EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

Transkript

1 Side 1 av 7 sider EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001 Eksamen i : KJE-1001 Eksamensdato : Tirsdag 13.desember 2011 Tid : 09:00-15:00 Sted : Adm.bygget B154 og aud.max. Tillatte hjelpemidler : Kalkulator "Huskelapp" = ett A4-ark med skrift på begge sider Enkel Norsk-Engelsk, Engelsk- Norsk ordbok Oppgavesettet er på 7 sider inklusive forside Kontaktperson under eksamen: Bjørn Olav Brandsdal, tlf

2 Side 2 av 7 sider EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001 Eksamen i : KJE-1001 Eksamensdato : Tysdag 13.desember 2011 Tid : 09:00-13:00 Sted : Adm.bygget B154 og aud.max. Tillatte hjelpemidler : Kalkulator "Huskelapp" = eit A4-ark med skrift på begge sider Enkel Norsk-Engelsk, Engelsk- Norsk ordbok Oppgåvesettet er på 7 sider inkl. forside Kontaktperson under eksamen: Bjørn Olav Brandsdal, tlf

3 Side 3 av 7 sider Oppgave 1 (Teller 15 av 100 poeng) a) VSEPR modellen brukes for å angi den geometriske strukturen til molekyler og ioner. Forklar kort hva denne modellen går ut på. b) Følgende molekyler har samme antall elektronpar rundt sentralatomet: PF 5, SF 4, ICl 3 og XeF 2. Tegn Lewisstruktur og angi molekylform for hvert av dem. c) Hva er hybridiseringen for sentralatomet i molekylene gitt i b)? Oppgave 2 (Teller 15 av 100 poeng) a) Gitt følgende elementer: Li, Na, F, N og Be. Sett opp elementene i rekkefølge etter synkende verdi for atomradius. b) Første ioniseringsenergi (kj/mol) for en serie atomer har følgende verdi: He Li Be B C N O Forklar variasjonen i disse verdiene. c) Metallet natrium reagerer voldsomt med vann. Kan du forklare reaktiviteten til natrium? Oppgave 3 (Teller 20 av 100 poeng) K p ved 100 C er for følgende likevektsreaksjon: 2NOBr (g)! 2NO (g) + Br 2 (g) Bruk R=8.314 J/mol K i oppgaven. a) Avgjør om følgende konsentrasjoner gir et system som er i likevekt ved 100 C: 1. P NO = 0.1 atm, P Br2 = 0.4 atm 2. P NO = 0.3 atm, P Br2 = 0.2 atm 3. P NO = P NOBr, P Br2 = atm b) Bestem G for reaksjonen ved 100 C. c) Forklar uten utregning om graden av orden øker eller minker i systemet ved dekomponeringen av NOBr. d) Er reaksjonen spontan under betingelsene som er gitt under punkt 1 i del a)? Begrunn svaret.

4 Oppgåve 1 (Tel 15 av 100 poeng) Side 4 av 7 sider a) VSEPR modellen brukast for å angje den geometriske strukturen til molekyler og ioner. Forklar kort kva denne modellen går ut på. b) Fyljande molekyler har same antall elektronpar rundt sentralatomet: PF 5, SF 4, ICl 3 og XeF 2. Teikn Lewisstruktur og angje molekylform for kvar av dei. c) Kva er hybridiseringa for sentralatomet i molekylene gitt i b)? Oppgåve 2 (Tel 15 av 100) a) Gitt fyljande elementer: Li, Na, F, N og Be. Sett opp elementa i rekkefølgje etter avtakande verdi for atomradius. b) Første ioniseringsenergi (kj/mol) for en serie atomer har fyljande verdi: He Li Be B C N O Forklar variasjonen i disse verdiene. c) Metallet natrium reagerer voldsamt med vatn. Kan du forklare reaktiviteten til natrium? Oppgåve 3 (Tel 20 av 100 poeng) K p ved 100 C er for fyljande likevektsreaksjon: 2NOBr (g)! 2NO (g) + Br 2 (g) Bruk R=8.314 J/mol K i oppgaven. a) Avgjer om fyljande konsentrasjonar gjev eit system som er i likevekt ved 100 C: a. P NO = 0.1 atm, P Br2 = 0.4 atm b. P NO = 0.3 atm, P Br2 = 0.2 atm c. P NO = P NOBr, P Br2 = atm b) Finn G for reaksjonen ved 100 C. c) Forklar utan utrekning om graden av orden aukar eller minkjar i systemet ved dekomponeringa av NOBr. d) Er reaksjonen spontan under tilhøva gitt under punkt 1 i del a)? Grunngje svaret.

5 Oppgave 4 (Teller 15 av 100 poeng) Side 5 av 7 sider Du skal lage et batteri (galvanisk element) som skal bestå av en metallstav (M a ) i en løsning 2 av M + 2 a (aq) koblet til en metallstav (M b ) i en løsning av M + b (aq). Du kan velge mellom følgende metaller, med tilhørende standard elektrodepotensialer: Cu 2+ (aq) + 2e! " Cu(s) E 0 = +0.34V Ti 2+ (aq) + 2e! " Ti(s) Zn 2+ (aq) + 2e! " Zn(s) E 0 =!1.63V E 0 =!0.76V a) Velg et elektrodepar som gir en batterispenning ved standardbetingelse på over 1.8 volt og skriv reaksjonsligning. Regn ut cellepotensialet for denne reaksjonen. b) Angi hvilken elektrode som er anode og regn ut G for reaksjonen. c) Balanser følgende reaksjonsligning som skjer i surt vandig miljø: IO + SO I + SO Oppgave 5 (Teller 20 av 100 poeng) a) Eddiksyre (CH 3 COOH) er en svak syre i vann med syrekonstant K a = 1.7 x 10-5 (T=25 C). Trifluoreddiksyre (CF 3 COOH) er derimot en sterk syre i vann. Gi en forklaring på hvorfor det er slik. b) Vi har en blanding av 0.1 M CF 3 COOH og 1.0 M CH 3 COOH. Hva blir ph i blandingen? Begrunn svaret. c) Hva blir ph i en løsning av 0.2 M eddiksyre og 0.2 M natriumacetat? d) Forklar hva vi mener med prosentvis dissosiasjongrad (α) for en syre. Hva blir α for eddiksyren i spørsmål b)? Oppgave 6 (Teller 15 av 100 poeng) I en laboratorieøvelse om kinetikk undersøkte dere hastigheten til følgende reaksjon: 6 I ( aq) + BrO ( aq) + 6 H + ( aq) 3 I ( aq) + Br ( aq) + 3 H O( l) a) Finn den gjennomsnittlige hastigheten av forbruk av bromat ( BrO 3 ) når det ble forbrukt M bromat i løpet av 151 sekunder. b) I dette eksperimentet tilsetter man stivelse, hvorfor blir dette tilsatt? m n p c) Reaksjonshastigheten, v, kan skrives som: v = k I BrO 3 H +. Benytt data i tabellen til å bestemme k, m, og p. (Hint: m og n har samme reaksjonsorden). Forsøk Hastighet (v) M s -1 [I - ] M -!" BrO 3 # $ M [H + ] M

6 Side 6 av 7 sider Oppgåve 4 (Tel 15 av 80 poeng) Du skal lage eit batteri (galvanisk element) som skal bestå av ein metallstav (M a ) i ei løysning 2 av M + 2 a (aq) kobla til en metallstav (M b ) i ei løysning av M + b (aq). Du kan velje mellom fyljande metall, med tilhørande standard elektrodepotensial: Cu 2+ (aq) + 2e! " Cu(s) E 0 = +0.34V Ti 2+ (aq) + 2e! " Ti(s) Zn 2+ (aq) + 2e! " Zn(s) E 0 =!1.63V E 0 =!0.76V a) Velj eit elektrodepar som gjev ei batterispenning ved standardbetingelse på over 1.8 volt og skriv reaksjonslikning. Rekn ut cellepotensialet for denne reaksjonen. b) Angi kva for elektrode som er anode og rekn ut G for reaksjonen. c) Balanser fyljande reaksjonslikning som skjer i surt vandig miljø: IO + SO I + SO Oppgåve 5 (Tel 20 av 100 poeng) a) Eddiksyre (CH 3 COOH) er ei svak syre i vatn med syrekonstant K a = 1.7 x 10-5 (T=25 C). Trifluoreddiksyre (CF 3 COOH) er derimot ei sterk syre i vatn. Gje ei forklaring på kvifor det er slik. b) Vi har ei blanding av 0.1 M CF 3 COOH og 1.0 M CH 3 COOH. Kva blir ph i blandinga? Grunngje svaret. c) Kva blir ph i ei løysning av 0.2 M eddiksyre og 0.2 M natriumacetat? d) Forklar kva vi meiner med prosentvis dissosiasjongrad (α) for ei syre. Kva blir α for eddiksyra i spørsmål b)? Oppgåve 6 (Teller 15 av 100 poeng) I ei laboratorieøving om kinetikk blei hastigheta til fyljande reaksjon undersøkt: 6 I ( aq) + BrO ( aq) + 6 H + ( aq) 3 I ( aq) + Br ( aq) + 3 H O( l) a) Finn den gjennomsnittlege hastigheta for forbruk av bromat ( BrO 3 ) når det blei brukt M bromat i løpet av 151 sekund. b) I dette eksperimentet set ein til stivelse, kvifor blir dette satt til? m n p c) Reaksjonshastigheta, v, kan skrivast som: v = k I BrO 3 H + tabellen til å finne k, m, og p. (Hint: m og n har same reaksjonsorden). Forsøk Hastighet (v) M s -1 [I - ] M -!" BrO 3 # $ M [H + ] M Nytt data i

7 Det periodiske systemet Side 7 av 7 sider