33 ste Vlaamse Chemie Olympiade

Transcriptie

1 Georganiseerd door de sectie Onderwijs & Opleidingen van de Koninklijke Vlaamse Chemische Vereniging 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade de ronde 24 februari Deze toets bestaat uit 25 meerkeuzevragen en 5 open vragen. Bij de meerkeuzevragen is er telkens 1 en slechts 1 antwoord juist. 2 De antwoorden op de meerkeuzevragen vul je in op een speciaal antwoordformulier. Op dit antwoordformulier zijn je naam en codenummer voorgedrukt. De antwoorden op de open vragen schrijf je in de open ruimte bij de vraag of bij gebrek aan plaats op de achterzijde van het voorgaande blad. 3 Het antwoordformulier van de meerkeuzevragen wordt optisch gelezen en heeft 3 kolommen. In de 1 ste kolom noteer je je antwoord, je kunt daar steeds in corrigeren. In de 2 de kolom noteer je je definitieve antwoord. Mocht blijken dat dit niet correct is dan breng je de verbetering aan in de 3 de kolom. Opgelet: 1) de 1 ste kolom wordt niet in rekening gebracht voor je score. 2) als je in de 3 de kolom een vakje kleurde is dat het definitieve antwoord. 3) er wordt uitsluitend gebruik gemaakt van een zwarte balpen, GEEN potlood. 4) Er mag geen TippEx of dergelijke worden gebruikt. 4 Het periodiek systeem bevindt zich op een geplastificeerd blad en wordt terug ingeleverd. Nuttige gegevens vind je op pagina 2 en pagina 3, vlak voor de vragenreeks. 5 Je mag de aangereikte zakrekenmachine gebruiken. 6 Volg nauwgezet de instructies van de verantwoordelijke van de Vlaamse Chemie Olympiade. 7 Voor elk juist antwoord op een meerkeuzevraag scoor je 6 punten. Niet antwoorden levert 0 punten en een fout antwoord betekent 1,5. De open vragen staan in totaal op 50 punten. 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14

2 Nuttige gegevens: universele gasconstante: R = 8,314 J K 1 mol 1 avogadroconstante: N A = 6,022 x mol 1 normomstandigheden: θ = 0 C p = 101,33 kpa molair volume van een ideaal gas onder normomstandigheden: 22,41 liter/mol zuurbaseindicator fenolftaleïne: zuur en neutraal midden: kleurloos basisch midden: paars lakmoes: zuur midden: rood basisch midden: blauw broomthymolblauw: zuur midden: geel neutraal midden: groen basisch midden: blauw aggregatietoestanden zijn waar nodig als volgt aangegeven: (s) voor vast, (l) voor vloeibaar, (g) voor gas en (aq) voor opgelost in water Oplosbaarheidstabel Verbindingen Goed oplosbaar Slecht oplosbaar Verbindingen met Na 1+ Verbindingen met K 1+ alle alle Zouten van: Ammonium Nitraten Bromiden Chloriden Jodiden Sulfaten Sulfiden Fosfaten Carbonaten alle alle alle, behalve alle, behalve alle, behalve alle, behalve Na 1+, K 1+, NH 1+ 4, Mg 2+, Ba 2+, Ca 2+ Na 1+, K 1+ 1+, NH 4 Na 1+, K 1+ 1+, NH 4 Ag 1+, (Hg 1+, Pb 2+ : matig) Ag 1+, (Hg 1+, Pb 2+ ) Ag 1+, (Hg 1+, Hg 2+ en Pb 2+ ) Ba 2+, (Pb 2+, Ca 2+ : matig) alle andere alle andere alle andere Hydroxiden Groep I A, beperkter voor groep II A andere groepen 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14

3 Zuur en baseconstanten ClO 4 I Br Base K b pk b Zuur K z pk z HClO HI HBr HCl H 2 SO HNO , ,90 HClO 3 7, ,90 5, ,23 HIO 3 1, ,77 1, ,73 HOOCCOOH 5, ,27 5, ,24 H 2 SO 3 1, ,76 6, ,20 H 3 PO 3 1, ,80 8, ,08 HSO 4 1, ,92 1, ,00 HClO 2 1, ,00 1, ,88 H 3 PO 4 7, ,12 1, ,90 H 3 C 6 H 5 O 7 7, ,10 1, ,86 HF 7, ,14 1, ,71 HNO 2 5, ,29 5, ,25 HCOOH 1, ,75 1, ,81 C 6 H 5 COOH 6, ,19 1, ,81 HOOCCOO 6, ,19 5, ,30 + C 6 H 5 NH 3 2, ,70 5, ,24 CH 3 COOH 1, ,76 7, ,11 C 2 H 5 COOH 1, ,89 1, ,85 H 2 PO 3 7, ,15 2, ,65 H 2 CO 3 4, ,35 1, ,81 HSO 3 6, ,19 1, ,80 H 2 PO 4 6, ,20 1, ,76 H 2 S 5, ,24 3, ,46 HClO 2, ,54 1, ,75 + NH 4 5, ,25 2, ,70 HCN 5, ,30 1, ,00 C 6 H 5 OH 1, ,00 2, ,70 HCO 3 5, ,30 4, ,36 HIO 2, ,64 3, ,50 [Mg(H 2 O) n ] 2+ 3, ,50 2, ,62 2 HPO 4 4, ,38 4, ,40 [Ca(H 2 O) n ] 2+ 2, ,60 1, ,80 [Ba(H 2 O) n ] 2+ 6, ,20 6, ,20 [Li(H 2 O) n ] + 1, ,80 8, ,08 HS 1, ,92 1, ,00 [Na(H 2 O) n ] + 1, ,00 3, ,50 CH 3 OH 3, ,50 7, ,90 C 2 H 5 OH 1, ,90 1, H 2 1, , OH 1, , NH 3 1, Cl HSO 4 NO 3 ClO 3 IO 3 HOOCCOO HSO 3 H 2 PO 3 SO 4 2 ClO 2 H 2 PO 4 H 2 C 6 H 5 O 7 (citraat) F NO 2 HCOO C 6 H 5 COO OOCCOO C 6 H 5 NH 2 CH 3 COO C 2 H 5 COO HPO 3 2 HCO 3 SO 3 2 HPO 4 2 HS ClO NH 3 CN C 6 H 5 O CO 3 2 IO [Mg(OH)(H 2 O) n1 ] + PO 4 3 [Ca(OH)(H 2 O) n1 ] + [Ba(OH)(H 2 O) n1 ] + [Li(OH)(H 2 O) n1 ] S 2 [Na(OH)(H 2 O) n1 ] CH 3 O C 2 H 5 O H O 2 NH 2 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14

4 Meerkeuzevragen 1 V 2 O 2 P 2 O 7 kan men beschouwen als een stof opgebouwd uit vanadiumionen, oxideionen en P 2 O 7 4 ionen. Wat is de lading van de vanadiumionen in deze verbinding? A +3 B +4 C +6 D +8 2 Welk van de volgende deeltjes kan én als oxidator én als reductor reageren? A Sn 2+ B H + C Cl D Fe 3+ 3 Kwikfulminaat (knalkwik, Hg(CNO) 2 ) is een zeer onstabiele en explosieve stof. Het wordt gebruikt als detonator om andere explosieven te ontsteken, vroeger zelfs in speelgoedbommetjes. Bij mechanische belasting of plotse temperatuurstijging ontbindt de stof explosief. Hierbij ontstaan drie stoffen, waarvan er twee gasvormig zijn bij kamertemperatuur. Verder zijn twee van die drie stoffen enkelvoudige stoffen. Welke stof uit onderstaande reeks wordt NIET gevormd? A N 2 B CO C CO 2 D Hg 4 Welke rangschikking klopt wat betreft de straal van de vermelde ionen? A N 3 > O 2 > F > Na + B N 3 > Na + > O 2 > F C Na + > O 2 > N 3 > F D O 2 > F > Na + > N 3 5 Een natuurlijk isotopenmengsel van een element X bestaat uit 60 % van het isotoop 69 X en 40% van het isotoop 71 X. Welk element wordt door X voorgesteld? A Zn B Ga C Ge D As 6 Welk aantal elektronen verschilt van het aantal delektronen in een Fe 2+ ion? A het aantal pelektronen in Ne B het aantal selektronen in Mg C het aantal delektronen in Fe D het aantal felektronen in Nd 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14

5 7 Welke volgorde is juist wat betreft de grootte van de HXH hoek(en) voor de gegeven deeltjes? A H 3 O + < H 2 F + + < NH 4 B H 2 F + < H 3 O + + < NH 4 C NH + 4 < H 2 F + < H 3 O + D NH + 4 < H 3 O + < H 2 F + 8 Hoeveel vrije elektronenparen zijn er rond het centrale atoom in de lewisstructuur van het selenietion SeO 3 2? A 0 B 1 C 2 D 3 9 Hoeveel σ en hoeveel πbindingen zijn er in een molecule van het keteen H 2 C=C=O? Aantal σ bindingen Aantal π bindingen A 2 4 B 4 4 C 4 2 D Een oxide van ijzer bevat 69,9 massaprocent ijzer. Welk oxide wordt bedoeld? A FeO B Fe 2 O 3 C Fe 3 O 4 D FeO 2 11 Een magnesiumchlorideoplossing met 5,10 massaprocent aan Mg heeft een dichtheid van 1,17 g.ml 1. Hoeveel mol chlorideionen zijn er in 300 ml van deze oplossing? A 0,368 B 0,627 C 0,737 D 1,47 12 Bereken het volume HCloplossing (38,0 massa%, dichtheid = 1,19 g/ml) dat minimaal nodig is om 2,00 liter chloorgas (gemeten bij normomstandigheden) te bereiden volgens de reactie A B C D MnO HCl MnCl H 2 O + Cl 2 4,43 ml 9,18 ml 28,8 ml 90,4 ml 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14

6 13 Aan gelijke massahoeveelheden van de gegeven stoffen wordt telkens eenzelfde hoeveelheid zoutzuur in overmaat toegevoegd in dezelfde omstandigheden van temperatuur en druk. Uit welke stof zal het grootste volume koolstofdioxidegas ontstaan? A calciumcarbonaat B kaliumcarbonaat C magnesiumcarbonaat D natriumcarbonaat 14 Voor de reactie BrO 3 (aq) + 5 Br (aq) + 6 H + (aq) 3 Br 2 (aq) + 3 H 2 O (l) zijn in volgende tabel de beginconcentraties van de reagentia en de overeenstemmende reactiesnelheden weergegeven. experiment beginconcentratie (mol/l) v 0 [BrO 3 ] o [Br ] o [H + ] o (mol/l.s) 1 0,10 0,10 0,10 1, ,20 0,10 0,10 2, ,10 0,30 0,10 3, ,20 0,10 0,15 5, Wat is de snelheidsvergelijking voor deze reactie? A v = k[bro 3 ][Br ][H + ] B v = k[bro 3 ]²[Br ][H + ] C v = k[bro 3 ][Br ]²[H + ] D v = k[bro 3 ][Br ][H + ]² 15 Aan welke uitdrukking beantwoordt de evenwichtsvoorwaarde voor de gegeven reactie? 2 ZnS (s) + 3 O 2 (g) 2 ZnO (s) + 2 SO 2 (g) 16 Welke verandering leidt tot een stijging van de hoeveelheid NO 2 (g) in volgend evenwichtssysteem? 4 NH 3 (g) + 7 O 2 (g) 4 NO 2 (g) + 6 H 2 O (g) Δ r H < 0 A een temperatuurstijging bij constant volume B een verkleining van het reactievolume bij constante temperatuur C een toevoeging van NO (g) bij constant volume en constante temperatuur D een toevoeging van gasvormig H 2 O bij constant volume 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14

7 17 Welke verbinding heeft het laagste kookpunt? A CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 OH B CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3 C CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 D CH 3 CH 2 COCH 3 18 Voor de reactie 4 mol K (s) + 1 mol O 2 (g) 2 mol K 2 O (s) wordt de enthalpieverandering hieronder weergegeven. Hoeveel bedraagt, op basis van deze gegevens, de vormingsenthalpie van K 2 O (s)? A kj/mol B kj/mol C 362 kj/mol D 181 kj/mol 19 Wat is een correcte structuurformule van 2methylbutaanzuur? A B C D CH 3 O CH 3 CH CH 2 C CH 3 O CH 3 CH 2 CH C CH 3 O CH 3 CH C CH 3 CH 3 O CH 3 CH 2 CH C OH OH H 20 Welke hybridisatie hebben de koolstofatomen a, b en c respectievelijk ondergaan in de gegeven verbinding? A sp 3 sp sp 2 B C sp 2 sp 2 sp sp 2 sp 2 sp 3 D sp 2 sp 2 sp 2 CH 2 =CHCOOH a b c 33 ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14

8 21 Gegeven zijn vier zoutoplossingen met eenzelfde concentratie. Welke zoutoplossing zal het meest basisch zijn? A Na 2 CO 3 B CH 3 COONa C NaCl D NH 4 Cl 22 Wat is het aantal polaire en het aantal apolaire isomeren van dichlooretheen (C 2 H 2 Cl 2 )? Aantal polaire isomeren Aantal apolaire isomeren A 1 1 B 1 2 C 2 0 D In een oplossing van een zwak éénwaardig zuur met c = 1, mol/l is bij 25 C 1,0 % van dit zuur geïoniseerd. Wat is de zuurconstante van dit zuur bij 25 C? A 1, B 1, C 1, D 1, In Het Nieuwsblad van kon je in een artikel over Tom Waes de kadertekst hiernaast lezen. Hieruit blijkt dat Tom Waes zeker niet De Slimste Chemicus ter Wereld zal worden. Welke stof in plaats van fosfor zal hij wellicht bedoeld hebben? A magnesium B natrium C natriumhydroxide D zwavel 25 De molfractie van een component in een mengsel is de verhouding tussen het aantal mol van die component en het totaal aantal mol stof in het mengsel. Algemeen geldt dus voor de molfractie van een component i in een mengsel van N stoffen: In een vat bevindt zich een mengsel van 9,06 gram N 2 en 2,59 gram O 2. Hoeveel bedraagt de molfractie van het zuurstofgas in dit mengsel? A 0,0200 B 0,0800 C 0,200 D 0, ste Vlaamse Chemie Olympiade 2 de ronde 24 februari van 14