ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΟΜΗ - ΙΟΝΤΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/11/2014

Transcript

1 ΚΕΝΤΡΟ Αγίας Σοφίας ΝΤΕΠΩ Β. Όλγας ΕΥΟΣΜΟΣ Μ.Αλεξάνδρου ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΗ ΥΛΗ: ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΟΜΗ - ΙΟΝΤΙΚΗ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 2/11/2014 ΘΕΜΑ Α Α1. γ A2. α A. α A4. β Α5. δ ΘΕΜΑ Β Β1. α) σελ.98, 108 σχολικό β) iii. δεν µπορούµε να συγκρίνουµε την ισχύ τους τα δύο διαλύµατα έχουν ίδιο διαλύτη, ίδια θερµοκρασία, είναι οι µοναδικές ουσίες των διαλυµάτων τους, όµως δεν γνωρίζουµε τη συγκέντρωση τους. Ο βαθµός ιοντισµού εξαρτάται και από τη συγκέντρωση του διαλύµατος. γ) το ασθενές οξύ ΗΑ είναι η µοναδική ουσία και στα τρία διαλύµατα, καθώς επίσης τα διαλύµατα είναι αραιά. Άρα ισχύει ο νόµος αραίωσης του Ostwald, K a a= (α<0,1,οι προσεγγίσεις c ισχύουν). Από τη σχέση αυτή προκύπτει ότι για τα δύο πρώτα διαλύµατα ισχύει αi<αii (Κα = σταθερή). Επίσης από την ίδια σχέση προκύπτει ότι για τα διαλύµατα ii και iii ισχύει αii < αiii (Κα αυξάνεται λόγω αύξησης θερµοκρασίας ενώ οι συγκεντρώσεις είναι ίδιες). Εποµένως: αi < αii <αiii Β2. α. ΛΑΘΟΣ Στο υδρογόνο και τα υδρογονοειδή ιόντα ισχύει Ε 2S = E 2p (εκφυλισµένα τροχιακά). β. ΛΑΘΟΣ Περιέχει µέταλλα, αµέταλλα και µεταλλοειδή. γ. ΛΑΘΟΣ Ζ=24: 1s 2 2s 2 2p 6 s 2 p 6 d 5 4s 1, έχουµε 6 µονήρη ηλεκτρόνια άρα Σm s =. δ. ΣΩΣΤΟ Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 1

2 ΚΕΝΤΡΟ Αγίας Σοφίας ΝΤΕΠΩ Β. Όλγας ΕΥΟΣΜΟΣ Μ.Αλεξάνδρου Υπάρχει δυνητικά. Τα τροχιακά είναι λύσεις της εξίσωσης του Schrodinger και υπάρχουν και χωρίς τα ηλεκτρόνια. ε. ΣΩΣΤΟ Η φύση του διαλύτη επηρεάζει τη σταθερά ιοντισµού Κα, δηλαδή την ισχύ των οξέων, µε αποτέλεσµα τo CH COOH να παρουσιάζει διαφορετική ισχύ στο νερό απ ότι στην αµµωνία. Β. α. Ο αυτοιντισµός του Η 2 Ο, που συµβαίνει σε κάθε υδατικό διάλυµα είναι ενδόθερµο φαινόµενο, δηλαδή µε αύξηση της θερµοκρασίας αυξάνεται η Kw. Στο διάλυµα που έχουµε η Kw αυξήθηκε άρα αυξήθηκε και η θερµοκρασία, θ>25 ο C. β. i. καθαρό νερό: στους θ ο C [Η Ο + ]=[ΟΗ - ] [Η Ο + ][ΟΗ - ]=Kw [Η Ο + ][ΟΗ - ]=10-1 [Η Ο + ] 2 =10-1 [Η Ο + ]=10-6,5 ph = 6,5 ΘΕΜΑ Γ ii. NaOH 0,1 M H2O NaOH Na + + OH - cm cm cm [OH - ]=10-1 M, στους θ ο C ισχύει: [ΟΗ - ][Η Ο + ]=10-1 αρα: 10-1 [Η Ο + ]=10-1 [Η Ο + ]=10-12 Μ ph = -log[h Ο + ]=12 Γ1. α. σωστή η (i) Από η σχέση E = (hc)/λ το µήκος της ακτινοβολίας είναι µέγιστο, όταν η ενέργεια του φωτονίου είναι ελάχιστη. Ελάχιστη ενέργεια έχουµε για διέγερση από τη θεµελιώδη στην πρώτη διεγερµένη hc κατάσταση. Εφ = Ε 2 Ε 1 = (hc)/λ λ= E E 2 1 β. 1 g H περιέχει Ν Α = 6, άτοµα 0,8 g H περιέχουν x άτοµα x= 4, άτοµα Επειδή η ενέργεια ιοντισµού ενός ατόµου Η είναι Ειοντ = 2, J Άρα τα 4, άτοµα απαιτούν ενέργεια Εολ = 4, , = 10,510 5 J. Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 2

3 ΚΕΝΤΡΟ Αγίας Σοφίας ΝΤΕΠΩ Β. Όλγας ΕΥΟΣΜΟΣ Μ.Αλεξάνδρου Γ2. α. e- β. 2 He: 18η οµάδα 16S: 16η οµάδα 19Κ: 1η οµάδα 29Cr: 11η οµάδα γ. (i) Όπως προκύπτει από τις παραπάνω ηλεκτρονικές δοµές, τα στοιχεία Να και Κ, ανήκουν στην ίδια οµάδα του Π.Π. άρα έχουν περίπου ίδιο δραστικό πυρηνικό φορτίο. Το 19 Κ όµως, έχει µεγαλύτερο κύριο κβαντικό αριθµό, δηλαδή κατανέµει σε περισσότερες στιβάδες τα ηλεκτρόνια του, άρα η έλξη του πυρήνα στα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας είναι ασθενέστερη και το µέγεθός του είναι µεγαλύτερο από του 11 Να. (ii) 16 S 2- : 1s 2 2s 2 2p 6 s 2 p 6 Από την ηλεκτρονιακή κατανοµή προκύπτει ότι τα ηλεκτρόνια για το 16 S και το ανιόν του 16 S 2-, κατανέµονται σε ίδιο αριθµό στιβάδων. Το ανιόν όµως έχει επιπλέον δύο ηλεκτρόνια, ενώ το πυρηνικό φορτίο είναι ίδιο, µε αποτέλεσµα να αυξάνονται οι απώσεις µεταξύ των ηλεκτρονίων. Εποµένως η ατοµική ακτίνα του 16 S 2- είναι µεγαλύτερη από το 16 S. δ. η ένωση Li 2 SΟ είναι ιοντική και αποτελείται από τα ιόντα Li + 2- και SΟ για το Li : 1s 2 2s 1 άρα η δοµή Lewis του Li είναι Li η δοµή Lewis για το SΟ 2- είναι: ηλεκτρόνια σθένους: = 26 δεσµικά ηλεκτρόνια : 6 µη δεσµικά : 20 ηλεκτρονική οµή: (ii) (i) η ένωση SΟ 2 είναι οµοιοπολική: + O S O 2 Li ii I ii O ii 2 ηλεκτρόνια σθένους: = 18 δεσµικά ηλεκτρόνια : 4 µη δεσµικά : 14 άρα : O S O ii ii το στοιχείο Χ όµως δεν έχει αποκτήσει 8 ηλεκτρόνια, άρα ένα ζεύγος ηλεκτρονίων του Ο από µη δεσµικό µετατρέπεται σε δεσµικό. Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα

4 ΚΕΝΤΡΟ Αγίας Σοφίας ΝΤΕΠΩ Β. Όλγας ΕΥΟΣΜΟΣ Μ.Αλεξάνδρου Ηλεκτρονική οµή Lewis: O S= O ii ii ε. Παρατηρούµε ότι η Εi αυξάνεται απότοµα, άρα το κατιόν Υ 2+ έχει αποκτήσει ιδιαίτερα σταθερή δοµή που αντιστοιχεί σε δοµή ευγενούς αερίου. Άρα το στοιχείο Υ ανήκει στη ΙΙΑ οµάδα της ης περιόδου. H ενέργεια ιοντισµού εξαρτάται από την ατοµική ακτίνα, από το φορτίο του πυρήνα και από τα ενδιάµεσα ηλεκτρόνια. Το στοιχείο Υ έχει µεγαλύτερη ατοµική ακτίνα από το στοιχείο S, διότι σε µια περίοδο η ατοµική ακτίνα µειώνεται από αριστερά προς τα δεξιά, καθώς όσο αυξάνεται ο ατοµικός αριθµός (δηλαδή όσο πάµε δεξιά) αυξάνεται το δραστικό πυρηνικό φορτίο. Εποµένως το στοιχείο Υ έχει µικρότερη Ei 1 ιοντισµού από το στοιχείο S. ΘΕΜΑ 1. α. Κατά τη διάλυση των ασθενών οξέων στο νερό πραγµατοποιούνται οι παρακάτω ισορροπίες ιοντισµού: 1 CH COOH + H 2 O CH COO - + H O + ι.ι. (Μ) 0,1-x x x ph = [H O + ] = 10 - M α 1 =0,001/0,1=0,01 2 ΗCOOH + H 2 O ΗCOO - + H O + ι.ι.(μ) 1 y y y ph = 2 [H O + ] = 10-2 M α 2 =0,01/1 = 0,01 β [HO ] [HO ] (10 ) Ka1= = = = 10 c x c 0,1 5 (α 1 <0,1, άρα οι προσεγγίσεις ισχύουν: c x c) Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 4

5 ΚΕΝΤΡΟ Αγίας Σοφίας ΝΤΕΠΩ Β. Όλγας ΕΥΟΣΜΟΣ Μ.Αλεξάνδρου [HO ] [HO ] (10 ) Ka2= = = = 10 c x c 1 4 (α 2 <0,1, άρα οι προσεγγίσεις ισχύουν: c x c) γ. 2 : Αρχικά n 2 = 1x0,0 = 0,0 mol 2 : Μετά την αραίωση α 2 = 0,0 Τα διαλύµατα έχουν την ίδια θερµοκρασία, άρα Ka = σταθερό οπότε: (a 1 ) 2 c 1 =(a 2 ) 2 c 2 ή (0,01) 2 1 = (0,0) 2 c 2 ή c 2 = 1/9 M V 2 = n 2 /c 2 = 0,0/(1/9) = 0,27L Άρα: VH 2O = 0,27 0,0 = 0,24L H 2 O δ. i. Κατά την προσθήκη του οξέος αυξάνεται η συγκέντρωση του, και άρα από τη σχέση Ka [HO ] C + 2 =, (ισχύουν οι προσεγγίσεις), αυξάνεται και η συγκέντρωση των [Η Ο + ], άρα µειώνεται η τιµή του ph. Συνεπώς ph 1 = 2,5. ii. 1: n 1 = 0,10,05 = 0,005 mol 1: κατά την ανάµειξη: 0,005 + n πρ = n 1 (1) CH COOH + H 2 O CH COO - + H O + ι.ι.(m) C 1 -x x x Ka 1 [HO ] [HO ] (10 ) = = = C' x C' C' , (η συγκέντρωση αυξήθηκε, ο βαθµός ιοντσιµού µειώνεται σε σχέση µε το αρχικό διάλυµα, άρα α<0,1, οπότε οι προσεγγίσεις ισχύουν: c 1 x c 1 ) 10 2,5 2 2 (10 ) = C' Άρα στη σχέση (1): 1 ' C1= 1M και n 1 = c 1 V 1 = 10,05=0,05 mol 0,005 + n πρ = 0,05 n πρ = 0,045 mol προστέθηκαν ΤΙΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΕΠΙΜΕΛΗΘΗΚΕ Ο ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΣΙΑΠΚΑΣ ΗΜΗΤΡΗΣ Φροντιστήρια ΣΥΣΤΗΜΑ Σελίδα 5