EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

Transkript

1 Side 1 av 6 sider EKSAMENSOPPGAVE I KJE-11 Eksamen i : KJE-11 Eksamensdato : Fredag 24.februar 212 Tid : 9:-15: Sted : Aud.max. Tillatte hjelpemidler : Kalkulator "Huskelapp" = ett A4-ark med skrift på begge sider Enkel Norsk-Engelsk, Engelsk- Norsk ordbok Oppgavesettet er på 6 sider inklusive forside Kontaktperson under eksamen: Bjørn Olav Brandsdal, tlf

2 Side 2 av 6 sider Oppgave 1 (Teller 2 av 1 poeng) a) Tegn Lewis-strukturer og angi molekylform for følgende molekyler: i) GaCl 3 ii) AsCl 3 iii) AsOCl 3 b) Hva er forskjellen på bindingsdipol og dipol for et molekyl? Hvilke molekyler i a) har dipolmoment? c) Er oktettregelen oppfylt for noen av molekylene i a)? I tilfelle hvilke? d) Oktettregelen er ikke oppfylt for edelgassforbindelsene. Hvordan tror du strukturen av XeF 2 er? Oppgave 2 (Teller 15 av 1 poeng) Trippelpunktet for CO 2 ligger ved 5.2 atm og -57 C. a) Tegn et kvalitativt fasediagram for CO 2 og angi trippelpunktet, samt stabilitetsområdene for hver av de tre aggregattilstandene. b) En gitt mengde CO 2 lagres ved -8 C og under 7. atm trykk. Hvilken aggregattilstand har CO 2 under disse betingelsene? Temperaturen heves til -5 C under konstant trykk. Skjer det noen faseforandring under denne endringen? Trykket senkes til 2.6 atm ved konstant temperatur på -5 C. Skjer det noen faseforandring under denne endringen? c) For de fleste kjemiske forbindelser stiger smeltepunktet ved økende trykk. Forklar dette på grunnlag av Le Chatelier s prinsipp. Smeltepunktet for H 2 O(s) synker derimot ved økende trykk. Forklar hvorfor. Oppgave 3 (Teller 25 av 1 poeng) Oksidasjonen av SO 2 (g) til SO 3 (g) kan beskrives med følgende reaksjonsligning: 2SO 2 (g) + O 2 (g) 2SO 3 (g) a) Angi fortegnet på S for reaksjonen uten bruk av tabeller. Begrunn svaret. b) Bestem H, S og G for reaksjonen ved standard betingelser. Bruk oppgitte termodynamisk data. c) Regn ut likevektskonstanten K p ved 25 C og 7 C. Følgende er gitt: G (25 C) = -14 kj, G (7 C) = kj og R=8.314 J/K*mol. d) To like beholdere fylles med.5 atm SO 2,.1 atm O 2 og.1 atm SO 3. Den ene holdes ved 25 C og den andre ved 7 C. Avgjør om systemene er i likevekt og eventuelt hvilken retning reaksjonene må gå for å komme i likevekt. e) Beregn G for systemene i d). Bruk R=8.314 J/K*mol.

3 Oppgave 4 (Teller 2 av 1 poeng) a) For en reaksjon: A Produkter var startkonsentrasjonen av reaktanten (A).3 M, etter 3 sekunder var Side 3 av 6 sider konsentrasjonen av reaktanten (A).22 M. Regn ut reaksjonshastigheten for denne reaksjonen i dette tidsintervallet. b) Hypokloritt, OCl, er den aktive ingrediensen i klorbleking. Hypokloritt reagerer med jodid etter følgende ligning: OCl + I OI + Cl Følgende data ble samlet inn for denne reaksjonen ved konstant temperatur, se tabell nedenfor. Hva er hastighetsloven for denne reaksjonen? Eksperiment nr. Startkonsentrasjon OCl I Hastighet av dannelse avcl (M s -1 ) (M) (M) c) Hva er verdien på hastighetskonstanten (gi korrekte benevning) og hva er den totale orden for reaksjonen? d) For svært mange reaksjoner er reaksjonshastigheten avhengig av konsentrasjonen av reaktanter. Hvorfor er konsentrasjonen viktig for reaksjonshastigheten? For hvilke typer reaksjoner er reaksjonshastigheten uavhengig av konsentrasjonene til reaktantene? Oppgave 5 (Teller 2 av 1 poeng) a) Analytisk kjemi deles gjerne i to grener; kvalitativ og kvantitativ analyse. Beskriv kort forskjellen på de to metodene. Forklar også kort hva gravimetrisk analyse går ut på. b) Sølvklorid AgCl(s) har et løselighetsprodukt K sp = ved 25 C. Hva er løseligheten i en mettet vandig løsning av AgCl? Hvor mange gram sølvioner er det i 1 L mettet AgCl løsning? Atomvekt til Ag er 17.9 g/mol. c) På labben har dere utført en øvelse med felling av AgCl der atommassen til sølv var kjent. En sølvtråd ble veid nøyaktig på analysevekt, løst opp i salpetersyre og utfelt som sølvklorid ved tilsetting av saltsyre. Følgende verdier ble observert: Vekt av sølvtråd =.1532g Vekt av glassfilterdigel = 28.66g Vekt av glassfilterdigel + utfelt AgCl = g.

4 Side 4 av 6 sider Bestem ut fra disse målingene atommassen for Cl når atommassen til Ag antas kjent. Angi også det prosentvise avviket fra den teoretiske atommassen til klor (atomvekt Cl er g/mol). d) Tungtløselig AgCl kan fjernes ved tilsats av NH 3. Hva skjer? Skriv en balansert reaksjonsligning for den reaksjonen som skjer.

5 Side 5 av 6 sider Det periodiske systemet

6 Side 6 av 6 sider Termodynamisk data Stoff AtI", (kj/mol) S'(J/mol K) AG'1 (kj/mod XiSOa(s) XiCO3(s) Ni(Co)o(s) - 891,2-664, ,8 91, ,6-615, - 567,4 Nitrogen N2(8) xhr(s) NHo* (ac) N,H" (1) NHaCI(s) No(s) Nor(s) Nzo(s) N,O,(g) xror(s) HNO3(/) NO, - (ac) - 46, - 132,5 + 5,6-11L L + 9, ,5 + 9, t'741-25, 191,5 lq? ,2 94,6 21,6 24,5 22, 34,3 356 r 55,6 r46,4-16,1-79, ,4-22,9 + 86,8 + 5l I + 13,6 -r- Q7 Q _7AA - 18,14 Oksygen o2(8) or(s) OH- (aq) , 25, 238,8 - t, ,24 Silisium Si(s) SiH"(e) SiOr(s, alfa) , t ,8-856 Sink Zn(s) Zn2+(aq) ZnCl2(s) ZnO(s) ZnS(s) ZnSOa(s) q - 415,1-348,3-25,6-982,8 41,8 n2,l 111 4t r41,6-369,4-318,3-2r,3-814,5 Svovel S(s, rombisk) sor(s) sor(s) HzS(s) H2S4(l) ttrso4@o) sfuk) ,6-813,8-99, , , ,6-689, Slv Ag(s) Ag*(aq') AgCl(s) AgBr(s) + 15,58 - r21,1-1,4 12,68 96,2 IO7,I + 11,11-19,8-96.9