Prov 2014-10-02 i Kemisk jämvikt

Tid: 60 minuter

Tillåtna hjälpmedel: Formelsamling, miniräknare

Betygsmatris

Dina svar kommer att bedömas enligt nedanstående matris:

Vid varje fråga står det vad som bedöms och på vilken nivå du kan besvara frågan.

Språklig bedömning

På hela provet gör jag också en samlad bedömning av hur du använder det vetenskapliga språket (se betygsmatrisen ovan). På det här provet handlar det framför allt om hur du ställer upp dina beräkningar, att de är lätta att följa, att du använder storhet, mätetal och enhet på ett korrekt sätt och så vidare.

(Språk och kommunikation 1/1/1)

Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (inga uträkningar behöver redovisas)

Skriv dina svar direkt här på provpappret.

1. Svaveltrioxid kan omvandlas till svaveldioxid och syrgas enligt nedanstående reaktionsformel.
   
   2SO₃(g) ⇌ 2SO₂ + O₂
   
   Teckna jämviktskonstanten (skriv jämviktsekvationen) för reaktionen.
   

   (Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp 1/0/0)

2. Föreställ dig att du har ett fast ämne A som reagerar med ett vattenlöst ämne B. Då bildas gasen C och det vattenlösliga ämnet D enligt nedanstående reaktionsformel:
   
   A(s) + B(aq) ⇌ C(g) + D(aq)
   
   Vad kan man göra för att reaktionen ska gå fortare?
   

   (Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp 1/1/0)

Del II. Ringa in de rätta alternativen

3. Betrakta följande reaktion:
   
   N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)
   
   \(\Delta H < 0\) för reaktionen åt höger.
   
   Hur ska man göra för att få så mycket ammoniak som möjligt ur reaktionen?
   1. Kondensera ammoniaken
   2. Höja temperaturen
   3. Öka koncentrationen kvävgas
   4. Sänka temperaturen
   5. Tillsätta en katalysator
   (OBS! Poängantalet/bedömningen ger ingen ledtråd till hur många alternativ som är korrekta.)

   (Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp 1/1/0)

Del III. Frågor som kräver ett utredande svar (fullständiga beräkningar krävs)

Skriv svaren på de här frågorna på ett annat papper.

4. I ett försök förde man in 0,100 mol dikvävetetraoxid, N₂O₄, i en behållare på 1,00 dm³. Man hettade upp behållaren till 100 °C, så att följande jämvikt kunde ställa in sig:
   
   N₂O₄(g) ⇌ 2NO₂(g)
   
   Vid jämvikt fann man att koncentrationen dikvävetetraoxid var 0,040 M och koncentrationen kvävedioxid var 0,120 M. Beräkna jämviktskonstanten \(K\).

   (Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder 1/1/0)

5. Vid 25 °C är jämviktskonstanten \(K = 0,46\) för nedanstående reaktion:
   
   2BrCl ⇌ Br₂ + Cl₂
   
   Vid ett visst tillfälle är [BrCl] = 0,30 M; [Br₂] = 0,15 M och [Cl₂] = 0,15 M.
   1. Visa att systemet inte är i jämvikt.
      

      (Begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder 1/0/0)

   2. Åt vilket håll kommer reaktionen att gå? Motivera ditt svar utförligt!

      (Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp 1/1/0)

   3. Vilka blir slutkoncentrationerna när systemet nått jämvikt?
      

      (Svara på frågor om och beskriva kemiska företeelser och förlopp 0/1/2)

6. Fast silverklorid, AgCl, är ett mycket svårlösligt salt. Om man blandar fast silverklorid i vatten, blir lösningen nästan genast mättad, och följande jämvikt ställer in sig:
   
   AgCl(s) ⇌ Ag⁺(aq) + Cl^–(aq)
   
   Jämviktskonstanten för ovanstående reaktion kallas för löslighetsprodukt, och tecknas K_s. Eftersom det fasta saltets koncentration är konstant, definieras löslighetsprodukten för reaktionen ovan såhär:
   
   \[K_\mathrm{s} = [\mathrm{Ag^+}][\mathrm{Cl^-}] \hspace{100cm}\]
   
   För silverklorid är löslighetsprodukten \(K_\mathrm{s} = 1,1 \cdot 10^{-10}\mathrm{M^2}\) vid 25 °C. Om man rör ut 1,0 g fast silverklorid i 1,0 dm³ vatten, hur stor massa silverklorid blir löst i vattnet?

   (Analysera och besvara frågor 0/0/2)