IFM/Kemi Tentamen i Allmän kemi NKEA02, 9KE211, 9KE351 2010-09-20, kl. 14 00-19 00 Ansvariga lärare: Helena Herbertsson 285605, 070-5669944 Lars Ojamäe 281380 50% rätt ger säkert godkänt! Hjälpmedel: Miniräknare och kort med periodiska systemet LYCKA TILL! Uppgift 1 a) Namnge följande föreningar med deras systematiska namn: i) Al(NO 3 ) 3 ii) Li 3 N iii) MnO 2 iv) H 2 O b) Ange kemiska formlerna för följande föreningar: i) kaliumjodid ii) järn(iii)oxid iii) ammoniumsulfit iv) underklorsyrlighet c) Hur många protoner respektive neutroner finns det i isotopen med beteckningen 235 U? (Subskriptet som anger kärnladdningen har utelämnats i symbolen ovan.) (1p) d) En exciterad elektron i en väteatom befinner sig i en d-orbital. Vilka värden är möjliga för det magnetiska kvanttalet när elektronen befinner sig i det här tillståndet? (1p)
Uppgift 2 a) Para ihop följande tillstånd med rätt påstående. Motivera! I II III A motsvarar ett grundtillstånd B motsvarar ett exciterat tillstånd C är ett otillåtet tillstånd b) Hur många elektroner kan tillhöra orbitaler med följande kvanttal? i) n=2 ii) n=3 och l=0 (2p) c) i) Nämn ett grundämne med 6 valenselektroner. ii) Skriv elektronkonfigurationen för en titanatom utan ädelgasklammer. (2p) d) Jämför magnesium, kalcium och klor: i) Vilken har störst atomradie? ii) Vilken har lägst joniseringsenergi? iii) Vilken har störst elektronaffinitet? Uppgift 3 a) Rita Lewisstrukturerna för föreningarna nedan. Behövs flera resonansstrukturer? Uppskatta bindningsvinklarna i föreningarna samt ange även om molekylen har ett dipolmoment: i) NH 3 ii) NO + iii) 2- SO 4 (7p) b) Betrakta fosforhexakloridjonen, PCl - 6, rita dess Lewisstruktur och använd VSEPRmodellen för att bestämma molekylstrukturen. Bestäm också hybridiseringen för fosforatomen och för kloratomerna.
Uppgift 4 a) Inför en laboration behövdes 250 ml 50 mm NaOH. (i) Hur mycket NaOH(s) ska vägas upp? (ii) Till ett annat experiment behövdes 500 ml 2.5 mm NaOH. Hur ska man späda den ursprungliga lösningen (50mM) för att få den svagare lösningen? (2p) b) Om salterna nedan blandas bildas fällning i två av fallen. Vilka? Skriv balanserade reaktionsformler och ange tydligt vad fällningen består av. Li 2 SO 4 + Pb(NO 3 ) 2 KCl + Cu(NO 3 ) 2 NaBr + FeSO 4 NaOH + FeCl 3 (2p) c) Ammoniak kan syntetiseras enligt följande reaktion: 2 NO(g) + 5 H 2 (g) 2 NH 3 (g) + 2 H 2 O(g) (i) Om man utgår ifrån 86.3 g NO och 25.6 g H 2, hur mycket ammoniak skulle man då teoretiskt kunna erhålla? (ii) Vid ett försök erhölls 37.3 g ammoniak. Beräkna det procentuella utbytet. d) Beräkna H 0 för reaktionen ovan (2 NO(g) + 5 H 2 (g) 2 NH 3 (g) + 2 H 2 O(g)) med hjälp av standardbildningsentalpier samt ange om reaktionen är endo- eller exoterm och förklara vad det innebär i energihänseende. H 0 f (kj/mol) NH 3 (aq) -80.3 NH 3 (g) -45.9 NO(g) 91.3 NO 2 (g) 33.2 H 2 O(l) -285.8 H 2 O(g) -241.8 Uppgift 5 a) Balansera följande redoxreaktion som sker i basisk lösning samt ange vilket ämne som fungerar som oxidationsmedel. MnO - 4 + C 2 O 2-4 CO 2 + MnO 2 (2p) b) En förening som består av natrium, radioaktivt teknetium och syre används inom medicinen för att ta bilder med s k gammakamera vilket används vid undersökning av t ex sköldkörteln, spottkörtlarna, mag-tarmkanalen samt hjärnan. Vid en kvantitativ analys av 0.896 g av föreningen visade det sig att den bestod av 0.111 g Na, 0.477 g Tc och resten O. Bestäm den empiriska formeln för föreningen.
c) Vid ämnesomsättningen bryts glukos ner till koldioxid och vatten. (i) Balansera följande obalanserade reaktionsformel: C 6 H 12 O 6 (s) + O 2 (g) CO 2 (g) + H 2 O(l) (ii) Beräkna volymen CO 2 (g) som bildas vid normal kroppstemperatur då trycket är 1.00 atm om födointaget motsvarar 4.65 g glukos. d) Syrgas uppsamlas över vatten vid 20 C och ett totaltryck på 738 torr. Volymen syrgas är vid de förhållandena 310 ml. (i) Beräkna partialtrycket (deltrycket) för O 2. (ii) Hur stor volym torr syrgas motsvarar detta vid STP (0 C, 760 torr)? Temperatur ( C) Vattnets ångtryck (torr) 0 4.58 5 6.54 10 9.21 15 12.79 20 17.54 25 23.76 30 31.82 35 42.18 40 55.32 45 71.88 (2p) Uppgift 6 a) Till 1.243 g av en blandning bestående av NaCl och Na 2 CO 3 sattes 50.00 ml 0.240 M HCl. Blandningen värmdes för att avlägsna all CO 2 och sedan titrerades överskottet av oreagerad HCl med 0.100 M NaOH. Vid titreringen åtgick 22.90 ml av NaOH-lösningen. Beräkna massprocenten NaCl i den ursprungliga blandningen. b) För att neutralisera sjöar som försurats genom att regnvatten innehåller små mängder H 2 SO 4 och HNO 3 kan man kalka sjöarna. Man använder sig då av CaCO 3. Hur många kg CaCO 3 måste tillsättas för att neutralisera syrorna om vattenvolymen i en sjö är 15.9 miljarder liter och koncentrationen av H 2 SO 4 respektive HNO 3 är 1.8 10-5 M respektive 8.7 10-6 M? c) Ett prov innehållande 0.300 g järnklorid löstes i vatten och därefter tillsattes AgNO 3 för att fälla ut alla kloridjoner som AgCl. När fällningen torkats vägde den 0.678 g. Bestäm järnkloridens sammansättning.