ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της πρότασης και, δίπλα, το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή επιλογή. Α1. Δίνεται η χημική ισορροπία Cs H g CH g. Η σωστή έκφραση 4 για τη σταθερά ισορροπίας Κc είναι: C(s) H (g) CΗ (g) 4 α. Κc = [CH 4 ]/[H ] β. Κc = [CH 4 ]/[C][H ] γ. Κc = [CH 4 ]/[C][H ] δ. Κc = [CH 4 ]/[H ] Μονάδες 5 A. Ποια από τις παρακάτω τετράδες κβαντικών αριθμών είναι επιτρεπτή; α. (1, 1, 0, -½) β. (1, 0, 1, +½) γ. (1, 0, 0, -½) δ. (1, 0, -1, +½) Μονάδες 5 Α. Οι σ και π δεσμοί που υπάρχουν στο μόριο του CH C CH είναι: α. 6σ και π β. 7σ και 1π γ. 5σ και π δ. 5σ και π Μονάδες 5 Α4. Σε ποιο από τα παρακάτω μόρια ή πολυατομικά ιόντα ο αριθμός οξείδωσης του ατόμου του Cl έχει τιμή +1; A5. Δίνεται η παρακάτω αντίδραση: Μονάδες 5 Ποιος από τους παρακάτω λόγους εκφράζει την ταχύτητα της αντίδρασης;

Μονάδες 5 ΘΕΜΑ Β Β1. Το παρακάτω διάγραμμα αναπαριστά ένα μέρος του περιοδικού πίνακα, στο οποίο αναφέρονται μερικά στοιχεία με τα σύμβολά τους. α. Να διατάξετε κατά αύξουσα ατομική ακτίνα τα στοιχεία F, Na, K (μονάδα 1) και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες ). β. Να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή σε υποστιβάδες του Cr και του Fe (μονάδες ). γ. Σε ποια από τα στοιχεία που εμφανίζονται στο διάγραμμα το ιόν με φορτίο -1 είναι ισοηλεκτρονιακό με το πλησιέστερο ευγενές αέριο (μονάδες ); Μονάδες 8 Β. Διάλυμα HCOOH εξουδετερώνεται πλήρως με: α) διάλυμα CHNH β) διάλυμα ΝaΟΗ Για κάθε περίπτωση να εξετάσετε αν το διάλυμα που προκύπτει είναι όξινο, βασικό ή ουδέτερο (μονάδες ). Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 4). Μονάδες 6 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία 5 C. 14 Kw= 10 4, Kb(CΗΝΗ)= 10, Ka(HCOOH)= 10 4 Β. Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα απεικονίζει τη μεταβολή του βαθμού ιοντισμού α σε σχέση με τη συγκέντρωση C σε ένα διάλυμα ασθενούς οξέος; Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας.

Μονάδες 4 Β4. Για την αντίδραση NO NO N NO η ενέργεια του συστήματος αντιδρώντων και προϊόντων απεικονίζεται στο παρακάτω διάγραμμα. α. Να απαντήσετε αν η αντίδραση είναι ενδόθερμη ή εξώθερμη και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες ). β. Αν α=09 kj και β=48 kj, i) να υπολογίσετε το ΔH της αντίδρασης (μονάδες ) ii) ποια είναι η ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης (μονάδα 1); iii) ποια είναι η ενέργεια ενεργοποίησης της αντίδρασης N NO N O NO (μονάδες );

ΘΕΜΑ Γ Μονάδες 7 Γ1. Μια οργανική ένωση έχει γενικό τύπο CH O και σχετική μοριακή μάζα Mr 58. Η ένωση αντιδρά με διάλυμα AgNO σε NH και σχηματίζει κάτοπτρο αργύρου. Να βρείτε τον συντακτικό τύπο της ένωσης (μονάδες ) και να γράψετε την αντίδρασή της με το διάλυμα (μονάδες ). Μονάδες 5 Γ. Ο πολυμεθακρυλικός μεθυλεστέρας είναι γνωστός με το εμπορικό όνομα πλεξιγκλάς και χρησιμοποιείται ως ανθεκτικό υποκατάστατο του γυαλιού. Η παρασκευή του πραγματοποιείται με μια σειρά αντιδράσεων που περιγράφεται παρακάτω: Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των ενώσεων Α,Β,Γ,Δ,Ε. Μονάδες 5 Γ. Ποσότητα προπενίου μάζας 6, g αντιδρά με νερό στις κατάλληλες συνθήκες, οπότε σχηματίζεται μίγμα δύο ισομερών χημικών ενώσεων. Το μίγμα των προϊόντων απομονώνεται και χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. Το πρώτο μέρος αποχρωματίζει πλήρως,8 L διαλύματος KMO 4 0,01 M παρουσία HSO 4. Το δεύτερο μέρος αντιδρά με διάλυμα I παρουσία ΝaΟΗ, οπότε σχηματίζονται 19,7 g κίτρινου ιζήματος. α. Να γραφούν όλες οι αναφερόμενες αντιδράσεις (μονάδες 4). β. Να υπολογιστεί η σύσταση του αρχικού μίγματος των προϊόντων σε mol (μονάδες 8). γ. Να υπολογιστεί το ποσοστό του προπενίου που μετατράπηκε σε προϊόντα (μονάδες ). Μονάδες 15 Δίνεται ότι: Ar (H )=1, Ar (C) =1, Ar (O) =16, Ar (I) =17 ΘΕΜΑ Δ Δ1. Δίνονται τα υδατικά διαλύματα: Υ1: Η Ο 17% w/v και όγκου 400 ml Υ: ΗI Τα διαλύματα αναμιγνύονται, οπότε το Η Ο αντιδρά πλήρως σύμφωνα με την αντί- H O aq HI aq I s H O δραση

α. Να γραφούν οι συντελεστές τις αντίδρασης (μονάδα 1). β. Να προσδιορίσετε το οξειδωτικό και το αναγωγικό σώμα στα αντιδρώντα (μονάδα 1). γ. Να υπολογίσετε τα mol του παραγόμενου ιωδίου (μονάδες ). Μονάδες 4 Δ. Σε δοχείο σταθερού όγκου V (δοχείο 1), που περιέχει 0,5 mol Η, μεταφέρονται 0,5 mol από το I που παρήχθη από την παραπάνω αντίδραση. Το δοχείο θερμαίνεται σε θερμοκρασία θ, οπότε το ιώδιο εξαχνώνεται (μετατρέπεται σε αέρια φάση) και αποκαθίσταται η παρακάτω χημική ισορροπία με K 64. c Να υπολογιστούν οι ποσότητες των συστατικών του αερίου μίγματος στη χημική ισορροπία. Μονάδες 4 Δ. Από το παραπάνω δοχείο ποσότητα ΗΙ 0,5 mol μεταφέρεται, με κατάλληλο τρόπο, σε νέο δοχείο σταθερού όγκου (δοχείο ), που περιέχει ισομοριακή ποσότητα αέριας NH, οπότε αποκαθίσταται σε ορισμένη θερμοκρασία η χημική ισορροπία: α. Πώς μεταβάλλεται η θέση της χημικής ισορροπίας, αν αφαιρεθεί μικρή ποσότητα στερεού NH4I ; Θεωρούμε ότι ο όγκος που καταλαμβάνει το αέριο μίγμα στο δοχείο και η θερμοκρασία δεν μεταβάλλονται με την απομάκρυνση του στερεού NH4I. (μονάδα 1) β. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες ). Μονάδες 4 Δ4. Πόση ποσότητα αερίου ΗΙ από το δοχείο 1 πρέπει να διαλυθεί πλήρως σε 100 ml διαλύματος NH συγκέντρωσης Μ και ph=11 (Υ), ώστε να μεταβληθεί το ph του κατά δύο μονάδες; Κατά την προσθήκη του ΗΙ δεν μεταβάλλεται ο όγκος του διαλύματος. Μονάδες 7 Δ5. 0,01 mol από το στερεό NH4I, που αφαιρέθηκε από το δοχείο, διαλύεται σε HO οπότε σχηματίζεται διάλυμα Υ4 όγκου 100 ml. α. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος που προκύπτει (μονάδες ). β. Πόσα mol στερεού NaOH πρέπει να προστεθούν στο διάλυμα Υ4 ώστε να προκύψει διάλυμα Υ5 με ph=9 (μονάδες ); Μονάδες 6 Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία 5 C. Kw= 10 14 Ar (H) =1, Ar (O) =16 Tα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις.

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Α1. δ Α. γ Α. α Α4. β Α5. δ ΘΕΜΑ Β Β1. α. Η ατομική ακτίνα αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω και από δεξιά προς τα αριστερά κατά μήκος του Π.Π. οπότε ισχύει r K > r Na και r Na > r F. Άρα r F < r Na < r K β. 4 Cr : 1s s p 6 s p 6 d 5 4s 1 και 6 Fe + : 1s s p 6 s p 6 d 6 γ. Τα στοιχεία είναι το Η, το F και το Cl. Β. α) HCOOH + CH NH HCOO - CH NH + HCOO - CH NH + HCOO - + CH NH + 14 Kw 10 Κa 10 CH NH 4 Kb 10 CH NH 14 Kw 10 Κb 10 HCOO 4 Ka 10 Κa CH NH Κb HCOOH HCOO 10 10 άρα το διάλυμα είναι ουδέτερο. β) HCOOH + NaOH HCOONa + H O HCOONa HCOO - + Na + HCOO - + H O HCOOH + OH - άρα το διάλυμα είναι βασικό. Β. Το διάγραμμα (ii) γιατί ο βαθμός ιοντισμού (α) είναι αντιστρόφως ανάλογος με τη συγκέντρωση C από τον τύπο α Ka C Β4. α. H αντίδραση είναι εξώθερμη γιατί η ενέργεια των αντιδρώντων είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια των προϊόντων Hτελ Ηαρχ ΔΗ 0.

β. i) ΔΗ = -19 kj ii) Ea = 09 kj iii) Ea = 48 kj ΘΕΜΑ Γ Γ1. Mr 58 14ν 16 58 ν άρα η ένωση έχει Σ.Τ. CH CH CH=O CH CH CH=O + AgNO + NH + H O CH CH COONH 4 + Ag + NH 4 NO Γ. Α : CH CH=CH B : CH CH CH CH Δ : CH C CN OH OH Γ : CH C CH E : CH =C-COOCH O CH Γ. CH CH=CH : m 6, 0, 15mol Mr 4 CH CH=CH CH CH CH + CH CH CH OH OH x mol y mol 1 ο μέρος x y mol και mol από κάθε αλκοόλη. 5CH CH CH + KMO 4 + H SO 4 5CH C CH + MSO 4 + K SO 4 + 4H O OH 5 mol mol x mol x 5 mol O

5CH CH CH OH + 4KMO 4 +6H SO 4 5CH CH CH=O+ 4MSO 4 +K SO 4 +8 H O 5 mol 4 mol y mol y 5 mol 0, 01, 8 0, 08mol Άρα x y 0, 08 x y 0, 14 (1) KMO 4 5 5 ο μέρος x y mol και mol από κάθε αλκοόλη. CH CH CH + 4I + 6NaOH CHI + CH COONa + 5NaI + 5H O OH 1 mol 1 mol x mol x mol CHI 19, 7 0, 05mol Άρα x 0, 05 x 0, 1mol 94 Από (1) 0, 1 y 0, 14 y 0, 04 y 0, 0mol Άρα το αρχικό μίγμα των προϊόντων περιέχει 0 1mol και 0, 0mol CH CH CH OH. Ποσοστό μετατροπής = 0, 1 08, ή 80% 0, 15 CH CH CH, l OH ΘΕΜΑ Δ Δ1. α. H O (aq) + HI (aq) I (s) + H O (l) β. H O : οξειδωτικό ΗΙ : αναγωγικό γ. 17 g H O σε 100 ml δ/τος 68 g H O 400 ml δ/τος

m 68 mol 1mol H O παράγει 1 mol I Mr 4 mol H O παράγουν mol I Δ. H (g) + I (g) HI (g) Αρχικά 0,5 mol 0,5 mol Αντ/Παρ -x -x +x Χ.Ι. 0,5-x 0,5-x mol x mol [HI] (x) x Kc = 8 8 x 0,4mol [H ][I ] (0,5- x) 0,5 x H I = 0,4 = 0,8mol = = mol H I Δ. α. Η θέση ισορροπίας δεν μετατοπίζεται β. Το ΝΗ 4 Ι είναι στερεή ουσία και δεν επηρεάζει τη θέση ισορροπίας, γιατί οι στερεές ουσίες δεν έχουν συγκέντρωση. Δ4. Αρχικό Δ/μα 100ml NΗ Τελικό Δ/μα 100 ml M + mol HΙ ph = 9 ph = 11 Υπολογίζουμε την Kb της ΝΗ στο αρχικό διάλυμα + NΗ + Η Ο NΗ 4 + ΟΗ - Ισορρ. -ω ω ω (M) ph = 11 και poh = άρα ω = 10 - Μ

K b 6 10 K 10 1 b 10 5 Πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των δυο ουσιών οπότε υπολογίζουμε mol. H 0,01mol mol H Επειδή το ph του τελικού διαλύματος είναι 9 πρέπει να αντιδράσει όλη ποσότητα του ΗΙ. mol NH + HI NH 4 I Αρχικά 0,01 Αντ/Παρ. - - + Τελικά 0,01- - Υπολογίζουμε τις συγκεντρώσεις των δυο ουσιών στο τελικό διάλυμα (Δ ). C NH 0,01 M C NH I M 4 Έχουμε ρυθμιστικό διάλυμα οπότε ισχύει C H O K mol H4 9 9 [ ] a 10 10 0, 005 NH 4 C H 0,01 Δ5. α. + ΝΗ 4 Ι ΝΗ 4 + Ι - (Μ) ΝH 4 + + H O CH COO - + H O + Ισορρ. -φ φ φ (M) K a 4 10 10 9 5 άρα [H O + ] = 10-5 M Άρα τo διάλυμα έχει ph = 5.

β. Αρχικό Δ/μα 100ml NΗ 4 Ι Τελικό Δ/μα 100 ml M + mol NaOH ph = 9 Πραγματοποιείται αντίδραση μεταξύ των δυο ουσιών οπότε υπολογίζουμε mol. 0,01mol ' mol NH4I H NH 4 I + NaOH NH + NaI + H O 0,01mol mol Έστω ότι αντιδρούν πλήρως NH 4 I με NaOH. Τότε 0,01mol NH4I NaOH mol NH 4 I + NaOH NH + NaI + H O Αρχικά 0,01 0,01 Αντ/Παρ. -0,01-0,01 0,01 0,01 Τελικά 0 0 0,01 0,01 0,01 0,01 CNH 4I M CNaI M Το NaI δεν επηρεάζει το ph του διαλύματος. + NΗ + Η Ο NΗ 4 + ΟΗ - Ισορρ. -λ λ λ (M) K b 10 5 10 10 1 άρα [OΗ - ] = 10 - M Άρα τo διάλυμα έχει pοh = και ph = 11. AΠΟΡΡΙΠΤΕΤΑΙ Αν αντιδράσει πλήρως το ΝΗ 4 Ι και περισσέψουν NaOH και ΝΗ τότε ph > 11 AΠΟΡΡΙΠΤΕΤΑΙ Oπότε αντιδρά πλήρως το NaOH και περισσεύουν ΝΗ 4 Ι και ΝΗ

mol NH 4 I + NaOH NH + NaI + H O Αρχικά 0,01 Αντ/Παρ. - Τελικά 0,01- - 0,01 C NH 4 I M C NaI C NH M Το NaI δεν επηρεάζει το ph του διαλύματος. Έχουμε ρυθμιστικό διάλυμα οπότε ισχύει C 0,01 H4 9 9 [ HO ] Ka 10 10 0, 005 NH 4 C H mol Επιμέλεια: ΧΡΥΣΑΝΘΑΚΟΠΟΥΛΟΣ Ν.