Α ΓΕΛ 15 / 04 / 2018 Χημεία ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως Α4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση: A1. Το χημικό στοιχείο Χ ανήκει στην 3 η περίοδο του Περιοδικού Πίνακα και το ιόν Χ 3- έχει ηλεκτρονιακή δομή ευγενούς αερίου. Ο ατομικός αριθμός του Χ είναι: α. 7 β. 13 γ. 15 δ. 18 A2. Η μάζα ενός μορίου μιας χημικής ένωσης Α είναι δεκαπλάσια από τη μάζα ενός ατόμου του 12 C. Από αυτό συμπεραίνουμε ότι για την χημική ένωση Α ισχύει: α. Mr(A) = 10 β. Mr(A) = 120 g γ. 1 mol μορίων της χημικής ένωσης Α ζυγίζει 120 g δ. το ένα μόριο της χημικής ένωσης Α έχει μάζα 10 N A g A3. Από 300 ml υδατικού διαλύματος NaNO 3 συγκέντρωσης 0,5 Μ εξατμίζονται 100 ml νερού οπότε προκύπτει διάλυμα Δ 1. Το διάλυμα Δ 1 έχει συγκέντρωση: α. 0,15 Μ β. 0,75 Μ γ. 0,3 Μ δ. 0,5 Μ A4. Ποια από τις επόμενες αντιδράσεις δεν μπορεί να πραγματοποιηθεί: α. Cl 2 + KI β. Zn + AgNO 3 γ. Ca + H 3 PO 4 δ. Br 2 + NaF Σελίδα 1 από 7
A5. Να χαρακτηρίσετε στην κόλλα σας καθεμία από τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστή (Σ) ή Λανθασμένη (Λ). α. Σε κάθε αντίδραση εξουδετέρωσης η μάζα του άλατος που παράγεται είναι ίση με το άθροισμα των μαζών του οξέος και της βάσης που αντιδρούν. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ β. Όταν αραιώσουμε ένα υδατικό διάλυμα με προσθήκη νερού σε τριπλάσιο όγκο, τότε η συγκέντρωση του υποτριπλασιάζεται. ΣΩΣΤΗ γ. Ίσοι όγκοι αερίων στις ίδιες συνθήκες πίεσης και θερμοκρασίας έχουν ίσες μάζες. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ. δ. Ο ομοιοπολικός δεσμός στα μόρια των χημικών στοιχείων είναι πάντα μη πολικός. ΣΩΣΤΗ ε. 1 mol μορίων CO 2 περιέχει 1 άτομο C και 2 άτομα Ο. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ. x 1 ΘΕΜΑ Β Β1. i. Στο επόμενο διάγραμμα παριστάνεται ένα μέρος του Περιοδικού Πίνακα των χημικών στοιχείων. Β Σ Δ Γ Α Ε Τοποθετήστε στην κατάλληλη θέση του Περιοδικού πίνακα τα χημικά στοιχεία με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: α. Στοιχείο Α: Το αλογόνο της 4 ης περιόδου του περιοδικού πίνακα. β. Στοιχείο Β: Το ευγενές αέριο με τον μικρότερο ατομικό αριθμό. γ. Στοιχείο Γ: Το στοιχείο με ατομικό αριθμό 19 δ. Στοιχείο Δ: Έχει ατομικό αριθμό που διαφέρει κατά 1 από το Σ αλλά έχει μικρότερη ατομική ακτίνα από το στοιχείο Σ. ε. Στοιχείο Ε: Το 4 ο αλκάλιο x 1 ii. Να γίνει η ηλεκτρονιακή κατανομή σε στιβάδες για τα χημικά στοιχεία Α, Ε και Σ και να προσδιοριστεί ο ατομικός τους αριθμός. A: Κ(2e) Z = 2 E: K(2e) L(8e) M(18e) N(8e) O(1e) Z = 37 Σ: K(2e) L(8e) M(4e) Z = 14 Μονάδες 3 x 1 Σελίδα 2 από 7
iii. Να υπολογίσετε τον αριθμό οξείδωσης: α. του Mn στην ένωση ΚMnΟ 4 : (+1) + x + (-2).4 = 0 ή x = +7 - β. του C στο ιόν HCΟ 3 : (+1) + x + (-2).3 = -1 ή x = +4 γ. του S στην ένωση Η 2 SΟ 3 : (+1).2 + x + (-2).3 = 0 ή x = +4 δ. του Cr στο ιόν Cr 2 Ο 2-7 : x.2 + (-2).7 = -2 ή x = +6 Μονάδες 4 x 0,5 Β2. Δίνονται τα στοιχεία: Α: είναι το 2 ο ευγενές αέριο. Β: έχει μαζικό αριθμό 19 και στον πυρήνα του ατόμου του περιέχεται 1 νετρόνιο παραπάνω από τα πρωτόνια. Γ: τα ηλεκτρόνια του κατανέμονται σε 3 στιβάδες, είναι αμέταλλο και έχει 2 μονήρη ηλεκτρόνια σθένους. Δ: έχει παρόμοιες χημικές ιδιότητες με το Γ ενώ προσλαμβάνει ευκολότερα ηλεκτρόνια από το Γ. Με βάση τις παραπάνω αναφερόμενες ιδιότητες: i. Να βρείτε τους ατομικούς αριθμούς των στοιχείων Α, Β, Γ και Δ. Α: Το 2 ο ευγενές αέριο θα βρίσκεται στην 2 η περίοδο και στην VIIIA ή 18 η ομάδα του περιοδικού Πίνακα. Συνεπώς η ηλεκτρονιακή του δομή θα είναι: K(2e) L(8e) Ζ = 10. Β: Είναι Α = 19 ή p + n = 19 (1) Επίσης ισχύει: n = p + 1 (2) Από τις σχέσεις (1) και (2) προκύπτει p = 9 και συνεπώς Ζ = 9. Γ: Σύμφωνα με τις πληροφορίες που δίνονται προκύπτει η ηλεκτρονιακή δομή: K(2e) L(8e) M(6e) Ζ = 16. Δ: Επειδή έχει παρόμοιες χημικές ιδιότητες με με το Γ θα βρίσκεται στην ίδια ομάδα με αυτό αλλά πιο πάνω από αυτό δηλαδή στην 2 η περίοδο και στην VIA ή 16 η ομάδα του περιοδικού Πίνακα. Συνεπώς η ηλεκτρονιακή του δομή θα είναι: K(2e) L(6e) Ζ = 8. ii. Nα διατάξετε τα παραπάνω στοιχεία κατά αύξουσα ατομική ακτίνα. Όπως είναι γνωστό η ατομική ακτίνα στον περιοδικό πίνακα αυξάνεται από πάνω προς τα κάτω σε μια ομάδα και από δεξιά προς τα αριστερά σε μια περίοδο. Συνεπώς η διάταξη των παραπάνω στοιχείων κατά αύξουσα ατομική ακτίνα θα είναι η εξής: Α < Β < Δ < Γ iii. Ποιο από τα στοιχεία αυτά είναι το ηλεκτραρνητικότερο; Η ηλεκτραρνητικότητα των στοιχείων στον περιοδικό πίνακα αυξάνεται από κάτω προς τα πάνω σε μια ομάδα και από αριστερά προς τα δεξιά σε μια περίοδο. Άρα ηλεκτραρνητικότερο θα είναι το Β. Το Α ως ευγενές αέριο και παρουσιάζει χημική αδράνεια. iv. Ποιο από τα στοιχεία αυτά δε σχηματίζει χημικές ενώσεις; Το Α επειδή είναι ευγενές αέριο. v. Με τι δεσμό ενώνονται το Β με το Δ και ποιος ο ηλεκτρονιακός τύπος της ένωσης που σχηματίζουν; Επειδή πρόκειται για ένωση δύο αμετάλλων θα πραγματοποιούν ομοιοπολικό δεσμό. Ο ηλεκτρονιακός τύπος της ένωσης που σχηματίζουν είναι ο εξής:............. Β Δ Β. x 1 Σελίδα 3 από 7
Β3. i. Να συμπληρωθούν οι χημικές εξισώσεις: α. 2H 3 PO 4 + 3Ca(OH) 2 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 6H 2 O β. Na 2 O + 2HNO 3 2NaNO 3 + H 2 O γ. K + H 2 O KOH + ½H 2 δ. 2AgNO 3 + K 2 SO 4 Ag 2 SO 4 + 2KNO 3 ε. Mg + 2HClO 4 Mg(ClO 4 ) 2 + H 2 x 1 ii. Λαμβάνοντας υπόψη τη σειρά δραστικότητας που δίνεται στο τέλος των θεμάτων, να απαντήσετε στα ερωτήματα: α. Μπορούμε να διατηρήσουμε διάλυμα νιτρικού αργύρου σε δοχείο σιδήρου; Όχι γιατί ο Fe είναι μέταλλο δραστικότερο του Ag οπότε θα πραγματοποιηθεί αντίδραση σύμφωνα με την παρακάτω χημική εξίσωση: Fe + 2AgNO 3 Fe(NO 3 ) 2 + 2Ag β. Μπορούμε να διατηρήσουμε διάλυμα υδροχλωρικού οξέος σε δοχείο χαλκού; Το υδροχλωρικό οξύ είναι υδατικό διάλυμα HCl. Επειδή ο Cu είναι στοιχείο λιγότερο ηλεκτροθετικό από το Η με αποτέλεσμα να μην αντιδρά με το HCl οπότε μπορούμε να αποθηκεύσουμε χωρίς πρόβλημα υδροχλωρικό οξύ σε δοχείο κατασκευασμένο από Cu. Να αιτιολογηθεί η απάντησή σας γράφοντας τις χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων όπου είναι απαραίτητο. Μονάδες 2 x 1 iii. Να γράψετε τις χημικές εξισώσεις μιας αντίδρασης απλής αντικατάστασης, μιας διπλής αντικατάστασης και μιας εξουδετέρωσης από τις οποίες να παράγεται το άλας CaSO 4. αραιό διάλυμα Ca + H 2 SO 4 CaSO 4 + H 2 CaCl 2 + H 2 SO 4 H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 CaSO 4 + 2HCl CaSO 4 + 2H 2 O Μονάδες 3 ΘΕΜΑ Γ Γ1. i. Να συμπληρώσετε τα κενά του παρακάτω πίνακα με τους χημικούς τύπους των ενώσεων που προκύπτουν. Η + Ca 2+ Al 3+ OΗ - i. Η 2 Ο ii. Ca(OH) 2 iii. Al(OH) 3 2- CO 3 iv. Η 2 CO 3 v. CaCO 3 vi. Al 3 (CO 3 ) 2 3- PO 4 vii. H 3 PO 4 viii. Ca 3 (PO 4 ) 2 ix. AlPO 4 Μονάδες 9 x 0,33 Σελίδα 4 από 7
ii. Nα ονομάσετε καθεμία χημική ένωση. Η + Ca 2+ Al 3+ OΗ - CO 3 2- PO 4 3- i. νερό iv. ανθρακικό οξύ vii. φωσφορικό οξύ ii. υδροξείδιο του ασβεστίου v. ανθρακικό ασβέστιο viii. φωσφορικό ασβέστιο iii. υδροξείδιο του αργιλίου vi. ανθρακικό αργίλιο ix. φωσφορικό αργίλιο Μονάδες 9 x 0,33 iii. Ποιο είναι το αέριο που προκύπτει από την αντίδραση που πραγματοποιείται ανάμεσα στις χημικές ενώσεις v και vii; Να γράψετε τη χημική εξίσωση της αντίδρασης. Η αντίδραση ανάμεσα στις χημικές ενώσεις Η 3 PO 4 (v) και CaCO 3 (vii) είναι: 2H 3 PO 4 + 3CaCO 3 Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3CO 2 + 3H 2 O Το αέριο που προκύπτει είναι το διοξείδιο του άνθρακα, CO 2. Μονάδες 2 Γ2. i. Σε τέσσερα δοχεία που έχουν τον ίδιο όγκο V και την ίδια θερμοκρασία Τ, περιέχονται ποσότητες από τα αέρια Ο 2, Η 2, CO 2 και ΝΗ 3. Να συμπληρώσετε τα κενά στον παρακάτω πίνακα: Αέριο Μάζα (m) σε g Αριθμός mol (n) Αριθμός Μορίων Πίεση (P) σε atm O 2 16 0,5 0,5Ν Α 3 H 2 2 1 N A 6 CO 2 88 2 2N A 12 ΝΗ 3 4,25 0,25 0,25N A 1,5 Μονάδες 6 ii. Από την χημική αντίδραση μιας ισχυρής βάσης και ενός άλατος προκύπτουν 3,4 g αέριας αμμωνίας. Το αέριο αυτό ασκεί πίεση 2 atm στα τοιχώματα ενός δοχείου όγκου 4,1 L σε θερμοκρασία 227 o C. Να βρεθεί η σχετική μοριακή μάζα της αέριας αμμωνίας. Αρχικά κάνουμε τις απαιτούμενες μετατροπές: θ = 227 ο C ή 500 Κ Από την καταστατική εξίσωση των αερίων: P V = n R T ή P V = m R T Mr iii. Να υπολογίσετε την πυκνότητα του μεθανίου (CH 4 ) σε θερμοκρασία 127 ο C και σε πίεση P = 0,82 atm. Αρχικά κάνουμε τις απαιτούμενες μετατροπές: Θ = 127 ο C ή 400 Κ Από την καταστατική εξίσωση των αερίων: P V = n R T ή P V = m R T Mr m R T ή Μr = ή Μr = 17 P V ή d = P Mr R T ή d = 0,4 g/l Μονάδες 3 Μονάδες 2 Σελίδα 5 από 7
iv. Πόσα λίτρα L διοξειδίου του άνθρακα, CO 2, μετρημένα σε STP συνθήκες περιέχουν τόσα άτομα οξυγόνου, όσα περιέχονται σε 16g τριοξειδίου του θείου, SO 3 ; 1 mol μορίων SO 3 80 g 3N A άτομα Ο 16g x άτομα Ο Από την παραπάνω αναλογία έχουμε: 80 x = 16 3N A ή x = 0,6N A άτομα Ο 1 mol μορίων CO 2 22,4 L 2N A άτομα Ο y 0,6N A άτομα Ο Από την παραπάνω αναλογία έχουμε: 2N A y = 22,4 0,6N A ή y = 6,72L Δίνονται Ar(H) = 1, Ar(C) = 12, Ar(N) = 14, Ar(O) = 16, Ar(S) = 32 και η παγκόσμια σταθερά αερίων R = 0,082 Atm L mol K Γ3. Να συμπληρώσετε κατάλληλα τον παρακάτω πίνακα: Μονάδες 2 Χημικά Στοιχεία Είδος Δεσμού Μ.Τ. 20Ca και 9 F ιοντικός CaF 2 8O και 8 O ομοιοπολικός Ο 2 19K και 17 Cl ιοντικός ΚCl 7N και 1 H ομοιοπολικός ΝΗ 3 Μονάδες 8 x 0,5 ΘΕΜΑ Δ Σε νερό διαλύονται 6,72 L αερίου H 2 S, μετρημένα σε STP συνθήκες, οπότε δημιουργείται διάλυμα όγκου 600 ml, διάλυμα Υ 1. Το διάλυμα Υ 1 χωρίζεται σε τρία ίσα μέρη. Δ1. Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του διαλύματος Υ 1. Υπολογίζουμε τα mol του Η 2 S: n(h 2 S) = V 22,4 ή n(h 6,72 2S) = 22,4 ή n(h 2 S) = 0,3 mol Στα 600 ml διαλύματος υπάρχουν 0,3 mol H 2 S Στα 1000 ml διαλύματος υπάρχουν x mol H 2 S Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε x = 0,5 mol H 2 S άρα η συγκέντρωση του διαλύματος είναι 0,5 Μ. Δ2. Να υπολογίσετε την % w/v περιεκτικότητα του διαλύματος Υ 1. Υπολογίζουμε την σχετική μοριακή μάζα του H 2 S: Mr(H 2 S) = 1.2 + 32 = 34 Υπολογίζουμε την μάζα του H 2 S: Σελίδα 6 από 7
n(h 2 S) = Στα 1000 ml διαλύματος υπάρχουν 0,5 mol H 2 S Στα 1000 ml διαλύματος υπάρχουν 17 g H 2 S Στα 100 ml διαλύματος υπάρχουν x g H 2 S Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε x = 1,7 g H 2 S άρα η % w/v περιεκτικότητα του διαλύματος Υ1 είναι 1,7 % w/v. Δ3. Με πόσα L νερού πρέπει να αραιωθεί το πρώτο μέρος του Υ 1 ώστε το διάλυμα Υ 2 που προκύπτει να έχει συγκέντρωση 0,25 M. n (Αρχικά) = n (Τελικά) ή C (Αρχική) V (Αρχικός) = C (Τελική) V (Τελικός) ή 0,5 0,2 = 0,25 (0,2 + V(H 2 O)) ή V(H 2 O) = 0,2 L Δ4. Στο δεύτερο μέρος του διαλύματος Υ 1 προσθέτουμε 2,24 L αερίου H 2 S, μετρημένα σε STP συνθήκες, χωρίς μεταβολή του όγκου του διαλύματος, οπότε προκύπτει το διάλυμα Υ 3. Να υπολογίσετε τη συγκέντρωση του διαλύματος Υ 3. Υπολογίζουμε τα mol του Η 2 S: n(h 2 S) = m Mr(H 2 S) ή m = n(h 2 S) Mr(H 2 S) ή m = 0,5 34 ή m = 17 g V 22,4 ή n(h 2,24 2S) = 22,4 ή n(h 2 S) = 0,1 mol Έχουμε προσθήκη αερίου οπότε θα χρησιμοποιήσουμε τον τύπο: n 1 + n ΑΕΡΙΟΥ = n ΤΕΛΙΚΑ ή C 1 V 1 + n ΣΤΕΡΕΟΥ = C ΤΕΛΙΚΗ V 1 ή 0,5 0,2 + 0,1 = C ΤΕΛΙΚΗ 0,2 ή C ΤΕΛΙΙΚΗ = 1 Μ. Δ5. Στο τρίτο μέρος του διαλύματος Υ 1 προσθέτουμε V L άλλου διαλύματος Η 2 S 0,1 M, οπότε προκύπτει διάλυμα Υ 4 με συγκέντρωση 0,3 Μ. Να υπολογίσετε τον όγκο V του διαλύματος που προσθέσαμε. Αφού έχουμε ανάμειξη διαλυμάτων της ίδιας ουσίας μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον τύπο: n 1 + n 2 = n ΤΕΛΙΚΑ ή C 1 V 1 + C 2 V 2 = C ΤΕΛΙΚΗ V ΤΕΛΙΚΟΣ ή 0,5 0,2 + 0,1 V = 0,3 (0,2 + V) ή V = 0,2 L. Δίνονται Ar(Η) = 1, Αr(S) = 32 ΣΕΙΡΑ ΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΜΕΤΑΛΛΩΝ: Κ, Βa, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au ΣΕΙΡΑ ΔΡΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΑΜΕΤΑΛΛΩΝ: F 2, Cl 2, Br 2, O 2, I 2, S Σελίδα 7 από 7