Tillåtna hjälpmedel är penna, suddgummi, linjal, miniräknare och formelsamling.
Gasmolvolymen, Vm, antas vara 24,5 dm3/mol, om inget annat anges.
Del I. Endast lösning (svar) krävs. Glöm inte enhet!
- Vilken volym har 2,0 mol vätgas? (1p)
- Beräkna massan för 4,00 dm3 ammoniakgas, NH3(g)! (1p)
- Ange för följande ämnen om det (med tanke på de kemiska bindningarna) är troligt att de är lösliga i vatten eller inte! (6x0,5p)
- Magnesiumnitrat, Mg(NO3)2
- Bensen, C6H6
- Kaliumjodid, KI
- Glycerol, C3H5(OH)3
- Tetraklormetan, CCl4
- Dihydroxibensen, C6H4(OH)2
- Vid vilken av de nedan angivna temperaturerna är lösligheten för klorgas i vatten störst? (1p)
- 50°C
- 40°C
- 30°C
- 20°C
- 10°C
- ilken typ av bindningar bryts när man... (4x0,5p)
- löser natriumnitrat, NaNO3, i vatten?
- smälter is?
- smälter koppar?
- sublimerar kolsyresnö, CO2(s)?
Hoppa direkt till …
Del II. Fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade reaktionsformler krävs. Glöm inte enhet!
- Vätgas får reagera med syrgas, varvid det bildas vatten i gasform.
- Skriv reaktionsformeln! (1p)
- 1,00 mol vätgas fick reagera med en ekvivalent mängd syrgas (d.v.s. precis så mycket syrgas som reaktionen kräver) i ett lufttätt kärl. Trycket var ursprungligen 1,013 kPa. Hur stort var trycket efter reaktionen skett, och reaktionsblandningen återfått normal temperatur? (3p)
- Hur stor massa kaliumklorat går åt för att framställa 150 dm3 syrgas? Gasmolvolymen antas, liksom tidigare, vara 24,5 dm3/mol. (3p)
Reaktionsformel: 2KClO3(s) → 2KCl(s) + 3O2(g)
- Du vill bestämma mängden kristallvatten i kristalliserat aluminiumsulfat, Al2(SO4)3·xH2O(s). För att göra detta, väger du upp 3,85 g av ämnet, och värmer på det tills du beräknar att allt kristallvatten försvunnit i form av vattenånga. För säkerhets skull samlar du samtidigt upp all bildad vattenånga i en ballong, vars volym du sedan mäter. Efter uppvärming kvarstår 1,98 g av ämnet.
- Beräkna x i formeln för kristalliserat aluminiumsulfat, Al2(SO4)3·xH2O(s)! (3p)
- Du låter ballongen med vattenånga svalna till rumstemperatur, och mäter sedan dess volym. Hur stor skall den teoretiskt vara? (1p)
- Beräkna vilken gas som är "lättast" (har lägst densitet): Kvävgas eller syrgas. (4p)
Facit
Betygsgränser
Max: | 23,0 |
Medel: | |
G: | 7,0 |
VG: | 14,5 |
MVG: | 18,5 |
Del I. Endast lösning (svar) krävs. Glöm inte enhet!
Fel eller ingen enhet i svaret ... –1
- \[V=V_{\text{m}} \cdot n = 24,5\text{dm}^3\text{/mol} \cdot 2,0\text{mol} = 49,0\text{mol} \hspace{100cm}\]
- \[V_{\text{m}} = {{V} \over {n}} = {{V} \over {{m}\over{M}}} = {\frac{MV}{m}} \Leftrightarrow m = \frac {MV}{V_{\text{m}}} \hspace{100cm}\]
\[m = \frac {MV}{V_{\text{m}}} = \frac {(14,0+1,008\cdot3)\text{g/mol} \cdot 4,0\text{dm}^3} {24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 2,78051429\text{g} \approx 2,78\text{g} \hspace{100cm}\]
- Ja
- Nej
- Ja
- Ja
- Nej
- Ja
- e
- jonbindningar
- vätebindningar
- metallbindningar
- van der Waals-bindningar
Del II. Fullständig lösning och (i förekommande fall) balanserade reaktionsformler krävs. Glöm inte enhet!
- 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g)
- Från reaktionsformeln ser vi, att om det går åt 1,00 mol vätgas, så krävs det 0,50 mol syrgas, och det bildas 1,00 mol vattenånga. Volym och temperatur är konstanta.
\[p_1 = kn_1 \Rightarrow k = \frac {p_1}{n_1} = \frac {p_2}{n_2} \Rightarrow p_2 = \frac {p_1n_2} {n_1} \hspace{100cm}\]
\[p_2 = \frac {1,013k\text{Pa} \cdot 1,00\text{mol}} {(1,00+0,50)\text{mol}}=0,6753333k\text{Pa} \approx 0,675k\text{Pa} \hspace{100cm}\]
Rätt mängdförhållanden – 1p; Korrekt uttryck för p2 – 1p; Korrekt svar – 1p.
- \[n_{\text{O}_2} = \frac {V_{\text{O}_2}} {V_{\text{m}}} = \frac {150\text{dm}^3}{24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 6,12244898\text{mol}\hspace{100cm}\]
\[n_{\text{KClO}_3} = \frac {2}{3} n_{\text{O}_2} = \frac {2}{3} \cdot 6,12244898\text{mol} = 4,08163265\text{mol}\hspace{100cm}\]
\[\begin{align}m_{\text{KClO}_3} &= n_{\text{KClO}_3} \cdot M_{\text{KClO}_3} = \hspace{100cm} \\ &= 4,08163265\text{mol} \cdot (39,1 + 35,5 + 16,0 \cdot 3)\text{g/mol} = \\ &= 500,200816\text{g} \approx 500\text{g} \end{align}\]
Korrekt mängd bildad syrgas - 1p; korrekt mängd KClO3 som går åt - 1p; korrekt massa KClO3 som går åt - 1p.
- Lösning:
Al2(SO4)3·xH2O(s)
→
Al2(SO4)3(s)
+ xH2O(g)
Före reaktion
3,85 g
0 g
0 g
Efter reaktion
0 g
1,98 g
≈0,005784... mol
(3,85–1,98) g = 1,87 g
≈0,1038... mol
\[\frac {n_{\text{H}_2\text{O}}} {n_{\text{Al}_2\text{(SO}_4\text{)}_3}} = \frac {0,1038...\text{mol}} {0,005784...\text{mol}} = 17,9601 \approx 18 \hspace{100cm}\]
Svar: Al2(SO4)3·18H2O
Korrekt antal mol Al2(SO4)3(s) – 1p; korrekt antal mol H2O(g) – 1p; korrekt uträkning av x – 1p.
- \[V = V_{\text{m}}n = 24,5\text{dm}^3\text{/mol} \cdot 0,10388...\text{mol} \approx 2,55\text{dm}^3 \hspace{100cm}\]
Satt in "x" från uppgift (a) som substansmängd ... –1
- Lösning:
- Lösning (alternativ 1):
Densiteten för gaserna ges av:
\[\rho = \frac {m}{V} = \frac {nM}{V} = \frac {M}{V/n} = \frac {M}{V_{\text{m}}} \hspace{100cm}\]
\[\rho_{\text{O}_2} = \frac {M_{\text{O}_2}} {V_{\text{m}}} = \frac {16,0 \cdot 2\text{g/mol}} {24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 1,30607\text{g/dm}^3 \hspace{100cm}\]
\[\rho_{\text{N}_2} = \frac {M_{\text{N}_2}} {V_{\text{m}}} = \frac {14,0 \cdot 2\text{g/mol}} {24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 1,143407\text{g/dm}^3 \hspace{100cm}\]
Vi ser att densiteten för kvävgas är lägre än för syre. Alltså är kvävgas "lättast".
Lösning (alternativ 2):
Låt oss jämföra hur mycket 1 dm3 av vardera gasen väger. Molvolymen, Vm, är 24,5 dm3/mol. Det innebär, både för kvävgas och syrgas, att
\[n = \frac {V}{V_{\text{m}}} = \frac {1\text{dm}^3} {24,5\text{dm}^3\text{/mol}} = 0,0408163265\text{mol} \hspace{100cm}\]
För kvävgas gäller då att 1 dm3 väger
\[m_{\text{N}_2} = M_{\text{N}_2} \cdot n_{\text{N}_2} = 14,0\text{g/mol} \cdot 0,0408163265\text{mol} = 1,14348082\text{g} \hspace{100cm}\]
och för syrgas att 1 dm3 väger
\[m_{\text{O}_2} = M_{\text{O}_2} \cdot n_{\text{O}_2} = 16,0\text{g/mol} \cdot 0,0408163265\text{mol} = 1,3060735\text{g} \hspace{100cm}\]
Vi ser att \(m_{\text{N}_2} < m_{\text{O}_2}\), vilket innebär att kvävgas är "lättare" än syrgas.
Korrekt uttryck för densiteten (eller antalet mol i en viss volym (t.ex. 1 dm3)) – 1p; korrekt uträknat densiteten (eller massan i en viss volym) kvävgas – 1p; korrekt uträknat densiteten (eller massan i samma volym) syrgas – 1p; korrekt jämförelse av densiteterna (eller massorna) – 1p.