ΧΗΜΕΙΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥ 23.05.2011
ΘΕΜΑ Α
Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.
Α1. Το στοιχείο που περιέχει στη θεμελιώδη κατάσταση τρία ηλεκτρόνια στην 2p υποστιβάδα έχει ατομικό αριθμό:
α. 5
β. 7
γ. 9
δ. 15
Μονάδες 5
Α2. Από τα παρακάτω ανιόντα, ισχυρότερη βάση κατά Brönsted-Lowry είναι:
α. HCOO¯
β. NO3¯
γ. Cl¯
δ. ClO4¯
Μονάδες 5
Α3. Από τα παρακάτω διαλύματα, μεγαλύτερη ρυθμιστική ικανότητα έχει:
α. CH3COOH 0,1M – CH3COONa 0,1M
β. CH3COOH 0,01M – CH3COONa 0,01M
γ. CH3COOH 0,5M – CH3COONa 0,5M
δ. CH3COOH 1,0M – CH3COONa 1,0M
Μονάδες 5
Α4. Ο δεσμός μεταξύ του 2ου και του 3ου ατόμου άνθρακα στην ένωση HC≡C–CH=CH2 δημιουργείται με επικάλυψη υβριδικών τροχιακών:
α. sp3–sp3
β. sp–sp2
γ. sp2–sp3
δ. sp3–sp Μονάδες 5
A5. Να χαρακτηρίσετε τις προτάσεις που ακολουθούν, γράφοντας στο τετράδιό σας δίπλα στο γράμμα που αντιστοιχεί σε κάθε πρόταση τη λέξη Σωστό, αν η πρόταση είναι σωστή, ή Λάθος, αν η πρόταση είναι λανθασμένη.
α. Οι τομείς s και p του περιοδικού πίνακα περιέχουν 2 και 6 ομάδες αντίστοιχα.
β. Ο αριθμός τροχιακών σε μία υποστιβάδα, με αζιμουθιακό κβαντικό αριθμό ℓ, δίνεται από τον τύπο: 2ℓ+1.
γ. Το pH υδατικού διαλύματος NaOH συγκέντρωσης 10–8 Μ είναι 6.
δ. Κατά την προσθήκη ΗCl στο προπίνιο, προκύπτει ως κύριο προϊόν το 1,2–διχλωροπροπάνιο.
ε. Κατά την προσθήκη Na σε αιθανόλη, παρατηρείται έκλυση αερίου.
Μονάδες 5
ΘΕΜΑ Β
Β1. Δίνονται τα άτομα/ιόντα: 12Mg2+, 15P, 19K, 26Fe2+.
α. Να γράψετε τις ηλεκτρονιακές δομές τους (κατανομή ηλεκτρονίων σε υποστιβάδες). (μονάδες 4)
β. Να γράψετε τον αριθμό των μονήρων ηλεκτρονίων που περιέχει καθένα από τα άτομα/ιόντα:
15P, 19K, 26Fe2+ (μονάδες 3)
Μονάδες 7
Β2. Να αιτιολογήσετε τις επόμενες προτάσεις:
α. Η 1η ενέργεια ιοντισμού του 17Cl είναι μεγαλύτερη από την 1η ενέργεια ιοντισμού του 16S.
β. Η αντίδραση: HNO3 + F¯ NO3¯ + HF, είναι μετατοπισμένη προς τα δεξιά.
γ. Κατά την αραίωση ρυθμιστικού διαλύματος σε σχετικά μικρά όρια, το pH του διατηρείται πρακτικά σταθερό.
δ. To pH στο ισοδύναμο σημείο, κατά την ογκομέτρηση διαλύματος NH3 με πρότυπο διάλυμα HCl, είναι μικρότερο του 7.
ε. Κατά την προσθήκη HCN σε καρβονυλική ένωση και στη συνέχεια υδρόλυση του προϊόντος, προκύπτει 2–υδροξυοξύ.
Μονάδες 10
Β3. Κάθε μία από τις ενώσεις: HCH=O, HCOOH, CH3CH=O και CH3COOH, περιέχεται αντίστοιχα σε τέσσερις διαφορετικές φιάλες.
Πώς θα ταυτοποιήσετε την ένωση που περιέχεται σε κάθε φιάλη, αν διαθέτετε μόνο τα εξής αντιδραστήρια: α. αντιδραστήριο Fehling, β. διάλυμα Ι2 παρουσία NaOH, γ. όξινο διάλυμα KMnO4. Να γράψετε τις παρατηρήσεις στις οποίες στηριχτήκατε για να κάνετε τις παραπάνω ταυτοποιήσεις. Μονάδες 8
ΘEΜΑ Γ
Γ1. Δίνονται οι παρακάτω χημικές μετατροπές:
Να γράψετε τους συντακτικούς τύπους των οργανικών ενώσεων Α, Β, Γ, Δ, Ε, Ζ, Θ. Μονάδες 14
Γ2. Διαθέτουμε ομογενές μείγμα δύο αλκοολών του τύπου C3H8O. Το μείγμα χωρίζεται σε δύο ίσα μέρη.
i. Το 1ο μέρος αντιδρά με περίσσεια διαλύματος Ι2+ΝaOH και δίνει 78,8 g κίτρινου ιζήματος.
ii. Το 2ο μέρος απαιτεί για την πλήρη οξείδωσή του 3,2L διαλύματος ΚΜnO4 0,1M παρουσία H2SO4.
Να βρεθούν τα mol των συστατικών του αρχικού μείγματος. Δίνεται: Mr(CHI3)= 394
Μονάδες 11
ΘΕΜΑ Δ
Διαθέτουμε υδατικά διαλύματα CH3COONa 0,1M (διάλυμα A) και NaF 1M (διάλυμα B).
Δ1. Να υπολογιστεί το pH του διαλύματος Α; Μονάδες 4
Δ2. Πόσα mL H2O πρέπει να προσθέσουμε σε 10 mL του διαλύματος Α, για να μεταβληθεί το pH του κατά μία μονάδα;
Μονάδες 6
Δ3. Πόσα mL διαλύματος ΗCl 0,01M πρέπει να προσθέσουμε σε 10 mL διαλύματος Α, για να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα με pH=5; Μονάδες 6
Δ4. 10 mL του διαλύματος Α αναμειγνύονται με 40 mL του διαλύματος Β και προκύπτουν 50 mL διαλύματος Γ. Να υπολογιστεί το pH του διαλύματος Γ. Μονάδες 9
Δίνεται ότι:
• Όλα τα διαλύματα βρίσκονται σε θερμοκρασία θ=25°C, 35a(CHCOOH)K1 10−4, Kw=10−14
• Τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπουν τις γνωστές προσεγγίσεις.
ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ
ΘΕΜΑ Α
Α1. β Α2. α Α3. δ Α4. β
Α5. α. Σωστό, β. Σωστό, γ. Λάθος, δ. Λάθος, ε. Σωστό
B1. α. 15
β. Ο Ρ διαθέτει τρία μονήρη e– , το Κ διαθέτει 1 μονήρες e– και το 226Feδιαθέτει 4 μονήρη e–
Β2. α.
22625172262416Cl:1s2s2p3s3p3ηπερίοδος,17ηομάδαS:1s2s2p3s3p3ηπερίοδος,16ηομάδα
Ισχύει ότι: , καθώς το Cl βρίσκεται πιο δεξιά και στην ίδια περίοδο με το S, επομένως η απόσπαση ei1(Cl)i1(S)EE– από το άτομο Cl είναι πιο δύσκολη σε σχέση με το άτομο S.
β. Το HF είναι ασθενές οξύ, ενώ το HNO3 είναι ισχυρό οξύ. Οι πρωτολυτικές αντιδράσεις είναι μετατοπισμένες προς την κατεύθυνση των πιο ασθενών ηλεκτρολυτών, επομένως η συγκεκριμένη αντίδραση είναι μετατοπισμένη προς τα δεξιά. (HNO3 πιο ισχυρό οξύ από το HF και F– πιο ισχυρή βάση από το 3NO)
γ. Επειδή η αραίωση μεταβάλλει τις συγκεντρώσεις των συστατικών του ρυθμιστικού με ανάλογο τρόπο, ο λόγος Cβ/Co παραμένει σταθερός, άρα με βάση την εξίσωση Hendersson-Hasselbalch ( ) συμπεραίνουμε ότι το pH διατηρείται σταθερό.
Σημείωση: η αραίωση πρέπει να πραγματοποιείται μέσα σε κάποια όρια, ώστε οι Co, Cβ να έχουν τιμή C > 10–3M. δ. Κατά την ογκομέτρηση πραγματοποιείται η εξουδετέρωση:
(καρβονυλική ένωση)
(2-υδροξύ-οξύ) . Στο ισοδύναμο σημείο, η αντίδραση είναι πλήρης οπότε το διάλυμα περιέχει το όξινο άλας ΝΗ4Cl, όπως φαίνεται από την διάστασή του:
2HO444233NHClNHClNHHONHHO
Το Cl– δεν αντιδρά με το ΗΟ (HCl: ισχυρό οξύ). 2
ο3[HO][OH]pH7(θ25C)ε.
1C1C
Σημείωση: R1, R2 : αλκύλιο (v2v1CH,v1) ή Η
Β3. Με το αντιδραστήριο Fehling διακρίνουμε τις αλδεΰδες, 3(CHCH0καιHCH0)οι οποίες σχηματίζουν ίζημα Cu2O. Στη συνέχεια με το διάλυμα Ι2 σε ΝaOH ταυτοποιούμε την CH3CH=0 που δίνει κίτρινο ίζημα CHI3.
Οι ενώσεις HCOOH και CH3COOH διακρίνονται με το όξινο διάλυμα ΚMnO4, το οποίο αποχρωματίζεται από το HCOOH, καθώς είναι το μοναδικό μονοκαρβοξυλικό οξύ που οξειδώνετ
ΘΕΜΑ Γ
Γ1. (Α) CH3CHCH3 (E) CH3CHMgI
CH
OH
3
(Β) CH3CCH3 (Z) CH3CH – C CH3
(Γ) CH3CH=CH2 (Θ) CH3CH – C CH3
(Δ) CH3CHCH3
Γ2. Το μείγμα διαθέτει τα ισομερή CH3CH2CH2OH και CH3CH(OH)CH3, με αρχικές ποσότητες mol 2y και 2x αντίστοιχα.
1ο μέρος: Με το διάλυμα Ι2 σε NaOH αντιδρά μόνο η CH3CHCH3 (x mol)
OH
O
I
CH3
CH3
OMgI
CH3
CH3
OΗ
CH3CHCH3 + 4I2 + 6NaOH CH3COONa + CHI3 + 5NaI + 5H2O
OH
x mol x mol
3CHIrm78,8n0,M394
2ο μέρος: Με το όξινο διάλυμα KMnO4 αντιδρούν και τα δύο ισομερή (x mol και y mol αντίστοιχα). Άρα:
5CH3CH2CHOH + 4KMnO4 + 6H2SO4 5CH3CH2COOH + 2K2SO4 + 4MnSO4 + 11H2
y mol 4ymol5
5CH3CH(OH)CH3 + 2KMnO4 + 3H2SO4 5CH3COCH3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2
x mol 2xmol5 Άρα:
Επομένως, οι αρχικές ποσότητες των ισομερών είναι 0,6 mol CH3CH2CH2OH και 0,4 mol CH3CH(OH)CH3.
ΘΕΜΑ Δ
Δ1.
Διάλυμα Α:
Μ
CH3COONa 2HO3CHCOONa
αρχ.
0,1 – –
τελ.
– 0,1 0,1
To Na+ δεν αντιδρά με το ΗΟ (ΝaΟΗ = ισχυρή βάση) 2
Μ
CH3COO– + Η2Ο 3CHCOOHOH
Iισορ.
0,1 – x x x
0,1 – x 0,1M
2105bbxKxK0,11010MOH0,1 Άρα: Δ2. Αραίωση διαλύματος Α
Άρα: pH8
Μ
CH3COONa 2HO3CHCOONa
αρχ.
– – C
τελ. – C
Μ
CH3COO– + Η2Ο 3CHCOOHOH
αρχ.
– – C
Iισορ. – y y y
22123b9byy10KC10CK10 Νόμος αραίωσης:
Άρα: 22HOHOVVV1000mL10mLV990mL
Δ3. 33CHCOONanCV0,10,0110
mol 2HClHClHClnCV0,01V10V
HCl
Πραγματοποιείται η αντίδραση διπλής αντικατάστασης.
mol
CH3COONa + ΗCl 3CHCOOHNaCl
αρχ.
10–3 10–2VHCl – –
Για να προκύψει ρυθμιστικό διάλυμα θα πρέπει να βρίσκεται σε περίσσεια το CH3COONa. Άρα:
mol
CH3COOΝa + ΗCl 3CHCOOHNaCl
αρχ.
10–3 10–2VHCl – –
τελ.
10–3–10–2VHCl – 10–2VHCl 10–2VHCl
NaCl: Ουδέτερο άλας δεν επηρεάζει το pH του διαλύματος
Εξίσωση Henderson – Hasselbalch Άρα:
ολ.ολ.Δ4. Οι συγκεντρώσεις των δύο αλάτων στο τελικό διάλυμα είναι οι εξής:
BBBΓB10,04NaF:CVCVC0,8M0,05
Διάλυμα Γ:
Μ
CH3COONa 2HO3CHCOONa
αρχ.
0,02 – –
τελ.
– 0,02 0,02
Μ CH3COO– + Η2Ο
αρχ.
0,02 – –
Iισορ.
0,02 – ω ω ω
EKI (OH–): [OH–] = ω + z
F10wbaKΚ10K
1025+10(ωz)ωz10M[OH]
Επιμέλεια
Τσικαλάς Γιάννης Κυριακάκης Μιχάλης
Μ
NaF 2HONaF
αρχ.
0,8 – –
τελ.
– 0,8 0,8
Μ
F– + Η2Ο HFOH
αρχ.
0,8 – –
Ισορ.
0,8 – z z z
