Magnus Ehingers undervisning

Allt du behöver för A i Biologi, Kemi, Bioteknik, Gymnasiearbete m.m.

Kemi 1

Administration

Prov 2005-09-30 i Kemiska beräkningar och Reaktionshastigheter

Artikelindex

Tid: 75 minuter

Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi och linjal, formelsamling, samt miniräknare. Samtliga svar skall skrivas på detta pappret. Alla reaktionsformler skall vara balanserade. Molvolymen kan antas vara 24,5 dm3/mol om inget annat anges. Andra konstanter etc. får du söka efter i formelsamlingen.

Del I. Ringa in de rätta svaren!

  1. Du har 20 g av vart och ett av ämnena nedan. I vilket fall är antalet molekyler minst? (1p)
    1. Kvävemonoxid, NO
    2. Koldioxid, CO2
    3. Acetaldehyd, CH3CHO
    4. Etanol, C2H5OH
    5. Svaveldioxid, SO2
  2. Vätgas och syrgas i ekvivalenta mängder fördes in i en lufttom kolv. Där fick de reagera med varandra, och vattenånga bildades. Hurdant var trycket i kolven efter att reaktionen gått färdigt, och kolven återfått den ursprungliga temperaturen?
    1. 1/3 av det ursprungliga trycket
    2. 1/2 av det ursprungliga trycket
    3. 2/3 av det ursprungliga trycket
    4. 3/4 av det ursprungliga trycket
    5. Samma som det ursprungliga trycket
  3. Vid fullständig förbränning av 0,20 mol av ett visst kolväte bildas 0,80 mol CO2 och 1,0 mol H2O. Vilken är kolvätets molekylformel? (1p)
    1. C4H5
    2. C4H8
    3. C4H10
    4. C8H10
    5. C8H16
  4. Entalpiförändring vid reaktionen R1 + R2 → P1 + P2Betrakta bilden här intill. Den visar entalpiförändringen för reaktionen R1 + R2 → P1 + P2. Vilken av entalpiförändringarna ΔH1–ΔH5i bilden avser aktiveringsenergin vid en enzymkatalyserad reaktion? (1p)
    1. ΔH1
    2. ΔH2
    3. ΔH3
    4. ΔH4
    5. ΔH5
  5. Trycket hos en viss gasmassa är 735 mmHg. Vilket blir trycket i Pa? (1p)
    1. 133,322 Pa
    2. 98,0 kPa
    3. 7,36·1036 Pa
    4. 101 kPa
    5. 559 kPa

Del II. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

 
  1. Hur stor massa magnesiumoxid erhålls vid förbränning av 9,0 g magnesium i syre? (2p)
  2. I ett försök där man skulle bestämma allmänna gaskonstanten, R, lät man 0,03641 g magnesium reagera med saltsyra. Den bildade gasen samlades upp i ett vattenfyllt eudiometerrör, och uppmättes till 38,7 cm3. Lufttrycket var 1003 mbar och temperaturen 27°C. Vilket värde på R fick man fram? (3p)
  3. Man kan framställa järnklorid, FeCl3, genom att oxidera fast järn i klorgas enligt följande formel:

    2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3

    I ett försök utgick man från 350 g Fe och ett överskott klorgas. Det bildades 632 g järnklorid. Vilket var utbytet? (2p)

  4. Mangandioxid, MnO2, reagerar med aluminium enligt formeln

    3MnO2 + 4Al → 2Al2O3 + 3Mn

    Hur stor massa mangan kan man maximalt erhålla om man låter 63,8 g mangandioxid reagera med 25,5 g aluminium? (4p)

  5. Bevisa att vätgas har lägre densitet än heliumgas! (2p)
  6. Redogör med egna ord varför reaktionshastigheten ökar, då koncentrationen av reaktanterna ökar! (4p)

Facit

Betygsgränser

Max: 22,0
G: 9,5
VG: 16,5
MVG: 19,5

Del I. Ringa in de rätta svaren!

  1. e
  2. 2H2 + O2 → 2H2O

    På vänstra sidan har vi tre mol gas, och på högra sidan två mol gas. Trycket efter reaktionen blir då 2/3 av det ursprungliga trycket.

    Svar: c

  3. C4H10 + 6½O2 → 4CO2 + 5H2O

    n(C4H10):n(CO2):n(H2O) =

    1:4:5 = 0,2:0,8:1,0

    Svar: c

  4. b
  5. b

Del II. Frågor som kräver fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade formler. Glöm inte enhet!

Ingen/felaktig enhet i svaret ... -1p

Räknat med avrundade siffror ... -0,5p

  1. Reaktionsformel: 2Mg + O2→ 2MgO


    \(n_{\text{MgO}} = n_{\text{Mg}} = \frac {m_{\text{MgO}}}{M_{\text{MgO}}} = \frac {9,0\text{g}}{24,3\text{g/mol}} = 0,37037037\text{mol}\)


    \(m_{\text{MgO}} = n_{\text{MgO}} \cdot M_{\text{MgO}} =\)
    \(= 0,37037037\text{mol} \cdot (24,3 + 16,0)\text{g/mol} =\)
    \(= 14,925926\text{g} \approx 15\text{g}\)


    Rätt reaktionsformel – 1p; rätt substansmängd MgO – 0,5p; rätt massa MgO – 0,5p.

  2. Mg(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + H2(g)


    \(R = \frac {pV}{nT} = \frac {p_{\text{H}_2}V}{nT}\)


    \(p_{\text{H}_2} = p_{\text{tot}} - p_{\text{H}_2\text{O}} = 100300\text{Pa} - 3570\text{Pa} =\)
    \(= 96730\text{Pa} = 96730\text{N/m}^2\)


    \(V = 38,7\text{cm}^3 = 38,7 \cdot 10^{-6}\text{m}^3\)


    \(T = 27^{\text{o}}\text{C} = (27 + 273,15)\text{K} = 300,15\text{K}\)


    \(n = mM = 0,03641\text{g} \cdot 24,305\text{g/mol} =\)
    \(= 0,00149804567\text{mol}\)


    \(R = \frac {96730\text{N/m}^2 \cdot 38,7 \cdot 10^{-6}\text{m}^3}{0,00149804567\text{mol} \cdot 300,15\text{K}} =\)
    \(= 8,294484937\frac {\text{Nm}}{\text{molK}} \approx 8,3\text{J} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}\)


    Rätt reaktionsformel/rätt molförhållande \(n_{\text{Mg}}:n_{\text{H}_2}\) – 1p; rätt värde på \(p_{\text{H}_2}\) – 1p; rätt uträkning i övrigt – 1p.

  3. \(n_{\text{Fe}} = \frac {m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}} = \frac {350\text{g}}{55,8\text{g/mol}} = 6,272401434\text{mol}\)


    \(n_{\text{FeCl}_3} = n_{\text{Fe}}\)

    \(m_{\text{FeCl}_3\text{, förväntat}} = n_{\text{FeCl}_3} \cdot M_{\text{FeCl}_3} =\)
    \(= 6,272401434\text{mol} \cdot (55,8 + 25,5 \cdot 3)\text{g/mol} =\)
    \(= 1018,01075269\text{g}\)


    \(\text{utbytet} = \frac {m_{\text{FeCl}_3\text{, faktisk}}}{m_{\text{FeCl}_3\text{, förväntad}}} = \frac {632\text{g}}{1018,01075269\text{g}} =\)
    \(= 0,62081859 \approx 62,1\%\)


    Rätt förväntad massa - 1p, rätt utbyte - 1p.

  4. \(n_{\text{MnO}_2} = \frac {m_{\text{MnO}_2}}{M_{\text{MnO}_2}} =\)
    \(= \frac {63,8\text{g}}{(54,94 + 16,0 \cdot 2)\text{g/mol}} = 0,733839429\text{mol}\)


    \(n_{\text{Al}} = \frac {m_{\text{Al}}}{M_{\text{Al}}} = \frac {25,5\text{g}}{26,98\text{g/mol}} = 0,9451445522\text{mol}\)


    \(\frac {n_{\text{Al}}}{n_{\text{MnO}_2}} = \frac {0,9451445522\text{mol}}{0,733839429\text{mol}} = 1,287944629 < \frac {4}{3}\)


    Alltså är substansmängden Al begränsande!


    \(\frac {n_{\text{Mn}}}{n_{\text{Al}}} = \frac {3}{4} \Leftrightarrow n_{\text{Mn}} = \frac {3}{4} n_{\text{Al}} = \frac {3}{4} \cdot 0,9451445522\text{mol} =\)
    \(= 0,708858414\text{mol}\)


    \(m_{\text{Mn}} = n_{\text{Mn}} \cdot M_{\text{Mn}} = 0,708858414\text{mol} \cdot 54,94\text{g/mol} =\)
    \(= 38,9446812\text{g} \approx 38,9\text{g}\)


    Rätt beräkning av begränsande ämne – 2p; Rätt substansmängd Mn – 1p; Rätt massa Mn – 1p.

    Ej tagit hänsyn alls till begränsande ämne ... -3p

  5. \(\rho = \frac {m}{V}\)


    men \(m = nM\) och \(V = nV_{\text{m}}\). Insatt i formeln ovan får vi:


    \(\rho = \frac {nM}{nV_{\text{m}}} = \frac {M}{V_{\text{m}}}\)


    \(\rho_{\text{H}_2} = \frac {M_{\text{H}_2}}{V_{\text{m}}} = \frac {2,02\text{g/mol}}{24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 0,0824\text{g/dm}^3\)


    \(\rho_{\text{He}} = \frac {M_{\text{He}}}{V_{\text{m}}} = \frac {4,00\text{g/mol}}{24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 0,163\text{g/dm}^3\)


    \(\rho_{\text{H}_2} < \rho_{\text{He}}\), v.s.b.


    Rätt uttryck för densiteten – 1p; rätt uträkning – 1p.

    Räknat på He2 ... -1p

  6. För att det ska kunna ske en reaktion, måste två molekyler kollidera (1p). De måste dessutom ha tillräckligt stor rörelseenergi för att kollisionen ska leda till en reaktion (1p). Ju högre koncentrationen är, desto fler molekyler som har tillräckligt hög energi för att det ska kunna ske en reaktion finns det (1p). Ju fler molekyler med tillräcklig rörelseenergi som finns i reaktionsblandningen, desto större blir då sannolikheten per tidsenhet att det sker en reaktion, och reaktionshastigheten ökar (1p).

 

   

Också intressant: