IFM-Kemi 9NV221, 9NV321, LINVA6 101018 Kemi för NV-lärare Föreläsningsplan 2010 Del 1 Allmän kemi Föreläsn.1 + 2 Kap. 12. Atomer och atommodeller. Föreläsn. 3 Kap. 14 Kemi: Grundämnen och föreningar. Föreläsn. 4 Kap. 16 + 17 (delv.) Lösningar, koncentrationer, beräkn. Föreläsn. 5 + 6 Kap. 15 Kemisk bindning Föreläsn. 7 Kap. 16 slut. Lösningars egenskaper, polaritet Föreläsn. 8 Kap. 17 slut Reaktionshastigheter och energioms. Föreläsn. 9 Kap. 18 Syra-Basreaktioner (avsn.1-4) Föreläsn. 10 Kap. 18 Redoxreaktioner och elektrokemi På de efterföljande lektionerna räknar vi problem ur problemsamlingen och diskuterar intressanta saker i den genomgågna teorin.
IFM/KEMI Niklasson/revNOP 0910 Del 1 Uppgifter föreläsning 1 + 2: Atomer och periodiska systemet, atommodeller 1. Atomnumret för ett grundämne är 16. Atomkärnan innehåller 16 neutroner. Vilket är grundämnet. Hur skrivs symbolen för denna atom? 2. En atom har masstalet 17 och kärnladdningen 8. Hur skrivs symbolen för denna atom? Hur många neutroner har denna atom? 3. Fullborda tabellen! Ämne formel atommassa/ formelmassa, u aluminium helium 4. Fullborda tabellen! atomnr. namn isotop antal protoner antal neutroner masstal e - i K- skal e - i L- skal e - i M- skal totala antalet e- kol-12 syre 18 10 10 15 7 5. Namnge följande element! Sn, Pt, Co, Ni, Mg, Ba, K, I, Si 6. Ange symbolen för följande element! titan, krom, mangan, kväve, selen, järn, kalcium, klor
7. Hur många element finns i andra perioden i periodiska systemet? Lista elementen! 8. Hur många element finns i grupp 16? Lista elementen! Har gruppen något speciellt namn? 9. Ange antalet elektroner på olika energinivåer hos en atom av följande grundämnen a) bor, b) neon, c) fosfor 10. Hur många valenselektroner har kväve? Vilka grundämnen finns i samma grupp som kväve? 11. Var i periodiska systemet finns a) Icke-metaller b) Halvmetaller 12. Vilken ämnesgrupp (fysikaliska egenskaper) dominerar periodiska systemet? Inom vilka grupper är de allenarådande? 13. Vilka två grundämnen är vätskor vid normal rumstemperatur och normaltryck? Uppgifter föreläsning 3 + 4: Grundämnen och kemiska föreningar, blandningar, beräkningar 1. Grundämne eller kemisk förening? Motivera kortfattat! a) NaCl b) Cl 2 c) Na d) FeCl 3 e) CO 2 f) NH 3 2. Fysikalisk förändring eller kemisk reaktion? Motivera! a) N 2 (g) N 2 (l) b) 3 H 2 (g) + N 2 (g) 2 NH 3 (g) c) H 2 O (l) H 2 O (g) d) N 2 (g) + O 2 (g) 2 NO (g)
3. Namnge föreningarna nedan. Ange för varje förening om det är en jon- eller molekylförening. a) HF b) CaCl 2 c) LiCl d) MgBr 2 e) SO 2 f) PCl 3 g) PCl 5 h) HCl 4. Skriv formeln för den förening som bildas av a) kalciumjoner och oxidjoner b) bariumjoner och sulfidjoner c) litiumjoner och nitridjoner 5. Skriv formeln för natriumkarbonat och kalciumklorid. 6. Skriv en balanserad formel för följande reaktioner: a) svavel reagerar med syre och svaveldioxid bildas b) aluminium reagerar med jod och aluminiumjodid bildas 7. Hur stor volym ren alkohol finns det i en äppelcider där volymhalten är 2.2%? Flaskans volym är 0.5 dm 3. 8. 368 g svavelsyra sätts till 862 g vatten. Vilken är masshalten svavelsyra? 9. Beräkna formelmassan. Ange enhet! a) salpetersyra b) svavelsyra c) kaliumhydroxid d) ammoniumkarbonat 10. Beräkna molmassan Ange enhet! a) ammoniak b) svaveldioxid c) fosfortriklorid d) kobolt(ii)klorid 11. Hur stor är substansmängden järnjoner i 1 mol a) FeCl 3 b) Fe 2 (SO 4 ) 2
12. Hur stor massa har 500 järnatomer? 13. Diamant är en form av rent kol. Hur många atomer är det i en 1.00- karat diamant? 1.00-karat = 0.200 g 14. Hur stor massa är 5.00 mol ammoniak? 15. Askorbinsyra (vitamin C) förekommer i många kosttillskott. Hur stor substansmängd är 500.0 mg askorbinsyra (C 6 H 8 O 6 )? 16. Aspartam är ett sötningsmedel som är 160 gånger sötare än vanligt socker. Aspartam har molekylformeln C 14 H 18 N 2 O 5. a) beräkna molmassan b) hur stor substansmängd är 10.0 g aspartam c) vilken massa har 1.56 mol aspartam? d) hur många kväveatomer finns I 1.2 g aspartam? Uppgifter föreläsning 5 och 6: Kemisk bindning 1. Skriv elektronformel för: litium, magnesium, kisel, fosfor, svavel, fluor och argon. 2. Vilka av dessa formler är korrekta: CaCl 2, CaO, AlBr 2, Na 2 Cl 3. Hur många elektroner finns det totalt i jonerna: a) S 2- b) Al 3+ c) K +
4. Skriv formel och namn för den förening som bildas när natrium och svavel reagerar. 5. Skriv elektronformel för vätebromid. 6. Vilken typ av kemisk bindning är det i a) magnesiumfluorid b) en jodmolekyl 7. Studera natriumhalogenidernas smältpunkter och förklara trenden. salt smältpunkt i o C anjonens radie i nm NaF 993 0.136 NaCl 801 0.181 NaBr 747 0.195 NaI 661 0.216 8. Vilken bindning i följande grupp är mest polär? S F, S Cl, S-Br 9. Rangordna följande bindningar efter ökande jonkaraktär: Ca O, Br Br, C - F 10. Studera svaveldioxidmolekylen och förklara om molekylen är polär eller opolär. O S O 11. Rita elektronformel för koltetraklorid, CCl 4 (kol är centralatom). Vilken form har molekylen? Är molekylen polär eller opolär?
Uppgifter föreläsning 7: Intermolekylära krafter krafter mellan molekyler 1. Vilka bindningar bryts när följande ämnen smälter? a) KCl b) jod c) is d) etanol e) diamant 2. Vad kallas fasövergångarna? H 2 O (s) H 2 O (l) och H 2 O (g) H 2 O (l) 3. Vilken typ av bindning finns mellan metanolmolekyler? Rita och förklara! 4. Förklara skillnaden i kokpunkterna för kolvätena metan (-161 o C) och oktan (125 o C). 5. Hos vilken av halogenerna fluor, klor, brom och jod är London krafterna mellan molekylerna starkast? Förklara! 6. Vilka av följande ämnen är lättlösliga i vatten: socker, bensin, natriumklorid och glycerol? Uppgifter föreläsning 8. Beräkningar (forts.) + energi. 1. När ammoniumdikromat antänds sönderdelas föreningen i en kraftig vulkanreaktion. Hur stor massa Cr 2 O 3, N 2 respektive H 2 O bildas när 10.8 g ammoniumdikromat reagerar? (NH 4 ) 2 Cr 2 O 7 (s) Cr 2 O 3 (s) + N 2 (g) + 4 H 2 O (g)
2. Studera förbränningen av etanol och beräkna H ur bindningsenergier. C 2 H 5 OH (l) + 3 O 2 (g) 2 CO 2 (g) + 3 H 2 O (g) bindning (enkel) bindningsenergi kj/mol bindning (multiple) bindningsenergi kj/mol H - H 432 O O 495 H - C 413 C O 799 H - O 467 - - C C 347 - - C H 413 - - C O 358 - - 3. 5.623 g natriumvätekarbonat löstes i vatten till slutvolymen 250.0 ml. Beräkna lösningens koncentration. 4. Beräkna koncentrationen av kalciumjoner och kloridjoner i 0.15 mol/dm 3 CaCl 2. 5. 1.00 g K 3 PO 4 löstes i vatten till slutvolymen 500.00 ml. Beräkna koncentrationen av kaliumjoner och fostatjoner i lösningen. 6. Beskriv hur du går tillväga för att bereda 2.00 liter 0.250 mol/dm 3 natriumhydroxidlösning från fast natriumhydroxid. 7. Hur stor massa natriumklorid går åt för att bereda 100 cm 3 natriumkloridlösning med koncentrationen 0.10 mol/dm 3? 8. Hur stor volym 2.0 mol/dm 3 svavelsyra går åt för att bereda 250 cm 3 0.20 mol/dm 3 svavelsyra?
Uppgifter föreläsning 9: Syror och baser 1. Hur definieras enligt Brönsted-Lowry en syra och en bas? 2. Vad är en protolys reaktion? 3. Vad menas med a) stark syra b) bas c) amfolyt? 4. Identifiera syra eller basegenskaper för varje species i reaktionerna: H 3 O + + Cl - H 2 O + HCl HSO 4 - + H 2 O H 3 O + + SO 4 2-5. Man undersöker den elektriska ledningsförmågan hos vattenlösningar av saltsyra och ättiksyra. Syrorna har samma koncentration. Vilken av syrorna leder sämst? Förklara! 6. Vilka slags joner finns i överskott i a) sura lösningar b) basiska lösningar? 7. Är ph större än, mindre än eller lika med 7 i följande lösningar; a) ammoniak b) kolsyra c) natriumkloridlösning 8. Vätejodid, HI, protolyseras i vatten och fungerar som en syra. Skriv reaktionsformeln. 9. Vilket är ph-värdet i salsyra med koncentrationen a) 1.0 mol/dm 3 b) 0.050 mol/dm 3? 10. Vilken koncentration har saltsyra vars ph-värde är a) 2.30 b) 0.52? 11. Beräkna poh och ph i 0.20 mol/dm 3 NaOH-lösning.
12. Vilken reaktion (sur, basisk eller neutral) har en vattenlösning av a) natriumacetat b) ammoniumklorid? Förklara! 13.Väteklorid sätts till en buffertlösning av ammoniak och ammoniumklorid. Hur påverkar det koncentrationen av a) ammoniak b) ammoniumklorid? 14. När upphör en buffertlösnings förmåga att stå emot ph-ändringar? 13. Koncentrationen av en NaOH-lösning bestämdes genom titrering med 0.100 mol/dm 3 HCl. 20.0 cm 3 NaOH-lösning förbrukade därvid 16.35 cm 3 saltsyra. Beräkna natriumhydroxidlösningens koncentration. Titreringsreaktionen kan skrivas: HCl (aq) + NaOH (aq) H 2 O (l) + NaCl (aq) Uppgifter föreläsning 10: Oxidation och reduktion 1. Skriv reaktionsformeln för natriums oxidation i luft. 2. Beräkna oxidationstalen för kväve i N 2 O, NO, N 2 O 4, NH 3, NO 2 - och NH 4 +. 3. Beräkna oxidationstalen för krom i CrO 3, Cr 2 O 3, Cr 2 O 7 2-, och CrO 4 2-. 4. Namnge med användning av oxidationstal följande kemiska föreningar: a) FeO b) Fe 2 O 3 c) FeCl 2 d) FeCl 3 5. Skriv kemiska formeln för: a) krom(vi)oxid b) krom(ii)oxid c) kväve(i)oxid d) kväve(iii)oxid e) kväve(v)oxid f) kväve(iv)oxid
6. Ange vilket grundämne som har oxiderats respektive reducerats i följande reaktioner. Ange även vilket ämne som är oxidationsmedel och vilket ämne som är reduktionsmedel. a) Fe + Cu 2+ Fe 2+ + Cu b) 2 Fe + 3 Cl 2 2 FeCl 3 7. Skriv reaktionsformel och ange förändringarna i oxidationstal för: a) förbränning av väte i syre b) förbränning av aluminium i klor 8. Förklara vad som händer i bägaren. Skriv formler! kopparstav silvernitrat löst i vatten finns i bägaren