δ. Κc = [CH 4 ]/[H ] Μονάδες 5 ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 14 ΙΟΥΝΙΟΥ 017 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΜΑ Α Για τις προτάσεις 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 τη σταθερά ισορροπίας Κc είναι: α. Κc = [CH 4 ]/[H ] β. Κc = [CH 4 ]/[C][H ] γ. Κc = [CH 4 ]/[C][H ] C(s) H (g) CΗ (g) 4. Η σωστή έκφραση για Α. 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 Α3. Οι σ και π δεσμοί που υπάρχουν στο μόριο του CH C CH 3 είναι: α. 6σ και π β. 7σ και 1π γ. 5σ και π δ. 5σ και 3π Μονάδες 5 Α4. Σε ποιο από τα παρακάτω μόρια ή πολυατομικά ιόντα ο αριθμός οξείδωσης του ατόμου του Cl έχει τιμή +1; α. Cl β. ClO γ. HCl δ. ClO 3 Μονάδες 5
A5. Δίνεται η παρακάτω αντίδραση: A(g) B(g) 3Γ(g) E(g) Ποιος από τους παρακάτω λόγους εκφράζει την ταχύτητα της αντίδρασης; α. β. γ. υ υ υ 3Δ[Γ] Δt 1 Δ[Γ] 3 Δt Δ[A] Δt δ. υ 1 Δ[A] Δt Μονάδες 5 ΘΕΜΑ Β Β1. Το παρακάτω διάγραμμα αναπαριστά ένα μέρος του περιοδικού πίνακα, στο οποίο αναφέρονται μερικά στοιχεία με τα σύμβολά τους. H N K Cr Fe F Cl α. Να διατάξετε κατά αύξουσα ατομική ακτίνα τα στοιχεία F, N, 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 3); Μονάδες 8 Β. Διάλυμα HCOOH εξουδετερώνεται πλήρως με: α) διάλυμα CΗ 3 ΝΗ β) διάλυμα ΝΟΗ 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 θ=5 ο C. Kw=10-14, Kb(CΗ 3 ΝΗ )=10-4, K(HCOOH)=10-4
Β3. 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. i) ii) iii) Μονάδες 4 Β4. Για την αντίδραση N O NO N NO η ενέργεια του συστήματος αντιδρώντων και προϊόντων απεικονίζεται στο παρακάτω διάγραμμα.
ΘEΜΑ Γ α. Να απαντήσετε αν η αντίδραση είναι ενδόθερμη ή εξώθερμη και να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες ). β. Αν α=09 kj και β=348 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 ); Μονάδες 7 Γ1. Μια οργανική ένωση έχει γενικό τύπο C ν H ν O και σχετική μοριακή μάζα Μ r =58. Η ένωση αντιδρά με διάλυμα AgNO 3 σε ΝΗ 3 και σχηματίζει κάτοπτρο αργύρου. Να βρείτε τον συντακτικό τύπο της ένωσης (μονάδες 3) 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 Γ3. Ποσότητα προπενίου μάζας 6,3 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 KMnO 4 0,01 M παρουσία Η SO 4. Το δεύτερο μέρος αντιδρά με διάλυμα Ι παρουσία ΝΟΗ, 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 3). 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 αντίδραση H O (q) HI(q) I (s) H O( ) 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 Ι 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 Κ c =64. H (g) I (g) HI(g) Να υπολογιστούν οι ποσότητες των συστατικών του αερίου μίγματος στη χημική ισορροπία. Μονάδες 4 Δ3. Από το παραπάνω δοχείο ποσότητα ΗΙ 0,5 mol μεταφέρεται, με κατάλληλο τρόπο, σε νέο δοχείο σταθερού όγκου (δοχείο ), που περιέχει ισομοριακή ποσότητα αέριας ΝΗ 3, οπότε αποκαθίσταται σε ορισμένη θερμοκρασία η χημική ισορροπία: HI(g) NH 3(g) NH4I(s) α. Πώς μεταβάλλεται η θέση της χημικής ισορροπίας, αν αφαιρεθεί μικρή ποσότητα στερεού ΝΗ 4 Ι; Θεωρούμε ότι ο όγκος που καταλαμβάνει το αέριο μίγμα στο δοχείο και η θερμοκρασία δεν μεταβάλλονται με την απομάκρυνση του στερεού ΝΗ 4 Ι. (μονάδα 1) β. Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας (μονάδες 3). Μονάδες 4 Δ4. Πόση ποσότητα αερίου ΗΙ από το δοχείο 1 πρέπει να διαλυθεί πλήρως σε 100 ml διαλύματος ΝΗ 3 συγκέντρωσης 0,1 Μ και ph=11 (Υ3), 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 ΝΗ 4 Ι, που αφαιρέθηκε από το δοχείο, διαλύεται σε Η Ο οπότε σχηματίζεται διάλυμα Υ4 όγκου 100 ml. α. Να υπολογίσετε το ph του διαλύματος που προκύπτει (μονάδες 3). β. Πόσα mol στερεού NOH πρέπει να προστεθούν στο διάλυμα Υ4 ώστε να προκύψει διάλυμα Υ5 με ph=9 (μονάδες 3); Μονάδες 6
Δίνεται ότι: Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=5 ο C. Kw=10-14 Ar (H) =1, Ar (O) =16 Tα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις.
ΘΕΜΑ Α Α1: δ Α: γ Α3: α Α4: β Α5: δ ΘΕΜΑ Β Β1) Α. F<N<K Τα F-Cl βρίςκονται ςτθν ίδια ομάδα, θ ατομικι ακτίνα αυξάνει από πάνω προσ τα κάτω: άρα F<Cl Το ίδιο για τα N K, οπότε ομοίωσ ιςχφει: N<K Τα N-Cl βρίςκονται ςτθν ίδια περίοδο, θ ατομικι ακτίνα αυξάνει από δεξιά προσ τα αριςτερά, άρα Cl<N Τελικά ζχω: F<(Cl)<N<K Β) Α. Παράγεται το αλάτι CH3NH 3COOH που διίςταται ςε CH3NH 3 και HCOO Και τα δφο ιόντα αντιδροφν με το HO CH NH H O CH NH H O K Και b 3 3 3 3 14 Kw 10 10 4 K 10 b 14 Kw 10 10 4 K 10 10 HCOO H O HCOOH OH K 10 Επειδι K 10 Kb 10, τότε 3 [ H O ] [ OH ] οπότε το διάλυμα είναι ουδζτερο.
Β. Παράγεται το αλάτι HCOON που διίςταται ςε N και HCOO Το HCOO αντιδρά με το HO, το N όχι (προζρχεται από τθν ιςχυρι βάςθ NOH ), οπότε HCOO H O HCOOH OH Άρα το τελικό διάλυμα είναι αλκαλικό. Β3) Το ii) γιατί όταν αυξάνεται θ c, ο βακμόσ ιοντιςμοφ α μειώνεται ( ) c Β4). ΔΗ=Η 0 γιατί από το ςχιμα διάγραμμα προκφπτει ότι τα προϊόντα ζχουν ϊ λιγότερθ ενκαλπία από τα αντιδρώντα. B) I. ΔΗ=-(β-α)=-(348-09)ΚJ=-139KJ B. BII) Η ενζργεια ενεργοποίθςθσ είναι 09KJ ΒΙΙΙ) Η ενζργεια ενεργοποίθςθσ είναι 139KJ K b ΘΕΜΑ Γ Γ1) M 58 1r r 16 58 14r 4 r 3 r Αφοφ αντιδρά με Tollens θ ζνωςθ είναι αλδεΰδθ CH3CH CH O και θ αντίδραςθ είναι: CH CH CH O gno 3NH H O CH CH COONH Ag NH NO 3 3 3 3 4 4 3 Γ) CH CH CH Α: 3 Β: Γ: CH CH CH 3 3 OH CH C CH 3 3 O
Δ: CH C C 3 CH 3 OH CH C COOCH 3 Ε: CH 3 Γ3) Α. CH CH CH H O CH CHCH 3 3 3 OH n n n ( mol) CH CH CH H O CH CH CH OH 3 3 n' n' n' ( mol) 5CH CHCH KMnO 3H SO 5CH C CH K SO MnSO 8H O 3 3 4 4 3 3 4 4 OH O n n 5 ( mol) 5CH CH CH OH 4KMnO 6H SO 5CH CH COOH K SO 4MnSO 11H O 3 4 4 3 4 4 n' 4 n' 5 ( mol) Που αντιςτοιχοφν ςε μάηα C 3 H 8 :
m m 0.1 0.1 m 5.04g M 4 r Από τα 6.3g ςφνολο τα 5.04 αντζδραςαν Από τα 100g ςφνολο τα x; x=80 Άρα το 80% του προπενίου αντζδραςε ΘΕΜΑ Δ Δ1) H O HI I H O Α. Β. Το άτομο του Ι μεταβάλλει τον ΑΟ από -1 ςε 0, άρα οξειδώνεται. Οπότε το ΗΙ είναι αναγωγικό. Το Η Ο οξειδωτικό. Γ. Σε 100ml (Δ) ζχω 17g Η Ο Σε 400ml (Δ) ζχω x; x17.4g m 17.4 HO: n mol mol M 34 Άρα n n mol I r Δ)
H I HI XI : (0.5 x) (0.5 x) x mol x ( ) [ HI] x Kc 64 V 8 x 0.4( mol) [ H 0.5 ][ I] x ( ) 0.5 x V n (0.5 x) mol 0.1mol n H I 0.1 mol (όμοια) n x 0.8mol HI Δ3) Α. Η κζςθ τθσ Χ.Ι. αμετάβλθτθ Β. Τα ςτερεά ςώματα όπωσ το NH 4 I δεν επθρεάηουν τθν Χ.Ι. γιατί θ ςυγκζντρωςι τουσ δεν μεταβάλλεται απομακρφνοντασ ποςότθτεσ από αυτά. Δ4) NH H O NH OH 3 4 I. I.: 0.1 x x x ( M ) ph poh x M 3 11 3 10 ( ) K B 3 x x x (10 ) 10 0.1 x 0.1 0.1 5 Η αντίδραςθ που πραγματοποιείται είναι: NH3HI NH4I Νζο ph = 11-=9 (το ph μειώνεται με τθν προςκικθ του οξζοσ HI) Εάν είχαμε πλιρθ εξουδετζρωςθ, κα παράγεται μόνο NH 4 I, οπότε το διάλυμα τελικά κα είχε όξινο ph απορρίπτεται. Ομοίωσ απορρίπτεται θ πικανότθτα το HI να περιςςεφει.
Άρα ζχω περίςςεια NH 3. Τελικά: mol NH : n c V 0.1M 0.1L 0.01mol 3 1 1 1 mol HI : n ( n 0.01) NH HI NH I 3 4 ά : (0.01 ) n ( mol) Το τελικό διάλυμα είναι ρυκμιςτικό περιζχοντασ NH 3 με ςυγκζντρωςθ ςυγκζντρωςθ C n M. 0.1 Εφαρμόηοντασ τον τφπο για τα ρυκμιςτικά διαλφματα: C B 0.01 n M και NH 4 I με 0.1 C x [ H O ] K 10 x 10 [ H O ] 10 ph 5 9 5 5 3 3 CB 0.1 Β. Εάν είχαμε πλιρθ αντίδραςθ μεταξφ NH 4 I και NOH τότε n = 0.01. Άρα, NH I NOH NH NI H 4 0 3 ά : 0.01 0.01 ( mol) Στο διάλυμα τελικά κα ζχουμε μόνο NH 3 με 0.01mol c 0.1M 0.1L Η NH 3 ιοντίηεται ςτο νερό: NH H O NH OH 3 4 I. I.: 0.1 x x x ( M ) x x 5 x 3 KB 10 x 10 poh 3 ph 11 απορρίπτεται (πρέπει ph=9) 0.1 x 0.1 Εάν είχαμε περίςςεια NOH, το νζο διάλυμα κα είχε ph>11 (πιο αλκαλικό) απορρίπτεται επίςθσ. Άρα τελικά περιςςεφει NH 4 I mol NH I : n 0.01 mol 4 1 mol NOH : n mol ( n 0.01) Άρα,
NH I NOH NH NI H O 4 3 Τέλος: (0.01 n) n n ( mol) Το τελικό διάλυμα είναι ρυκμιςτικό με ph=9 και περιζχει NH 3 με ςυγκζντρωςθ C με ςυγκζντρωςθ C 0.01 n 0.1 9 10 10 M οπότε με εφαρμογι του τφπου 14 3 5 B CB CB B n M και NH 4 Cl 0.1 C C [ H O ] K 10 C C n 0.01 n n 0.01 n 0.005mol Επιμζλεια κεμάτων: Χρυςικόσ Γεώργιοσ