LUNDS UNIVERSITET KEMICENTRUM Övningstentamen KEMA00 Allmän och analytisk kemi, 7,5 hp VT-2012 Tillåtna hjälpmedel: Skrivdon, formelblad för KEMA00 med periodiskt system, atomvikter, omräkningsfaktorer och konstanter samt miniräknare. Alla uppgifter ger, rätt besvarade, lika poäng. Skriv högst en uppgift per blad. I förekommande fall kan gaser och lösningar antas vara ideala samt ∆H° och ∆S° oberoende av temperaturen. I förekommande fall skall beräkningarna redovisas. 1. a) Ange tre atomer som har sju valenselektroner. b) Ge de fullständiga elektronkonfigurationerna för dessa tre atomer i grundtillstånden. c) Vid kemiska rektioner bildar atomerna motsvarande joner. Ange dessa tre joner. d) Vilken av de tre jonerna har störst polariserbarhet? Motivera svaret. Ange lewisstruktur, elektronarrangemang och geometrisk form för H3O+, NO2+ och BCl3. b) Ordna följande ämnen efter ökande kokpunkt HF, HCl och HBr. Motivera ordningen! 2. a) 3. Vid fotosyntesen bildas glukos från koldioxid och vatten enligt formeln 6 CO2(g) + 6 H2O(g) → C6H12O6(s) + 6 O2(g) Beräkna volymen CO2(g) med partialtrycket 34,2 Pa och temperaturen 20,0°C som krävs för att framställa 10,0 g glukos. 4. Beräkna ∆H° för reaktionen H2(g) + Cl2(g) → 2 HCl(g). Använd följande data: NH3(g) + HCl(g) → NH4Cl(s) N2(g) + 3 H2(g) → 2 NH3(g) N2(g) + 4 H2(g) + Cl2(g) → 2 NH4Cl(s) 5. ∆H° = -176,0 kJ/mol ∆H° = -92,2 kJ/mol ∆H° = -628,9 kJ/mol För vatten gäller följande termodynamiska data vid 25°C: ΔHf°(H2O(l)) = -285,83 kJ/mol, ΔHf°(H2O(g)) = -241,82 kJ/mol, Sm°(H2O(l)) = 69,91 J/(K·mol), Sm°(H2O(g)) = 188,83 J/(K·mol). a) Beräkna ΔG° vid 21°C för processen H2O(l) ⇌ H2O(g). b) Beräkna partialtrycket H2O(g) i jämvikt med H2O(l) vid 21°C. LUNDS UNIVERSITET KEMICENTRUM 6. Ett vanligt badkar rymmer 410 liter vatten. Beräkna massan grafit som behöver förbrännas i syrgas för att värma 410 liter vatten från 12°C till 39°C. Vattnet har densiteten 1,0 g/ml och värmekapaciteten 4,18 J/(K·g). För reaktionen C(grafit) + O2(g) → CO2(g) är ∆H = -394 kJ/mol. 7. Halten av s.k. marknära ozon i stadsluft bestäms genom att luften får bubbla igenom en jodidlösning, varvid reaktionen O3(g) + 2 I−(aq) + H2O(l) → O2(g) + I2(aq) + 2 OH−(aq) antas ske fullständigt. Mängden bildad jod bestäms genom titrering med S2O32−, varvid S4O62− och I− bildas. 144 m3 lundaluft bubblades igenom en lösning med överskott av upplöst KI. Vid bestämning av mängden bildad jod förbrukades 14,14 ml 0,0508 M Na2 S2O3lösning. Skriv upp en balanserad reaktionsformel för titreringsreaktionen och beräkna luftens ozonhalt uttryckt i mikrogram per m3 luft. 8. NH4HS(s) sönderfaller till NH3(g) och H2S(g) enligt formeln NH4HS(s) ⇌ NH3(g) + H2S(g) 5,1 g NH4HS(s) och 0,400 mol NH3(g) fördes in i en rektionsbehållare med volymen 2,0 liter. Jämvikt uppnåddes vid 24ºC där jämviktskonstanten är 1,6·10-4. Beräkna partialtrycken av de två gaserna vid jämvikt. Lycka till!