Prov 2024-10-01 om Kemins grunder, atommodellen + molberäkningar

Tid: 90 minuter

Tillåtna hjälpmedel: Miniräknare, medföljande periodiskt system (går att rycka loss). Avogadros konstant \(N_\mathrm{A} = 6,022 \cdot 10^{23}\).

Svaren till beräkningsuppgifterna ska vara avrundade till ett lämpligt antal gällande siffror, och anges med korrekt enhet.

Hoppa direkt till …

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1-2 meningar)

1. Vad heter följande redskap?
   1.  (1p)
   2.  (1p)
2. Vad betyder farosymbolerna nedan?
   1.  (1p)
   2.  (1p)
3. Formeln för etanol är C₂H₅OH. Använd informationen i tabellen nedan för att beräkna hur mycket en enda etanolmolekyl väger. (1p)

   Atomslag	Atommassa
   C	12,01 u
   H	1,008 u
   O	16,00 u

4. En liten kopparspik väger 0,203 g. Hur stor substansmängd koppar är det i spiken? (1p)

Del II. Flervalsfrågor

Tips 1: Läs igenom alla svarsalternativen innan du bestämmer dig för vilket alternativ som är korrekt.

Tips 2: Om det är någon eller några frågor som du inte kan lösa direkt eller nästan direkt, så hoppa över dem så länge. Återkom till de frågorna senare, så vet du hur mycket tid du kan disponera på dem.

5. Vad gäller för ett ämne med nedanstående märkning? Ringa in ett alternativ (1p)
   
   1. Ämnet kan börja brinna om det är för nära öppen eld eller om en gnista träffar dem, till exempel från strömbrytaren till en elektrisk apparat.
   2. Ämnet kan göra att en brand sprider sig snabbare och att den blir kraftigare.
   3. Ämnet kan irritera luftvägarna, huden och ögonen och i vissa fall också ge hudallergi.
   4. Ämnet är mycket giftigt och att du kan bli mycket sjuk eller till och med dö om ämnet används på fel sätt.
   5. Alla ovanstående alternativ.
   6. Inget av ovanstående alternativ.
6. Vad kallas följande process? Ringa in ett alternativ (1p)
   

   I₂(g) → I₂(s)

   1. Förångning
   2. Kondensation
   3. Smältning
   4. Deposition
   5. Stelning
   6. Inget av ovanstående alternativ.
7. Vilket eller vilka av följande alternativ är exempel på en heterogen blandning? Ringa in ett alternativ (1p)
   1. Brons
   2. Ett stycke guld
   3. Te (dryck)
   4. Natriumklorid
   5. Alla ovanstående alternativ.
   6. Inga av ovanstående alternativ.
8. Vad skiljer Rutherfords atommodell från de atommodeller som lagts fram tidigare? Ringa in ett alternativ (1p)
   1. I Rutherfords atommodell visas för första gången att elektronerna kan befinna sig på olika energinivåer (”skal”) från kärnan.
   2. I Rutherfords atommodell visas för första gången att atomen består av en kompakt kärna med elektroner på mycket stort avstånd från kärnan.
   3. I Rutherfords atommodell visas för första gången att atomen består av positivt och negativt laddade delar.
   4. I Rutherfords atommodell visas för första gången att elektronerna befinner sig i olika orbitaler, och att man bara kan bestämma deras position och riktning med en viss sannolikhet.
   5. Alla ovanstående alternativ.
   6. Inga av ovanstående alternativ.
9. Titta på följande två partiklar: \(^{23}_{11}\mathrm{Na}\) och \(^{24}_{11}\mathrm{Na^+}\). Vilket eller vilka av nedanstående påståenden om dem är korrekta? Ringa in ett alternativ (1p)
   1. De har samma antal elektroner.
   2. De har samma antal protoner.
   3. Båda har elektroner i K-, L- och M-skalen.
   4. De har samma masstal.
   5. Alla ovanstående alternativ.
   6. Inget av ovanstående alternativ
10. Vilken av nedanstående partiklar har flest antal elektroner i sitt M-skal? Ringa in ett alternativ (1p)
    1. Zn
    2. S
    3. Ne
    4. Ar
    5. Alla har lika många.
    6. Det går inte att säga, eftersom ingen av partiklarna har något M-skal.
11. Vilket eller vilka ämnen oxideras i nedanstående process? (1p)
    

    Mg(s) + F₂(g) → MgF₂(s)

    Ringa in ett alternativ (1p).
    1. F, eftersom den tar upp en elektron.
    2. Mg, eftersom den avger två elektroner.
    3. F, eftersom den tar upp två elektroner.
    4. Mg, eftersom den avger en elektron.
    5. Alla ämnen oxideras i processen.
    6. Inget av ämnena oxideras, eftersom det handlar om en fasövergång från gas till fast.
12. Vilken av följande oladdade atomer är minst (har lägst atomradie)? Ringa in ett alternativ (1p)
    1. En syreatom
    2. En kiselatom
    3. En kolatom
    4. En svavelatom
    5. En kväveatom
    6. En fosforatom

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

Fullständiga beräkningar krävs. Svaren ska vara avrundade till lämpligt antal gällande siffror och anges med korrekt enhet.

13. Metallerna i alkalimetallgruppen (grupp 1) är olika reaktiva.
    1. Hur förändras reaktiviteten om man rör sig nedåt i alkalimetallgruppen? Endast ett kort svar behöver anges. 1
    2. Förklara utförligt varför reaktiviteten förändras på det sätt du anger i fråga a). 2
14. För isotopen ²⁷Al gäller att molmassan . Beräkna hur många neutroner det finns i 25g aluminium av isotopen ²⁷Al.

Facit

Betygsgränser

Max: 19

Medel: 15,7

E:11
D: 13
C: 15
B: 16
A: 17

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1-2 meningar)

1. 1. Provrörsställ
   2. Vollpipett
2. 1. Miljöfarligt
   2. Frätande
3. 46,068u ≈ 46,07 u
4. 0,00319434 mol ≈ 3,19mmol
   Lösning: \(n_\mathrm{Cu} = \frac {m_\mathrm{Cu}}{M_\mathrm{Cu}} = \frac{0,203\mathrm{g}}{63,55\mathrm{g/mol}} =  0,00319434\mathrm{mol} ≈ 0,00319\mathrm{mol}\)

Del II. Flervalsfrågor

5. b
6. b
7. d
8. f
9. b
10. b
11. a
12. a

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar

13. 1. Den ökar.
    2. Ju längre ner vi kommer i gruppen, desto fler elektronskal har atomen. Ju längre ut valenselektronerna sitter, desto mindre känner de av atomkärnans positiva laddning. Detta gör att ju längre ut valenselektronerna sitter, desto lägre blir joniseringsenergin (den energi som krävs för att avlägsna en elektron). Ju lägre joniseringsenergin är, desto kraftigare kommer alkalimetallen att reagera.

    Bedömning

    C – Eleven förklarar varför reaktiviteten ökar utifrån en av nedanstående punkter.

    • Elektronernas avstånd till kärnan, och hur starkt valenselektronerna känner av kärnladdningen.
    • Varför joniseringsenergin blir lägre ju längre ner man kommer bland alkalimetallerna.

    A – Eleven förklarar varför reaktiviteten ökar utifrån båda två av punkterna ovan.

14. Lösning:
    \[n_\mathrm{Al} = \frac {m_\mathrm{Al}}{M_\mathrm{Al}} = \frac {25\mathrm{g}}{26,98\mathrm{g/mol}} = 0,9266123\mathrm{mol} \\ N_\mathrm{Al} = n_\mathrm{Al} \cdot N_\mathrm{A} = 0,9266123\mathrm{mol} \cdot 6,022 \cdot 10^{23}\mathrm{/mol} = 5,580059 \cdot 10^{23} \\ N = A - Z = 27-13 = 14 \\ N_\mathrm{n} = 14 \cdot N_\mathrm{Al} = 14 \cdot 5,580059 \cdot 10^{23} = 7,812083 \cdot 10^{24} ≈ 7,8 \cdot 10^{24}\mathrm{st}\]

    Bedömning:

    E – Eleven gör en ansats till att lösa uppgiften, t.ex. genom att beräkna \(n_\mathrm{Al}\).

    C – Eleven beräknar \(N_\mathrm{n}\) helt korrekt.