2. UTTAKSPRØVE. til den 51. Internasjonale kjemiolympiaden. i Paris, Frankrike

Like dokumenter
1. UTTAKSPRØVE. til den 44. Internasjonale Kjemiolympiaden i Washington DC, USA. Oppgaveheftet skal leveres inn sammen med svararket

1. UTTAKSPRØVE. til den 2. Nordiske kjemiolympiaden 2017 i Stockholm og den 49. Internasjonale kjemiolympiaden 2017 i Nakhon Pathom, Thailand

1. UTTAKSPRØVE. Oppgavene besvares på svararket på side 2 og hele oppgaveheftet skal leveres inn.

1. UTTAKSPRØVE. til den. 41. Internasjonale Kjemiolympiaden 2009 i Cambridge, England

1. UTTAKSPRØVE. til den 4. Nordiske kjemiolympiaden 2019 i Helsinki, Finland og den 51. Internasjonale kjemiolympiaden 2019 i Paris, Frankrike

2. UTTAKSPRØVE. til den 49. Internasjonale kjemiolympiaden. i Nakhon Pathom, Thailand

2. UTTAKSPRØVE. til den 50. Internasjonale kjemiolympiaden i Bratislava, Slovakia & Praha, Tsjekkia

1. UTTAKSPRØVE. til den. 42. Internasjonale Kjemiolympiaden 2010 i Tokyo, Japan

1. Oppgaver til atomteori.

2. UTTAKSPRØVE. til den 47. internasjonale kjemiolympiaden i Baku, Aserbajdsjan

1. UTTAKSPRØVE. til den 1. Nordiske kjemiolympiaden. i København

Den 35. internasjonale Kjemiolympiade i Aten, juli uttaksprøve. Fasit.

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

1. UTTAKSPRØVE. til den 45. Internasjonale Kjemiolympiaden i Moskva, Russland

FLERVALGSOPPGAVER STØKIOMETRI

FLERVALGSOPPGAVER REDOKS-/ELEKTORKJEMI

FASIT til 2. UTTAKSPRØVE

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 4

Naturfag 2, Na210R510

1. UTTAKSPRØVE.

3. Balansering av redoksreaksjoner (halvreaksjons metoden)

Eksamen. Emnekode: KJEMI1/FAD110. Emnenavn: Kjemi 1. Dato: Tid (fra-til): Tillatte hjelpemidler: Kalkulator, KjemiData.

2. UTTAKSPRØVE. til den 46. internasjonale kjemiolympiaden i Hanoi, Vietnam

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG

2. UTTAKSPRØVE. til den 45. Internasjonale Kjemiolympiaden i Moskva, Russland

Fasit oppdatert 10/9-03. Se opp for skrivefeil. Denne fasiten er ny!

Kap 4. Typer av kjemiske reaksjoner og løsningsstøkiometri

1. uttak til den 37. Kjemiolympiaden, Fasit og poengberegning. Oppgave 1 1) C 2) B 3) D 4) A 5) B 6) A 7) D 8) C 9) B 10) C 11) A 12) B

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet løsningsforslag

Den 34. internasjonale Kjemiolympiade i Groningen, juli uttaksprøve. Fasit.

EKSAMENSOPPGAVE. Kalkulator «Huskelapp» -A4 ark med skrift på begge sider Enkel norsk-engelsk/engelsk-norsk ordbok

Finalerunde Kjemiolympiaden 2003 Blindern 4. april 2003 Kl

EKSAMENSOPPGAVE. KJE-1001 Introduksjon til kjemi og kjemisk biologi

Kjemiske tegn Finn alle grunnstoffer med kjemisk tegn som begynner på a) A b) S 1.2

2. Hva er formelen for den ioniske forbindelsen som dannes av kalsiumioner og nitrationer?

EKSAMENSOPPGAVE. Fag: Generell og uorganisk kjemi. Faglig veileder: Kirsten Aarset Eksamenstid, fra - til: LO 400 K.

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim Institutt for kjemi. Bokmål Student nr.:

Universitetet i Oslo

EKSAMENSOPPGAVE. Kalkulator «Huskelapp» -A4 ark med skrift på begge sider. Enkel norsk-engelsk/engelsk-norsk ordbok

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim Institutt for kjemi. Bokmål Student nr.:

Auditorieoppgave nr. 1 Svar 45 minutter

Studium/klasse: Masterutdanning i profesjonsretta naturfag. 8 (inkludert denne og vedlegg)

Kapittel 9 Syrer og baser

8. Ulike typer korrosjonsvern. Kapittel 10 Elektrokjemi. 1. Repetisjon av noen viktige begreper. 2. Elektrolytiske celler

OPPGAVE 1. Løsningsforslag Kjemi 2 Vår 2015

2. UTTAKSPRØVE. til den 1. Nordiske kjemiolympiaden. i København

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Fakultet for lærer- og tolkeutdanning

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 8

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN MAI 2006

2. UTTAKSPRØVE. til den. 42. Internasjonale Kjemiolympiaden 2010 i Tokyo, Japan

FLERVALGSOPPGAVER SYRER OG BASER

Oppgave 1 (35 poeng) 1. uttak til den 38. Kjemiolympiaden, Fasit og poengberegning. 1) D 2) B 3) A 4) A 5) D 6) C 7) D 8) C

LGU53004-A NA emne 1

UNIVERSITETET I OSLO

1. Uttakingsprøve til den 35. Internasjonale Kjemiolympiaden

Finalerunde Kjemiolympiaden 2002 Blindern 19. april 2002 Kl

Kjemiforsøk med utradisjonelt utstyr

Innhold. Forord... 11

EKSAMENSOPPGAVE. Tillatte hjelpemidler: Kalkulator «Huskelapp» - A4 ark med skrift på begge sider Enkel norsk-engelsk/engelsk-norsk ordbok

EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

LØSNINGSFORSLAG TIL ØVING NR. 6, HØST 2009

Løsningsforslag eksamen kjemi2 V13

NORSK FINALE for uttakning til 39. internasjonale kjemiolympiaden i Moskva, Russland, juli 2007

KJEMIOLYMPIADEN UTTAKINGSPRØVE.

FLERVALGSOPPGAVER ANALYSE

1. UTTAKSPRØVE. til den 47. internasjonale kjemiolympiaden i Baku, Aserbajdsjan

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 1

Studie av overføring av kjemisk energi til elektrisk energi og omvendt. Vi snakker om redoks reaksjoner

Kapittel 4 Ulike kjemiske reaksjoner og støkiometri i løsninger

Høgskolen i Sør-Trøndelag. Naturfag 1, NA130-B. Oppgave 1 (Geofag 15 %) Oppgave 2 (Økologi - 20 %) Individuell skriftlig eksamen i.

Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist, dvs (se

reduseres oksidasjon

UTSATT EKSAMEN Sensur faller innen Resultatet blir tilgjengelig på studentweb første virkedag etter sensurfrist,

Kjemi og miljø. Elektrokjemi Dette kompendiet dekker følgende kapittel i Rystad & Lauritzen: 10.1, 10.2, 10.3, 10.4 og 10.5

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel eksamen 19/5-14

Prøveeksamen i Fysikk/kjemi Løsningsforslag Prøve 3

2. Kjemisk likevekt Vi har kjemisk likevekt når reaksjonen mot høgre og venstre går like fort i en reversibel reaksjon.

EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

UTSATT EKSAMEN Sensur faller innen

FLERVALGSOPPGAVER KJEMISK BINDING

FLERVALGSOPPGAVER REAKSJONSFART, LIKEVEKT OG LØSELIGHET

KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

H. Aschehoug & Co. Side 1 av 8

Støkiometri (mengdeforhold)

EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001

Universitetet i Oslo Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

EKSAMENSOPPGAVE. Antall sider: med forside: 3

Del 1. kan være både sur og basisk komponent i en buffer. For å få en buffer med ph 7 der HPO 4

MENA1001 Deleksamen 2017 Forside

1. UTTAKSPRØVE. til den 46. Internasjonale Kjemiolympiaden i Hanoi, Vietnam

Kjemiolympiaden uttak. Fasit.

Eksamensoppgave i LGU53004 Naturfag Emne 1, Kjemi

ORDINÆR EKSAMEN Sensur faller innen

TALM1008 Fysikk og Kjemi Løsning kjemidel kont august 2013

Universitetet i Oslo Det matematisk -naturvitenskapelige fakultet

1. uttakingsprøve til den 34. Internasjonale Kjemiolympiaden

Fasit Kjemien stemmer Forkurs

Fasit til 1. runde. for uttakning til den. 40. internasjonale kjemiolympiaden i Budapest, Ungarn, juli 2008

Transkript:

Kjemi OL 2. UTTAKSPRØVE til den 51. Internasjonale kjemiolympiaden 2019 i Paris, Frankrike Dag: 30. januar 2019 Varighet: 180 minutter. Hjelpemidler: Lommeregner og Udir sin Tabeller og formler i kjemi. Maksimal poengsum: 100 poeng. Oppgavesettet er på 12 sider (inklusive forsiden og svararkene) og har 7 oppgaver: Oppgave 1 skal besvares på det vedlagte Svarark 1, og du må fylle ut det andre som etterspørres på svararket. Oppgave 5c skal besvares på det vedlagte Svarark 2 www.kjemiolympiaden.no

SVARARK 1 2. UTTAKSPRØVE Navn: Skole: Fødselsdato: Hjemmeadresse: E-postadresse: Mobilnummer: Vi legger ut resultatliste med de 50 beste i 2. runde på våre hjemmesider, de resterende resultatene publiseres ikke. Hvis du er blant de 50 beste i 2. runde er det greit at navnet ditt står på resultatlista? Sett kryss: JA NEI For oppgave 1 setter du kryss for svaralternativet du velger i tabellen under. De andre oppgavene besvarer du på egne ark. Oppgave 1 A B C D 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9) 10) 2

SVARARK 2 2. UTTAKSPRØVE Navn: 0 S 100 20 80 % Cu (w/w) 60 40 60 % S (w/w) 40 80 20 100 Cu 0 20 40 60 % Fe (w/w) 80 100 0 Fe 3

Oppgave 1 (25 poeng 2,5 per deloppgave) Hvert av spørsmålene i denne oppgaven skal besvares ved å krysse av i tabellen på Svarark 1 for det alternativet som er korrekt. Kun ett svar er korrekt for hvert spørsmål. 1) Hvilken påstand er korrekt gitt følgende standard reduksjonspotensialer? Fe 3+ + e - Fe 2+ FAD + 2H + +2e - FADH2 2H + + 2e - H2 NADP + + H + +2e - NADPH E = 0,77 V E = 0,44 V E = 0,00 V E = 0,11 V A) Fe 2+ kan redusere FAD i en spontan reaksjon. B) FADH2 kan redusere NADP + i en spontan reaksjon. C) NADPH kan oksidere FADH2 i en spontan reaksjon. D) FAD kan oksidere NADPH i en spontan reaksjon. 2) Du måler ph i en løsning av valeriansyre (pka = 4,8) til å være 5,2. Hva er forholdet [C4H9COOH]/[C4H9COO ] i løsningen? A) Ca. 0,4 B) Ca. 1 C) Ca. 2 D) Ca. 2,5 3) Du varmer opp 4,43 g BeCl2 xh2o til alt vannet har fordampet. Det vannfrie saltet har massen 2,32 g. Hva er x? A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 4) I en Daniellcelle er sinkelektroden den begrensende reaktanten. Massen av sink i cellen er 6,5 g. Hva er batterikapasiteten til cellen? A) 2,7 Ah B) 5,3 Ah C) 6,5 Ah D) 10 Ah 5) Hvor mange hovedsignaler vil 1,4-dimetylbenzen ha i et 1 H-NMR-spekter? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 4

6) Du blander Mn 2+ og MnO4. Da dannes det flere stoffer, men alle manganatomene som reagerer ender opp som Mn 3+. Hvilket forhold mellom stoffmengden til Mn 2+ og MnO4 må vi starte med for å få alle manganatomene som Mn 3+ etter reaksjonen? (Forholdet Mn 2+ : MnO4 ) A) 2:1 B) 3:1 C) 4:1 D) 5:2 7) 25 g av en forbindelse inneholder små mengder av en forurensning og skal renses ved omkrystallisering. Ved høy temperatur løses 5 g stoff i 100 ml vann. Ved lav temperatur løses 0,6 g stoff i 100 ml vann. Omtrent hvor mye rent stoff vil vi kunne få fra renseprosessen? A) Omtrent 25 g B) Omtrent 24 g C) Omtrent 22 g D) Omtrent 20 g 8) Hvilket av stoffene nedenfor gir 1 H-NMR-spektret vist i figuren? SDBSWeb : https://sdbs.db.aist.go.jp (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology,January 2019) A) Propan-1-ol B) Butanon C) Propansyre D) Propanal 5

9) I hvilken forbindelse har krom oksidasjonstall +III? A) Cr2O7 2 B) Cr2O3 C) CrSO4 D) CrO2 10) I en elektrolysecelle skjer følgende reaksjon: 2 H2O(l) + 2Br (aq) Br2(l) + H2(g) + 2OH (aq) Hvilken påstand er sann? A) Det dannes en gass ved den positive elektroden. B) Det legger seg et lag av brom på den positive elektroden. C) Det dannes en gass ved begge elektrodene. D) Det dannes en gass ved den ene elektroden og en brun væske ved den andre. Oppgave 2 (12 poeng) I et forsøk gjør noen elever elektrolyse av en løsning av CuCl2. a) Skriv opp en balansert ligning for det som skjer under elektrolysen. b) Hva er den minste spenningen som må til for å få elektrolysen til å gå? c) Hvor mange gram kobber dannes når det går 0,70 A strøm gjennom cellen i 45 minutter? d) Klorgassen som dannes i forsøket brukes til å danne hypokloritt, ClO, etter ligningen Cl2(g) + 2OH (aq) ClO (aq) + Cl (aq) + H2O(l) Hva blir konsentrasjonen av hypokloritt i den ferdige løsningen når totalvolumet er 200 ml? Oppgave 3 (6 poeng) En buffer lages ved å løse fast sitronsyre (Mm = 192 g/mol) og fast natriumhydroksid (Mm = 40,0 g/mol) i vann og justere volumet til 1,00 L. Bufferen har ph = 6,80 og konsentrasjonen av den sure komponenten er 0,500 mol/l. a) Hvor stor masse sitronsyre og natriumhydroksid trengs for å få den ønskede bufferen? b) Hvor mange mol sterk base kan tilsettes før man overskrider bufferkapasiteten? 6

Oppgave 4 (11 poeng) I celleåndingen er cytokrom c oksidase proteinet som i siste trinn bruker elektronene fra oksidasjonen av næringsstoffer til å redusere molekylært oksygen. Elektronene kommer til cytokrom c oksidase fra et annet protein som heter cytokrom c. For å overføre elektronene mellom seg, binder disse to proteinene til hverandre. Den molare massen for cytokrom c oksidase er 125 000 g/mol, for cytokrom c er den 12 400 g/mol. Cytokrom c oksidase Reaksjonen som skjer når bindingen mellom de proteinene brytes kan skrives: cytokrom c cytokrom c oksidase cytokrom c + cytokrom c oksidase a) Du blander 1,0 ml 2,0 mm cytokrom c oksidase og 1,0 ml 2,0 mm cytokrom c. Hva er likevektskonstanten for likevekten over hvis konsentrasjonen av komplekset ved likevekt er 0,969 mm? (Denne likevektskonstanten kalles som regel dissosiasjonskonstanten, Kd) b) Hva er konsentrasjonen av komplekset i mg/ml? c) Hvordan vil mengden kompleks ved likevekt påvirkes av tilsetting av mer cytokrom c? Under ser du tre forskjellige biologiske molekyler. d) Angi hvilken klasse/type de forskjellige biologiske molekylene tilhører. A B C OH O O H 2 N CH C OH H CHO OH CH 2 CH 2 C O OH HO H H H OH OH CH 2 OH 7

Oppgave 5 (16 poeng) Hovedkilder for produksjon av kobber er mineralene Cu2S, CuFeS2 og Cu5FeS4. Produksjon av kobber fra Cu5FeS4 skjer blant annet ved følgende trinn: 1. Røsting: Cu5FeS4 varmes opp under tilføring av oksygen. Det dannes Cu2S, Fe3O4 og SO2. 2. Smelting: Fe3O4 reagerer med CO og forbindelse X, som er et annet mineral som finnes i store mengder. Det dannes Y og CO2. X inneholder 53,25 masseprosent oksygen og bare ett annet grunnstoff. Dette grunnstoffet er industrielt viktig for elektronikk og også overgang til en bestemt form for fornybar energi. Grunnstoffet kan danne nettverksforbindelser, slik som forbindelse X, og Norge er en stor produsent av dette grunnstoffet i ren form. X har et meget høyt smeltepunkt. Y inneholder 31,41 masseprosent oksygen, 54,81 masseprosent jern og bare ett annet grunnstoff. I flytende form er forbindelsen Y ikke blandbar med Cu2S, slik at Y lett kan skilles ut som slagg. 3. Fjerne svovel: Noe av Cu2S som dannes ved røstingen omdannes videre til Cu2O i røsteprosessen. 4. Dannelse av rent kobber: Cu2S og Cu2O er nå tilgjengelig i støkiometriske forhold og kan reagerer med hverandre under dannelse av kobber og svoveldioksid. a) Finn formler for forbindelsene X og Y. b) Skriv balanserte reaksjonslikninger for stegene 1 4 over (en likning per trinn). For å få en oversikt over egenskaper til tre-komponent systemer brukes såkalte ternære fasediagrammer. I et slikt diagram er masseprosent av hvert grunnstoff angitt langs hver side av en trekant, og de rene grunnstoffene vil da være i hvert sitt hjørne av diagrammet. Langs linjen mellom to hjørner finnes det da blandinger av de to grunnstoffene i ulike forhold, mens punkter inne i trekanten viser blandinger av alle tre grunnstoffene. Nedenfor ser du diagrammet for Cu-Fe-S systemet, samt plassering av mineralene CuFeS2 og Cu2S. En rett linje som viser alle blandinger med 22 % Cu er også tegnet inn i diagrammet. 8

Illustration+of+the+ternary+plot 0 S 100 All substances on this line contain 22% Cu Notice that the line lies opposite of Cu-corner 20 80 CuFeS 2 (34,6% Cu, 30,4% Fe, 35,0% S) Cu 2 S (79,9% Cu und 20,1 % S) % Cu (w/w) 60 40 35,0% S 34,6% Cu 60 % S (w/w) 40 80 30,4% Fe 20 100 Cu 0 20 40 60 % Fe (w/w) 80 100 0 Fe c) Bruk diagrammet på Svarark 2 og indiker omtrentlig hvor du finner mineralene FeS2 (pyritt/svovelkis = narregull) og CuFe2S3 (cubanitt). Det grå området i diagrammet i Svarark 2 viser sammensetninger i Cu-Fe-Ssystemet som er brukbare for utvinning av kobber gjennom prosessen vi så på tidligere i oppgaven. d) Hva er maksimal masseprosent jern i materiale som kan brukes til fremstilling av kobber gjennom pyrometallurgisk prosess? e) Hva er minimal masseprosent svovel i materiale som kan brukes til fremstilling av kobber gjennom pyrometallurgisk prosess? 9

Oppgave 6 (16 poeng) Stockholmskonvensjonen er en miljøavtale som er utarbeidet i regi av FN om organiske forurensninger som brytes sakte ned. En gruppe med seks miljøskadelige, klororganiske insektmidler står spesielt sentralt i Stockholmskonvensjonen: aldrin, dieldrin, endrin, heptaklor, klordan og mirex. Kjemiske strukturer for disse seks forbindelsene er gitt i en vilkårlig rekkefølge i figuren nedenfor. a) Felles for alle de seks insektmidlene angitt ovenfor er at de syntetiseres med utgangspunkt i stoffet heksaklorsyklopentadien (C5Cl6). Tegn den kjemiske strukturen til dette utgangsstoffet. b) Er insektmidlene A til F ovenfor hovedsakelig vannløselige (hydrofile) eller fettløselige (lipofile)? Hvordan påvirker dette i så fall måten disse stoffene eventuelt hoper seg opp i mennesker, dyr og fisk? c) Identifiser navnene til forbindelsene A til F ved hjelp av følgende opplysninger: 1. Aldrin har molekylformel C12H8Cl6. 2. Dieldrin lages fra aldrin ved at én av dobbeltbindingene i aldrin omgjøres til et såkalt epoksid (treleddet ring med to karbonatomer og ett oksygenatom). 3. Endrin er en isomer av dieldrin. 4. Heptaklor inneholder like mange kloratomer som navnet antyder. 5. Strukturen til klordan ligner veldig på heptaklor, men klordan har én dobbeltbinding mindre og ett kloratom mer. 6. Mirex lages ved at to molekyler heksaklorsyklopentadien går sammen og danner en såkalt dimer. d) Hvor mange kirale karbonatomer er det i den kjemiske strukturen til D? Er C og D speilbildeisomerer? 10

e) Et annet klororganisk insektmiddel regulert gjennom Stockholmskonvensjonen er toksafen. Denne forbindelsen lages ved å reagere hydrokarbonet kamfen (tegnet nedenfor) med klorgass til det totale klorinnholdet er blitt 67 69% (på vektbasis). Klor kan reagere med dobbeltbindingen og/eller substituere med hydrogen. Hva er det gjennomsnittlige antallet kloratomer som er introdusert per molekyl kamfen i insektmiddelet toksafen? Oppgi svaret ditt i nærmeste heltall. Oppgave 7 (14 poeng) Kjemien til svovel har vært kjent siden antikken. Tidligere ble svovel utvunnet fra gruver på steder der svovel fantes, gjerne i områder med vulkansk aktivitet. Arbeidsvilkårene i slike gruver er ofte grusomme og produksjonsmetoden gikk på slutten av 1900-tallet over til å basere seg på biprodukter fra olje- og naturgassutvinning. Svovel kan foredles videre til mange viktige kjemikalier. a) Den vanligste formen for fast svovel har formel S8. Bruk oktettregelen og foreslå strukturen til dette molekylet. På neste side er det gitt en oversikt over reaksjoner med svovel og noen enkle forbindelser med svovel. Hvis flere produkter dannes, er det bare den ukjente som reagerer videre. Alle sideprodukter er oppgitt, men ikke med riktige støkiometriske koeffisienter b) Identifiser stoffene A-F. c) G blir dannet ved å blande E med fast svovel i basisk løsning. I G har svovel oksidasjonstall +IV. Identifiser G. d) G er et reduksjonsmiddel og reduserer I2 til I. Da omdannes G til H. Identifiser H. e) Gi oksidasjonstallet til svovel i forbindelsene A-C. 11

Forurensing i naturgass/olje Naturlig forekomst A O2 S8 + H 2O Underskudd O2 B O2 C Ø Illeluktende gass FeCl2 H2O H2O D + HCl NaOH (overskudd) E F G + H 2O I2 Ø Syre med Ka 1 10 2 H + HI Ø Produksjon på verdensbasis i 2004: 180 10 9 kg 12