4 11 juni EINDTOETS THEORIE antwoordmodel

Transcriptie

1 29 e ATIALE SCEIKUDELYMPIADE 4 juni 2008 EIDTETS TERIE antwoordmodel maandag 9 juni 2008, u Deze eindtoets bestaat uit 32 deelvragen verdeeld over 7 opgaven Bij deze toets hoort een antwoordblad Gebruik voor elke opgave een apart antwoordvel, voorzien van naam De maximumscore voor dit werk bedraagt 38 punten De eindtoets duurt maximaal 4 klokuren Benodigde hulpmiddelen: rekenapparaat en BIAS 5 e druk Bij elke opgave is het aantal punten vermeld dat juiste antwoorden op de vragen oplevert

2 pgave Bakpoeder in oplossing (5 punten) maximaal 4 punten : 2,, =,0(4) 0 4 maximaal 5 punten oor het evenwicht 2 C C 2 3 geldt: 2 2 mdat K ev >> K z en K z2 geldt voor een waterstofcarbonaatoplossing bij benadering: [ 2 C 3 ] = [C 2 3 ] K = [ + ] 2 p = maximaal 2 punten p =,, = 8,34 opm bij verwaarlozing van de zure bijdrage van C 3 met als gevolg een hogere p (bij juiste berekening) maximaal 4 punten. De aanname [ 2 C 3 ] = [C 3 2 ] is juist als [ + ] << [C 3 2 ] 2 2. Gaan we ervan uit dat de oplossing van ac 3 steeds een p van ongeveer 8 zal hebben, dan is deze benadering juist als [C 3 2 ] >> 0 6 mol L. ouden we dan toch nog vast aan de aanname [ 2 C 3 ] = [C 3 2 ] en maken we gebruik van dan volgt: [C 3 ] = 0 4 mol L. of Een meer precieze schatting gaat uit van K en neemt mee dat een fout van % in [ + ] pas optreedt als de afwijking van [ 2 C 3 ] ten opzichte van [C 3 2 ] 2% bedraagt, etc.. pgave 2 aste raketbrandstof 5 maximaal 4 punten oorbeelden van juiste grensstructuren zijn: (5 punten) per juiste grensstructuur pm. Als een of meerdere juiste grensstructuren (atomen onderling juist verbonden, juiste aantal valentie-elektronen en juiste formele ladingen), een vreemde ladingverdeling hebben: minus punt. S2008 eindtoets theorie antwoordmodel Universiteit Utrecht 2

3 6 maximaal 2 punten et < 20 is waarschijnlijk doordat repulsie lp-bp > repulsie bp-bp 3 = 2 = 20 : alle bindingen rond deze atomen zijn gelijk op basis van de getekende grensstructuren maximaal 2 punten 4 ( 2 ) juiste formules links en rechts van de pijl juiste coëfficiënten maximaal 6 punten reactant product kj mol = 607 = = 48 totaal r = = 893 kj mol vermelding alle verbroken bindingen vermelding alle gevormde bindingen juiste tekens juiste berekening Aannames:. bindingsorden hele getallen ( grensstructuur gebruikt) 2. binding tussen ammonium- en dinitramideion verwaarloosd (Madelungpotentiaal van het rooster) maximaal punt De hoge bindingsenergie van Ν 2, want >,5 = > 3 Alternatief: de vorming van 2 + verklaring pgave 3 Als A reageert (22 punten) 0 maximaal 3 punten A da ln A = ln = kt S2008 eindtoets theorie antwoordmodel Universiteit Utrecht 3

4 maximaal 8 punten. ln, = k 20 (min), k =, min 2. ln 2 = (0,080 min ) t ½ t ½ =, = 8,7 min 3. ln,, min ) t t = = 58 min, 4. ln x = (0,080 min ) (24 60 min) x = 9, maximaal 7 punten voorraad A afbraak +0,000 M min = k k 2 [A]; k 2 = 0,080 min stationaire toestand: k k 2 [A] = 0 2 [A] =,, [A] = 0,03 M 3 maximaal 4 punten Binas 37A: k = A exp 25 = exp E a = RT ln 25 = (8,34 J K mol )(293 K) ln 25 = 7,8 kj mol pgave 4 Blijf opgewekt (35 punten) 4 maximaal 3 punten S Remeron R asymmetrisch centrum juist absolute configuratie juist juiste toelichting op de keuze S2008 eindtoets theorie antwoordmodel Universiteit Utrecht 4

5 5 maximaal 3 punten 3 Remeron R 2 iet-bindend elektronenpaar op -3 naast aromatische ring maakt deze positief en daardoor minder basisch. ierdoor wordt de aromatische ring negatief en - meer basisch volgorde juist toelichting juist 2 6 maximaal 9 punten. C R C R wijnsteenzuur C C beide configuraties juist 3 een juiste configuratie 2. base (R,S) Remeron + (R,R)zuur zouten: R R R en S R R (diastereomere zouten) 3 Deze zouten hebben verschillende fysische eigenschappen (bijv. verschillend kristallisatiegedrag) waardoor je ze kunt scheiden 2 De base Remeron kun je vervolgens weer vrijmaken met - 7 maximaal 6 punten C, 3 + ) LiAl 4 2,. T 2), 2 Cl Cl A Cl e stap: zure/basische hydrolyse, verwarmen 2 2 e stap: toevoeging lithiumaluminiumhydride en vervolgens basische hydrolyse 2 2 juiste structuurformule stof A 2 S2008 eindtoets theorie antwoordmodel Universiteit Utrecht 5

6 8 maximaal 9 punten. 2 fenylglycine Me/ + 2 Me Me 2 2 Me ) LiAl 4 2) / 2 2 C juiste omstandigheden per deelstap 2 2. condensatiereactie met glycolzuur, 2 gevolgd door reductie van de peptidebindingen met LiAl 4 (, 2 ) of condensatiereactie met,2-dichloorethaan 2 er ontwijkt Cl(g) 9 maximaal 5 punten + C + + S 4 S 4 Remeron stap juist stap 2 juist 2 stap 3 juist 2 pgave 5 anadium (5 punten) 20 maximaal 4 punten 0,668 =, x = 0,337 y =,, =,366 S2008 eindtoets theorie antwoordmodel Universiteit Utrecht 6

7 2 maximaal 3 punten. alle atomen op de juiste plaats 2. de eenheidscel bevat = 4 -deeltjes de eenheidscel bevat 2 4 = 4 -deeltjes 22 maximaal 5 punten 5,758 : 66,94 = 8, , , mol = 5, et volume van 4 -eenheden =, 7,722 0 cm 3 De ribbe van de cel =7,722 0 cm = 4, cm = 4, m De kortste -afstand = 4, = 3,0 0 0 m = 30, nm 23 maximaal 3 punten S 2 (g) (s) S 3 (g) (s) juiste formules vanadiumoxiden links en rechts van de pijl juiste formules zwaveloxiden links en rechts van de pijl juiste coëfficiënten Indien een toestandsaanduiding ontbreekt of onjuist is pgave 6 Stoffen met een geurtje (23 punten) 24 maximaal 4 punten. Ze hebben beide een geconjugeerd π-systeem in de ring met 4n+2 elektronen (n = 2) 2. notie dat er ook grensstructuren zijn met een +-lading op een C-atoom en een lading op een ander C-atoom (een lege p-orbitaal en een volle p-orbitaal) notie dat deze +-lading altijd op de 7-ring zit en de lading op de 5-ring 25 maximaal 4 punten p het carboanion in 4 zit een niet-bindend elektronenpaar dat bij het π-systeem hoort. 2 4 voldoet dus aan de regel van ückel (met n = ). In 3 en 5 zitten maar 4 elektronen in het π-systeem en deze voldoen dus niet. S2008 eindtoets theorie antwoordmodel Universiteit Utrecht 7

8 26 maximaal 4 punten 6 is een geconjugeerd systeem met 6 (n = ) π-elektronen in de ring de 2 π-elektronen van de carbonylbinding leveren geen bijdrage vanwege de grote elektronegativiteit van (in een paar grensstructuren is de C-binding een enkele binding (en zit op een extra BP)) 2 7 heeft maar 4 π-elektronen in de ring (zie verder boven) 27 maximaal 4 punten. et BP op het onderste -atoom telt mee voor de π-elektronen. et BP op rechtsboven (vormt een sp 2 -hybrideorbitaal) doet niet mee (n = ) 8 heeft dus 6 π-elektronen 2. De BP s zijn dus niet identiek (het onderste BP zit in een p-atoomorbitaal dat samen met de 3 p- orbitalen op C en het p-orbitaal op (rechtsboven) 3 π-m.. s vormt. 28 maximaal 7 punten In het geconjugeerde ringsysteem van pentaleen zitten 4 2 = 8 elektronen in dat van het dianion = 0 het dianion is dus aromatisch, pentaleen zelf niet. twee redelijk stabiele grensstructuren van het dianion getekend 4 pgave 7 Isomeer, conformeer en mechanisme (3 punten) 29 maximaal 3 punten De substituenten met de grootste elektronenwolken (het meest elektronegatief) zitten op equatoriale plaatsen 2 verder alterneren de substituenten langs elke C C-as. 30 maximaal 3 punten 3 C Br mklappen Substituenten in juiste positie u zitten de grote substituenten axiaal (ongunstig) 3 maximaal 2 punten et meest-gesubstitueerde alkeen is niet ontstaan dus niet-saytzev. 32 maximaal 5 punten. de geëlimineerde zit net als Br in een equatoriale positie zitten en Br die geëlimineerd worden hebben een anticonfiguratie het concerted E 2 -mechanisme verloopt via een anti-eliminatie 2. het moet dus een 2 e orde reactie zijn s = k [BMC][ ] S2008 eindtoets theorie antwoordmodel Universiteit Utrecht 8