ΧΗΜΕΙΑ Α ΛΥΚΕΙΟΥ 25-02 - 2018 Μαρία Βασιλείου, Σπύρος Παπαμιχάλης, Μαρίνος Ιωάννου ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση: A1. Σε ποια από τις παρακάτω ενώσεις το οξυγόνο έχει αριθμό οξείδωσης -1; α. O 2 F 2 β. Ο 2 γ. Η 2 Ο 2 δ. Η 2 Ο A2. Σε ποια από τις επόμενες αντιδράσεις ελευθερώνεται αέριο; α. AgNO 3 + BaCl 2 β. NH 4 Cl + KOH γ. MgCl 2 + NaOH δ. Na 2 SO 4 + CaBr 2 A3. Σε ένα δοχείο κατασκευασμένο από σίδηρο (Fe) δεν επιτρέπεται να αποθηκεύσουμε διάλυμα: α. NaCl β. Mg(NO 3 ) 2 γ. CuSO 4 δ. CaCl 2 A4. Η σχετική ατομική μάζα του καλίου, Κ, είναι 39. Αυτό σημαίνει ότι η μάζα ενός ατόμου Κ είναι: α. 39 g β. 39 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ατόμου του 12 C γ. 39 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα ενός ατόμου C 1 δ. 39 φορές μεγαλύτερη από το της μάζας του ατόμου του 12 C 12 A5. Τα 2,24 L αέριας ΝΗ 3 που έχει σχετική μοριακή μάζα, Mr, ίση με 17 σε συνθήκες STP: α. περιέχουν 0,3 Ν Α άτομα υδρογόνου β. ζυγίζουν 17 g γ. περιέχουν Ν Α μόρια δ. είναι 0,2 mol μορίων ΝΗ 3 1
ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε καθεμία από τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστή (Σ) ή Λανθασμένη (Λ), αιτιολογώντας πλήρως την απάντησή σας. i. Όταν ένα χημικό στοιχείο έχει αριθμό οξείδωσης ίσο με -1 σημαίνει ότι το άτομό του έχει προσλάβει ένα ηλεκτρόνιο. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ. Η πρόταση ισχύει μόνο στις ιοντικές ενώσεις, όπου υπάρχει πρόσληψη ηλεκτρονίου. Στις ομοιοπολικές ενώσεις το άτομο του χημικού στοιχείου έχει αποκτήσει φαινομενικό φορτίο -1. i iv. Η χημική ένωση HClO 3 ονομάζεται υδροχλωρικό οξύ. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ. Η ένωση αυτή ονομάζεται: χλωρικό οξύ. Όλα τα μέταλλα που είναι πιο ηλεκτροθετικά από το υδρογόνο όταν αντιδρούν με το νερό δίνουν βάση και ελευθερώνουν αέριο υδρογόνο. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ. Αυτό συμβαίνει μόνο για τα δραστικά μέταλλα: K, Na, Ca, Ba. Τα υπόλοιπα δραστικότερα του Η μέταλλα κατά την ισχυρή θέρμανσή τους με υδρατμούς παράγουν οξείδιο του μετάλλου και Η 2. Ένα υδατικό διάλυμα Mg(NO 3 ) 2 μπορούμε να το διατηρήσουμε για μεγάλο χρονικό διάστημα σε δοχείο κατασκευασμένο από σίδηρο, Fe. ΣΩΣΤΗ. Για να συμβεί αυτό θα πρέπει το υλικό κατασκευής του δοχείου δηλαδή ο Fe να μην αντιδρά με την ουσία που θέλουμε να αποθηκεύσουμε σε αυτό. Στην περίπτωσή μας, πράγματι ο Fe είναι μέταλλο λιγότερο δραστικό από το Mg και συνεπώς δεν το αντικαθιστά. v. 20 L αέριου CO και 20 L αέριου Ν 2 που μετρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας έχουν την ίδια μάζα. ΣΩΣΤΗ. Σύμφωνα με την υπόθεση Avogadro, επειδή V(CO) = V(N 2 ), σε ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας, οπότε θα είναι και αριθμός μορίων CO = αριθμός μορίων Ν 2, άρα και n(co) = n(n 2 ) (1). Ισχύει: m(co) = nco Mr(CO) (2) και m(n 2 ) = n(n 2 ) Mr(N 2 ) (3) Είναι όμως Mr(CO) = 12 + 16 = 28 και Mr(N 2 ) = 2 14 = 28 οπότε όπως προκύπτει από τις σχέσεις (1), (2) και (3) m(co) = m(n 2 ) Δίνονται Ar(C) = 12, Ar(O) = 16, Ar(N) = 14 x 2 Β2. Να ταξινομήσετε τα μέταλλα Α, Β, Γ καθώς και το υδρογόνο, Η, σε σειρά αυξανόμενης δραστικότητας με βάση τις παρακάτω πληροφορίες: Μόνο τα στοιχεία Α, Γ διαλύονται σε αραιό διάλυμα H 2 SO 4 και εκλύεται αέριο Η 2. Όταν προσθέσουμε κομμάτι του μετάλλου Α σε υδατικό διάλυμα άλατος του μετάλλου Γ δεν παρατηρείται καμία αντίδραση. Η ζητούμενη σειρά αυξανόμενης δραστικότητας των μετάλλων Α, Β, Γ καθώς και του Η είναι: Β < Η < Α < Γ Μονάδες 2 Να αιτιολογήσετε την απάντησή σας. Δραστικότερο μέταλλο θα είναι το ηλεκτροθετικότερο. Επειδή μόνο τα Α και Γ αντιδρούν με το αραιό διάλυμα H 2 SO 4 συμπεραίνουμε ότι τα Α και Γ είναι ηλεκτροθετικότερα του Η, ενώ το Β βρίσκεται μετά το Η στην ηλεκτροχημική σειρά. Επίσης επειδή το μέταλλο Α δεν αντιδρά με το υδατικό διάλυμα του άλατος του μετάλλου Γ, αυτό σημαίνει ότι το Α είναι μέταλλο λιγότερο ηλεκτροθετικό του Γ. Μονάδες 3 2
Β3. i. Nα συμπληρώσετε σωστά, προϊόντα και συντελεστές, τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων της στήλης Α και να αντιστοιχίσετε με το είδος στο οποίο αυτές ανήκουν στη στήλη Β. ΣΤΗΛΗ Α ΣΤΗΛΗ Β i. Fe + HCl FeCl 2 + H 2 A. ΣΥΝΘΕΣΗ H 2 + N 2 2NH 3 B. ΑΠΛΗ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ i Cl 2 + K 2 S 2KCl + S Γ. ΕΞΟΥΔΕΤΕΡΩΣΗ iv. Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + 2H 2 O Δ. ΔΙΠΛΗ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗ v. NH 4 Cl + KOH KCl + NH 3 + H 2 O i. B A i B iv. Γ v. Δ i Ποιες από τις παραπάνω αντιδράσεις είναι μεταθετικές και ποιες οξειδοαναγωγικές; ΜΕΤΑΘΕΤΙΚΕΣ: iv, v ΟΞΕΙΔΟΑΝΑΓΩΓΙΚΕΣ: i, ii, iii Nα εξηγήσετε γιατί πραγματοποιούνται οι αντιδράσεις i, iii και v αντίστοιχα. γιατί ο Fe είναι δραστικότερος του Η γιατί το Cl 2 είναι δραστικότερο από το S γιατί υπάρχει σχηματισμός αερίου Δίνεται η σειρά δραστικότητας των μετάλλων: K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au. Δίνεται η σειρά δραστικότητας των αμετάλλων: F 2, Cl 2, Br 2, O 2, I 2, S Μονάδες 2 Μονάδες 3 ΘΕΜΑ Γ Γ1. i. Να συμπληρώσετε τους μοριακούς τύπους των χημικών ενώσεων που προκύπτουν στον πίνακα που ακολουθεί: S 2- OH - 3- PO 4 Η + i. Η 2 S H 2 O i H 3 PO 4 Mg 2+ iv. MgS v. Mg(OH) 2 vi. Mg 3 (PO 4 ) 2 + NH 4 v (NH 4 ) 2 S vi NH 3 ix. (NH 4 ) 3 PO 4 Μονάδες 9 x 0,33 Nα ονομάσετε τις ενώσεις αυτές. S 2- OH - 3- PO 4 Η + i. Υδρόθειο νερό i φωσφορικό οξύ Mg 2+ iv. θειούχο μαγνήσιο v. υδροξείδιο του vi. φωσφορικό μαγνησίου μαγνήσιο + NH 4 v θειούχο αμμώνιο vi αμμωνία ix. φωσφορικό αμμώνιο Μονάδες 9 x 1 3
i Να υπολογιστούν: ο αριθμός οξείδωσης του οξυγόνου (O) στη χημική ένωση (ii), ο αριθμός οξείδωσης του αζώτου (Ν) στη χημική ένωση (viii) ο αριθμός οξείδωσης του φωσφόρου (P) στη χημική ένωση (vi). Α.Ο. του οξυγόνου (O) στη χημική ένωση (ii) Η 2 O: 2 1 + 1 x = 0 ή x = -2 Α.Ο. του αζώτου (Ν) στη χημική ένωση (viii) ΝΗ 3 : 1 x + 3 1 = 0 ή x = -3 Α.Ο. του φωσφόρου (P) στη χημική ένωση (vi) Mg 3 (PO 4 ) 2 : 3 2 + 2 x + 8 (-2) = 0 ή x = +5 Μονάδες 3 x 2 Γ2. Να συμπληρώσετε τα κενά στον παρακάτω πίνακα: Αέριο Μάζα (m) σε g Αριθμός mol (n) Όγκος (V) σε L (STP) Αριθμός Μορίων Η 2 4 2 44,8 2Ν Α Ο 2 8 0,25 5,6 0,25Ν Α CO 2 22 0,5 11,2 0,5Ν Α CH 4 24 1,5 33,6 1,5Ν Α Δίνονται Ar(H) = 1, Ar(C) = 12, Ar(O) = 16 Μονάδες 10 x 0,7 ΘΕΜΑ Δ Δίνονται τα στοιχεία 19 K, 17 Cl, 16 O, 6 C, 10 Ne. Δ1. i. Να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων και να βρείτε σε ποια ομάδα και σε ποια περίοδο ανήκει το κάθε στοιχείο. 19K: Κ(2), L(8), M(8), N(1) 4 η περίοδος και Ι Α ομάδα του περιοδικού πίνακα 17Cl: Κ(2), L(8), M(7) 3 η περίοδος και VIΙ Α ομάδα του περιοδικού πίνακα 16O: Κ(2), L(8), M(6) 3 η περίοδος και VΙ Α ομάδα του περιοδικού πίνακα 6C: Κ(2), L(4) 2 η περίοδος και IV Α ομάδα του περιοδικού πίνακα 10Ne: Κ(2), L(8) 2 η περίοδος και VIΙI Α ομάδα του περιοδικού πίνακα x 1 Τι είδους δεσμός σχηματίζεται μεταξύ: K και Cl ιοντικός δεσμός K και O ιοντικός δεσμός K και Ne δεν σχηματίζεται δεσμός O και C ομοιοπολικός δεσμός Cl και C ομοιοπολικός δεσμός x 1 i Στις περιπτώσεις που αναπτύσσεται δεσμός να γραφεί ο μοριακός και ο ηλεκτρονικός τύπος της ένωσης που σχηματίζεται. Μοριακός τύπος Μοριακός τύπος Μοριακός τύπος Μοριακός τύπος KCl K 2 O CO 2 CCl 4 Ηλεκτρονικός τύπος Ηλεκτρονικός τύπος Ηλεκτρονικός τύπος Ηλεκτρονικός τύπος K +1-1 +1-2 O C O Cl Cl K O Cl C Cl 2 Cl x 2 4
Δ2. Πόσα g της ένωσης ΑΒ 3 περιέχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων Β με 67,2 L Γ 4 Β 10 μετρημένα σε STP συνθήκες; Δίνονται Αr(A) = 14, Αr(B) = 1. Αφού κάθε μόριο Γ 4 Β 10 περιέχει 10 άτομα B τα Ν Α μόρια θα περιέχουν 10 Ν Α άτομα B οπότε: 1 mol μορίων Γ 4 Β 10 Ν Α μόρια Μr(g) 22,4 L 10Ν Α άτομα Β 67,2 L x άτομα Β Από την παραπάνω αναλογία έχουμε: 22,4. x = 67,2 10 Ν Α ή x = 30 Ν Α άτομα B. Υπολογίζουμε την σχετική μοριακή μάζα της ένωσης AB 3: Μr(ΑΒ 3 ) = 1 Ar(Α) + 3 Αr(Η) = 1 14 + 3 1 = 17 1 mol μορίων ΑΒ 3 Ν Α μόρια 17 g 22,4 L x g Από την παραπάνω αναλογία έχουμε: 3N A. x = 17 30Ν Α ή x = 170 g ΑΒ 3. 3Ν Α άτομα Β 30N A άτομα Β ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!! 5