ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α
A1. Δίνεται η ισορροπία:
2A(g) + B(g) Γ(g)
Προσθέτουμε σε κενό δοχείο ίσο αριθμό mol Β και Γ και καθόλου A. Στην ισορροπία θα έχουμε οπωσδήποτε:
α. [Α] = [Β]
β. [Α] < [Γ]
γ. [Β] > [Γ]
δ. [Β] = [Γ]
Μονάδες 5
A2. Δοχείο σταθερού όγκου περιέχει α mol HI σε ισορροπία με H2 και I2, που περιγράφεται με την εξίσωση:
Η2(g) + I2(g) 2HI(g)
Αν εισάγουμε στο σύστημα αυτό β mol HI, τότε ο αριθμός των mol του HI που θα περιέχεται τελικά στο δοχείο, θα είναι:
α. ίσος με α+β
β. μικρότερος από α+β και μεγαλύτερος από α γ. μικρότερος από α
δ. ίσος με α.
Μονάδες 5 A3. Υδατικό διάλυμα ΚΟΗ συγκέντρωσης 10-8 Μ στους 25 οC έχει pH:
α. 6 β. 6,98 γ. 7,02 δ. 8
Μονάδες 5 A4. Υδατικό διάλυμα HClO4 έχει στους 25 °C pH = 1. Κατά τη συνεχή αραίωση το pH του διαλύματος
αυτού:
α. αυξάνεται συνεχώς
β. αυξάνεται μέχρι την τιμή 14
γ. αυξάνεται αλλά παραμένει πάντα μικρότερο του 7 δ. μειώνεται μέχρι την τιμή μηδέν.
Μονάδες 5
ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ / Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥ
ΣΕΙΡΑ: 1
ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 17 – 01 – 2016
ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: Μαρία Ρήγα, Σταυρούλα Γκιτάκου, Μαρίνος Ιωάννου
A5. Αν εξουδετερώσουμε πλήρως διάλυμα CH3COOH 0,1 M με διάλυμα NaOH προκύπτει διάλυμα για το pH του οποίου, στους 25 οC, ισχύει:
α. pH > 7 β. pH = 7 γ. pH < 7 δ. pH ≥ 7.
Μονάδες 5
ΘΕΜΑ Β
Β1. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστές ή Λανθασμένες και να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας:
i. Η σταθερά Κc για την ισορροπία:
Ν2(g) + 3Η2(g) 2ΝΗ3(g) ΔΗ = -22Kcal αυξάνεται, όταν αυξηθεί η θερμοκρασία.
ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Η σταθερά Κc για την ισορροπία αυτή μειώνεται όταν αυξηθεί η θερμοκρασία αφού η αντίδραση είναι εξώθερμη.
ii. Σε κλειστό δοχείο βρίσκονται σε ισορροπία 2 mol Α, 2 mol Β και 3 mol Γ, σύμφωνα με τη χημική εξίσωση:
Α(g) + Β(g) Γ(g), ΔΗ < 0.
Μεταβάλλοντας έναν παράγοντα ισορροπίας, στην τελική ισορροπία που αποκαθίσταται βρέθηκε ότι περιέχονται 4 mol Γ. Αυτό μπορεί να συνέβη γιατί έγινε αφαίρεση ποσότητας Γ.
ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Μετά την αποκατάσταση της νέας χημικής ισορροπίας mol Γ < 3.
iii. Όλα τα υδραλογόνα όταν διαλύονται στο νερό ιοντίζονται σε ποσοστό 100 %.
ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Το HF είναι ασθενές οξύ.
iv. Όσο πιο ισχυρός είναι ο χημικός δεσμός Η-Α τόσο ισχυρότερο είναι το οξύ ΗΑ.
ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Όσο πιο ισχυρός είναι ο χημικός δεσμός Η-Α τόσο ασθενέστερο είναι το οξύ ΗΑ.
v. Κατά την ανάμειξη 1 L διαλύματος οξέος ΗΑ με 1 L διαλύματος οξέος ΗΒ το pH του διαλύματος καθορίζεται κατά κύριο λόγο από τον ιοντισμό του ΗΑ.
Δίνεται Ka(ΗΑ) = 10-3, Ka(ΗΒ) = 10-6.
ΛΑΝΘΑΣΜΕΝΗ: Το pH του τελικού διαλύματος εξαρτάται και από τις συγκεντρώσεις των ΗΑ και ΗΒ.
Μονάδες 5 x 3 Β2. Αντιστοιχήστε το κάθε διάλυμα της στήλης (I) με την τιμή pH της στήλης (II).
ΣΤΗΛΗ (I) ΣΤΗΛΗ (II)
Α. διάλυμα KOH 0,01 M i. 2,7
Β. διάλυμα HBr 0,01 M ii. 11,3
Γ. διάλυμα Ca(OH)2 0,05 M iii. 13
Δ. διάλυμα NH3 0,2 M iv. 12
Ε. διάλυμα CH3COOH 0,2 M v. 2
Ζ. διάλυμα HCl 0,2 M vi. 0,7
Η. διάλυμα CH3COOH 0,1 M vii. 2,9
Θ. διάλυμα NH3 0,1 M viii. 11,1
Α 12 Β 2 Γ 13 Δ 11,3 Ε 2,7 Ζ 0,7 Η 2,9 Θ 11,1
(Μονάδες 8)
Β3. Υδατικό διάλυμα έχει pH = 6,5 σε ορισμένη θερμοκρασία. Να εξετάσετε αν το διάλυμα αυτό είναι όξινο, ουδέτερο ή βασικό.
Δίνονται: Κw = 4·10-14 και log2 = 0,3.
[Η3Ο+] [ΟΗ-] = Κw (1)
Έστω ότι το διάλυμα είναι ουδέτερο οπότε [Η3Ο+] = [ΟΗ-] (2) Από τις σχέσεις 1 και 2 έχουμε:
[Η3Ο+]2 = 4 10-14 ή [Η3Ο+]= 210-7 Μ ή pH = -log 2 10-7 = 7 - 0,3 = 6,7 Άρα το διάλυμα είναι όξινο.
Μονάδες 2 x 1
ΘΕΜΑ Γ
Γ1. Σε δοχείο όγκου V εισάγονται 9 mol της αέριας ένωσης Α και n mol της αέριας ένωσης Β. Το μίγμα των αερίων θερμαίνεται σε θερμοκρασία 200 οC, παρουσία καταλύτη, οπότε πραγματοποιείται η αντίδραση:
Α(g) + 3Β(g) 2Γ(g)
Μετά την αποκατάσταση της ισορροπίας βρέθηκε ότι τα mol όλων των σωμάτων είναι ίσα μεταξύ τους. Να βρεθούν:
i. Η ποσότητα της ένωσης Β.
mol Α(g) + 3Β(g) 2Γ(g)
Αρχικά 9 n -
Αντιδρούν x 3x -
Παράγονται - - 2x
Χ.Ι 9 - x n – 3x 2x
9 – x = 2x ή 3x = 9 ή x = 3 mol n – 3x = 2x ή n = 15 mol
Μονάδες 5 ii. Η απόδοση της αντίδρασης.
Σε έλλειψη είναι το Β οπότε η απόδοση είναι 60 %.
Μονάδες 5 iii. Αν ο όγκος του δοχείου είναι 2 L να βρείτε την Kc της ισορροπίας.
Aπό την έκφραση της Kc έχουμε Kc = 1/9.
Μονάδες 2 Γ2. Δίνεται διάλυμα HCl 0,1 M, διάλυμα Δ1.
i. Ποιο το pΗ του διαλύματος Δ1;
Πινακάκι 2 γραμμών με CΟΞΕΟΣ(1) οπότε [H3O+](1) = 0,1 mol/L άρα pΗ = 1.
Μονάδες 3 ii. Πόσα mL νερού πρέπει να προστεθούν σε 400 mL του διαλύματος Δ1 για να μεταβληθεί το pΗ
του κατά μία μονάδα;
Με την προσθήκη νερού σε διάλυμα οξέος το pH αυξάνει και τείνει στο 7. Άρα το pH του διαλύματος που θα προκύψει θα είναι ίσο με 2 οπότε [H3O+](2) = 0,01 mol/L.
Πινακάκι 2 γραμμών με CΟΞΕΟΣ(2) οπότε CΟΞΕΟΣ(2) = 0,01 mol/L.
Από τον τύπο της αραίωσης έχουμε: nΑΡΧΙΚΑ = nΤΕΛΙΚΑ ή CΑΡΧ VΑΡΧ = CΤΕΛ VΤΕΛ ή 0,1 0,4 = 0,01 VΤΕΛ ή VΤΕΛ = 4 L οπότε VΝΕΡΟΥ = 3,6 L ή 3600 mL
Μονάδες 5 iii. Πόσα mol στερεού ΚOH, πρέπει να προστεθούν σε 400 mL του διαλύματος Δ1, χωρίς να
μεταβληθεί ο όγκος του διαλύματος, για να προκύψει διάλυμα Δ3 με pH = 13;
Το ΚΟΗ αντιδρά με το ΗCl. Βρίσκουμε τα mol του ΗCl και του KOH.
mol HCl = 0,1 0,4 = 0,04 mol KΟΗ = n
mol KΟΗ + ΗCl KCl + Η2Ο
Αρχικά n 0,04 - -
Αντιδρούν x x - -
Παράγονται - - x x
Τελικά n - x 0,04- x x x
Αφού προκύπτει διάλυμα Δ3 με pH = 13 αντιδρά όλο το HCl άρα 0,04– x = 0 ή x = 0,04 mol.
Στο τελικό διάλυμα έχουμε την ισχυρή βάση ΚΟΗ με συγκέντρωση:
Πινακάκι 2 γραμμών με CΒΑΣΗΣ(1) οπότε [ΟΗ-](1) = CΒΑΣΗΣ(1) = 0,1 mol/L αφού pH = 13 και pOH = 1.
Μονάδες 5
ΘΕΜΑ Δ
Δίνονται τα παρακάτω υδατικά διαλύματα:
Διάλυμα ΗΑ άγνωστης συγκέντρωσης, διάλυμα Δ1. Διάλυμα HB 0,2 Μ, διάλυμα Δ2.
Διάλυμα ΝaΒ 0,2 Μ, διάλυμα Δ3.
Δ1. Κατά την αραίωση 10 mL του διαλύματος Δ1 σε δεκαπλάσιο όγκο προκύπτει διάλυμα Δ4 του οποίου το pH διαφέρει κατά μία μονάδα σε σχέση με αυτό του Δ1. Με την ανάμιξη ίσων όγκων των διαλυμάτων Δ2 και Δ3 προκύπτει διάλυμα Δ5 του οποίου το pH είναι ίσο με 4. Με βάση τα παραπάνω δεδομένα:
i. Να δείξετε ότι το ΗΑ είναι ισχυρό οξύ.
ii. Να συγκρίνετε τα οξέα ΗΑ και ΗΒ ως προς την ισχύ.
Έστω ότι το ΗΑ είναι ισχυρό.
Πινακάκι 2 γραμμών με C(HA)(1) οπότε pΗ(1) = -log C(HA)(1)
Από τον τύπο της αραίωσης έχουμε: nΑΡΧΙΚΑ = nΤΕΛΙΚΑ ή CΑΡΧ VΑΡΧ = CΤΕΛ VΤΕΛ ή 0,01 C(HA)(1) = 0,1 C(HA)(2) ή C(HA)(2) = 0,1 C(HA)(1)
Πινακάκι 2 γραμμών με CΟΞΕΟΣ(2) οπότε pΗ(2) = -log C(HA)(2) = -log 0,1 C(HA)(1) = pH(1) + 1 ή ΔpH = 1 που ισχύει άρα το ΗΑ είναι πράγματι ισχυρό.
Έστω ότι και το ΗΒ είναι ισχυρό.
Έχουμε ανάμιξη διαλυμάτων ουσιών που δεν αντιδρούν οπότε:
CΒΑΣΗΣ(1)= n - 0,04 0,4
CΒΑΣΗΣ(1)= n - 0,04 = 0,1 η1 n = 0,08 mol 0,4
Πινακάκι 2 γραμμών με C(HB) για τον ιοντισμό του ΗΒοπότε [H3O+](ΗΒ) = 0,1 mol/L άρα pΗ = 1 ≠ 4 οπότε το ΗΒ δεν είναι ισχυρό αλλά ασθενές.
Μονάδες 5 + 4 Δ2. Με την ανάμιξη 100 mL του Δ1 με 50 mL του Δ2 και 50 mL του Δ3 προκύπτει διάλυμα Δ6 του οποίου
το pH είναι ίσο με 2,5. Να προσδιορίσετε την συγκέντρωση του ΗΑ στο διάλυμα Δ1. Αρχικά θα προσδιορίσουμε την Ka(HB):
Για το διάλυμα Δ5 κάνουμε Πινακάκι 2 γραμμών με C(NaB) για την διάσταση του άλατος, πινακάκι 4 γραμμών με C(HB) και x για τον ιοντισμό του HB, Ε.Κ.Ι στα B -. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ HB βρίσκουμε Ka(HB) = 10-4.
Έχουμε ανάμιξη διαλυμάτων ουσιών που αντιδρούν μεταξύ τους γιατί το ισχυρό οξύ ΗΑ αντιδρά με το άλας NaB. Βρίσκουμε τα mol του ΗA, του ΗΒ και του ΝaΒ.
mol HA = 0,1 C mol HB = 0,01 mol NaB = 0,01
mol HA + NaB HB + NaA
Αρχικά 0,1 C 0,01 0,01 -
Αντιδρούν y y - -
Παράγονται - - y y
Τελικά 0,1 C - y 0,01 - y y y
Αφού προκύπτει διάλυμα Δ6 με pH = 2,5 δεν μπορούμε να συμπεράνουμε ποιο αντιδρών είναι σε έλλειψη και σε ποιο σε περίσσεια οπότε θα κάνουμε διερεύνηση. Έστω ότι αντιδρούν πλήρως και το ΗΑ και το NaB οπότε:
0,01 – y = 0 ή y = 0,01 και 0,1 C – y = 0 ή C(HA) = 0,1 M.
Στο τελικό διάλυμα έχουμε το ασθενές οξύ ΗΒ με συγκέντρωση C(HΒ)(1) = 0,1 M.
Πινακάκι 4 γραμμών με C(HΒ)(1) και z. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ HB βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, z = 10-2,5 mol/L άρα pΗ = 2,5. Άρα πράγματι έχουμε πλήρη αντίδραση και η C(HA) είναι πράγματι 0,1 M.
Μονάδες 8 Δ3. Αν αναμείξουμε διάλυμα Ca(OH)2 0,5 M με 500 mL του Δ1 και 1100 mL του Δ2 προκύπτει διάλυμα,
διάλυμα Δ7, του οποίου το pH είναι ίσο με 5. Να υπολογίσετε την ποσότητα του διαλύματος του Ca(OH)2 που προσθέσαμε.
Έχουμε ανάμιξη διαλυμάτων ουσιών που αντιδρούν μεταξύ τους γιατί η ισχυρή βάση Ca(OH)2 αντιδρά, αρχικά με το ισχυρό οξύ ΗΑ και στη συνέχεια με το ασθενές οξύ ΗΒ. Βρίσκουμε τα mol του Ca(OH)2, του ΗA και του ΗΒ.
mol Ca(OH)2 = 0,5 V mol HA = 0,5 0,1 = 0,05 mol HB = 1,1 0,2 = 0,22
nΑΡΧΙΚΑ = nΤΕΛΙΚΑ η- CΑΡΧΙΚΗ VΑΡΧΙΚΟΣ = CΤΕΛΙΚΗ VΤΕΛΙΚΟΣ
C(NaB) = 0,1 M C(HB)= 0,1 Μ
mol 2HA + Ca(OH)2 CaA2 + 2H2O
Αρχικά 0,05 0,5 V - -
Αντιδρούν 2κ κ - -
Παράγονται - - κ 2κ
Τελικά 0,05 – 2κ 0,5 V - κ κ 2κ
Αφού προκύπτει διάλυμα Δ7 με pH = 5 δεν μπορούμε να συμπεράνουμε ποιο αντιδρών είναι σε έλλειψη και σε ποιο σε περίσσεια οπότε θα κάνουμε διερεύνηση. Έστω ότι αντιδρούν πλήρως και το ΗΑ και το Ca(OH)2 οπότε:
0,05 – 2κ ή κ = 0,025 και 0,5 V - κ = 0 ή V = 0,05 L ή V = 50 mL
Στο τελικό διάλυμα έχουμε το ασθενές οξύ ΗΒ με συγκέντρωση C(HΒ)(2) = 0,22/1,65 M.
Πινακάκι 4 γραμμών με C(HΒ)(2) και λ. Από την έκφραση της Ka για το ασθενές οξύ HB βρίσκουμε ότι το pH του Δ7 σε αυτή την περίπτωση θα ήταν μικρότερο από 5 άρα με την ισχυρή βάση αντιδρά και μέρος του ΗΒ.
mol 2HA + Ca(OH)2 CaA2 + 2H2O
Αρχικά 0,05 0,5 V - -
Αντιδρούν 2κ κ - -
Παράγονται - - κ κ
Τελικά 0,05 – 2κ 0,5 V - κ κ κ
mol 2HΒ + Ca(OH)2 CaΒ2 + 2H2O
Αρχικά 0,22 0,5 V - κ - -
Αντιδρούν 2μ μ - -
Παράγονται - - μ μ
Τελικά 0,22 – 2μ 0,5 V – κ – μ μ μ
0,05 – 2κ ή κ = 0,025 και 0,5 V – κ – μ = 0 ή 0,5 V = κ + μ ή V = 0,05 + 2μ.
Στο διάλυμα που προκύπτει έχουμε το ασθενές οξύ ΗΒ και το άλας CaB2 με συγκεντρώσεις:
Πινακάκι 2 γραμμών με C(CaB2)(3) για την διάσταση του άλατος, πινακάκι 4 γραμμών με C(HB)(3)
και ρ για τον ιοντισμό του ΗΒ, Ε.Κ.Ι στα Β-. Από την έκφραση της Ka για το ΗΑ βρίσκουμε, κάνοντας τις κατάλληλες προσεγγίσεις, μ = 0,1 οπότε V = 0,05 + 0,2 = 0,25 L ή 250 mL.
Μονάδες 9 Δίνονται Κw = 10-14, από τα δεδομένα του προβλήματος επιτρέπονται οι γνωστές προσεγγίσεις.
ΕΥΧΟΜΑΣΤΕ ΕΠΙΤΥΧΙΑ!!!!
C(HB)(3)= 0,22 – 2μ 1,6 + V C(CaB2)(3)= μ
1,6 + V
