NKEA02, 9KE311, 9KE351, 92KE11, 92KE17

IFM/Kemi
Tentamen i Allmän kemi
NKEA02, 9KE311, 9KE351, 92KE11, 92KE17
2012-09-17, kl. 800-1300
Ansvariga lärare:
Helena Herbertsson
Lars Ojamäe
285605, 070-5669944
281380
50% rätt ger säkert godkänt!
Hjälpmedel: Miniräknare och kort med periodiska systemet
LYCKA TILL!
Uppgift 1
a) Ange följande grundämnens kemiska tecken:
kalium
arsenik
(0.5p/rätt svar)
b) Ange följande grundämnens svenska namn:
S
Y
(0.5p/rätt svar)
c) Namnge följande föreningar med deras systematiska namn:
(1p/rätt svar)
B2O3
CaCl2
Na2SO3
d) Ange kemiska formlerna för följande föreningar:
tetrafosfortrisulfid
natriumkarbonat
mangan(IV)oxid
underklorsyrlighet
Fe(NO3)2
(1p/rätt svar)
Uppgift 2
a) (i) Hur många elektroner i en atom kan ha kvanttalet n = 3?
(ii) Hur många oparade elektroner har en syreatom i sitt grundtillstånd?
(iii) Vilket grundämne har precis 3 stycken 4p-elektroner?
(iv) Vilken elektronkonfiguration har en atom av grundämnet indium (In)?
(1p)
(1p)
(1p)
(1p)
b) Vilka atomer har minst respektive störst joniseringsenergi av grundämnena nedan?
(I svaret ange först den med minst joniseringsenergi, sedan den med störst.)
Cs K Li Na Rb
(2p)
c) Vilka atomer har minst respektive störst radie av grundämnena nedan?
(I svaret ange först den med minst radie, sedan den med störst radie.)
As Ba Ca Ga Sr
(2p)
d) För en väteatom, beräkna den energimängd som frigörs när en elektron går (deexciteras)
från en orbital med huvudkvanttalet n = 4 till en orbital med n = 2. Svara med energin i
enheten kJ/mol.
Ledning: Om Schrödingerekvationen för elektronen i väteatomen löses erhålls att
elektronens energi enbart kan anta värdena:
Z2
En   K  2
n
där K = 2.17810-18 J, Z är atomens kärnladdning och n är huvudkvanttalet.
(2p)
Uppgift 3
Betrakta i) molekylen HCN (där C är centralatom), ii) molekylanjonen NO2- (där N är
centralatom) och iii) molekylen XeH4.
a) Rita Lewisstrukturerna för föreningarna ovan med angivande av eventuella
resonansstrukturer.
(3p)
b) Ange ungefärliga bindningsvinklar samt molekylens geometri för vardera av
föreningarna ovan.
(3p)
c) Ange om vardera av föreningarna ovan har eller saknar dipolmoment.
(3p)
d) Vilken typ av hybridisering har Xe-atomen i XeH4?
(1p)
Uppgift 4
a) En student fick till uppgift att bereda 500 ml 0.25 M K2SO4.
i)
Hur mycket K2SO4(s) ska vägas upp?
ii) För ett annat experiment behövdes en mer utspädd lösning av K2SO4. Hur mycket
ska man ta av den ovanstående lösningen för att bereda 150 ml 0.05 M K2SO4?
(2p)
b) Blyföreningar har ett brett användningsområde men bly och alla dess föreningar kan
lagras i människokroppen och orsaka fosterskador, njurskador och bestående skador på
det centrala nervsystemet. Om KCl sätts till en vattenlösning som innehåller blynitrat
bildas en fällning. Reaktionen kan skrivas på följande sätt:
Pb(NO3)2 + 2KCl → PbCl2 + 2 KNO3.
i) Vad består fällningen av?
(1p)
ii) Om 28.5 g KCl sätts till en lösning som innehåller 35.1 g Pb(NO3)2 bildas en fällning
som då den filtrerats av och torkats väger 29.4 g. Vad blir det teoretiska samt det
procentuella utbytet av fällningsreaktionen?
(2p)
c) I vilken/vilka av följande reaktioner bildas en fällning?
A. K2CO3 + Pb(NO3)2 →
B. NaNO3 + KCl →
C. (NH4)2SO4 + SrCl2 →
D. NH4Cl + AgNO3 →
(2p)
d) Ibuprofen, den verksamma substansen i värktabletterna Ipren, har följande
sammansättning; 75.69% C, 8.80% H och 15.51% O.
i) Bestäm den empiriska formeln.
ii) Bestäm molekylformeln om molmassan för ibuprofen är 206.3 g/mol.
(2p)
(1p)
Uppgift 5
a) Balansera reaktionsformeln för reaktionen då natriumsulfit reagerar med kaliumpermanganat. Reaktionen sker i sur lösning. Ange även vilket ämne som fungerar som
reduktionsmedel.
SO32- + MnO4- → SO42- + Mn2+ OBS! Obalanserad reaktionsformel!
(2p)
b) Man ville ta reda på koncentrationen hos en lösning av HCl genom en syra-bastitrering
med NaOH. Man tog 20.0 ml av HCl-lösningen och titrerade den med 0.100 M NaOH
varvid 25.08 ml åtgick. Beräkna koncentrationen på HCl-lösningen.
(2p)
c) Då saltsyra sätts till en silvernitratlösning faller silverklorid ut enligt
reaktionen
AgNO3 + HCl → AgCl(s) + HNO3
Om man blandar 50.0 ml 0.100 M AgNO3 med 50.0 ml 0.100 M HCl i en
kaffekoppskalorimeter (bild till höger) kan man mäta upp en temperaturförändring från 23.40°C till 24.21°C. Beräkna H uttryckt i kJ/mol AgNO3
och ange tydligt tecknet på entalpiförändringen. Räkna med att lösningens
densitet är 1.00 g/ml och den specifika värmekapaciteten är 4.18 J/g·°C.
(2p)
d) i) Använd Hess’ lag för att beräkna H för bildning av propan utifrån kol och vätgas
3 C(s) + 4 H2(g) → C3H8(g)
genom att nyttja följande kända entalpiförändringar:
C3H8(g) + 5 O2(g) → 3 CO2(g) + 4 H2O(g)
H = -2043 kJ
C(s) + O2(g) → CO2(g)
H = -393.5 kJ
2 H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g)
H = -483.6 kJ
(3p)
ii) Om man använder reaktionen ovan för att producera propan och man utgår från 10.0 g
kol och förutsätter att inga bireaktioner sker, hur mycket energi frisätts då?
(1p)
Uppgift 6
a) Ammoniumkarbonat sönderfaller då det upphettas till ammoniak, koldioxid och vatten.
(NH4)2CO3(s) → 2 NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)
Hur stor blir den totala gasvolymen som produceras vid 22◦C och 1.02 atm om 11.82 g
ammoniumkarbonat upphettas?
(2p)
b) Sjöar som försurats genom ”surt” regn behandlas ofta med kalciumkarbonat, CaCO3, för
att neutralisera pH. Hur mycket CaCO3 (i kg) krävs för att neutralisera en sjö som
innehåller 15.2 miljarder (109) liter vatten och som innehåller 1.8·10-5 M H2SO4 och
8.7·10-6 M HNO3?
(3p)
c) Alkoholhalten i blod kan bestämmas genom en redoxtitrering med kaliumdikromat enligt
C2H5OH(aq) + 2 Cr2O72-(aq) → 2 CO2(g) + 4 Cr3+(aq) + 11 H2O(l)
Hur många promille alkohol innehåller ett blodprov som väger 10.002 g om 8.76 ml
0.04988 M K2Cr2O7 krävs för titreringen? (Promille = tusendel, 1% = 10‰)
(2p)
d) En blandning av NaCl och NaBr väger 2.00 g och innehåller 0.75 g Na. Hur stor
procentuell del av blandningen utgörs av NaBr?
(3p)