ΧΗΜΕΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Θέµα 1: Α. Να επιλέξετε τη σωστή απάντηση σε κάθε µια από τις επόµενες ερωτήσεις: 1) Η τάση ατµών ενός υγρού εξαρτάται από : α. Τη φύση του υγρού και τη θερµοκρασία β. Τη θερµοκρασία και τον όγκο του δοχείου γ. Την επιφάνεια του υγρού δ. Τη µάζα του υγρού και τη θερµοκρασία 2) Ένα µίγµα αποτελείται από 0,2 mol CO2 και O,3 mol CΟ. Αν η µερική πίεση του CO είναι 6atm, η ολική πίεση του µίγµατος είναι: α. 2atm β. 10atm γ. 9atm δ. 12atm 3) Το ποσό θερµότητας που εκλύεται ή απορροφάται σε µια αντιδραση: α. Είναι ανεξάρτητο από τις µάζες των σωµάτων β. Εξαρτάται από τη φυσική κατάσταση µόνο των αντιδρώντων γ. Είναι σταθερό ανεξάρτητα από τις συνθήκες δ. Εξαρτάται από τη θερµοκρασία και την πίεση 4) Στην απλή οµογενή αντίδραση Α + 2 Β Γ αν οι συγκεντρώσεις των Α και Β διπλασιαστούν η ταχύτητα της αντίδρασης : α. Θα µειωθεί στο µισό της αρχικής β. Θα τετραπλασιαστεί γ. Θα οκταπλασιαστεί δ. ε θα µεταβληθεί 5) Η παρουσία καταλύτη σε µία αντίδραση : α. Αυξάνει την απόδοση της αντίδρασης β. Αυξάνει την κινητική ενέργεια των µορίων των αντιδρώντων γ. ίνει ένα άλλο µηχανισµό στην αντίδραση δ. Παρεµποδίζει την αµφίδροµη αντίδραση (Mονάδες 10) 1. α, 2. β, 3. δ, 4. γ, 5. γ Β. Να αντιστοιχίσετε τα παρακάτω διαλύµατα της Στήλης Α µε τις τιµές ωσµωτικής πίεσης της Στήλης Β
ΣΤΗΛΗ Α ΣΤΗΛΗ Β i) ιάλυµα ζάχαρης 0,2Μ 1) 2atm ii) ιάλυµα γλυκόζης 0, 1Μ 2) 8atm iii) ιάλυµα ουρίας 0,8Μ 3) 4atm iv) ιάλυµα NaCl 0,2Μ 4) 16atm (Mονάδες 8) i. 3, ii. 1, iii. 4, iv. 2 Γ. Πώς ορίζεται η ενθαλπία αντίδρασης; Να αναφέρετε ονοµαστικά τους παράγοντες από τους οποίους εξαρτάται η µεταβολή της ενθαλπίας µιας αντίδρασης (Μονάδες 7) Ενθαλπία αντίδρασης ορίζεται η µεταβολή ενθαλπίας Η µεταξύ των αντιδρώντων και των προϊόντων, για συγκεκριµένες συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας. Η µεταβολή της ενθαλπίας µιας αντίδρασης εξαρτάται από: α) τη φύση των αντιδρώντων, β) τη φυσική κατάσταση των αντιδρώντων και των προϊόντων, γ) από τις συνθήκες πίεσης και θερµοκρασίας. Θέµα 2: Α. Να εξηγήσετε ποιες από τις επόµενες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασµένες: α. Η πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού του HCl εξαρτάται από τις µάζες των αντιδρώντων β. Η αντίδραση Α + 2Β Γ είναι 3ης τάξης γ. Η αύξηση της θερµοκρασίας ευνοεί τις ενδόθερµες αντιδράσεις δ. Οξειδωτικό σώµα είναι αυτό που οξειδώνεται (Μονάδες 10) α. Λ : Η πρότυπη ενθαλπία σχηµατισµού του HCl αναφέρεται στο σχηµατισµό 1 mol HCl β. Λ : ε διευκρινίζεται αν είναι απλή η αντίδραση γ. Σ : Αύξηση της θερµοκρασίας µετατοπίζει τη χηµική ισορροπία προς την κατεύθυνση όπου απορροφάται θερµότητα, άρα προς την ενδόθερµη αντίδραση δ. Λ : Οξειδωτικό σώµα είναι αυτό που προκαλεί οξείδωση, το ίδιο ανάγεται Β. Σε κενό δοχείο εισάγεται φωσγένιο (COCl2), οπότε αποκαθίσταται η ισορροπία : COCl2 (g) CO(g) + Cl2(g), Η > 0 Ποια µεταβολή θα προκληθεί στην απόδοση της αντίδρασης αν : α. Αυξηθεί ο όγκος του δοχείου β. Ελαττωθεί η θερµοκρασία γ. Αυξηθεί η συγκέντρωση του COCl2 (Μονάδες 15)
α. Αύξηση του όγκου του δοχείου προκαλεί ελάττωση της πίεσης και, σύµφωνα µε την αρχή Le Chatelier, η ισορροπία µετατοπίζεται προς την κατεύθυνση όπου παράγονται περισσότερα mol αερίων. Άρα ευνοείται η διάσπαση του COCl2, άρα αυξάνεται η απόδοση της αντίδρασης. β. Ελάττωση της θερµοκρασίας ευνοεί την εξώθερµη αντίδραση, άρα η ισορροπία µετατοπίζεται προς τα αριστερά και εποµένως µειώνεται η απόδοση. γ. Αύξηση της συγκέντρωσης του COCl2 µετατοπίζει την ισορροπία προς την κατεύθυνση που καταναλώνεται το COCl2, δηλαδή προς τα δεξιά, άρα αυξάνεται η απόδοση. Θέµα 3: Α. Να υπολογιστεί η ενθαλπία της αντίδρασης: 2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g). ίνονται οι ενθαλπίες σχηµατισµού του SO3 και του SO2 : - 94 Kcal και -71Κcal αντίστοιχα. Β. Σε κενό δοχείο όγκου V = 1L εισάγονται 1,2 mol SO3 και θερµαίνονται στους 227 ο C. Για την αποκατάσταση της χηµικής ισορροπίας 2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g). απορροφάται θερµότητα ίση µε 18,4Kcal. α. Να υπολογιστεί η απόδοση της αντίδρασης και η σταθερά ισορροπίας Kc. β. Αν το µίγµα ισορροπίας θερµανθεί στους 327 ο C, η ποσότητα του Ο2 αυξάνεται κατά 1 mol. Θα µεταβληθεί η σταθερά ισορροπίας Kc και, αν ναι, ποια η νέα της τιµή; (Μονάδες 7, 10, 8) Α. ίνονται : S + 3/2 O2 SO3-94Kcal (1) S + O2 SO2-71Kcal (2) Πολλαπλασιάζουµε την αντίδραση (1) x 2 και αντιστρέφουµε : 2 SO3 2 S + 3 O2 + 188 Kcal (3) Πολλαπλασιάζουµε την αντίδραση (2) x 2 : 2 S + 2 O2 2 SO2-142 Kcal (4) Προσθέτουµε τις αντιδράσεις (3), (4) κατά µέλη : 2 SO3 2 SO2 + O2 + 46 Κcal B. α. Από τη θερµοχηµική εξίσωση διάσπασης του SO3 γνωρίζουµε ότι : για τη διάσπαση 2 mοl SO3 απορροφούνται 46 Kcal χ ; 18, 4 Εποµένως : χ = 0, 8 mol SO3 2 SO3 2 SO2 + O2
αρχικά 1, 2 mol αντιδρούν 0, 8 mol παράγονται 0, 8 mol 0,4 mol χηµική ισορροπία 0, 4 mol 0, 8 mol 0,4 mol Στη χηµική ισορροπία [SO2] = 0,8 M, [O2] = 0,4 M, [SO3] = 0,4 M Άρα Kc = [SO2] 2 [O2] [SO3] 2 Kc = 0,8 2 0,4 0,4 2 Kc = 1,6 mol / L α = 0,8 / 1,2 = 0, 67 ή 67% β. Γνωρίζουµε ότι η σταθερά ισορροπίας µεταβάλλεται µε την αλλαγή της θερµοκρασίας. Γνωρίζουµε επίσης ότι αύξηση της θερµοκρασίας ευνοεί την ενδόθερµη αντίδραση, εποµένως ευνοείται η διάσπαση του SO3. Eποµένως : 2 SO3 2 SO2 + O2 αρχ. Χ.Ι. 0,4 mol 0,8 mol 0,4 mol αντιδρούν 0,2 mol παράγονται 0,2 mol 0,1 mol νέα Χ.Ι. 0,2 mol 1 mol 0,5 mol νέα Χ.Ι [SO3] = 0,2 M [SO2] = 1M, [O2] = 0,5 M άρα Kc = 1 2 0,5 0, 2 2 = 12,5 mol / L Θέµα 4: Σε δοχείο όγκου V = 2L, που περιέχει άνθρακα σε µορφή σκόνης, εισάγονται 0,4 mol αερίου CO2 και αντιδρούν σύµφωνα µε την απλή αντίδραση : CO2(g) + C(s) 2 CO(g). Tη χρονική στιγµή t 1 η συγκέντρωση του CO βρέθηκε ίση µε 0,3Μ. α. Να υπολογίσετε το λόγο της αρχικής ταχύτητας της αντίδρασης προς την ταχύτητα τη χρονική στιγµή t 1 β. Ποια η πίεση στο δοχείο τη χρονική στιγµή t 1, αν η αρχική πίεση βρέθηκε ίση µε 1atm γ. Θεωρούµε ότι η αντίδραση είναι ποσοτική και το CO που παράγεται στο τέλος της αντίδρασης διοχετεύεται σε 800ml διαλύµατος KMnO4, 0,5 M, οξινισµένου µε H2 SO4. Να γραφεί η αντίδραση που πραγµατοποιείται και να εξετάσετε αν αποχρωµατίζεται το διάλυµα του KMnO4 (Μονάδες 8, 7, 10) α. Τη στιγµή t 1, [CO] = 0,3 M, εποµένως n = c v n = 0,3 mol / L 2L = 0,6 mol CO.
ηλαδή, τη στιγµή t 1 έχουν παραχθεί 0,6 mol CO, άρα έχουν αντιδράσει 0,3 mol CO2 και έχει παραµείνει 0,1 mol CO2. Αφού η αντίδραση είναι απλή, ο νόµος της ταχύτητας δίνεται από τη σχέση V = K [CO2] t o : [CO2] o = 0,4 mol / 2L = 0,2 M t 1 : [CO2] 1 = 0,1 mol / 2L = 0,05 M V o = K [CO2] o = 0,2 K mol l /s V1 = K [CO2] 1 = 0,05 K mol l /s V o / V1 = 0,2 K / 0,05 K V o / V1 = 4 β. ισχύει P1 / P o = n1 / n o P1 = 0,1 / 0,4 1 atm = 0,25 atm γ. Όταν ολοκληρωθεί η αντίδραση, έχουν αντιδράσει 0, 4 mol CO2 και έχουν παραχθεί 0,8 mol CO 5 CO + 2KMnO4 + 3H2SO4 5 CO2 + 2 MnSO4 + K2SO4 + 3H2O 5 mol απoχρωµατίζουν 2 mol 0,8 mol χ χ = 0,32 mol KMnO4 To διάλυµα του KMnO4 έχει όγκο 800 ml = 0, 8 L και C = 0, 5 M, άρα n = C V = 0, 5 0,8 = 0,4 mol KMnO4 ηλαδή το KMnO4 είναι σε περίσσεια, άρα δεν αποχρωµατίζεται.