Magnus Ehingers undervisning

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

Kemi 1

Administration

Prov 2011-09-21 i Kemiska beräkningar

Artikelindex

Tid: 75 minuter

  • Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi och linjal, formelsamling, samt miniräknare.
  • Alla svar ska skrivas på ett annat papper. Detta papper kan du behålla om du vill
  • Alla reaktionsformler skall vara balanserade med minsta möjliga heltalskoefficienter.
  • Molvolymen kan antas vara 24,5 dm3/mol om inget annat anges. Andra konstanter etc. får du söka efter i formelsamlingen.
  • Om inget annat anges, ska fullständiga lösningar redovisas på alla uppgifter. Dina lösningar måste gå att följa logiskt för full poäng.

Del I. Fullständiga lösningar ska redovisas. Glöm inte enhet!

  1. Hur stor massa är 1,5 mol koksalt, NaCl? (1p)
  2. Om man löser 10 g socker (C12H22O11) i 100 cm3vatten, vilken koncentration får lösningen då, uttryckt i
    1. mass-% (vattnets densitet är 1,g/cm3)? (1p)
    2. molaritet (mol/dm3)? (2p)
  3. En vacker vårdag köper din mamma en ballong till dig på stadens torg. Det är ett strålande vackert väder, med ett högtryck på 102,kPa och en glad vårtemperatur på hela 13,5 °C. Ballongens volym är på 9,5 L. Hur stor massa helium hade ballongförsäljaren tryckt in i ballongen? (3p)
  4. När man upphettar natriumvätekarbonat sönderfaller det till vattenfri soda, vatten och koldioxid enligt följande formel:

    2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + H2O(g) + CO2(g)
     

    Hur stor massa vattenfri soda kan man maximalt få ur 500 g natriumvätekarbonat? (2p)

  5. Vid en demonstration för att visa kemiska reaktioner för Kemi 1-klassen blandar Magnus 5,0 g järn och 2,5 g svavel. Han värmer blandningen över en gaslåga, och efter ett tag bildas järnsulfid enligt följande formel:

    Fe(s) + S(s) → FeS(s)

    Hur stor massa järnsulfid kan maximalt bildas vid reaktionen? (3p)
  6. Magnus bil har en tank som rymmer 80 L bensin. Han gör slut på en full tank bensin varje månad. Hur stor massa koldioxid släpper han ut per år? Du kan anta att bensinen består till 100% av oktan, C8H18. (3p)

Facit

Betygsgränser

Max: 15
G: 5
VG: 9

Provets omfattning är för liten för att man ska kunna sätta några högre betyg.

Del I. Fullständiga lösningar ska redovisas.

Ingen/felaktig enhet i svaret … -1p

Räknat med avrundade siffror … -0,5p

  1. \(m = Mn = (23,0+35,5)\text{g/mol} \cdot 1,5\text{mol} = 87,75\text{g} \approx 88\text{g}\)
    Ej räknat med mtot utan bara med mvatten … -0,5p

    1. \(c = \frac {m_{\text{socker}}}{m_{\text{tot}}} = \frac {10{\text{g}}}{(10+100){\text{g}}} = 0,09090909 \approx 9,1\%\)
    2. \(c = \frac {n}{V}\)
      \(n = \frac {m}{M} = \frac {10\text{g}}{(12,0·12+1,008·22+16,0·11)\text{g/mol}} = 0,02922473\text{mol}\)
      \(V = 100\text{cm}^3 = 0,100\text{dm}^3\)

      \(c = \frac {0,02922473\text{mol}}{0,100\text{dm}^3} = 0,29224726\text{mol/dm}^3 \approx 0,29\text{M}\)

  2. \(pV = nRT \Leftrightarrow n = \frac {pV}{RT}\) och \(m=Mn \Leftrightarrow n= \frac{m}{M}\)
    Vi får då att \(\frac {m}{M} = \frac {pV}{RT} \Leftrightarrow m = \frac {MpV}{RT}\)

    \(\\ p = 102,4k\text{Pa} = 102400 \text{N/m}^2 \\ V = 9,5\text{L} = 0,0095\text{m}^3 \\ M = 4,0 \text{g/mol} \\ R = 8,314 \frac {\text{Nm}}{\text{molK}} \\ T = 13,5^{\circ}\text{C} = (273,15 + 13,5)\text{K} = 286,65\text{K}\)

    \(m = \frac {102400\frac{\text{N}}{\text{m}^2} \cdot 0,0095\text{m}^3 \cdot 4,0\frac{\text{g}}{\text{mol}}}{8,314\frac{\text{Nm}}{\text{molK}} \cdot 286,65\text{K}} = 1,6327571\text{g} \approx 1,6\text{g}\)

  3. \(\\m_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = M_{\text{Na}_2\text{CO}_3} \cdot n_{\text{Na}_2\text{CO}_3} = M_{\text{Na}_2\text{CO}_3} \cdot \frac {1}{2}n_{\text{NaHCO}_3} = M_{\text{Na}_2\text{CO}_3} \cdot \frac {1}{2} \cdot \frac {m_{\text{NaHCO}_3}}{M_{\text{NaHCO}_3}} =\)
    \(= (23,0 \cdot 2 + 12,0 + 16,0 \cdot 3)\text{g/mol} \cdot \frac {1}{2} \cdot \frac {500\text{g}}{(23,0 + 1,008 + 12,0 + 16,0 \cdot 3)\text{g/mol}} =\)
    \(= 315,446148\text{g} \approx 0,315k\text{g}\)
  4. \(n_{\text{Fe}} = \frac {m_{\text{Fe}}}{M_{\text{Fe}}} = \frac {5,0\text{g}}{55,8\text{g/mol}} = 0,08960573\text{mol}\)

    \(n_{\text{S}} = \frac {m_{\text{S}}}{M_{\text{S}}} = \frac {2,5\text{g}}{32,0\text{g/mol}} = 0,078125\text{mol}\)


    Eftersom \(n_{\text{S}} < n_{\text{Fe}}\) kommer \(n_{\text{S}}\) att vara begränsande. Alltså kan det bildas maximalt 0,0078125 mol FeS.


    \(m_{\text{FeS}} = n_{\text{FeS}} \cdot M_{\text{FeS}} =\)
    \(= 0,078125mol \cdot (55,8 + 32,0)\text{g/mol}= 6,859375\text{g} \approx 6,9\text{g}\)


  5. 2C8H18 + 25O2 → 18H2O + 16CO2
    \(m_{\text{CO}_2} = 12M_{\text{CO}_2} \cdot n_{\text{CO}_2} =12M_{\text{CO}_2} \cdot 8n_{\text{C}_8\text{H}_{18}}\)
    \(n_{\text{C}_8\text{H}_{18}} = \frac {m_{\text{C}_8\text{H}_{18}}}{M_{\text{C}_8\text{H}_{18}}} = \frac {\rho_{\text{C}_8\text{H}_{18}} \cdot V_{\text{C}_8\text{H}_{18}}}{M_{\text{C}_8\text{H}_{18}}}\)


    \(m_{\text{CO}_2} = 12M_{\text{CO}_2} \cdot 8 \frac {\rho_{\text{C}_8\text{H}_{18}} \cdot V_{\text{C}_8\text{H}_{18}}}{M_{\text{C}_8\text{H}_{18}}} =\)
    \(= 12 \cdot (12,0 + 16,0 \cdot 2)\text{g/mol} \cdot 8 \cdot \frac {0,703\text{g/L} \cdot 80\text{L}}{(12,0 \cdot 8 + 1,008 \cdot 18)\text{g/mol}} =\)
    \(= 2081211,1\text{g} \approx 2,1\text{ton}\)

 

   

Också intressant: