ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 17-09-2017 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΣΤΕΦΑΝΟΣ ΓΕΡΟΝΤΟΠΟΥΛΟΣ, ΣΤΑΥΡΟΥΛΑ ΓΚΙΤΑΚΟΥ, ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΤΣΙΠΟΣ, ΜΑΡΙΝΟΣ ΙΩΑΝΝΟΥ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α A1. Προϊόν οξείδωσης του Ν 2 μπορεί να είναι η χημική ένωση: α. NH 3 β. NO γ. NH 2 NH 2 δ. ΝΗ 2 ΟΗ A2. Ποια από τις παρακάτω αντιδράσεις δεν είναι οξειδοαναγωγική: α. Η 2 + Cl 2 2HCl β. SO 2 + 2HNO 3 H 2 SO 4 + 2NO 2 γ. 2HBr + Na 2 CO 3 2NaBr + CO 2 + H 2 O δ. 2KClO 3 2KCl + 3 O 2 A3. Σε κλειστό δοχείο σταθερού όγκου εισάγονται ισομοριακές ποσότητες ΝΟ και Cl 2 οπότε πραγματοποιείται αντίδραση με χημική εξίσωση: 2NO(g) + Cl 2 (g) 2NOCl(g) Μετά το τέλος της αντίδρασης θα ισχύει: α. [Cl 2 ] = [NOCl] 2 β. [Cl 2 ] = [NOCl] γ. [Cl 2 ] = 2[NOCl] δ. [NO] = [NOCl] A4. Η ταχύτητα της αντίδρασης με χημική εξίσωση, CaCO 3 (s) CaO(s) + CO 2 (g) εξαρτάται από: α. την επιφάνεια επαφής του CaO β. τη συγκέντρωση του CO 2 γ. την πίεση δ. τη θερμοκρασία A5. Σε ορισμένη θερμοκρασία πραγματοποιείται αντίδραση με χημική εξίσωση: Mg(s) + 2HCl(aq) MgCl 2 (aq) + H 2 (g) Μεγαλύτερη αρχική ταχύτητα θα έχουμε αν α. βάλουμε σύρμα Mg σε διάλυμα HCl 0,2 Μ β. βάλουμε σύρμα Mg σε διάλυμα HCl 0,6 Μ γ. βάλουμε σκόνη Mg σε διάλυμα HCl 0,2 Μ δ. βάλουμε σκόνη Mg σε διάλυμα HCl 0,6 Μ Μονάδες 5 x 5 Σελίδα 1 από 6
ΘΕΜΑ Β Β1. Να βρεθεί ο αριθμός οξείδωσης του υπογραμμισμένου ατόμου άνθρακα στις παρακάτω ενώσεις: i. CH 3 CHCH 3 : x + 1 + 1(-2) + 1 = 0 ή x = 0 OH CH 3 CHO : x + 1 + 1(-2) = 0 ή x = +1 CH 3 COOΚ : x + 2(-2) + 1 = 0 ή x = +3 Μονάδες 3 x 1 Β2. Να συμπληρωθούν οι συντελεστές στις παρακάτω χημικές εξισώσεις: i. S + πυκνό 6HNO 3 H 2 SO 4 + 6NO 2 + 2H 2 O C + πυκνό 4HNO 3 CO 2 + 4NO 2 + 2H 2 O 3Ag + αραιό 4HNO 3 3AgNO 3 + 1NO + 2H 2 O Μονάδες 3 x 2 Β3. Σε κλειστό δοχείο σταθερού όγκου και θερμοκρασίας τη χρονική στιγμή t ο εισάγονται ισομοριακές ποσότητες Α και Β και πραγματοποιείται αντίδραση με χημική εξίσωση: 2Α(g) + 3Β(g) Γ(g) Η πίεση στο δοχείο σταθεροποιείται τη χρονική στιγμή t ν. i. Να σχεδιάσετε ποιοτικά σε κοινό διάγραμμα τις καμπύλες αντίδρασης όλων των σωμάτων που συμμετέχουν. mol 2Α(g) + 3Β(g) Γ(g) Αρχικά n n - Αντιδρούν 2x 3x - Παράγονται - - x t v n - 2x n 3x x Τη χρονική στιγμή t ν η αντίδραση έχει ολοκληρωθεί οπότε n - 3x = 0 ή x = n/3 άρα: mol(a)= n/3 mol(b)= 0 mol(γ)= n/3 Οι καμπύλες αντίδρασης όλων των σωμάτων που συμμετέχουν στην αντίδραση είναι οι εξής: mol/l n/v n/3v [A], [Γ] [B] t v t (s) Σελίδα 2 από 6
Αν η πίεση στο δοχείο τη χρονική στιγμή t ο είναι 1,8 atm, να βρείτε την πίεση τη χρονική στιγμή t ν. Αρχικά: P ο V = n ο RT ή P ο V =(n + n)rt ή P ο V =2nRT (1) Τελικά: P ν V = n ν RT ή P ν V = (2n/3)RT (2) Διαιρώντας κατά μέλη τις σχέσεις 1 και 2 βρίσκουμε P ν = 0,6 atm Μονάδες 2 x 3 Β4. Να χαρακτηρίσετε καθεμία από τις παρακάτω προτάσεις ως σωστή (Σ) ή λανθασμένη (Λ) και να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας. i. Ο αριθμός οξείδωσης του οξυγόνου στην ένωση OF 2 είναι ίσος με +2. ΣΩΣΤΗ: x + 2(-1) = 0 ή x= +2 Στην αντίδραση C(s) + O 2 (g) CO 2 (g) το άτομο του άνθρακα οξειδώνεται γιατί αποβάλει ηλεκτρόνια. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: έχουμε αύξηση του αριθμού οξείδωσης χωρίς αποβολή ηλεκτρονίων γιατί σχηματίζεται ομοιοπολικός δεσμός. iv. Στις εξώθερμες αντιδράσεις αυξάνεται η ενθαλπία του συστήματος. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: η ενθαλπία του συστήματος μειώνεται γιατί ελευθερώνει ενέργεια με τη μορφή θερμότητας. Μεγάλο ποσοστό των συγκρούσεων μεταξύ των αντιδρώντων είναι αποτελεσματικές. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: μόνο μία στα 100.000.000 συγκρούσεων είναι αποτελεσματική. v. Η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει την ταχύτητα αντίδρασης γιατί μειώνει την ενέργεια ενεργοποίησης. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: αυξάνει την ταχύτητα γιατί προκαλεί αύξηση της μέσης κινητικής ενέργειας των αντιδρώντων μορίων. Μονάδες 5 x 2 ΘΕΜΑ Γ Γ1. Σε κενό δοχείο όγκου 4 L εισάγονται 8 mol N 2 και 16 mol H 2 οπότε πραγματοποιείται αντίδραση που περιγράφεται με την χημική εξίσωση: N 2 (g) + 3H 2 (g) 2ΝΗ 3 (g) Μετά από 2 min στο δοχείο υπάρχουν ίσα mol N 2 και H 2. Να υπολογίσετε: i. Τη σύσταση του μίγματος σε mol τη χρονική στιγμή t = 2 min. mol Ν 2 (g) + 3Η 2 (g) 2ΝΗ 3 (g) Αρχικά 8 16 - Αντιδρούν x 3x - Παράγονται - - 2x 2 min 8 - x 16 3x 2x Τη χρονική στιγμή t = 2min υπάρχουν ίσα mol N 2 και H 2 οπότε 8 x = 16-3x ή x = 4mol οπότε: mol(n 2 ) = 4 mol(h 2 ) = 4 mol(νη 3 ) = 8 Σελίδα 3 από 6
Το ρυθμό κατανάλωσης του υδρογόνου για τα 2 πρώτα λεπτά της αντίδρασης. Ο ρυθμός κατανάλωσης του υδρογόνου για τα 2 πρώτα λεπτά της αντίδρασης είναι: u(h 2 ) = 1,5 mol/l min Την ταχύτητα της αντίδρασης τα 2 πρώτα λεπτά. H ταχύτητα της αντίδρασης για τα 2 πρώτα λεπτά είναι: u = 0,5 mol/l min Μονάδες 3 + 3 + 4 Γ2. 18 g ενός μετάλλου Μ το οποίο έχει αριθμούς οξείδωσης +2 και +3 αντιδρούν πλήρως με περίσσεια διαλύματος υδροχλωρίου και το διάλυμα Υ που προκύπτει χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη. Το πρώτο μέρος χρειάζεται για πλήρη οξείδωση 125 ml διαλύματος K 2 Cr 2 O 7 0,2 Μ. i. Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγματοποιήθηκαν. Οι χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων που πραγματοποιούνται είναι: M + 2HCl MCl 2 + H 2 6MCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl 6MCl 3 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O Να βρείτε την ατομική μοριακή μάζα του μετάλλου Μ. Έστω ότι τα 18 g του μετάλλου Μ είναι 2n mol. Από την 1η αντίδραση έχουμε: M + 2HCl MCl 2 + H 2 1mol 2mol 1mol 1mol 2n mol 4n mol 2n mol 2n mol Στο πρώτο μέρος του Υ περιέχονται προφανώς nmol MCl 2. n(k 2 Cr 2 O 7 ) = C(K 2 Cr 2 O 7 )V(K 2 Cr 2 O 7 ) ή n(k 2 Cr 2 O 7 )= 0,2 0,125 ή n(k 2 Cr 2 O 7 ) = 0,025 mol. Από την 2η αντίδραση έχουμε: 6MCl 2 + K 2 Cr 2 O 7 + 14HCl 6mol 1mol 14mol nmol 0,025mol 6MCl 3 + 2CrCl 3 + 2KCl + 7H 2 O 6mol 2mol 2mol 7mol Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε n = 0,15 mol. Άρα τα 18 g του μετάλλου είναι 0,3 mol οπότε: n = m Ar η( Αr = 18 0,3 η( Αr = 60 Να βρείτε πόσα ml διαλύματος KMnO 4 0,2 M μπορούν να αποχρωματιστούν από το δεύτερο μέρος του διαλύματος Υ. Βρίσκουμε τα mol του KMnO 4 : n(kmno 4 ) = C(KMnO 4 )V(KMnO 4 ) ή n(kmno 4 ) = 0,2V Γράφουμε την χημική εξίσωση της αντίδρασης που πραγματοποιείται: 5MCl 2 + KMnO 4 + 8HCl 5mol 1mol 8mol 0,15mol 0,2Vmol 5MCl 3 + MnCl 2 + KCl + 4H 2 O 5mol 1mol 1mol4mol Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε V = 0,15 L ή 150 ml. Μονάδες 3 x 5 Σελίδα 4 από 6
ΘΕΜΑ Δ Δ1. 86,4 g FeO αντιδρούν με περίσσεια αραιού διαλύματος ΗΝΟ 3 σύμφωνα με την χημική εξίσωση: FeO(s) + HNO 3 (aq) Fe(NO 3 ) 3 (aq) + NO(g) + H 2 O(l) i. Να συμπληρώσετε τους στοιχειομετρικούς συντελεστές στην παραπάνω χημική εξίσωση. 3FeO(s) + 10HNO 3 (aq) 3Fe(NO 3 ) 3 (aq) + NO(g) + 5H 2 O(l) Να βρείτε πόσα mol αερίου ΝΟ παράγονται. Βρίσκουμε τα mol του FeO: n = m Μr η( n(feo) = 1,2 mol 3FeO(s) + 10HNO 3 (aq) 3mol 1,2mol 3Fe(NO 3 ) 3 (aq) + NO(g) + 5H 2 O(l) 1mol xmol Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε x = 0,4 mol NO. Να βρείτε το οξειδωτικό και το αναγωγικό σώμα. Οξειδωτικό σώμα: ΗΝΟ 3 Αναγωγικό σώμα: FeO Μονάδες 3 x 4 Δ2. Σε κενό δοχείο όγκου 2 L εισάγουμε 0,2 mol NO και 0,4 mol O 2 οπότε αρχίζει να πραγματοποιείται η αντίδραση που περιγράφεται με την χημική εξίσωση: 2ΝΟ(g) + O 2 (g) 2NO 2 (g) με μέση ταχύτητα αντίδρασης 0,01 Μ/min. i. Να βρείτε τη σύσταση του μίγματος σε mol μετά το τέλος της αντίδρασης. mol 2ΝΟ(g) + Ο 2 (g) 2ΝΟ 2 (g) Αρχικά 0,2 0,4 - Αντιδρούν 2x x - Παράγονται - - 2x Τελικά 0,2-2x 0,4 x 2x Προφανώς: 0,2-2x = 0 ή x = 0,1mol οπότε η σύσταση του μίγματος μετά το τέλος της αντίδρασης είναι: mol(no) = 0 mol(o 2 )= 0,3 mol(νo 2 )= 0,2 Μονάδες 3 Να βρείτε μετά από πόσο χρόνο η αντίδραση σταματά. u = 1 2 Δ[ΝΟ] Δt η, 0,01 = 1 0,2/2 2 Δt η, Δt = 5 min Να σχεδιάσετε τις καμπύλες αντίδρασης για όλα τα σώματα που συμμετέχουν στην αντίδραση. Οι καμπύλες αντίδρασης για όλα τα σώματα που συμμετέχουν στην αντίδραση είναι οι εξής: Σελίδα 5 από 6
mol/l 0,2 [O 2 ] 0,1 [NO 2 ] [NO] 2 t (min) Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες Αr(Fe) = 56 και Αr(O) = 16. Μονάδες 6 ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!! Σελίδα 6 από 6