ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ (ΘΕΡΙΝΑ) ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 12-11-217 ΣΤΕΦΑΝΟΣ ΓΕΡΟΝΤΟΠΟΥΛΟΣ, ΣΤΑΥΡΟΥΛΑ ΓΚΙΤΑΚΟΥ, ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΤΣΙΠΟΣ, ΜΑΡΙΝΟΣ ΙΩΑΝΝΟΥ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α A1. Στην αντίδραση με χημική εξίσωση: C(s) + 2H2SO4(aq) CO2(g) + 2SO2(g) + 2H2O(l) ισχύει ότι: α. Ο άνθρακας είναι το αναγωγικό και το θειϊκό οξύ το οξειδωτικό σώμα. β. Ο άνθρακας είναι το οξειδωτικό και το θειϊκό οξύ το αναγωγικό σώμα. γ. Το άτομο του άνθρακα αποβάλει ηλεκτρόνια. δ. Ο αριθμός οξείδωσης των ατόμων του θείου αυξάνεται. A2. Σε ορισμένη θερμοκρασία περίσσεια σκόνης CaCO3 προστίθεται σε 1 ml διαλύματος HCl,1 M και πραγματοποιείται αντίδραση που περιγράφεται με την χημική εξίσωση: CaCO3(s) + 2 HCl(aq) CaCl2(aq) + CO2(g) + H2O(l) Για να αυξήσουμε την αρχική ταχύτητα της αντίδραση και τον όγκο του CO2 που παράγεται πρέπει: α. να προσθέσουμε μεγαλύτερη ποσότητα CaCO3 με μικρότερους κόκκους στο ίδιο διάλυμα HCl. β. να χρησιμοποιήσουμε 1 ml διαλύματος HCl,2 M. γ. να χρησιμοποιήσουμε 2 ml διαλύματος HCl,1 M. δ. να χρησιμοποιήσουμε 5 ml διαλύματος HCl,2 M. A3. Σε δοχείο σταθερού όγκου και θερμοκρασίας πραγματοποιείται αντίδραση με χημική εξίσωση: 2Α(g) + Β(s) Γ(g) + 2Δ(g) Κατά τη διάρκεια της αντίδρασης ισχύει ότι : α. ο ρυθμός μεταβολής της συγκέντρωσης του Γ είναι διπλάσιος από τον αντίστοιχο του Α. β. Η συγκέντρωση του Β μειώνεται. γ. Η πίεση στο δοχείο παραμένει σταθερή. δ. Η μέση ταχύτητα της αντίδρασης είναι ίση με το μισό του ρυθμού μεταβολής της συγκέντρωσης του Δ. A4. Σε δοχείο σταθερού όγκου και θερμοκρασίας βρίσκονται σε ισορροπία 4 mol N2, 8 mol H2 και 6 mol NH3 σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: N2(g) + 3Η2(g) 2NH3(g) Στο δοχείο προσθέτουμε 4mol NH3, μετά την αποκατάσταση της νέας ισορροπίας στο δοχείο μπορεί να υπάρχουν: α. 4,5 mol N2 και 6,5 mol NH3 β. 3 mol N2 και 5 mol H2 γ. 11 mol H2 και 9 mol NH3 δ. 5,5 mol N2 και 7 mol NH3 Σελίδα 1 από 6
A5. Η συζυγής βάση του HCO3- είναι το: α. H2CO3 β. CO32γ. CO2 δ. H2CO2 ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστές ή Λανθασμένες και να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας: Στην χημική ένωση HOF ο αριθμός οξείδωσης του οξυγόνου είναι ίσος με μηδέν. Σωστή: 1 + 1 = ή = i Κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης η ενθαλπία του συστήματος παραμένει σταθερή. Λανθασμένη: αν είναι ενδόθερμη η ενθαλπία του συστήματος αυξάνεται ενώ αν είναι εξώθερμη μειώνεται. Η μεταβολή της πίεσης που πραγματοποιείται με αλλαγή του όγκου του δοχείου επηρεάζει την ταχύτητα όλων των αντιδράσεων. Λανθασμένη: επηρεάζει την ταχύτητα μόνο όταν υπάρχει τουλάχιστον ένα αέριο αντιδρών. iv. Σε μία αμφίδρομη αντίδραση μπορούμε να αυξήσουμε την απόδοση διατηρώντας την Kc σταθερή. Σωστή: αν αυξήσουμε την απόδοση διατηρώντας τη θερμοκρασία σταθερή. v. To ph του καθαρού νερού στους 5 οc μπορεί να έχει την τιμή 6,63. Σωστή: γιατί το καθαρό νερό και τα ουδέτερα διαλύματα σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 25C έχουν ph μικρότερο του 7. 2 Β2. Δίνεται η αντίδραση με χημική εξίσωση: 2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g), ΔΗ = -45 Kcal Ποια επίδραση θα έχει στην ταχύτητα αντίδρασης, αυξάνεται, παραμένει σταθερή, μειώνεται και ποια στην απόδοση της αντίδρασης, αυξάνεται, παραμένει σταθερή, μειώνεται καθεμιά από τις παρακάτω μεταβολές Ελάττωση του όγκου του δοχείου με σταθερή θερμοκρασία. Η ταχύτητα αυξάνεται γιατί αυξάνονται οι συγκεντρώσεις των αντιδρώντων και η απόδοση αυξάνεται γιατί η θέση της ισορροπίας μετατοπίζεται προς τα δεξιά. Μονάδες 1 i Αύξηση της θερμοκρασίας με σταθερό όγκο. Η ταχύτητα αυξάνεται γιατί αυξάνεται η μέση κινητική ενέργεια των μορίων των αντιδρώντων και η απόδοση μειώνεται γιατί η θέση της ισορροπίας μετατοπίζεται προς τα αριστερά. Μονάδες 1 Σε κάθε περίπτωση να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Μονάδες 2 2 Σελίδα 2 από 6
Β3. Σε δοχείο με έμβολο στους θ οc έχει αποκατασταθεί η ισορροπία: Α(g) + Β(g) Γ(g) + Δ(g) Την χρονική στιγμή μειώνουμε τον όγκο του δοχείου, διατηρώντας τη θερμοκρασία του συστήματος σταθερή. Ποιο από τα παρακάτω διαγράμματα, 1 έως 4, περιγράφει την μεταβολή στη συγκέντρωση του Α; (2) (1) (3) (4) Να αιτιολογήσετε την επιλογή σας. Το διάγραμμα που περιγράφει την μεταβολή στη συγκέντρωση του Α είναι το 1. Η πίεση δεν επηρρεάζει την θέση της χημικής ισορροπίας αυτής της αντίδρασης, αφού Δn(αερίων) = με αποτέλεσμα η να παραμένει σταθερή και ίση με αυτή που έχει το Α μετά την αλλαγή του όγκου του δοχείου. Μονάδες 1 + 2 Β4. Σε δοχείο όγκου V σε θερμοκρασία θ οc εισάγονται ισομοριακές ποσότητες Α και Β που αντιδρούν σύμφωνα με την χημική εξίσωση: Α(g) + Β(g) 2Γ(g) ΔΗ > Όταν αποκατασταθεί η χημική ισορροπία μεταβάλλουμε την χρονική στιγμή και την χρονική στιγμή t2 κάποιους από τους παράγοντες που επηρεάζουν την θέση της χημικής ισορροπίας με αποτέλεσμα την μεταβολή της συγκέντρωσης των σωμάτων. Οι μεταβολές αυτές παρουσιάζονται στο παρακάτω διάγραμμα: C(mol/L),7,6,5,4,3,2,1 t2 t(s) Να εξηγήσετε ποιος παράγοντας μεταβλήθηκε την χρονική στιγμή και ποιος την χρονική στιγμή t2. Μονάδες 2 3 Την χρονική στιγμή μειώθηκε η ποσότητα του Γ με αποτέλεσμα την μείωση της [Γ]. Το σύστημα τείνει να αναιρέσει την επιβληθείσα μεταβολή και μετατοπίζει την θέση την Χ.Ι προς τα δεξιά με αποτέλεσμα την αύξηση της [Γ] και την μείωση της συγκέντρωσης των αντιδρώντων. Η νέα Χ.Ι αποκαθίσταται την χρονική στιγμή στιγμή t2. Την χρονική στιγμή t2 η θέση της Χ.Ι μετατοπίζεται προς τα αριστερά γιατί μειώθηκε η θερμοκρασία στο δοχείο και η αντίδραση με φορά προς τα δεξιά είναι ενδόθερμη. Σελίδα 3 από 6
ΘΕΜΑ Γ Γ1. Η κινητική μελέτη της αντίδρασης A(g) + 2B(g) 3Γ(g) + Δ(g) έδωσε πειραματικά δεδομένα που παρουσιάζονται τον παρακάτω πίνακα: t(min) C(B) 1,4 5,8 1,4 15,2 2,1 Να υπολογίσετε τη μέση ταχύτητα της αντίδρασης τα πρώτα 2 min. i Να υπολογίσετε τη μέση ταχύτητα της αντίδρασης από τα 5 min μέχρι τα 2 min. Να υπολογίσετε το ρυθμό μεταβολής της συγκέντρωσης του Γ τα πρώτα 15 min. u(γ) = 3 u ή u(γ) =,12 M/min iv. Αν αρχικά στο δοχείο που πραγματοποιήθηκε η αντίδραση υπήρχαν μόνο τα σώματα Α και Β, να σχεδιάσετε το διάγραμμα συγκέντρωσης - χρόνου του Δ για τα πρώτα 2 min. Mol/L Αρχικά Αντιδρούν Παράγονται t t(min) C(B) C(Δ) A(g) c c- 1,4 + 2B(g) 1,4 2 1,4-2 5,8,3 3Γ(g) 3 3 1,4,5 + Δ(g) 15,2,6 Tο διάγραμμα συγκέντρωσης - χρόνου του Δ για τα πρώτα 2 min είναι το εξής: Σελίδα 4 από 6 2,1,65
C(mol/L),8,6,4,2 5 1 15 2 t(min) Γ2. Υδατικό διάλυμα CΗ3COOΗ,1 Μ έχει ph = 3,5, διάλυμα Δ1. Να υπολογίσετε την Κa του CΗ3COOΗ. Πινακάκι 4 γραμμών με C και για τον ιοντισμό του CΗ3COOΗ. Επειδή pη = 3,5 θα έχουμε = 1-3,5 Μ. Από την έκφραση της Ka για το CΗ3COOΗ βρίσκουμε Ka = 1-5. i Μονάδες 2 Πόσα mol CΗ3COOΗ πρέπει να προσθέσουμε σε 5 ml του Δ1, χωρίς μεταβολή του όγκου, για να μεταβληθεί το ph κατά 1 μονάδα; Με την προσθήκη του CΗ3COOΗ το ph θα μειωθεί άρα στο νέο διάλυμα θα έχουμε ph = 2,5. Πινακάκι 4 γραμμών με C και y για τον ιοντισμό του CΗ3COOΗ. Επειδή pη = 2,5 θα έχουμε y= 1-2,5 M. Από την έκφραση της Ka για το CΗ3COOΗ βρίσκουμε CΤΕΛ(1) = 1 M. Άρα πρέπει να προσθέσουμε (,5 1,5,1) =,495 mol CΗ3COOΗ. Πόσα ml Η2Ο πρέπει να προσθέσουμε σε 4 ml του Δ1, για να μεταβληθεί το ph κατά μισή μονάδα; Με την αραίωση το ph θα αυξηθεί άρα στο νέο διάλυμα θα έχουμε ph = 4. Πινακάκι 4 γραμμών με C και z για τον ιοντισμό του CΗ3COOΗ. Επειδή pη = 4 θα έχουμε z = 1-4 M. Από την έκφραση της Ka για το CΗ3COOΗ βρίσκουμε CΤΕΛ(2) = 1-3 M, από το νόμο της αραίωσης VΤΕΛΙΚΟΣ = 4L ή 4 ml άρα πρέπει να προστεθούν 36 ml νερού. Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία 25 οc. Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις. ΘΕΜΑ Δ Δ1. 8 ml διαλύματος KI,3 M αναμιγνύονται με 25 ml διαλύματος K2Cr2O7,2 M οξινισμένου με H2SO4 οπότε πραγματοποιείται αντίδραση: KI(aq) + K2Cr2O7(aq) + H2SO4(aq) Ι2(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + Κ2SO4(aq) + H2O(l) Να συμπληρώσετε τους στοιχειομετρικούς συντελεστές στην παραπάνω χημική εξίσωση. 6KI(aq) + K2Cr2O7(aq) + 7H2SO4(aq) 3Ι2(aq) + Cr2(SO4)3(aq) + 4Κ2SO4(aq) + 7H2O(l) Σελίδα 5 από 6
i Ποιο είναι το οξειδωτικό και ποιο το αναγωγικό στην παραπάνω αντίδραση. Οξειδωτικό: K2Cr2O7 Αναγωγικό: KI Να υπολογίσετε τη μάζα του ιωδίου που παράγεται. Αντιδρά όλη η ποσότητα του ΚΙ δηλαδή,24-6 = ή =,4 mol. Παράγονται 3 =,12 mol I2 οπότε m(ι2) =n Mr(Ι2) ή m(ι2) =,12 254 ή m(ι2) =3,48 g Δίνεται Ar(I) = 127 Δ2. Σε κενό δοχείο σταθερού όγκου και σε θερμοκρασία 227 oc εισάγεται αέριο μίγμα Ν2 και Η2 οπότε αποκαθίσταται η ισορροπία: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) Αν το μίγμα της χημικής ισορροπίας είναι ισομοριακό και ασκεί πίεση 8,2 atm να υπολογίσετε: Την αναλογία mol Ν2 και Η2 στο μίγμα που εισάχθηκε αρχικά στο δοχείο. mol N2(g) + 3H2(g) Αρχικά Αντιδρούν Παράγονται ΧΙ n1 n2 3 n1 - n2-3 2NH3(g) 2 2 Στην ισορροπία ισχύουν οι σχέσεις: mol(n2) = mol(nh3) ή n1 = 2 ή n1 = 3 mol(h2) = mol(nh3) ή n2 3 = 2 ή n2 = 5 Άρα n1/ n2 = 3/5 i Την απόδοση της αντίδρασης σχηματισμού της αμμωνίας. Αν η αντίδραση ήταν μονόδρομη θα αντιδρούσε όλη η ποσότητα του H2, άρα a =(H2) ή a = 3/5 ή a =,6 ή 6 %. o Την τιμή της Kc για την ισορροπία στους 227 C. Στην ισορροπία mol(n2) = mol(h2) = mol(nh3) = 2 PV = nολικαrt ή 8,2 V = 6,82 5 ή 2/V = 1/15 M Δίνεται R =,82 L atm/mol K ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!! Σελίδα 6 από 6