Θέματα και απαντήσεις στις Επαναληπτικές Πανελλαδικές Εξετάσεις 2018

Download:εδώ

Απαντήσεις

ΘΕΜΑ Α

Α1.γ    Α2.α    Α3.α   Α4.β   Α5.β

ΘΕΜΑ Β

Β1. Στις αντιδράσεις οξέος - βάσης η ισορροπία μετατοπίζεται προς το ασθενέστερο οξύ και την ασθενέστερη  βάση. 

Η ισορροπία (1) HF+ CH3COO- ⇋ CH3COOH + F – είναι μετατοπισμένη προς τα δεξιά άρα CH3COOH ασθενέστερο του HF

H ισορροπία (2) HCN + CH3COO- ⇋ CH3COOH + CN- είναι μετατοπισμένη προς τα αριστερά άρα HCN ασθενέστερο του CH3COOH

Άρα κατά αύξουσα ισχύ:  HCN < CH3COOH < HF 

Β2. α.Γνωρίζουμε ότι σύμφωνα με την αρχή Le Chatelier  οι εξώθερμες αντιδράσεις έχουν μεγαλύτερη απόδοση σε χαμηλές θερμοκρασίες, ενώ οι ενδόθερμες σε υψηλότερες θερμοκρασίες.Η αντίδραση S + O2 ⇋ SO2  ΔΗ=-297kj είναι εξώθερμη άρα θα έχει μεγαλύτερη απόδοση στην θ1 θερμοκρασία

β.Η κατάλυση που μας δίνεται είναι ετερογενής αφού ο καταλύτης και το καταλυόμενο σύστημα (αντιδρώντα) βρίσκονται σε διαφορετική φάση

γ.Ο καταλύτης επιταχύνει και τις δύο αντίθετες αντιδράσεις με τον ίδιο ρυθμό, με αποτέλεσμα να μειώνει το χρόνο που χρειάζεται για την αποκατάσταση της ισορροπίας

Ο καταλύτης δεν επηρεάζει τη θέση της χημικής ισορροπίας αφού επιταχύνει τις δύο αντίθετες αντιδράσεις το ίδιο

Β3.α.Η δομή των στοιχείων 1Η 3Li 6C είναι:

1Η  1s1    

3Li  1s22s1   

6C  1s22s22p2 

Tα μέταλλα έχουν σχετικά χαμηλές τιμές ενέργειας ιοντισμού με αποτέλεσμα εύκολα να αποβάλλουν ηλεκτρόνια και να μετατρέπονται σε ηλεκτροθετικά ιόντα. Tα μέταλλα χαρακτηρίζονται ως ηλεκτροθετικά στοιχεία.Άρα το λιγότερο ηλεκτραρνητικό είναι το Li που είναι μέταλλο

β.Το Li έχει 1 ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στιβάδα,το οποίο  και αποβάλλει,οπότε έχει αρ. οξ. +1.Άρα στην ένωση LiH το Η έχει αρ.οξ -1

(ή από τους πρακτκούς κανόνες εύρεσης του αρ.οξ. το Η στις ενώσεις του με τα μέταλλα έχει αρ.οξ. -1)

γ. Στο υδρογόνο και τα υδρογονοειδή ιόντα οι ενεργειακές στάθμες των υποστιβάδων, που ανήκουν στην ίδια στιβάδα, ταυτίζονται.

Το Li2+ έχει δομή 1s1 άρα έχει ίδια δομή με το άτομο του Η, άρα η ενέργεια του 2s τροχιακού ισούται με την ενέργεια του 2p.

Β4.Το K2SO4 παθαίνει διάσταση: K2SO4 → 2Κ+ + SO42-

Tο ιόν SO42- προέρχεται από ασθενές οξύ,οπότε αντιδρά με το νερό:

SO42- + Η2Ο ⇋ ΗSO4- + OH-  pH>7

Ομοίως το (ΝΗ4)2SO4 παθαίνει διάσταση

(ΝΗ4)2SO4 → 2ΝΗ4+ + SO42-

Εδώ και τα δύο ιόντα αντιδρούν με τα νερό:

SO42- + Η2Ο ⇋ ΗSO4- + OH-   ΝΗ4+ + Η2Ο ⇋ ΝΗ3 + Η3Ο+

Οπότε συγκρίνουμε την Κb (SO42-) με την Κα (ΝΗ4+)για να δούμε ποια ισορροπία είναι περισσότερο μετατοπισμένη δεξιά

Κb(SO42-)=Kw/ Ka2= 10-12 Ka(NH4+)=Kw/KbNH3= 10-9

H Ka(NH4+) > Κb(SO42-) άρα [Η3Ο+] >[OH-] άρα pH<7

ΘΕΜΑ Γ

Γ1.

A. CH3COCOOH                                  B. CH3COCOONa 

Γ.CH3-CH(ONa)-CH2ONa                     Δ. CH3-CH(OCH3)-CH2OCH3 

E.CH3-CHCl-CH2Cl                              Z.CH3C≡CH

Π.CH3COCH3                                       Θ.(CH3)3C-OMgCl

Ξ.(CH3)3C-OH                                      K.(CH3)2C(OH)CN (υδροξυ-

                                                                                        νιτρίλιο) 

N.(CH3)2C(OH)CH2NH2                         Λ.(CH3)2C(OH)CΟΟΗ

Μ.(CH3)2C(OH)CΟΟΚ

Γ2.α)Έστω α mol CH3CH2OH και β mol CvH2v+1OH (Φ) 

mμειγματος= 46α +(14ν+18).β=12(1)

Με Να αντιδρούν και οι δύο και εκλύουν Η2

CH3CH2OH + Na → CH3CH2ONa + ½ H2

1mol   εκλύει           ½ mol H2

α mol                        α/2

CvH2v+1OH + Na → CvH2v+1ONa + ½ H2

1mol   εκλύει           ½ mol H2

β mol                        β/2

Για το Η2 ισχύει:nH2=2,24/22,4=0,1mol άρα α/2 + β/2=0,1 → α+β=0,2(2)

Με το K2Cr2O7 αντιδρά μόνο η CH3CH2OH ,αφού η Φ είναι 3ταγής

3CH3CH2OH + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4→ 3CH3COOH +2Cr2(SO4)3+

                                                                           2K2SO4+ 11H2O

Tα 3mol CH3CH2OH δίνουν 3mol CH3COOH

τα α mol                              α mol

Για το CH3COOH ισχύει: nCH3COOH=6/60=0,1 άρα α=0,1mol

Aπό την (2) προκύπτει β=0,1 και από (1) ν=4 κι αφού η Φ είναι 3ταγής είναι η μεθυλο-2-προπανόλη (CH3)3 C-OH

β)Το ζεύγος  V

CH3COCH2CH3 + CH3MgCl → (CH3)2 C(OMgCl)CH2CH3

(CH3)2 C(OMgCl)CH2CH3 + H2O → (CH3)2 C(OH)CH2CH3 + Mg(OH)Cl

ΘΕΜΑ Δ

Δ1. Κc=[CO2]/[CO]

Δ2. FeO      +  CO    ⇋             Fe   +       CO2

     n1               n                      -                  -

     x                x                       x                 x

  n1-x              n-x                    x                 x

x=10n/11

                          10n/11

Kc= [CO2]/[CO]= --------- =10

                           n/11

Δ3.CH3COOH + H2O ⇋  CH3COO- + H3O+

            (0,1-x)M                    xM        xM

pKa=5→ Ka=10-5=x2/0,1 → x2=10-6 → x=10-3 →pH=3

Δ4.α.β.      2CH3COOH + Fe → (CH3COO)2Fe + H2

     αρχ.       0,02         0,005

αντ./παρ.    0,01         0,005      0,005            0,005

                   0,01            -          0,005            0,005

VH2=0,005.22,4=0,112Lt

γ.Cοξέος=0,01/0,2=0,05Μ           Cαλ=0,005/0,2=0,025Μ

CH3COOH + H2O ⇋  CH3COO- + H3O+

     Coξ-ω                       ω             ω

(CH3COO)2Fe →  2CH3COO- + Fe2+ 

     Cαλ                  2Cαλ           Cαλ

Κα= 2Cαλ.ω/Cοξ → 10-5=0,05.ω/0,05 → ω=10-5 → pH=5

δ.Το HCl  αντιδρά με τον (CH3COO)2Fe 

        2HCl + (CH3COO)2Fe → CH3COOH + FeCl2

         2mol         1mol

            x            0,005

           x=0,01mol                    CHCl=n/V → V=n/c = 0,01/0,5=0,02Lt

Δ5.α)   Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O  

          Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O  

β) i)VNO=1,68Lt άρα nNO= 0,075

     Fe           +    4HNO3 →    Fe(NO3)3   +   NO   +  2H2O  

1mol αντιδρά με 4mol     και   δίνει   1mol NO

y1=0,075            x1=0,3                   0,075mol

VNO2=6,72Lt άρα nNO2= 0,3mol

     Fe      +         6HNO3 →    Fe(NO3)3    + 3NO2  + 3H2O  

1mol   αντιδρά με  6mol     και   δίνει   3mol NO2

y2=0,1               x2=0,6                      0,3mol

Άρα nολικοFe= y1+y2=0,075 + 0.1=0.175mol 

m=n.Mr= 0,175 .56 = 9,8gr Fe αντέδρασαν

Στα 10gr ακάθαρτου Fe έχουμε 9,8gr καθαρού

Στα 100gr                                 x=98%

ii)Για το ΗΝΟ3 που περίσσεψε ισχύει:

pH=1 άρα [Η3Ο+]=0,1Μ και c=0,1M

Vδιαλ.=1Lt άρα nHNO3=0,1mol περίσσεψαν

nαρχ – nαντεδρ. = nτελικά

 nαρχ – 0,9=0,1 → nαρχ= 1mol       c=n/V = 1/1=1M

Σαν σήμερα γεννήθηκε ο Michael Faraday το 1791

Πρόκειται για έναν από τους σημαντικότερους επιστήμονες που έχει αναδείξει η ανθρωπότητα. Με την τεράστια συμβολή του στο πειραματικό κομμάτι των φυσικών επιστημών αλλά και τις μοναδικές ανακαλύψεις του, κυρίως στον τομέα του ηλεκτρομαγνητισμού, φρόντισε να εξασφαλίσει μια θέση στο πάνθεον του χώρου των επιστημών. Η ιστορία ενός τόσο σπουδαίου φυσικού δεν θα μπορούσε να είναι αδιάφορη. Από την άλλη, το γεγονός ότι σε ηλικία 14 ετών δεν είχε έρθει σε επαφή με καμία επιστήμη, καθιστά την πορεία του μοναδική.

Ο Φάραντεϊ, σε αντίθεση με την πλειοψηφία των υπολοίπων επιστημόνων της εποχής, δεν ήταν γιος πλούσιας και γνωστής οικογενείας.Γεννήθηκε το 1791 στα προάστια του Λονδίνου. Η οικογένεια του είχε οικονομικά προβλήματα αφού ο πατέρας του που δούλευε ως σιδεράς δεν μπορούσε να εξασφαλίσει αρκετά χρήματα για τα υπόλοιπα μέλη και έτσι ο Φάραντεϊ σε ηλικία 14 ετών ξεκίνησε να δουλεύει ως βοηθός ενός βιβλιοδέτη της περιοχής. Χωρίς να έχει λάβει την παραμικρή μόρφωση, ειδικά σε τομείς όπως τα μαθηματικά και η φυσική, ο 14χρονος Αγγλος επέλεξε να συνεισφέρει οικονομικά στην οικογένεια του.

Αυτή του η επιλογή μάλλον ήταν και η πιο σημαντική της ζωής του, ακόμα και αν άργησε να το συνειδητοποιήσει. Σύμφωνα με όσα δήλωσε αργότερα, ένα από τα πιο μεγάλα πλεονεκτήματα της βιβλιοδεσίας ήταν η τεράστια ποικιλία διαθέσιμων βιβλίων που είχε στην διάθεση του. Μέσα στα εφτά χρόνια που πέρασε στο μαγαζί, πέρασε πολλές ώρες διαβάζοντας δεμένα βιβλία επιστημονικού περιεχομένου. Η πρώτη του επαφή με τη φυσική ήρθε μέσα σε αυτό το μικρό βιβλιοδετείο.

Ο Φάραντεϊ δεν άργησε να ανακαλύψει το πάθος του για τη φυσική. Μιλώντας στο αφεντικό του για το τεράστιο ενδιαφέρον που του είχαν προξενήσει οι θεωρίες και οι τύποι της φυσικής, βρήκε τον πρώτο του υποστηρικτή στην προσπάθεια του να ασχοληθεί με την επιστήμη. Μέσω των επαφών που διατηρούσε, ο κάτοχος του βιβλιοδετείου βρήκε προσκλήσεις για τις διαλέξεις του Χάμφρι Ντέιβι, ενός γνωστού φυσικού τις εποχής που μιλούσε για τον ηλεκτρισμό και για τις κρυφές δυνάμεις που πρέπει να υπήρχαν κάτω από την επιφάνεια του ορατού σύμπαντος μας.

Ο Φάραντεϊ φρόντισε να παρακολουθήσει όλες τις διαλέξεις, να κρατήσει σημειώσεις και να δέσει ένα βιβλίο με όλα τα περιεχόμενα τους. Αφού μελέτησε προσεκτικά το βιβλίο του και εργάστηκε πρόχειρα πάνω σε αυτό, σε ηλικία 20 ετών παρουσιάστηκε στο Βασιλικό Ίδρυμα του Λονδίνου ζητώντας συνέντευξη από τον διάσημο διευθυντή του, σερ Χάμφρι Ντέιβι. Ο Ντέιβι εντυπωσιάστηκε, κυρίως από το πάθος και το θράσος του νεαρού Αγγλου, και τον προσέλαβε ως βοηθό του.

Από αυτοί τη θέση, ο Φάραντεϊ κατάφερε να αποκτήσει σημαντικές εμπειρίες και να ενισχύσει σημαντικά τις γνώσεις του στον τομέα της φυσικής. Ο Ντέιβι προσπάθησε να του μεταδώσει τις γνώσεις του αλλά και να τον εντάξει στην επιστημονική κοινότητα της εποχής. Κάνοντας ταξίδια μαζί με τον «μέντορα» του, γνώρισε αρκετούς γνωστούς φυσικούς.

Λίγο πριν συμπληρώσει την 3η δεκαετία της ζωής του, ο Φάραντεϊ είχε πλέον εξελιχθεί σε κανονικό επιστήμονα. Παράλληλα, οι πρώτες θεωρίες του ηλεκτρομαγνητισμού είχαν αρχίσει εμφανίζονται. Μέχρι τότε ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός θεωρούνταν δύο εντελώς άσχετες δυνάμεις, όμως ένα τυχαίο γεγονός προκάλεσε πολλά ερωτήματα στην επιστημονική κοινότητα.

Διοχετεύοντας ρεύμα σε ένα ηλεκτρικό καλώδιο και τοποθετώντας μια πυξίδα κοντά του, η βελόνα της πυξίδας στρεφόταν ελαφρά προς το πλάι. Κανένας φυσικός δεν μπορούσε να εξηγήσει αυτό το φαινόμενο. Ο Φάραντεϊ ακούγοντας για αυτό το τυχαίο πείραμα βρήκε το αντικείμενο της μελέτης του. Αρχισε να πραγματοποιεί πειράματα παλαιότερων φυσικών και να μελετά εκ νέου τα αποτελέσματα τους. Τα «ασταθή» θεμέλια που είχαν οι γνώσεις του περί φυσικής τον παρότρυναν να αμφισβητήσει κάθε θεωρία που προϋπήρχε, σε αντίθεση με άλλους φυσικούς που έμειναν προσκολλημένοι στα παλιά θεωρήματα.

Για αρκετά χρόνια, όλα του τα πειράματα δεν είχαν επιθυμητά αποτελέσματα. Στις 29 Αυγούστου του 1831 όμως ο Αγγλος επιστήμονας έκανε μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις μέχρι και σήμερα. Τυλίγοντας δύο σπείρες σύρματος αντιδιαμετρικά, σε έναν δακτύλιο από μαλακό σίδηρο και διοχετεύοντας ηλεκτρικό ρεύμα στο ένα από τα δύο σύρματα, διαπίστωσε ότι στο άλλο σύρμα εμφανίζεται ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά μόνο όταν το ρεύμα στο πρώτο σύρμα ξεκινά ή διακόπτεται.

Με αυτό το τρόπο ανακάλυψε αυτό που σήμερα ονομάζεται «επαγωγή». Συνεχίζοντας τα πειράματα του, έφτασε στο συμπέρασμα πως το ρόλο του πρώτου σύρματος μπορούσε να παίξει και ένας ισχυρός μαγνήτης. Αυτό ήταν ακόμα πιο σπουδαίο, αφού σηματοδοτούσε τη δημιουργία ηλεκτρικού ρεύματος από μαγνήτη. Είχε βρει τη σχέση που έχει ο ηλεκτρισμός με τον μαγνητισμό, κάτι που ως τότε φάνταζε απίθανο.

Ο Φάραντεϊ ήταν πλέον ένας επιστήμονας διεθνούς φήμης. Οι περιορισμένες μαθηματικές του γνώσεις ωστόσο δεν του επέτρεπαν να εκμεταλλευτεί την μοναδική ανακάλυψη του. Σαν πειραματικός φυσικός ήταν εξαιρετικός, όταν όμως έπρεπε να μελετήσει το θεωρητικό κομμάτι των επιστημών τότε αντιμετώπιζε σημαντικά προβλήματα.

Ετσι... αρκέστηκε σε αυτά που είχε αποδείξει, ενώ δεν πέρασε πολύς καιρός μέχρι ο Γουίλιαμ Τόμσον, ένας από τους πιο σπουδαίους μαθηματικούς της εποχής, να τον ενημερώσει πως η ανακάλυψη του συνδέεται με το πολωμένο φως. Η συμβολή του Φάραντεϊ στις μετέπειτα ανακαλύψεις ήταν πολύ μικρή. Ωστόσο, με αυτά που κατάφερε να αποδείξει, ο Αγγλος επιστήμονας κατάφερε να συμβάλλει στην ηλεκτροδότηση που ακολούθησε, ενώ παράλληλα τοποθέτησε το όνομα του δίπλα στους καλύτερους του τομέα του.

Πηγή:www.iefimerida.gr