Rettelse til eksamen i KJE-1 001 Mandag, 17. desember, 2007 Deles ut sammen med eksamensoppgavene Oppgave I I eksamensoppgaven er det skrevet j 3, dette er feil. Den riktige molekylformelen er: I. Oppgåve 1 I eksamensoppgåva er det skreve j 3~,dette er feil. Den riktige molekylformden er: I
Side i av 10 BOKMÅL EKSAMENSOPPGAVE I KJE-1001 Eksamen i Dato Tid Sted Hjelpemidler Vedlegg: ingen KJE-1001 Mandag, 17. desember, 2007 09:00-15:00 Åsgårdvegen 9 Enkel kalkulator Chemistry Data Book og/eller tilsvarende tabellverk. Huskelapp = ett A4-ark med skrift på begge sider Enkel Norsk-Engelsk, Engelsk-Norsk ordbok Oppgavesettet inneholder 10 sider inkl. forside Kontaktperson under eksamen: Rolf Carlson, tlf. 77644068
Side 2 av 10 NYNORSK EKSAMENSOPPGÅVE I KJE-1001 Eksamen i Dato Tid Sted Hjelpemidler Vedlegg: ingen KJE-1001 Måndag, 17. desember, 2007 09:00-15:00 Åsgårdvegen 9 Enkel kalkulator Chemistry Data Book og/eller anna tabellverk. Hugselapp = eit A4-ark med skrift på begge sider Enkel Norsk-Engelsk, Engelsk-Norsk ordbok Oppgåvesettet inneheld 10 sider inkl. forside Kontaktperson under eksamen: RolfCarlson, tlf. 77644068
Side 3 av 10 Oppgave 1 For hvert av følgende molekyler/ioner: C0 3 2, BF3, CH 4 SF 4, j 3~,H 3 P0 2 (Tips: H 3 P0 2 er en enprotisk syre) a. Tegn Lewis strukturene b. Tegn mulige resonansstrukturer hvis de finnes. Skriv også formalladninger. c. Bruk VSEPR modellen til å forutsi den geometriske anordningen av elektronpar rundt sentralatomet og molekylformen d. Beskriv hybridisering av sentralatomet. Oppgave 2 For følgende orbitaler: is 2s 2p 3p 3d 4s 4d 4f 5s a. Beskiriv formen ved hjelp av en tegning (bortsett fra 4±). Hvis det finnes flere orbitaler av en type trenger du bare å tegne en. b. Si hvor mange orbitaler av hver type det finnes (fl eks. hvor mange 2s? hvor mange 3d?), og hvis det finnes flere beskriv hva som er forskjellen mellom dem. Du kan gjerne argumentere for ditt svar ved bruk av kvantetall. c. Beskriv forholdet mellom kvantetall og følgende orbitalegenskaper: energi, form, antall noder.
Side 4av 10 Oppgåve 1 For kvart av fylgjande molekyler/ioner: C0 3 2, BF3, CH 4, SF 4,t, H 3 P0 2 (Tips: H 3 P0 2 er ein einprotisk syre) a. Teikn Lewis strukturane b. Teikn mulige resonansstrukturar viss del finnes. Skriv også formalladningar. c. Bruk VSEPR modellen til å forutsjå den geometriske anordninga av elektronpar rundt sentralatomet og molekylformen d. Beskriv hybridiseringa av sentralatomet. Oppgåve 2 For frlgjande orbitalar: is 2s 2p 3p 3d 4s 4d 4f 5s a. Beskriv forma ved hjelp av ein teikning (bortsett frå44 Viss det fins fleire orbitalar av ein type treng du bare å teikne ein. b. Sel kor mange orbitalar av kvar type det finnes (f.eks. kor mange 2s? kor mange 3d?), og viss det finns fleire beskriv kva som er forskjellen mellom dei. Du kan gjerne argumentera for ditt svarved bruk av kvantetall. c. Beskriv forholdet mellom kvantetall og f~1jandeorbitaleigenskapar: energi, form, antall noder.
Side 5 av 10 Oppgave 3 Gitt ligningene: I: CH 3 OH(1) + ~O 2 (g) ~ CO~(g)+ 2H 2 0(l) = 726,4k] II: C(graJitt)(s) + O 2 (g) ~ CO 2 (g) AfI~.= 393, 5k] III: H 2 (g) + ~ 2 (g) ~ H 2 0(1) Aiim = 285,8k] a. Bruk ligningene 1-111 til å beregne AH for reaksjonen: IV: C(wajitt)(s)+ 2H 2 (g)+ 1 0 2 (g) ~ CH 3 OH(1) b. Ved kun å se på fortegnet til AB for reaksjonen (ligning IV), hvilken type reaksjon er det? c. Ved kun å studere tilstandene til komponentene i ligning III, vii entropien for systemet avta eller øke for reaksjonen? Forklar hvorfor. d. Spesifik.k varme for metanol (CH 3 OH) er 2,6 J/(g~ C).Hvor mye energi kreves for å varme opp 10 mol metanol fra 25 C til 35 C?
Side 6 av 10 Oppgåve 3 Ut i frå likningane: I: CH 3 OH(l) + ~O 2 (g) ~ C0 2 (g) + 2H 2 0(l) AH = 726, 4k] II: C(grajitt)(s) + O 2 (g) ~ CO 2 (g) 1V1 1, = 393, 5k] [II: H 2 (g) + (g) ~ H 2 0(1) = 285,8k] a. Bruk lilcningane 1-111 til å berekne AH for reaksjonen: IV: C(grafitt)Ç~+ 2H 2 (g) + ~ 2 (g) ~ CH 3 OH(l) b. Ved bare å sjå på forteiknet til AH for reaksjonen (likning IV), kva type reaksjon er det? c. Ved bare å studera tilstandane til komponentane i likning III, vil entropien for systemet minke eller auke for reaksjonen? Forklar kvifor. d. Spesifikk varme for metanol (CH 3 OH) er 2,6 JI(g C). Kor mykje energi krevs for å varme opp 10 mo! metanol frå 25 C til 35 C?
Side 7 av 10 Oppgave 4 En løsning av ren maursyre (HCOOH) b!e løst i vann ved 25 C, ved likevekt var ph = 2,53. pka for maursyre er 3,75. a. Regn ut likevektskonsentrasjonene av HCOOH, H~og HCOÆ. b. Du skal lage en buffer av HCOOH og HCOÆ med ph 4.0, hva må forho!det mellom syre og base være for å ffi denne ph verdien? c. Vil ph i denne bufferen være mest motstandsdyktig overfor tilsetning av syre eller av base? Forklar hvorfor. Spørsmålet kan besvares uten regning. d. Beregn ph i en 0,4 M løsning av HCOONa (natriumsaltet til maursyre) ved25 C. Oppgave 5 CaF 2 er et tungtløsel ig salt. Løselighetsprodukt (K~~) for dette saltet er 3,9V 10.11. a. Hvor mange mol CaF 2 løser seg i 1,0 liter vann? b. Forklar hvilken effekt det vil ha for løseligheten av CaF 2 om det tilsettes Ca(N0 3 ) 2 eller NaF til løsningen i oppgave a? c. Beregn molar løselighet av CaF 2 i en 0,1 M løsning av NaF. OBS: i alle oppgavene kan du se bort fra at F kan reagere med vann og danne HF.
Side 8 av 10 Oppgåve 4 Ein løysning av ren maursyre (HCOOH) ble løyst i vatn ved 25 C, ved likevekt var ph = 2,53. pka for maursyre er 3,75. a. Rekn ut likevektskonsentrasjonane av HCOOH, H~og HCOÆ. b. Du ska! lage ein buffer av HCOOH og HCOÆ med ph 4.0, kva må forholdet mellom syre og base vera for å få denne ph verdien? c. Vil ph i denne bufferen være mest motstandsdyktig overfor tilsetning av syre eller av base? Grunngje kvifor. Spørsmålet kan besvarast uten rekning. d. Berelm ph i ein 0,4 M løysning av HCOONa (natriumsaltet til maursyre) ved25 C. Oppgåve 5 CaF 2 er et tungtløyselig salt. Løyseligheitsprodukt (K 8~ )for dette saltet er 39.10~tl a. Kor mange mol CaF 2 løyser seg i 1,0 liter vatn? b. Forklar kva for effekt det vil ha for løysninga av CaF 2 om det ti!settest Ca(N0 3 ) 2 eller NaF til løysninga i oppgåve a? c. Berekn molar løyseligheit av CaF 2 i ein 0,i M løysning av NaF. OBS: i alle oppgåvene kan du sjå bort frå at F~kan reagera med vatn og danne HF.
Side 9 av 10 Oppgave 6 Hvis man behandler styren (vinylbenzen, fenyleten) med fortynnet svovelsyre får man 1-fenyletanol. Hvis man behandler 1 -feny!etanol med konsentrert fosforsyre far man styren. Styren i-fenyletanol OH H 3 P0 4 i-fenyletanol Styren Vis hvordan disse reaksjonene skjer (reaksjonsmekanismer) og angi mulige mellomprodukter. Oppgave 7 Hvis man løser brom, Br 2, i toluen i mørke får man en rød løsning. Når denne løsningen blir utsatt for lys skjer en rask avfargning og man får benzylbromid og hydrogenbromid. lys K~<CH2Br LL~J + 6r 2 LL~J + HBr Toluen Benzylbromid Gi forslag på en reaksjonsmekanisme som viser hvordan dette skjer.
Side 10 av 10 Oppgåve 6 Viss ein behandlar styren (vinylbenzen, fenyleten) med fortynna svovelsyre får ein 1-fenyletanol. Viss man behandlar i -fenyletanol med konsentrert fosforsyre får ein styren. Styren i -Fenyletanol OH H 3 P0 4 I -Fenyletanol Styren Vis kor!eis desse reaksjonane skjer (reaksjonsmekanismar) og angje mulige mellomprodukt. Oppgåve 7 Viss ein løyser brom, Br 2, i toluen i mørke får ein ei raud løysning. Når denne løysninga blir utsett for lys skjer ein rask avfarging og ein får benzylbromid og hydrogenbromid. lys <~t~kch 2 Br + Br 2 ft % J + HBr Toluen Benzylbromid Gje forslag på ein reaksjonsmekanisme som viser korleis dette skjer.