειδωτικό. Μονάδες 6 1
1.1 - γ 1. - β 1. - δ 1.4 - α 1.5α - Λ * β - Λ γ - Λ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Σηµείωση: (Αφορά στο θέµα 1.5α) Αξιογώντας αυστηρά επιστηµονικά τη διατύπωση της συγκεκριµένης ερώτησης σωστού-λάθους καταλήγουµε στο συµπέρασµα ότι είναι λανθασµένη γιατί δεν αναφέρεται ότι η αντίδραση είναι απλή. Εντούτοις, στη θεωρία του σχικού βιβλίου, στη σελίδα 89 αναφέρει το νόµο της ταχύτητας της συγκεκριµένης αντίδρασης (v=k[0 ]), προφανώς προϋποθέτοντας ότι είναι απλή, χωρίς όµως να το διατυπώνει. Εποµένως θα χρειαστεί να περιµένουµε τις οδηγίες που θα αποσταλούν προς τα βαθµογικά κέντρα. ΘΕΜΑ ο.1 ίνεται η αντίδραση: ΚClO KCl+O Nα γράψετε τους αριθµούς οξείδωσης του Κ, του Cl και του Ο στο αντιδρών σώµα και στα προϊόντα της αντίδρασης και να βρείτε ποιο στοιχείο οξειδώνεται και ποιο στοιχείο ανάγεται.. Ένα µίγµα δύο αερίων Α και Β βρίσκεται σε κλειστό δοχείο σταθερού όγκου. Ποσότητα ενός τρίτου αερίου Γ εισάγεται στο ίδιο δοχείο και η θερµοκρασία παραµένει σταθερή. Τα αέρια Α, Β, Γ δεν αντιδρούν µεταξύ τους. Πώς µεταβάλλεται η τιµή της µερικής πίεσης του αερίου Α, του γραµµοµοριακού κλάσµατος του αερίου Β και της ικής πίεσης του µίγµατος, εξαιτίας της εισαγωγής του αερίου Γ; Μονάδες Να δικαιογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 6. Σε κλειστό δοχείο και σε θερµοκρασία θ C, ποσότητα αερίου ΗΙ διασπάται σύµφωνα µε την αντίδραση: ΗΙ (g) Η (g) +I (g) α. Πώς θα µεταβληθεί η ταχύτητα της αντίδρασης αν ελαττωθεί ο όγκος του δοχείου; Να δικαιογήσετε την απάντησή σας. Μονάδες 4 β. Η διάσπαση του αερίου ΗΙ µπορεί να γίνει και καταλυτικά παρουσία στερεού χρυσού. Πώς ονοµάζεται η κατάλυση στην περίπτωση αυτή; Μονάδες γ. Πώς ονοµάζεται η θεωρία που ερµηνεύει ικανοποιητικά την παραπάνω κατάλυση; Μονάδες
Απάντηση:.1 Στο KClO οι αριθµοί οξείδωσης είναι οι εξής: K: +1, Cl: +5, O: -. Στο KCl οι αριθµοί οξείδωσης είναι οι εξής: K: +1, Cl: -1. Τέλος, ο αριθµός οξείδωσης του O είναι 0. Το χλώριο ανάγεται και το οξυγόνο οξειδώνεται.. Η µερική πίεση του αερίου Α δεν µεταβάλλεται. (σελ. 14 σχικού βιβλίου) Το γραµµοµοριακό κλάσµα του Β µειώνεται. Το αρχικό γραµµοµοριακό κλάσµα του Β είναι: X = και το τελικό είναι: X =. Γ Η ική πίεση του µίγµατος αυξάνεται. Αρχικά P = P Α + P Β και τελικά P = P Α + P Β + P Γ. Η αιτιόγηση για την αύξηση της P µπορεί να γίνει και µε την καταστατική εξίσωση των αερίων: Αρχική P : P. =. R. T P = Τελική P R T P : Ρ ( = Α ) R T ( ) R T Γ = (, T σταθερά).. α. Η ταχύτητα της αντίδρασης αυξάνεται. (σελ. 8 σχικού βιβλίου) β. Ετερογενής κατάλυση (σελ. 85 σχικού βιβλίου) γ. Θεωρία της προσρόφησης (σελ. 88 σχικού βιβλίου) ΘΕΜΑ ο ίνονται οι θερµοχηµικές εξισώσεις: Ν (g) + Η (g) ΝΗ (g) Η 1 = -90kJ 1 H (g ) + O (g ) H O( l Η ) = -85kJ α. Να υπογίσετε την ενθαλπία σχηµατισµού της αέριας NH. β. Να υπογίσετε την ενθαλπία της αντίδρασης: 4ΝΗ (g) + O (g) Ν (g) + 6H O ( l ) Μονάδες 7 γ. Αέριο µίγµα που περιέχει 1mol ΝΗ και 6mol Ο αντιδρά προς σχηµατισµό Ν και Η Ο σύµφωνα µε την παραπάνω αντίδραση. Να υπογίσετε το ποσό θερµότητας που ελευθερώνεται ή απορροφάται κατά την αντίδραση. Μονάδες 10 Όλες οι ενθαλπίες των αντιδράσεων αναφέρονται στις ίδιες συνθήκες.
Απάντηση: α. Η ενθαλπία σχηµατισµού αναφέρεται στο σχηµατισµό 1mol NH άρα H fnh = -90/ = -45kJ/mol. β. Για να υπογίσουµε την ενθαλπία της ζητούµενης αντίδρασης αρκεί να αντιστρέψουµε την πρώτη αντίδραση και να την πλαπλασιάσουµε επί και να πλαπλασιάσουµε τη δεύτερη αντίδραση επί 6. Οπότε εφαρµόζοντας το νόµο του Hess έχουµε: 4NH (g) N (g) + 6H (g) 6H (g) + Ο (g) 6Η Ο (l) 4NH (g) + Ο (g) N (g) + 6Η Ο (l) H 1 = +180kJ H = -1710kJ H = -150kJ γ. Ο υπογισµός της θερµότητας που ελευθερώνεται κατά την αντίδραση υπογίζεται στοιχειοµετρικά από το αντιδρών που δεν βρίσκεται σε περίσσεια. Έλεγχος περίσσειας: 4NH (g) + Ο (g) N (g) + 6Η Ο (l) 4mol mol x; 6mol 4 6 x = = 8mol H = -150kJ Άρα η NH βρίσκεται σε περίσσεια οπότε ο υπογισµός της θερµότητας θα γίνει βάσει του O. 4NH (g) + Ο (g) N (g) + 6Η Ο (l) H = -150kJ όταν αντιδρούν mol εκλύονται 150kJ 6mol y; y = 6. 150 = 060kJ ΘΕΜΑ 4ο Σε κενό δοχείο όγκου 10L και σε θερµοκρασία θ C, εισάγονται 0,6 mol SO και 0,6 mol O οπότε πραγµατοποιείται η αντίδραση: SΟ (g) + Ο (g) SO (g) Η ισορροπία αποκαθίσταται µετά από χρόνο t = mi από την έναρξη της αντίδρασης και τότε η συγκέντρωση του SO (g) είναι 0,04 Μ, ενώ η θερµοκρασία παραµένει σταθερή. α. Να υπογίσετε: i) τη µέση ταχύτητα της αντίδρασης, καθώς και τη µέση ταχύτητα σχηµατισµού του SO (g) από την έναρξη της αντίδρασης (t=0) µέχρι την αποκατάσταση της χηµικής ισορροπίας. ii) τη σταθερά Κ c της ισορροπίας. (δεν απαιτείται η αναγραφή των µονάδων της Κ c ) Μονάδες 9 4
β. Η αρχική ποσότητα SO (g) (0,6 mol) προέκυψε από αντίδραση στερεού θείου (S) µε πυκνό και θερµό υδατικό διάλυµα H SO 4. i) Να γράψετε την αντίστοιχη οξειδοαναγωγική αντίδραση. ii) Να υπογίσετε τον αριθµό των mol του θείου που απαιτούνται για την παραγωγή των 0,6 mol SO (g). Μονάδες Απάντηση: α. mol: SO (g) + O (g) SO (g) Αρχ. 0,6 0,6 - Αντ/Παρ. -x -x x ΧΙ 0,6-x 0,6-x x Στη ΧΙ: [SO ] = 0,04M Άρα SO =C SO. x = 0,04. 10 = 0,4 x=0,mol Άρα στη ΧΙ έχουµε: SO = 0,6-x = 0,6-. 0, = 0,6-0,4 = 0,mol O = 0,6-x = 0,6-0, = 0,4mol SO = 0,4mol Υπογίζουµε τη µέση ταχύτητα της αντίδρασης βάσει του SO και έχουµε: 0,4 u = 1. C SO = 1 10-0 t. =10 mol. L -1. mi -1 Η ταχύτητα σχηµατισµού του SO δίνεται από τον τύπο: 0,4 u SO = C SO 10-0 = = t 10 - mol. L -1. mi -1 [SO ] ii) K C = [SO ] [O ] = (0,4/10) (0,/10) (0,4/10) K C = 100 β. i) 4 0 6+ 4+ 4+ S + H SO 4 SO + SO + H O Άρα συνικά, τελικά, έχουµε: S + H SO 4 SO + H O ii) S + H SO 4 SO + H O 1mol mol x; 0,6mol x = 0,6/ = 0,mol S 5