Mέρος Α : Δομή ατόμων και χημικός δεσμός

Transcript

1 Mέρος Α : Δομή ατόμων και χημικός δεσμός Άσκηση 1 (10 μονάδες) Να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή των παρακάτω ατόμων ή ιόντων: 1. Cu 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 9 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 1 /1e σθένους ή 11e σθένους 2. Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 / 3e σθένους 3. Sc 3+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 / 8e σθένους 4. Ga 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 1 / 3e σθένους 6. V 3+ 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 / 2e σθένους Πόσα ηλεκτρόνια σθένους υπάρχουν σε κάθε περίπτωση; Άσκηση 2 (12 μονάδες) Να προβλέψετε και να δείξετε αναλυτικά το είδος του χημικού δεσμού στις παρακάτω περιπτώσεις: 1. Na Ιοντικός Δεσμός Na 2. CaF2 Ca Ιοντικός Δεσμός F F

2 3. 2 Ομοιοπολικός Μη Πολωμένος 4. H2S Ομοιοπολικός Πολωμένος H S H 5. Fe3 Ιοντικός Δεσμός Fe 6. P2O5 Ομοιοπολικός Δεσμός

3 Άσκηση 3 (8 μονάδες) Να σχεδιάσετε τις δομές Lewis των ακόλουθων ενώσεων: Άσκηση 4 (7 μονάδες) Τί είδους διαμοριακές αλληλεπιδράσεις είναι πιθανόν να αναπτύσσονται στις πιο κάτω περιπτώσεις:

4 CH4, H2O, πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC), ναυλον 6, CH3CH2CH2CH2CH3, C(CH3)4. Από τις 2 τελευταίες περιπτώσεις που έχουμε 2 υδρογονάνθρακες με ίδιο χημικό τύπο αλλά διαφορετική δομή, σε ποιά περίπτωση κατά τη γνώμη σας αναπτύσσονται ισχυρότερες διαμοριακές αλληλεπιδράσεις; CH4: Van der Waals επαγόμενου διπόλου Η2Ο: Δεσμοί Υδρογόνου PVC: Van der Waals διπόλου-διπόλου Nylon 6: Δεσμοί Υδρογόνου CH3CH2CH2CH2CH3: Van der Waals επαγόμοενου διπόλου C(CH3)4: Van der Waals επαγόμενου διπόλου Iσχυρότερες αλληλεπιδράσεις έχει ο υδρογονάνθρακας CH3CH2CH2CH2CH3 λόγω γραμμικής δομής.

5 Άσκηση 5 ( 6 μονάδες) Να γραφούν οι ολοκληρωμένες χημικές δομές καθώς και ο χημικός τύπος των πιο κάτω χημικών ενώσεων: Άσκηση 6 (5 μονάδες) Να δοθεί ο υβριδισμός σε κάθε άτομο άνθρακα στις πιο κάτω στις πιο κάτω ενώσεις: 1. ΗC CH

6 Υβριδισμός sp και για τους 2 άνθρακες. 2. CH2=C-CH2CH3 Υβριδισμός sp 2 για τους πρώτους 2 και sp 3 για τους 2 τελευταίους άνθρακες. 3. Υβριδισμός sp 2 για όλους τους άνθρακες, εκτός από αυτούς που υποδεικνείονται με βέλος και οι οποίοι έχουν υβριδισμό sp 3 Mέρος Β : Στοιχειομετρία/Συγκέντρωση Άσκηση 1 (8 μονάδες) Α. Να υπολογίσετε τις παρακάτω ποσότητες σε mol: L αερίου μεθανίου CH4 σε κανονικές συνθήκες 1 mol 22.4L X1 moles 2.24L X1=0.1 mol x10 22 μόρια αμμωνίας NH3 1 mol 6,023x10 23 X2 moles 2.29x10 22 X2=0,038 mol - 3.6g αμμωνίας NH3 1 mol 17 g X3 moles 3.6 g X3=0.21 mol - 9,8g θειϊκού οξέος H2SO4 1 mol 98 g X4=0.1 mol X4 moles 9,8 g Β. Πόσα γραμμάρια, g ζυγίζουν οι πιο κάτω ποσότητες: mol αμμωνίας NH3 1 mol 17 g 0.8 moles X1 g X1=13.6 g

7 x10 22 μόρια γλυκόζης C6H12O6 1 mol 6x10 23 μόρια X x10 22 μόρια 1 mol 180 g 0.37 moles X3 X2=0.37 moles X3=66.5g - 1 μόριο αζώτου, N2 1 mol 6x10 23 μόρια X4 1 μόριo 1 mol 28 g 1.66x10-24 moles X5 X4=1.66x10-24 moles X5=4.66x10-23 g - 1,12L θειϊκού οξέος H2SO4 1 mol 22,4L 98g 0.8 moles 1,12L X6 g X6=4,9 g Άσκηση 2 (6 μονάδες) Να προσδιοριστούν τα moles του H που απαιτούνται για την πλήρη αντίδραση 25g Ca(OH)2 98% κ.β σύμφωνα με την πιο κάτω χημική εξίσωση: Ca(OH)2 + 2H Ca2 + 2H2O 100 g μίγματος 98g Ca(OH)2 25 g x1 X1=24.5 g Ca(OH)2 1 mol Ca(OH)2 74 g X g X2=0.33 moles Ca(OH)2 1 mol Ca(OH)2 αναλογούν σε 2 moles Η 0.33 moles Ca(OH)2 x3 X3=0.66 moles H Άσκηση 3 (8 μονάδες) a. Πόσα moles Κ περιέχονται σε 50g ΚΜnO4; b. Πόση ποσότητα Cr, C και Fe χρειάζεται για την παραγωγή 10kg ανοξείδωτου

8 α. 1mol KMnO4 (158 g/mol) 1 mol K (39.1g/mol) 50g KMnO4 x x=12,34 g K (0,3 mol) σε 50 g ΚΜnO4 b. Στα 100 g Άρα, στα 10 kg 2 g C 16 g Cr 100-(2+16)=82 g Fe x1 g C x2 g Cr x3 g Fe x1= 200g C x2= 1600 g Cr x3=8200 g Fe Άσκηση 4 (10 μονάδες) Κατά την αντίδραση Να3PO4 με Mg2 σε νερό σχηματίζεται στερεό Mg3(PO4)2 και Na, το οποίο διαλύεται πλήρως στο νερό. Αν διαλυθούν σε 20ml νερού 0.164g Na3PO4 και 0.095g Mg2: a. Πόσα γραμμάρια στερεού Mg3(PO4)2 θα παραχθούν; b. Ποιά θα είναι η μοριακότητα του Na στο διάλυμα; 2 Na3PO4 + 3 Mg2 Mg3(PO4)2 + 6 Na 2mol 3mol 1 mol 6 mol Υπολογίζουμε πόσα moles από κάθε ένωση αντιδρούν, σύμφωνα με τα δεδομένα: 1 mol Na3PO4 164 g x g x1= 1x10-3 mol Na3PO4 αντιδρούν 1 mol Mg g x g x2= 1x10-3 mol Mg2 αντιδρούν α. Σύμφωνα με την εξίσωση: 3mol Mg2 αναλογούν σε 1 mol Mg3(PO4)2 προιόντος Αφού αντιδρούν 1x10-3 mol Mg2, σε πόσα moles Mg3(PO4)2 αναλογούν (x3);

9 x3 = 3.33x10-4 mol Mg3(PO4)2 1 mol Mg3(PO4) g 3.33x10-4 mol Mg3(PO4)2 x4 x4= 8.75x10-2 g Mg3(PO4)2 παράγονται β. Σύμφωνα με την εξίσωση: 2 mol Na3PO4 αναλογούν σε 6 mol Νa Αφού αντιδρούν 1x10-3 mol Na3PO4, σε πόσα moles Na αναλογούν (x5); x5 = 2x10-3 mol Na Ζητείται η μοριακότητα, δηλαδή τα moles σε 1000 ml διαλύματος. Άρα: 2x10-3 mol Na στα 20 ml x6 mol Na στα 1000 ml x6= 0.1M Άσκηση 5 (10 μονάδες) Πόση ποσότητα νερού πρέπει να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή 10ml διαλύματος H 0.1M από διάλυμα το οποίο σχηματίστηκε από 2ml πυκνού H 12M και 8ml H2O; Έχουμε 2ml πυκνού H 12M το οποίο προστίθεται σε 8 ml νερού: 1000ml 12 mol H 2 ml x2 Αφού προστίθεται σε 8ml H2O, έχουμε συνολικό όγκο 10 ml: mol 10ml X3 1000ml X2=0.024 mol πυκνού H X3=2.4M πυκνού H σε 10 ml Αυτή είναι η μοριακότητα του αρχικού διαλύματος από το οποίο θα πάρω κάποια ποσότητα για να κατασκευάσω 10ml διαλύματος 0.1Μ Λ: Σύμφωνα με τον τύπο CτελικόVτελικό=CαρχικόVαρχικό: 10ml0.1Μ (το τελικό διάλυμα που θέλω να παρασκευάσω) = 2.4Μ Χ4 (από το αρχικό διάλυμα που θα χρησιμοποιήσω)

10 Χ4= 0.4ml πυκνού διαλύματος άρα το υπόλοιπο θα είναι νερό μέχρι να φτάσω τα 10 ml 10ml -0.4= 9.6 ml H2O Άσκηση 6 (8 μονάδες) Ο υδρογονάνθρακας C7H16 έχει πυκνότητα d=0.685 g/ml. Πόσα λίτρα O2 σε θερμοκρασία 37 ο C και πίεση 1.25 atm χρειάζονται ώστε να κάνουν 15L βενζίνης ; (Δίνεται R=0.082, T=310K) C7H O2 7CO2 + 8H2O Tα 15L (15 000ml) C7H16 αντιστοιχούν σε 10275g σύμφωνα με την πυκνότητα: d=m/v m=0, ml=10275g Αν το 1 mol 100g X g X1= 102,75 mol C7H16 Όμως, 1 mol C7H16 αναλογούν σε 11 moles O2 X2= 1130,25 moles O2 102,75 moles αναλογούν σε x2 Moles O2 Σύμφωνα με τον τύπο, PV=nRT λύνουμε ως προς V και βρίσκουμε ότι VO2 = 22984,76 L O 2.