Tentamen i KEMI del A för basåret GU (NBAK10) 2007-02-15 kl. 08.30-13.30 Institutionen för kemi, Göteborgs universitet Lokal: Väg och Vatten-huset Hjälpmedel: Räknare Ansvarig lärare: Leif Holmlid 772 2832 Övriga lärare: Maria Andersson 772 2888, Johan Eriksson 772 2790 Tentamensresultatet kommer att anslås på tavlan utanför studieexpeditionen GU på Kemi senast fredag 07-03-02 kl. 12:00 samt på webben på http://www2.chem.gu.se/~holmlid/basaret.html. Visning och utlämning av tentamen sker samma dag kl. 13:00-14:00 i rum KG42 i Kemihuset. LÄS DETTA FÖRST! Läs igenom hela tentamen först. Börja på de uppgifter som verkar lättast! Egna (ej standard) beteckningar skall förklaras. Gör tydliga uppställningar och var noga med värdesiffror och enheter. Börja varje uppgift på ny sida, detta gör att rättningen blir säkrare! Skriv namn på varje blad! Numrera uppgifter och deluppgifter enligt tentamen! Inlämnade uppgifter skall markeras med kryss på omslaget. 1. a) Hur många neutroner finns i kärnan av järnisotopen 55 Fe? Vad är massan av denna isotop uttryckt i massenheten u? (2 p) b) Vad har halogenerna för elektronstruktur i sitt yttersta elektronskal? (2 p) c) Rita en elektronformel för molekylen H 2 O. (2 p) d) Ange namnet på följande föreningar: aso 3, H 4, NaOH. 2. a) Föreningen ammoniumklorid NH 4 l består av joner NH 4 och l -. Den är lättlöslig i vatten. Hur kommer lösligheten att ändras om vattnet kyls? (2 p) b) Vilken typ av bindning håller ihop NH 4 och l - i saltet NH 4 l, dvs i fast ammoniumklorid? Vilken typ av bindning finns i jonen NH 4? (2 p) c) Är NH 4 en dipol? Är H 2 O en dipol? Motivera! (2 p) d) Vilka av följande grundämnen bildar tvåatomiga molekyler i gasform: Br, Na, S, Ar, O? (2 p)
e) Vilken typ av bindning finns mellan vattenmolekylerna i en snökristall? Rita figur över strukturen! Hur många andra vattenmolekyler kan vara bundna till varje vattenmolekyl? f) Jod bildar kristaller av molekyler I 2 (s) som är stabila vid rumstemperatur. Vilka krafter finns mellan jodmolekylerna i kristallen? (2 p) 3. a) Hur stor substansmängd utgör 100 g syrgas? (2 p) b) När 5,20 g järnpulver (Fe) reagerar med klorgas bildas en produkt med massan 15,1 g. Beräkna föreningens formel. c) Beräkna massan a(no 3 ) 2 som behövs för att framställa 3,00 dm 3 lösning med koncentrationen [NO - 3 ] = 0,25 mol /dm 3. Skriv först reaktionsformeln för upplösningen i vatten! 4. Till 100,0 cm 3 av en lösning av natriumsulfat sätter man överskott av en bariumnitratlösning. Massan bariumsulfat som fälldes ut var 2,05 g efter torkning. a) Skriv reaktionsformeln för fällningsreaktionen i lösningen. b) Beräkna den ursprungliga koncentrationen av natriumsulfatlösningen. 5. a) Järn kan reagera med klorgas och bilda järnklorid Fel 3 i en spontan reaktion. Skriv formel för reaktionen och markera elektronövergången tydligt. Vilket ämne är oxidationsmedel? b) Ett zinkbleck neddoppat i en lösning av kopparsulfat förändras genom att zinken går i lösning och kopparen fälls ut som en brun voluminös beläggning på zinkblecket. Skriv formeln för reaktionen och markera elektronövergången noga! 6. a) Ozon O 3 är en gas som framställs på elektrisk väg ur syrgas. Skriv ner reaktionsformeln för bildning av ozon ur syre. Hur stor volym ozon får man av en mol syrgas, vid en temperatur av 20 o och normalt atmosfärstryck 101,3 kpa? (4 p) b) 100 g oktan 8 H 18 förbränns fullständigt i en bensinmotor. Skriv reaktionsformeln för reaktionen. Hur stor massa koldioxid bildas vid reaktionen? Vilken volym får denna gasmängd om molvolymen är V m = 24,5 dm 3 /mol? (5 p) 7. Bildningsreaktionen för kvävemonoxid NO är ½ N 2 (g) ½ O 2 (g) d NO (g) ΔH f = 89 kj mol -1 a) Är reaktionen endoterm eller exoterm? (2 p)
b) Är den omvända reaktionen dvs sönderfall av NO till kväve och syre endoterm eller exoterm? Vad är entalpiändringen för denna reaktion? (2 p) c) Hur ändras volymen av gasen vid reaktionen ovan (reaktanter d produkter) om temperatur och tryck hålls konstanta? Motivera. (2 p) 8. a) I en blyackumulator är cellreaktionen Pb(s) 2H 2 SO 4 (aq) PbO 2 (s) d 2PbSO 4 (s) 2H 2 O(l) vid urladdning (när ström avges). Vilken är reaktionen när ackumulatorn laddas? Hur kan man mäta om ackumulatorn är helt uppladdad eller delvis urladdad? (inte genom att mäta utspänningen). b) Förklara vad aktiveringsenergi för en kemisk reaktion är! 9. Följande molekyl ingår i ett av stegen för att framställa ett doftämne inom parfymindustrin. Rita av molekylen samt markera och namnge de funktionella grupperna. (6 p) H3 H3 OH H2 H 10. Proteiner och cellulosa är två mycket vanliga och viktiga polymerer som finns i naturen. Vilka monomerer består de två olika polymererna av? (4 p) 11. Följande förening är startmaterialet när man skall framställa Stryknin. HO O O a) Rita upp vilka föreningar som du måste använda för att tillverka esterfunktionen i molekylen. (2 p) b) Rita upp vad som bildas om ovanstående förening får reagera med Br 2. (2 p) 12. a) Vad är definitionen av en syra? Namnge en stark och en svag syra och skriv respektive protolys. b) Vad är definitionen av en bas? Namnge en stark och en svag bas och skriv respektive protolys.
c) Vad betyder amfolyt? Beskriv med både formler och ord. (2 p) 13. a) Du har en lösning med ph = 2,0. Beräkna vätejonkoncentrationen. (2 p) b) Om du har 100 cm 3 av ovanstående lösning, hur många mol oxoniumjoner finns det då i lösningen? 14. a) Du har 100 cm 3 av 1 mol dm -3 svavelsyra. Hur mycket 2 mol dm -3 kaliumhydroxidlösning behövs för att neutralisera lösningen? Svara i cm 3. b) Hur många gram kaliumsulfat kan man få om man låter vattnet avdunsta i uppgift a). 15. a) Nämn två sätt att förhindra korrosion och beskriv hur de fungerar. (2 p) b) Skriv reaktionsformeln för upplösning av koppar med hjälp av varm koncentrerad svavelsyra. (2 p) Summa 100 p.
SI-enheter Kraft 1 N = 1 kg. m s -2 Energi, arbete, värme 1 J = 1 Nm = 1 VAs Elmängd (laddning) 1 = 1 As Tryck 1 Pa = 1 N m -2 Praktisk enhet för tryck 1 bar = 10 5 Pa 1 atm = 101,3 kpa elciusskalans nollpunkt 0 = 273,15 K Fysikaliska konstanter Universella massenheten 1 u = 1,6603. 10-27 kg Allmänna gaskonstanten R = 8,314 J mol -1 K -1 Avogadros konstant N A = 6,022. 10 23 mol -1 Faradays konstant F = 9,6487. 10 4 As mol -1 Metallernas elektrokemiska spänningsserie K, Ba, a, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Sn, Pb, H, u, Hg, Ag, Pt, Au Reducerande förmåga avtar d Periodiskt system på nästa sida som innehåller molmassor och elektronfördelning i olika skal.