Facit tenta kemi för basår 2017-05-08

KEMITENTAMEN 2017-05-08
Del 1. Tentamen för godkänt, betyg E
Studenter med godkänd kontrollskrivning gör inte uppgift 1-7
1. En oladdad atom innehåller 62 neutroner och 47 elektroner.
Ange atomslag och masstal.
(1p)
2. Grundämnet yttrium bildar med klor föreningen YCl3 .
Ange den kemiska beteckningen för yttriumoxid.
(1p)
3. Rita elektronformel för en valfri molekyl som innehåller kol.
Ange om molekylen i fråga är en dipol eller inte.
(1p)
4. Vilken bindningstyp bryts när
a) litiumklorid smälter?
b) vatten kokar?
(1p)
(1p)
5. Man har två kemiska föreningar som båda innehåller järn.
Föreningarna är FeOOH och FeCO3 .
Vilken av dessa föreningar är lämpligast att utgå från om man vill ha
så stor massa järn som möjligt?
Redovisa en fullständig lösning!
(2p)
6. En natriumkloridlösning blandas med en silvernitratlösning.
En fällning bildas. Skriv reaktionsformel.
(1p)
Härifrån gör alla studenter alla uppgifter.
7. Ange om det har skett en oxidation, reduktion eller ingetdera.

a) För atomslaget kväve i reaktionen N 2 O5  NO3
b) För atomslaget mangan i reaktionen Mn
2
 MnO4

8. Bitar av följande metaller läggs i en kopparsulfatlösning.
Vilken av metallerna ger inte utfällning av metalliskt koppar?
Magnesium
Järn
Silver
Nickel
(1p)
(1p)
(1p)
9. Två kemistudenter vill lägga en bit av en alkalimetall i vatten.
(1p)
Ska de välja litium eller kalium om de vill ha en mindre kraftig reaktion?
Motivera varför den valda metallen ger en förhållandevis lugnare reaktion.
(Studenterna är utrustade med laborationsrock och skyddsglasögon.)
10. Skriv reaktionsformeln för ammoniaks protolysreaktion med vatten.
(1p)
11. En svavelsyralösning med volymen 125 cm 3 och koncentrationen
0,20 mol/dm 3 neutraliserades med en natriumhydroxidlösning med
koncentrationen 0,10 mol/dm 3 .
a) Skriv reaktionsformel för denna neutralisation.
b) Hur stor volym av natriumhydroxidlösningen behövdes?
Redovisa fullständig lösning!
(1p)
(2p)
12. Beräkna H för reaktionen där metan och syrgas
reagerar med varandra och bildar koldioxid och vatten.
Vid beräkningen ska bindningsenergier användas.
Redovisa en fullständig lösning!
(3p)
13. Rita cellschema för den galvaniska cell som har följande totalreaktion.
Fe( s)  2 Ag   Fe 2  2 Ag ( s)
(2p)
14. Metanol har högre kokpunkt än metan. Förklara varför.
(1p)
15. Heptan har högre kokpunkt än metan. Förklara varför.
(1p)
16. Etanol får reagera med butansyra.
a) Till vilken ämnesgrupp hör det väldoftande ämne som bildas?
b) Vilket ämne bildas ytterligare förutom detta väldoftande ämne?
(1p)
(1p)
17. Ange bildningsentalpin för silveroxid utifrån reaktionen
71,2 kJ  2 Ag 2O(s)  4 Ag(s)  O2 ( g )
(2p)
18. Man lät 10 ml vätefluorid reagera med 5 ml kvävefluorid.
En gasformig produkt med volymen 10 ml bildades då.
Enligt vilken reaktionsformel skedde reaktionen?
(Tryck och temperatur förutsätts vara konstanta.)
A) 2 HF ( g )  2 N 2 F2 ( g )  N 4 H 2 F6 ( g )
(1p)
B)
C)
D)
E)
2HF ( g )  N 2 F4 ( g )  2NHF2 ( g )
2HF ( g )  N 2 F2 ( g )  N 2 H 2 F4 ( g )
HF ( g )  N 2 F2 ( g )  N 2 HF3 ( g )
HF ( g )  2 N 2 F2 ( g )  N 4 HF5 ( g )
19. a. Ge ett exempel på en jon som är en amfolyt.
b. Skriv reaktionsformel för denna amfolyts protolysreaktion med
vatten då vattenlösningen blir basisk.
(1p)
(1p)
Del 2. Tentamen för högre betyg (A, B, C och D).
20. Om en alkoholhaltig dryck har uttrycket 100-proof spirit skrivet på
(2p)
på etiketten innebär det att flaskan innehåller en etanol-vattenblandning
med 49,3 massprocent etanol. (Vi bortser här från andra ämnen.)
Bestäm förhållandet mellan substansmängden etanol och substansmängden
vatten i en flaska med märkningen 100-proof spirit.
Redovisa en fullständig lösning!
21. Vi har tre ämnen kallade A, B och C. Dessa tre har alla
(2p)
den ungefärliga molmassan 60 g/mol.
Ämnenas smältpunkter är:
A:  140 C
B:  80 C
C: 800 C
Beskriv kortfattat varje ämne.
Exempel på begrepp som kan användas: molekylförening, jonförening och dipol.
Beskrivningarna ska innehålla namn på bindnings- och ämnestyper.
22. Vid en laboration undersöker man hur väl bensoesyra löser sig i
vatten respektive etylacetat.
Fördelningen av bensoesyra mellan vattenfas och etylacetatfas
kan uttryckas som en fördelningskonstant enligt
bensoesyra (etylacetat)
Kf 
bensoesyra (aq)
a. Rita strukturformeln för bensoesyra och ringa in den del av
molekylen som borde binda bäst till vattenmolekyler.
Ange även namn på bindningstypen i fråga.
b. Vid försöket fick man värdet 60 på fördelningskonstanten.
Uttryck med ord hur detta värde ska tolkas.
23. Vilka av följande molekyler kan innehålla en dubbelbindning?
A) C2 H 3Cl
B)
C)
D)
E)
F)
(1p)
(2p)
C2 H 4 Br2
C2 H 2 Br2
C2 H 4 BrCl
C3 H 6 Cl2
C3 H 4 Cl2
24. Balansera följande reaktionsformel.

...MnO4  ...Fe 2  ...H   ...Mn 2  ...Fe 3  ...H 2 O
.
(1p)
(2p)
25. Ett okänt kolväte med massan 0,100 g gav vid fullständig förbränning
0,309 g koldioxid och 0,142 g vatten.
Kolvätets molmassa bestämdes till 114 g/mol.
Bestäm kolvätets molekylformel.
Redovisa en fullständig lösning!
(2p)
26. Man har en saltsyralösning med pH-värdet 1,80.
Natriumhydroxid tillsätts så att vätejonkoncentrationen
i lösningen minskar till hälften.
Vilket blir den då erhållna lösningens pH-värde?
(1p)
27. I en behållare med volymen 0,220 dm 3 finns 0,150 g kol samt syre
med trycket 1,90  10 5 Pa.
Kolet oxideras till koldioxid. Beräkna sluttrycket i behållaren.
Temperaturen förutsätts vara konstant.
Redovisa motivering!
(2p)
Lösningsförslag
1. Atomslaget är silver och masstalet 109.
2. Y2 O3
3. Kolmonoxidmolekylen, : C  O : ,som är en dipol.
4. a) Jonbindning
b) Vätebindning
5. Undersöker massprocent järn i respektive förening.
M ( Fe)
55,85

 0,63 det vill säga 63 massprocent.
M ( FeOOH ) 88,858
M ( Fe)
55,85

 0,48
M FeCO3  115,86
det vill säga 48 massprocent.
Svar: FeOOH är lämpligare om man vill ha ut så mycket järn som möjligt.
6. NaCl(aq)  AgNO3 (aq)  AgCl(s)  NaNO3 (aq)
7. a) ingetdera
b) oxidation
8. Silver
9. Litium ger en förhållandevis lugnare reaktion.
Valenselektronen i litiumatomen befinner sig inte lika långt från kärnan som
valenselektronen i kaliumatomen.
Därmed avges inte litiums valenselektron lika lätt som kaliums.

10. NH 3  H 2 O  NH 4  OH 
11. H 2 SO4 (aq)  2NaOH (aq)  2H 2O  Na2 SO4 (aq)
1 mol
 2 mol
c( H 2 SO4 )  0,20 mol/dm 3
V ( H 2 SO4 )  0,125 dm 3
n( H 2 SO4 )  cV
n( H 2 SO4 )  0,20  0,125 mol
n( NaOH )  2  0,20  0,125 mol
c( NaOH )  0,10 mol/dm 3
n
V ( NaOH ) 
c
2  0,20  0,125
V ( NaOH ) 
dm 3
0,10
V ( NaOH )  0,50 dm 3
Svar: 0,50 dm 3 natriumhydroxidlösning behövdes.
12. CH 4 ( g )  2O2 ( g )  CO2 ( g )  2H 2O(l )
Bindningar som bryts:
4 mol C-H, 4 gånger 413 kJ
2 mol O=O, 2 gånger 498 kJ
Totalt 2648 kJ
Bindningar som bildas:
2 mol C=O, 2 gånger 805 kJ
4 mol O-H, 4 gånger 464 kJ
Totalt 3466 kJ
H  (2648  3466) kJ  -818 kJ
Svar: H  818 kJ
13.  Fe( s) Fe 2 Ag  Ag ( s) 
14. Metanolmolekyler binder till varandra med vätebindningar.
Mellan metanmolekyler har vi van der Waalsbindningar.
Vid kokning bryts bindningar mellan molekyler.
Då vätebindningar är starkare än van der Waalsbindningar har metanol hägre
kokpunkt än metan.
15. I båda fallen har vi här van der Waalsbindningar mellan molekylerna.
Det är dessa van der Waalsbindningar som bryts vid kokning.
Heptanmolekylerna har betydligt större molekylarea än vad metanmolekylerna har.
Större area ger starkare van der Waalsbindningar.
Därav följer att bindningarna mellan heptanmolekylerna är starkare än de mellan
metanmolekylerna – därmed också högre kokpunkt för heptan.
16. a. Estrar
b. Vatten
17. H f  Ag 2 O   35,6 kJ/mol
18. B
19. a.Vätekarbonatjonen, HCO3



b. HCO3  H 2 O  H 2 CO3  OH
Del för högre betyg
20. Utgår från 100 g.
m(C 2 H 5 OH )  49,3 g
m( H 2O)  50,7 g
M ( H 2O)  18,016 g / mol
m
n( H 2 O ) 
M
50,7
n( H 2 O ) 
mol
18,016
M (C2 H 5 OH )  46,068 g / mol
m
n(C 2 H 5 OH ) 
M
49,3
n(C 2 H 5 OH ) 
mol
46,068
Förhållande:
49,3
n(C 2 H 5 OH ) 46,068

 0,380  n(C 2 H 5 OH )  0,380  n( H 2 O)
50,7
n( H 2 O )
18,016
Svar: Förhållandet mellan substansmängden etanol och substansmängden vatten är
0,380 (till 1).
21. A: Låg smältpunkt tyder på svaga bindningar som bryts vid smältning. Van der
Waalsbindningar är svaga och förekommer mellan molekyler som inte är dipoler.
Ämne A består förslagsvis av molekyler som inte är dipoler och som binder med van
der Waalsbindningar till varandra.
B: Ganska låg smältpunkt tyder på molekylförening här också. Bindningstypen mellan
molekylerna skulle kunna vara dipol-dipolbindning vilket då förutsätter att ämne B
består av molekyler som är dipoler.
C: Hög smältpunkt, måste vara starka bindningar som bryts vid smältning. Förslagsvis
en jonförening med jonbindningar mellan de positiva och negativa jonerna.
22. A.
OH-delen av karboxylgruppen binder bäst till
vattenmolekyler. Vätebindningar är det frågan om.
B. Koncentrationen av bensoesyra är 60 gånger högre i etylacetat än vad koncentrationen av
bensoesyra i vatten är.
23. A, C och F

2

2
3
24. MnO4  5Fe  8H  Mn  5Fe  4 H 2 O
25. C x H y  zO2  xCO2 
y
H 2O
2
m
M
0,100
n(C x H y ) 
 8,77  10  4 mol
114
m
n(CO2 ) 
M
0,309
n(CO2 ) 
 7,02  10 3 mol
44,0
m
n( H 2 O ) 
M
0,142
n( H 2 O ) 
 7,88  10 3 mol
18,02
n(C x H y ) 
n(CO2 )
7,02  10 3

 8 , substansmängden koldioxid är 8 gånger större än
n(C x H y ) 8,77  10 4
substansmängden kolväte. X är således 8.
n( H 2 O) 7,88  10 3

 9 , substansmängden vatten är 9 gånger större än
n(C x H y ) 8,77  10  4
substansmängden kolväte. Detta ger att y är 18
Molekylformeln blir C8 H 18
Svar: C8 H 18
 
26. pH ursprungligt   lg H 
ursprungligt
pH ursprungligt  1,80
H 

pH nytt   lg
  
  lg H 
pH nytt   lg H
pH nytt
ursprunligt
2

ursprungligt
 lg 2
ursprungligt
 lg 2


pH nytt  1,80  0,30
Svar: Det nya pH-värdet blir 2,10.
27. C(s)  O2 ( g )  CO2 ( g )
1 mol  1 mol
Substansmängdförhållandet mellan syre och koldioxid är 1 till 1 mol.
För varje förbrukad substansmängd syre bildas lika stor substansmängd koldioxid.
Den totala substansmängden gas ändras således inte över tid.
Detta leder till att trycket inte heller ändras i behållaren (volymen konstant).
Svar: 1,90  10 5 Pa
Rättningsmall
1. Både atomslag och masstal krävs
2. Lägsta möjliga heltalskoefficienter
3. 4. –
5. Rätt beräknat, felaktig slutsats
- 1p
6. Fällning framgår inte
- 1p
7. –
8. –
9. Korrekt vald metall, felaktig slutsats
- 1p
10. –
11. Felaktigt substansmängdförhållande i relation till balanseringen i 11a.
- 1p
Saknar c=n/V
- 1p
12. Ej räknat med bindningsenergier
0p
Rätt värde på bindningar som bryts
+ 1p
Rätt värde på bindningar som bildas
+ 1p
Rätt värde (inklusive tecken) på H
+ 1p
13. Bytt plats atom- eller jonslag
- 1p/gång
Poltecken ej med
- 1p
14. Bindningstypen (vätebindning) måste preciseras.
15. Bindningstypen (vdW) och dess koppling till molekylstorlek måste preciseras.
16. 17. Rätt värde, fel tecken
- 1p
Fel värde, rätt tecken
0p
18. –
19. Partikeln som anges måste vara en jon.
20. –
21. 22. ”60 gånger högre koncentration” eller motsvarande krävs.
23. 3 rätt, 0 fel
2p
2 rätt, 0 fel
1p
3 rätt, 1 fel
1p
Allt annat
0p
24. Redoxbalansering rätt, därefter fel
1p
25. Provar sig fram
0p
Saknar m=nM
- 1p
26. –
27. -