ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ΄ΘΕΤΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ · 2016-05-13 ·...

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΑΠΟ 9 ΣΕΛΙΔΕΣ

Γ΄ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β΄)

ΤΕΤΑΡΤΗ 08/04/2015 -‐ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΝΝΕΑ (9)

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α.1 έως Α.5 να γράψετε στην κόλλα σας το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση δίπλα στον αριθμό της ερώτησης. A1. Στο ιόν 26Fe2+ τα ηλεκτρόνια της υποστιβάδας 3d είναι:

α. 2 β. 5 γ. 3 δ. 6

(5 μονάδες)

A2. Ποια από τις παρακάτω ουσίες δε δρα ως αμφολύτης σε υδατικό διάλυμα; α. HS-‐ β. HSO4

-‐ γ. HCO3

-‐ δ. HPO4

2-‐ (5 μονάδες)

A3. Για τον προσδιορισμό του τελικού σημείου ογκομέτρησης διαλύματος CH3COOH με πρότυπο διάλυμα ΝΗ3 θα χρησιμοποιούσατε τον δείκτη: α. HΔ1 με pKa = 2 β. HΔ2 με pKa = 7 γ. HΔ3 με pKa = 10 δ. HΔ4 με pKa = 12 Δίνεται Kb(NH3) = 10-‐5 και Ka(CH3COOH) = 10-‐5.

(5 μονάδες)

A4. Η ενέργεια δεσμού C-‐C στο CH3CH3 είναι 376 kJ/mol. H ενέργεια δεσμού C=C στο CH2=CH2 είναι: α. 752 kJ/mol β. 611 kJ/mol γ. 805 kJ/mol δ. 188 kJ/mol

(5 μονάδες)

A5. Σε ποια από τις παρακάτω οργανικές ενώσεις όλοι οι άνθρακες έχουν υβριδισμό sp2; α. προπένιο β. αιθάνιο γ. 1,3-‐βουταδιένιο δ. 2-‐βουτίνιο

(5 μονάδες)



ΘΕΜΑ Β Β1. Να χαρακτηρίσετε στην κόλλα σας καθεμία από τις επόμενες προτάσεις ως ΣΩΣΤΗ ή ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ. Να

αιτιολογήσετε κάθε επιλογή σας. i. To στοιχείο Χ με ατομικό αριθμό Ζ + 1 έχει μεγαλύτερη τιμή ενέργειας πρώτου ιοντισμού από το στοιχείο

Υ με ατομικό αριθμό Ζ. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Εξαρτάται από την σχετική θέση των Χ και Υ στον περιοδικό πίνακα. Για παράδειγμα αν το Υ είναι ευγενές αέριο το Χ θα είναι αλκάλιο και θα έχει μικρότερη ενέργεια πρώτου ιοντισμού.

ii. Τα αλκάλια είναι όσα και τα ευγενή αέρια. ΣΩΣΤΗ: Τα ευγενή αέρια είναι 6: 2Ηe, 10Ne, 18Ar, 36Kr, 54Xe, 86Rn

Τα αλκάλια είναι και αυτά 6: 3Li, 11Na, 19K, 37Rb, 55Cs, 87Fr iii. Σε υδατικό διάλυμα ΝΗ4(HSO4) το pH είναι μικρότερο του 7.

Δίνεται Kb(NH3) = 10-‐5 και Ka(HSO4-‐) = 10-‐2 και Kw = 10-‐14

ΣΩΣΤΗ: ΝΗ4(HSO4) ΝΗ4+ + HSO4

-‐, ΝΗ4+ + Η2Ο ΝΗ3 + Η3Ο+, HSO4

-‐ + Η2Ο SO4-‐2 + Η3Ο+

οπότε [Η3Ο+] > [ΟΗ-‐] και pH < 7.

iv. Κατά την οξείδωση της μεθανόλης, CH3OH, προς CO2 η μεταβολή του αριθμού οξείδωσης του ατόμου του

C είναι από 0 σε 6. ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Aπό -‐2 σε 4.

v. Υδατικό διάλυμα αλκοόλης στους 25 οC έχει pH < 7.

ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Έχει pH ίσο με 7 γιατί η αλκοόλη δεν μπορεί να πρωτονιώσει το νερό γιατί είναι ασθενέστερο οξύ από αυτό.

(5 x 2 μονάδες) Β2. Δίνονται τα οξείδια:

MgO, CO2, Na2O, SO2

i. Ποια είναι η φυσική τους κατάσταση σε θερμοκρασία 25 οC; MgO: στερεό CO2: αέριο Na2O: στερεό SO2: αέριο

ii. Να γραφούν οι χημικές εξισώσεις των αντιδράσεων αυτών των οξειδίων με το νερό.

MgO + Η2Ο Mg(OΗ)2 CO2 + Η2Ο Η2CO3 Na2O + Η2Ο 2NaOΗ SO2 + Η2Ο Η2SO3

(4 x 0,5 + 4 x 1 μονάδες)



Β3. Σε έξι (6) μη επισημασμένες φιάλες υπάρχουν οι εξής ενώσεις: προπανάλη, φαινόλη, πεντάνιο 2-‐υδροξυ-‐βουτανικό οξύ, προπανόνη, μυρμηγκικό οξύ

Σε κάθε φιάλη περιέχεται μία μόνο ένωση. Να περιγράψετε πώς θα ταυτοποιήσετε το περιεχόμενο κάθε φιάλης. Δεν απαιτείται η αναγραφή χημικών εξισώσεων.

(6 x 0,5 μονάδες)

Β4. i. Να γραφούν οι αντιδράσεις πολυμερισμού του βινυλοχλωριδίου και του 2-‐χλωρο-‐1,3-‐βουταδιένιου.

+"Na

CH3CH2CH=O

OH

CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCOOH

OH

CH3CCH3

O

HCOOH

(1) (2) (3) (4) (5) (6)

ε2κλυση"φυσαλι2δων"""""""2,"4"και"6 ο2χι"ε2κλυση"φυσαλι2δων"""""""1,"3"και"5

+"NaΗCO3

ο2χι"ε2κλυση"φυσαλι2δων"""""""2ε2κλυση"φυσαλι2δων"""""""4"και"6

+"KMnO4"/"H2SO4

αποχρωματισμο2ς"και"ε2κλυση"φυσαλι2δων"""""""6αποχρωματισμο2ς""""""4

+"AgNO3"/"NH3

κα2τοπτρο"Αg"""""""1 ο2χι"κα2τοπτρο"Αg"""""""3"και"5

+"Ι2"/"NaOH

κι2τρινο"ι2ζημα"""""""5 ο2χι"ι2ζημα"""""""3

Cl νCl

v%CH2%=%CHκαταλυ.της

CH2%1%CH

v"CH2"="C"'"CH"="CH2

Cl

καταλυ.της

ν

CH2"'"C"="CH"'"CH2

Cl



ii. Τι γνωρίζετε για τον συμπολυμερισμό; Ο πολυμερισμός που γίνεται με δύο ή περισσότερα είδη μονομερούς ονομάζεται συμπολυμερισμός. Η κατανομή των μονομερών στο πολυμερές είναι είτε τυχαία είτε αυστηρά εναλλασσόμενη κατά μήκος της αλυσίδας.

iii. Τι γνωρίζετε για τα Buna S και Buna N; Με συμπολυμερισμό του 1,3-‐βουταδιενίου και του στυρολίου σχηματίζεται ένα πολυμερές που ονομάζεται Buna S ή S.B.R που χρησιμοποιείται ως τεχνητό καουτσούκ. Το όνομα του Buna S προέρχεται από το βουταδιένιο, το Νa παρουσία του οποίου γίνεται ο πολυμερισμός και από το στυρόλιο. Με συμπολυμερισμό του 1,3-‐βουταδιενίου και του ακρυλονιτριλίου σχηματίζεται ένα πολυμερές που ονομάζεται Buna Ν που χρησιμοποιείται ως τεχνητό καουτσούκ.

(3 x 2 μονάδες)

ΘΕΜΑ Γ Γ1. Στο παρακάτω σχήμα να προσδιορισθούν οι συντακτικοί τύποι των ενώσεων Α έως Ν με δεδομένο ότι η

ένωση Ν έχει στο μόριό της συνολικά 12 δεσμούς.

(9 x 2 μονάδες)

Σε κάθε αλκένιο, άρα και στην ένωση Ν, ο αριθμός των δεσμών ισούται με τον αριθμό των ατόμων του. Έστω ν ο αριθμός των ατόμων άνθρακα της ένωσης Ν. Προφανώς ν + 2ν = 12 ή 3ν = 12 ή ν = 4 οπότε οι ζητούμενοι συντακτικοί τύποι είναι οι εξής: Α: CH2=CH2

Β:

Γ: CH≡CH

Δ: CH3CH=O

Ε:

Ζ: CH3CH2MgCl

Θ:

Μ:

Ν: CH3CH=CHCH3

Γ2. 6 g κορεσμένης μονοσθενούς αλκοόλης Α αποχρωματίζουν 400 mL διαλύματος KMnO4 0,2 M παρουσία H2SO4. Να προσδιορίσετε τον συντακτικό τύπο της αλκοόλης Α και να γράψετε την χημική εξίσωση της αντίδρασης οξείδωσης. Δίνεται Ar(C) = 12, Ar(O) = 16, Ar(H) = 1.

(7 μονάδες) Βρίσκουμε τα mol του KMnO4: n(KMnO4) = C V = 0,4 0,2 = 0,08

H2SO4&/&170&oC

Α

+&HCl

Β Δ

Ε Ζ Μ+&Mg

απο4λυτος&αιθε4ρας

Η2Ο&/&H+

Hg&/&HgSO4

+&Δ&/&απο4λυτος&αιθε4ραςΘ

+&Η2Ο

+&Cl2

N

+&NaOHΓ

C2H5OH

CH2CH2

Cl Cl

CH3CH2

Cl

CH3CH2CHCH3

OMgCl

CH3CH2CHCH3

OH



Διακρίνουμε τις εξής περιπτώσεις: 1η περίπτωση: Η αλκοόλη Α είναι πρωτοταγής. Γράφουμε την χημική εξίσωση της οξείδωσής της από το όξινο διάλυμα του KMnO4:

Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε x = 0,1 mol οπότε:

οπότε ο συντακτικός τύπος της αλκοόλης Α είναι CH3CH2CH2OH. 2η περίπτωση: Η αλκοόλη Α είναι δευτεροταγής. Γράφουμε την χημική εξίσωση της οξείδωσής της από το όξινο διάλυμα του KMnO4:

Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε x = 0,2 mol οπότε:

3η περίπτωση: Η αλκοόλη Α είναι η CH3OH με Mr = 32. Γράφουμε την χημική εξίσωση της οξείδωσής της από το όξινο διάλυμα του KMnO4:

Από την παραπάνω αναλογία βρίσκουμε x = 0,2/3 mol οπότε:

5CvH2v+1CH2OH)+)4KMnO4)+)6H2SO4 5CvH2v+1COOH)+)4MnSO4)+)2K2SO4)+)11H2O

5)mol 4)mol

0,08)molx)mol

n"= mMr(A)

η+"12ν"+"2ν"+"1"+"12"+"2"+"16"+"1"= 60,1

η+"ν"="2

5CvH2v+1OH)+)2KMnO4)+)3H2SO4 5CvH2vΟ)+)2MnSO4)+)K2SO4)+)8H2O

5)mol 2)mol0,08)molx)mol

n"= mMr(A)

η+"12ν"+"2ν"+"1"+"16"+"1"= 60,2

η+"ν"<"1"που"ει+ναι"αδυ+νατο.

5CH3OH&+&6KMnO4&+&9H2SO4 5CO2&+&6MnSO4&+&3K2SO4&+&19H2O

5&mol 6&mol

0,08&molx&mol

n"= mMr(A)

η+"Mr(A)"=60,2/3

η+"Mr(A)"="90"που"ει+ναι"αδυ+νατο.



ΘΕΜΑ Δ Δίνονται τα εξής υδατικά διαλύματα: Διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗΑ 0,1 Μ, διάλυμα Δ1. Διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗΒ 1 Μ, διάλυμα Δ2. Διάλυμα του άλατος ΝaΑ 0,1 Μ, διάλυμα Δ3. Διάλυμα του άλατος ΝaB 1 Μ, διάλυμα Δ4. Δ1. Ποιο είναι το pH του διαλύματος Δ1;

(3 μονάδες) Έχουμε διάλυμα του ασθενούς οξέος ΗΑ οπότε θα κάνουμε πινακάκι 4 γραμμών: mol / L HA + Η2Ο Η3Ο + + A-‐1

Αρχικά C(HA) -‐ -‐ Ιοντίζονται x -‐ -‐ Παράγονται -‐ x x Τελικά C(HA) -‐ x x x

Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ ΗΑ έχουμε:

Αφού Κa / CΟΞΕΟΣ < 10-‐2 μπορούμε να πάρουμε προσεγγίσεις οπότε: C(ΗΑ) -‐ x = C(ΗΑ) (2) Από τις σχέσεις 1 και 2 βρίσκουμε x = 10-‐3 M ή pH = 3.

Δ2. Ποιο είναι το pH του διαλύματος Δ4; (5 μονάδες)

Έχουμε διάλυμα του άλατος NaB οπότε προκειμένου να βρούμε την [H3O+] και το pH θα κάνουμε πινακάκι 2 γραμμών για την διάσταση του άλατος και πινακάκι 4 γραμμών για τον ιοντισμό του ανιόντος B-‐ αφού το Na+ δεν αντιδρά με το νερό αφού προέρχεται από την ισχυρή βάση NaOH: mol / L NaB Na+ + B-‐ Αρχικά C(NaB) -‐ -‐ Τελικά -‐ C(NaB) C(NaB) mol / L B-‐ + Η2Ο HB + OH-‐

Αρχικά C(NaB) -‐ -‐ Ιοντίζονται y -‐ -‐ Παράγονται -‐ y y Τελικά C(NaB) -‐ y y y

Ka#=[H3O+]#[Α,]

[ΗΑ]η/#Ka#=

x#x x2

C(ΗΑ)#,#x(1)η/#Ka#=

C(ΗΑ)#,#x



Από την έκφραση της Κb έχουμε:

Αφού Κb / C(NaB) < 10-‐2 μπορούμε να πάρουμε προσεγγίσεις οπότε: C(NaB) -‐ y = C(NaB) (4) Από τις σχέσεις 3 και 4 βρίσκουμε y = 10-‐5 M οπότε pOH = 5 και pH = 9.

Δ3. Να αποδείξετε ότι κατά την ανάμιξη των διαλυμάτων Δ3 και Δ4, με οποιαδήποτε αναλογία, προκύπτει διάλυμα Δ5 με pH = 9.

(8 μονάδες)

Βρίσκουμε το pH του διαλύματος Δ3. Έχουμε διάλυμα του άλατος NaΑ οπότε προκειμένου να βρούμε την [H3O+] και το pH θα κάνουμε πινακάκι 2 γραμμών για την διάσταση του άλατος και πινακάκι 4 γραμμών για τον ιοντισμό του ανιόντος Α-‐ αφού το Na+ δεν αντιδρά με το νερό αφού προέρχεται από την ισχυρή βάση NaOH: mol / L NaΑ Na+ + Α-‐ Αρχικά C(NaΑ) -‐ -‐ Τελικά -‐ C(NaΑ) C(NaΑ) mol / L Α-‐ + Η2Ο HΑ + OH-‐

Αρχικά C(NaΑ) -‐ -‐ Ιοντίζονται z -‐ -‐ Παράγονται -‐ z z Τελικά C(NaΑ) -‐ z z z Από την έκφραση της Κb έχουμε:

Αφού Κb / C(NaA) < 10-‐2 μπορούμε να πάρουμε προσεγγίσεις οπότε: C(NaA) -‐ z = C(NaA) (6) Από τις σχέσεις 5 και 6 βρίσκουμε z = 10-‐5 M οπότε pOH = 5 και pH = 9. Όταν σε ένα διάλυμα με pH = 9 προσθέτουμε ένα άλλο διάλυμα με pH = 9 το διάλυμα που προκύπτει έχει και αυτό pH = 9.

Δ4. Αναμιγνύουμε 100 mL του διαλύματος Δ1 με 10 mL του διαλύματος Δ2. Στο διάλυμα που προκύπτει προσθέτουμε 0,01 mol KOH και αραιώνουμε στα 1000 mL οπότε παράγεται διάλυμα Δ6. Να βρείτε το ποσοστό εξουδετέρωσης του κάθε οξέος στο διάλυμα Δ6.

(9 μονάδες)

Kb#=[HB]#[OH*]

[B*]η,#Kb#=

y#y y2

C(NaB)#*#y(3)η,#Kb#=

C(NaB)#*#y

Kb#=[HA]#[OH*]

[A*]η,#Kb#=

z#z z2

C(NaA)#*#z(5)η,#Kb#=

C(NaA)#*#z



Έχουμε ουσίες που αντιδρούν. Βρίσκουμε τα mol του ΗΑ και του ΗΒ: mol HA = 0,1 0,1 = 0,01 mol ΗΒ = 1 0,01 = 0,01

Με το ΚΟΗ θα αντιδράσουν n1 mol από το ΗΑ και n2 mol από το ΗΒ αφού και τα δύο οξέα είναι ασθενή με n1 + n2 = 0,01 (7)

mol ΚΟΗ + ΗΑ ΚΑ + Η2Ο

Αρχικά 0,01 0,01 -‐ -‐ Αντιδρούν n1 n1 -‐ -‐ Παράγονται -‐ -‐ n1 n1 Τελικά 0,01 -‐ n1 0,01 -‐ n1 n1 n1

mol ΚΟΗ + ΗΒ ΚΒ + Η2Ο Αρχικά 0,01 -‐ n1 0,01 -‐ -‐ Αντιδρούν n2 n2 -‐ -‐ Παράγονται -‐ -‐ n2 n2 Τελικά -‐ 0,01 – n2 n2 n2

Στο διάλυμα Δ6 έχουμε τους ηλεκτρολύτες ΗΑ, ΚΑ, ΗΒ και ΚΒ με συγκεντρώσεις:

Για να βρούμε το pH του διαλύματος Δ6 θα κάνουμε πινακάκι 4 γραμμών για τον ιοντισμό των ΗΑ και ΗΒ και πινακάκι 2 γραμμών για την διάσταση των ΚΑ και ΚΒ.

mol / L ΚΑ Κ+ + Α-‐ Αρχικά C(ΚΑ)1 -‐ -‐ Τελικά -‐ C(ΚΑ)1 C(ΚΑ)1

mol / L HA + Η2Ο Η3Ο + + A-‐1

Αρχικά C(HA)1 -‐ -‐ Ιοντίζονται μ -‐ -‐ Παράγονται -‐ μ μ Τελικά C(HA)1 -‐ μ μ + ν μ + C(ΚΑ)1

C(HA)1'=0,01'+'n1

1='0,01'+'n1

C(KA)1'='n11

='n1

C(HB)1'=0,01'+'n2

1='0,01'+'n2

C(KB)1'='n21

='n2



mol / L ΚΒ Κ+ + Β-‐ Αρχικά C(ΚΒ)1 -‐ -‐ Τελικά -‐ C(ΚΒ)1 C(ΚΒ)1

mol / L HΒ + Η2Ο Η3Ο + + Β-‐1

Αρχικά C(HΒ)1 -‐ -‐ Ιοντίζονται ν -‐ -‐ Παράγονται -‐ ν ν Τελικά C(HΒ)1 -‐ ν μ + ν ν + C(ΚΒ)1

Από την έκφραση της Κa για το ΗΑ έχουμε:

Από την έκφραση της Κa για το ΗB έχουμε:

Θεωρώντας ότι ισχύουν οι προσεγγίσεις βρίσκουμε:

Διαιρώντας κατά μέλη και με τη βοήθεια της 7 βρίσκουμε n2 = 3,16 n1 (12). Από τις 7 και 12 έχουμε n1 = 2,4 10-‐3 mol και n2 = 7,6 10-‐3 mol οπότε για το οξύ ΗΑ το ποσοστό εξουδετέρωσης είναι 24 % και για για το οξύ ΗΒ 76 %. Δίνεται ότι:

Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ = 25 οC Kw = 10-‐14 , 101/2 = 3,16 Κa(HA) = 10-‐5, Ka(HB) = 10-‐4.

ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!!!

Ka(HΑ)'=[H3O+]'[Α.]

[HΑ]η0'Ka(HΑ)'=

(μ'+'ν)'(μ'+'C(KΑ)1)

C(HΑ)1'.'μ(8)

Ka(HB)'=[H3O+]'[B.]

[HB]η0'Ka(HB)'=

('μ'+'ν)'(ν'+'C(KB)1)

C(HΒ)1'.'ν(9)

Ka(HB)'=(μ'+'ν)'C(KB)1

C(HΒ)

(10)Ka(HΑ)'=(μ'+'ν)'C(KΑ)1

C(HΑ)1

(11)

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ΄ΘΕΤΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ · 2016-05-13 ·...

Documents

Transcript of ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Γ΄ΘΕΤΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ · 2016-05-13 ·...