ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 14 ΙΟΥΝΙΟΥ 017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ Θέμα Α Α1. δ, Α. γ, Α. α, Α4. β, Α5. δ ΘΕΜΑ Β Β1. α. r F < r Na < r Το F, που βρίσκεται στη η περίοδο και 17 η ομάδα, διαθέτει τις λιγότερες στιβάδες και το μεγαλύτερο δραστικό πυρηνικό φορτίο. Συνεπώς θα έχει τη μικρότερη ακτίνα. Τα Κ και Να ανήκουν στην ίδια ομάδα, άρα έχουν το ίδιο δραστικό πυρηνικό φορτίο, αλλά το Κ έχει μια στιβάδα παραπάνω, οπότε θα έχει μεγαλύτερη ατομική ακτίνα από το Να. Συνεπώς r F < r Na < r β. Σύμφωνα με το διάγραμμα, για τα ουδέτερα άτομα έχουμε 4 r και 6 Fe. Οι ηλεκτρονιακές δομές των 4 r και 6 Fe + είναι: 4r: 1s s p 6 s p 6 d 5 4s 1. 6Fe + : 1s s p 6 s p 6 d 6. γ. Στα Η, F και l. Για να έχει το ιόν φορτίο -1, θα πρέπει να έχει ένα ηλεκτρόνιο λιγότερο από το πλησιέστερό του ευγενές αέριο. Θα πρέπει δηλ. να είναι το Η, ή να ανήκει στη 17 η. Συνεπώς τα στοιχεία αυτά θα είναι τα Η, F και l. Β. α. Πλήρης εξουδετέρωση: ΗΟΟΗ + Η NH ΗΟΟNH Η x mol x mol x mol Στο διάλυμα που προκύπτει υπάρχει το άλας ΗΟΟNH Η με συγκέντρωση c = x/v, που διΐσταται πλήρως. ΗΟΟNH Η ΗΟΟ - + Η NH c c c Τα ιόντα από τη διάσταση του άλατος, αντιδρούν με το νερό (υδρόλυση ΗΟΟ - + Η Ο ΗΟ + ΟΗ Αρχ. (M c αντ/σχημ. (M x x x Τελικά (M c-x c x x b(hoo w a(ho 14 4 Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690
b(hoo [HO] [ ] x 5 x c = [ - ] [HOO ] c Η NH + Η Ο Η NH + Η O + Αρχ. (M c - αντ/σχημ. (M y y y Τελικά (M c-y c y y a(hnh a(hnh w b(hnh 14 4 [H NH ] [H O ] y 5 y c = [H O + ] [H NH ] c Παρατηρούμε πως από τις δυο ισορροπίες παράγονται ιόντα ΟΗ - και Η Ο + με ίσες συγκεντρώσεις (x = y. Συνεπώς το διάλυμα θα παραμένει ΟΥΔΕΤΕΡΟ. β. Πλήρης εξουδετέρωση: ΗΟΟΗ + NαΟH ΗΟΟNα + H Ο ω mol ω mol ω mol Στο διάλυμα που προκύπτει υπάρχει το άλας ΗΟΟNα με συγκέντρωση c = ω/v, που διΐσταται πλήρως. ΗΟΟNα ΗΟΟ - + Να + c c c Από τα ιόντα από τη διάσταση του άλατος, αντιδρά με το νερό (υδρόλυση μόνο το ΗΟΟ -. ΗΟΟ - + Η Ο ΗΟ + ΟΗ Αρχ. (M c αντ/σχημ. (M z z z Τελικά (M c -z c Z z b(hoo b(hoo w a(ho 14 4 [HO] [ ] z 5 z c = [ - ] > -7 [HOO ] c Άρα το διάλυμα θα είναι ΒΑΣΙΚΟ Β. Σωστό το ii α α. Από το νόμο αραίωσης Οstwald είναι: α α c α c Δηλ. ο βαθμός ιοντισμού είναι αντιστρόφως ανάλογος με την τετραγωνική ρίζα της συγκέντρωσης. Άρα η γραφική παράσταση θα είναι φθίνουσα υπερβολή, δηλ η ii. Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690
Β4. α. Από το διάγραμμα που δίνεται, φαίνεται πως Η προϊον. < Η αντιδρ. Δηλ. ΔΗ < 0 κάτι που σημαίνει πως το σύστημα οδηγείται στα προϊόντα αποβάλλοντας ενέργεια προς το περιβάλλον. Άρα η αντίδραση είναι ΕΞΩΘΕΡΜΗ. β. i. ΔΗ = Η προϊον. Η αντιδρ. = (β α = (48 09 ΔΗ = 19 kj ii. Η ενέργεια ενεργοποίησης Ε α είναι Ε α = α = 09 kj iii. Η ενέργεια ενεργοποίησης Ε α είναι Ε α = β = 48 kj ΘΕΜΑ Γ Γ1. Η οργανική ένωση είναι καρβονυλική (αλδεΰδη ή κετόνη. Και αφού αντιδρά με το διάλυμα Tollens, είναι αλδεΰδη. Συνεπώς θα έχει τύπο της μορφής v H v+1 -H=O Mr = 1v+v+0 Mr = 14v+0 Αλλά Mr = 58 Οπότε: 14v + 0 = 58 v = Συνεπώς ο συντακτικός τύπος της ένωσης είναι: H H H=O H H H=O + AgNO + NH + H O H H OONH 4 + Ag + NH 4 NO Γ. Οι συντακτικοί τύποι είναι: A: H Η=H B: H H H Γ: H H O Δ: H H N Ε: H H O H m 6, Γ. n προπ 0, 15 mol Mr 4 Η προσθήκη Η Ο στο προπένιο θα μας δώσει H H H - (1-προπανόλη και H H H (ισοπροπανόλη. Έστω n 1 mol H 6 αντιδρούν προς H H H και n mol H 6 αντιδρούν προς H H H -. Θα γίνουν οι αντιδράσεις: H Η=H + Η-ΟΗ H H H n 1 mol n 1 mol H Η=H + Η-ΟΗ H H H - n mol n mol Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690
Αφού το μίγμα των προϊόντων χωρίζεται σε δυο ίσα μέρη, θα περιέχει: H H και H n mol H H H - n 1 mol 1 ο μέρος Θα γίνουν οι αντιδράσεις: 5 H H H + ΚΜnΟ 4 + H SO 4 5 H H + Κ SO 4 + ΜnSO 4 Ο 4 + 8H O O 5 mol αντιδρούν με mol n 1 n mol x 1 = 1 = 0,n 1 mol 5 5H H H - + 4ΚΜnΟ 4 + 6H SO 4 5H H O + Κ SO 4 + 4ΜnSO 4 Ο 4 + 11H O 5 mol αντιδρούν με 4 mol n 4 n mol x = = 0,4n mol 5 n Για το ΚΜnΟ 4 : c n = cv = 0,01,8 n = 0,08 mol V Είναι: x 1 + x = 0,n 1 + 0,4n = 0,08 (1 ο μέρος Με διάλυμα Ι /ΝαΟΗ (αλογονοφορμική θα αντιδράσει μόνο η H H H H H H + 4Ι + 6ΝαΟΗ H OOΝα + HI + 5NaI + 5H O 1 mol δίνουν 1 mol n 1 n mol x = 1 mol n x = 1 m 19,7 = n HI 0, 05 n 1 = 0,1 mol Mr 94 0,08 0,0 από (1 0, 0,1 + 0,4n = 0,08 n = n = 0,0 mol 0,4 Άρα η σύσταση του αρχικού μίγματος των προϊόντων είναι: 0,1 mol H H H και 0,0 mol H H H - Η αρχική ποσότητα του H Η=H ήταν 0,15 mol και από αυτά αντέδρασαν n 1 + n = 0,1 + 0,0 = 0,1 mol, οπότε: Στα 0,15 mol H Η=H μετατράπηκαν σε προϊόντα 0,1 mol 0 y -------------------------------------------------------------------------------- 0 y = 0,1 y = 80, άρα 80% 0, 15 Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690
ΘΕΜΑ Δ Δ1. α. H O (aq + HI (aq I (s + H O (l β. Οξειδωτικό είναι το H O αφού το υγόνο ανάγεται μειώνοντας τον αριθμό είδωσής του από -1 (στο Η Ο σε - (στο Η Ο. Αναγωγικό είναι το ΗΙ αφού το ιώδιο ειδώνεται αυξάνοντας τον αριθμό είδωσής του από -1 (στο ΗΙ σε 0 (Ι. γ. Σε 0 ml Υ1 περιέχονται 17 g H O 400 ml x = 417 = 68 g m 68 n mol H O Mr 4 H O (aq + HI (aq I (s + H O (l 1 mol 1 mol mol y = mol Άρα παράγονται mol I Δ. H (g + I (g HI (g Αρχ. (mol 0,5 0,5 αντ/σχημ. (mol ω ω ω Τελικά (mol 0,5 ω 0,5 ω ω ω [HI] V ω 64 8 ω 4 8ω ω = 0,4 mol [H ] [I ] 0,5 ω 0,5 ω 0,5 ω V V Άρα στη χημική ισορροπία θα έχουμε: 0,1 mol H, 0,1 mol I και 0,8 mol ΗI Δ. α. Με την αφαίρεση στερεού ΝΗ 4 Ι με σταθερό όγκο και θερμοκρασία, η θέση της χημικής ισορροπίας δεν θα μεταβληθεί. β. Η αφαίρεση ποσότητας στερεού ΝΗ 4 Ι δεν μεταβάλλει τη συγκέντρωση του, μιας και στα στερεά σώματα η συγκέντρωσή τους θεωρείται ΠΑΝΤΑ σταθερή. Συνεπώς αφού οι υπόλοιποι παράγοντες που καθορίζουν τη θέση της Χ.Ι δεν μεταβάλλονται, δεν παρατηρείται μετατόπιση της Χ.Ι Δ4. Στο διάλυμα Υ έχουμε την ισορροπία ιοντισμού της ΝΗ. ΝΗ + Η Ο ΝΗ 4 + ΟΗ Αρχ. (M 0,1 αντ/σχημ. (M k k k Τελικά (M 0,1-k 0,1 k k ph = -log[η Ο + ] 11 = - log[η Ο + ] [Η Ο + ] = -11 M Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690
W = [Η Ο + ][ΟH - ] [ΟH - ] = [H ] 14 W 11 O 6 [NH 4 ] [ ] k b( NH b(nh = -5 [NH ] 0,1 0,1 [ΟH - ] = k = - M Έστω προσθέτουμε λ mol HI. To HI (σαν ύ θα αντιδράσει με την ΝΗ σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: ΝΗ + HI ΝΗ 4 Ι Αφού προσθέτουμε στο διάλυμα ύ, το ph του διαλύματος θα ελαττωθεί. Οπότε: ph = ph = 11 ph = 9 nnh cv = 0,,1 = 0,01 mol Το διάλυμα παραμένει ικό (ph = 9 και συνεπώς η ποσότητα του ΗΙ που προσθέσαμε θα αντιδράσει όλη. ΝH + ΗΙ NH 4 Ι Αρχ. (mol 0,01 λ αντ/σχημ. (mol λ λ λ Τελικά (mol 0,01-λ λ Αν η ποσότητα του ΗΙ που προσθέσαμε ήταν ίση με αυτήν της ΝH, στο διάλυμα θα είχαμε μόνο NH 4 Ι που είναι ύ και το ph του διαλύματος θα ήταν ph < 7. Συνεπώς κατά την αντίδραση θα πρέπει να υπάρχει περίσσεια ΝΗ. Έτσι το τελικό διάλυμα θα περιέχει ΝH και NH 4 Ι και θα είναι ρυθμιστικό διάλυμα. Για το ph του ρυθμιστικού διαλύματος ισχύει: 14 W ph = p + log ph = -log log 9 = -log + log α( ΝΗ4 5 9 = 9 + log λ = 0,005 mol. log Άρα πρέπει να προσθέσουμε 0,005 mol ΗΙ b( ΝΗ 0,01 λ λ = 0. =. 0,01 λ = λ λ = 0,01 V V Δ5. α. Θα υπολογίσουμε τη συγκέντρωση του NH 4 Ι στο Υ4. n 0,01 4 4 = 0,1 M V 0,1 Το άλας θα διασταθεί πλήρως στο Υ4. NH 4 Ι ΝΗ 4 + Ι - 0,1 M 0,1 M 0,1 M Το ιόν ΝΗ 4 αντιδρά με το Η Ο ενώ το Ι - δεν αντιδρά. ΝΗ + Η 4 Ο ΝH + Η Ο + Αρχ. (Μ 0,1 αντ/σχημ. (Μ z z z Ι.Ι (Μ 0,01-z 0,01 z z Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690
a(nh4 a ( NH4 W b( NH [NH ] [H O [NH ] 4 14 5 ] a (NH4 9 9 z z = -5 M 0,1 ph = -log[η Ο + ] ph = - log -5 ph = 5 β. Έστω προσθέτουμε φ mol ΝαΟΗ. Το ΝαΟΗ θα αντιδράσει με το άλας NH 4 Ι. 1 η περίπτωση Έστω πως το ΝαΟΗ αντιδρά πλήρως με όλη την ποσότητα του NH 4 Ι. δηλ. φ = 0,01 mol. Θα είναι: ΝH 4 Ι + ΝαΟΗ ΝαΙ + ΝH + H Ο Αρχ. (mol 0,01 0,01 αντ/σχημ. (mol 0,01 0,01 0,01 0,01 Τελικά (mol 0,01 0,01 To NaI δεν επηρεάζει την τιμή του ph του διαλύματος. Οπότε το ph θα καθοριστεί από την n 0,01 ΝΗ. Θα είναι: NH NH = 0,1 M V 0,1 ΝΗ + Η Ο ΝΗ 4 + ΟΗ Αρχ. (M 0,1 αντ/σχημ. (M μ μ μ Τελικά (M 0,1-μ 0,1 μ μ b( NH [NH 4 ] [ [NH ] ] 5 μ μ = [ΟH - ] = - Μ 0,1 W = [Η Ο + ][ΟH - ] [H Ο + 14 W ] = [ΟH - ] = x = -11 M [ ] ph = -log[η Ο + ] ph = - log -11 ph = 11 > 9 άτοπο η περίπτωση Από την πλήρη εξουδετέρωση προέκυψε διάλυμα με ph = 11. Αφού θέλουμε ph = 9, θα πρέπει να περισσέψει ύ, δηλ. θα πρέπει το ΝH 4 Ι να βρίσκεται σε περίσσεια. Οπότε θα έχουμε: ΝH 4 Ι + ΝαΟΗ ΝαΙ + ΝH + H Ο Αρχ. (mol 0,01 φ αντ/σχημ. (mol φ φ φ φ Τελικά (mol 0,01 φ φ φ Το τελικό διάλυμα θα περιέχει ΝH και NH 4 Ι και θα είναι ρυθμιστικό διάλυμα με. = [ΝΗ ] φ = και. = [ΝΗ ] = 0,01 φ 4 V V Για το ph του ρυθμιστικού διαλύματος ισχύει: Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690
ph = p α( ΝΗ4 + log 9 = 9 + log 0,01 φ = φ φ = 0,01 φ = 0,005 mol. log φ 0,01 φ = 0. =. V V Άρα πρέπει να προσθέσουμε 0,005 mol ΝαΟΗ Επιμέλεια απαντήσεων: Λογιώτης Σταύρος Οικονόμου Θανάσης Φυσικοί Φροντιστήριο Μ.Ε «ΕΠΙΛΟΓΗ» - Καλαμάτα Ιατροπούλου & Χρυσ. Παγώνη 1 - Καλαμάτα τηλ.: 7-955 & 9690