Τράπεζα Θεμάτων

www.trapeza-thematon.gr

Τύπος Σχολείου:	Γενικό Λύκειο	Τάξη:	Α' Λυκείου
Μάθημα:	Χημεία	Θέμα:	3
Κωδικός Θέματος:	15134	Ύλη:	1.2 Γνωρίσματα της ύλης (μάζα, όγκος, πυκνότητα). Μετρήσεις και Μονάδες 4.1.1 Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα 4.1.2 Το mol: μονάδα ποσότητας ουσίας στο S.I. 4.1.3 Γραμομοριακός όγκος 4.2 Καταστατική εξίσωση των αερίων 4.3.1 Συγκέντρωση ή μοριακότητα κατ' όγκο διαλύματος

Τύπος Σχολείου:	Γενικό Λύκειο
Τάξη:	Α' Λυκείου
Μάθημα:	Χημεία
Θέμα:	3
Κωδικός Θέματος:	15134
Ύλη:	1.2 Γνωρίσματα της ύλης (μάζα, όγκος, πυκνότητα). Μετρήσεις και Μονάδες 4.1.1 Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα 4.1.2 Το mol: μονάδα ποσότητας ουσίας στο S.I. 4.1.3 Γραμομοριακός όγκος 4.2 Καταστατική εξίσωση των αερίων 4.3.1 Συγκέντρωση ή μοριακότητα κατ' όγκο διαλύματος
Τελευταία Ενημέρωση: 13-Μαΐ-2026

Θέμα 3ο

Η σύνθεση της αμμωνίας ($NH_3$) από άζωτο και υδρογόνο αποτέλεσε επανάσταση για τη χημική βιομηχανία καθώς άνοιξε τον δρόμο για την παραγωγή συνθετικών λιπασμάτων και κατά συνέπεια συνέβαλε στην αύξηση της παγκόσμιας γεωργικής παραγωγής.

α) Τα στοιχεία της Στήλης Ι του πίνακα που ακολουθεί, αφορούν στην αμμωνία ($NH_3$) που στις συνηθισμένες συνθήκες είναι αέρια χημική ένωση.

i) Να αντιστοιχίσετε κάθε όρο της Στήλης Ι του πίνακα, με τον κατάλληλο αριθμό $mol$ αμμωνίας (Στήλη ΙΙ):

(μονάδες 6)

ii) Να γράψετε τους υπολογισμούς σας για τις περιπτώσεις 2, 3 και 5 της Στήλης Ι του πίνακα. (μονάδες 6)

β) Σε κενό δοχείο όγκου $8,2\ L$ εισάγονται $3\ mol$ αέριας $NH_3$. Αν η θερμοκρασία στο δοχείο είναι ίση με $27\ °C$, να υπολογίσετε:

i) την πίεση που ασκεί το αέριο στα τοιχώματα του δοχείου. (μονάδες 4)

ii) το πλήθος των ατόμων υδρογόνου που βρίσκονται στο δοχείο. (μονάδες 4)

iii) την πυκνότητα του αερίου σε αυτές τις συνθήκες (μετρημένη σε $\frac{g}{L}$, με ακρίβεια ενός δεκαδικού ψηφίου). (μονάδες 5)

Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες $A_r(N)=14$, $A_r(H)=1$ καθώς και η παγκόσμια σταθερά των αερίων $R=0,082\,\frac{\text{atm}\cdot\text{L}}{\text{mol}\cdot\text{K}}$

Μονάδες 25

Απάντηση Θέματος:

Ενδεικτική λύση

α. i) 1-Α, 2-Β, 3-Α, 4-Γ, 5-Α, 6-Γ

ii) Για την περίπτωση 2 της πρώτης στήλης του πίνακα:

Για την $NH_3$ ισχύει $M_r=A_r(N)+3\cdot A_r(H)=14+3\cdot 1=17$.

Επομένως:

$$n=\frac{m}{M_r}\Rightarrow n=\frac{3,4}{17}\,\text{mol}\Rightarrow n=0,2\,\text{mol}$$

Για την περίπτωση 3 της πρώτης στήλης του πίνακα, ισχύει:

$500\ mL$ = $0,5\ L$,

$$c=\frac{n}{V}\Rightarrow n=c\cdot V\Rightarrow n=4\,\frac{\text{mol}}{\text{L}}\cdot 0,5\,\text{L}\Rightarrow n=2\,\text{mol}$$

Για την περίπτωση 5 της πρώτης στήλης του πίνακα, ισχύει:

1 μόριο αμμωνίας ($NH_3$) αποτελείται από 3 άτομα υδρογόνου ($Η$) και 1 άτομο αζώτου ($Ν$)

x μόρια αμμωνίας αποτελούνται από $6\cdot N_A$ άτομα υδρογόνου ($Η$);

$$\frac{1}{x}=\frac{3}{6\cdot N_A}\Rightarrow x=\frac{6\cdot N_A}{3}\Rightarrow x=2\cdot N_A$$

Επομένως $2\cdot N_A$ μόρια αμμωνίας ($NH_3$) = $2\ mol$ αμμωνίας, αποτελούνται από $6\cdot N_A$ άτομα υδρογόνου ($Η$).

β. i) Ισχύει: $T=(273+27)\,K=300\,K$ και από την καταστατική εξίσωση:

$$PV=nRT\Rightarrow P=\frac{nRT}{V}\Rightarrow P=\frac{3\,\text{mol}\cdot 0,082\,\frac{\text{atm}\cdot\text{L}}{\text{mol}\cdot\text{K}}\cdot 300\,\text{K}}{8,2\,\text{L}}\Rightarrow P=9\,\text{atm}$$

ii) Για το πλήθος των ατόμων υδρογόνου ισχύει:

$3\ mol$ αμμωνίας είναι $3\cdot N_A$ μόρια αμμωνίας ($NH_3$).

1 μόριο αμμωνίας ($NH_3$) αποτελείται από 3 άτομα υδρογόνου ($Η$) και 1 άτομο αζώτου ($Ν$)

$3\cdot N_A$ μόρια αμμωνίας αποτελούνται από y άτομα υδρογόνου ($Η$)

$$\frac{1}{3\cdot N_A}=\frac{3}{y}\Rightarrow y=\frac{3\cdot 3\cdot N_A}{1}\Rightarrow y=9\cdot N_A$$

Επομένως το πλήθος των ατόμων υδρογόνου στο δοχείο είναι ίσο με $9\cdot N_A$.

iii) Για την πυκνότητα του αερίου ισχύει:

$$PV=nRT\Rightarrow PV=\frac{m}{M_r}RT\Rightarrow \frac{m}{V}=\frac{P M_r}{RT}\Rightarrow ρ=\frac{9\,\text{atm}\cdot 17\,\frac{\text{g}}{\text{mol}}}{0,082\,\frac{\text{atm}\cdot\text{L}}{\text{mol}\cdot\text{K}}\cdot 300\,\text{K}}\Rightarrow ρ=6,2\,\frac{\text{g}}{\text{L}}$$

Επομένως η πυκνότητα του αερίου σε αυτές τις συνθήκες είναι ίση με:

$$ρ=6,2\,\frac{\text{g}}{\text{L}}$$

Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida).