Hertentamen spm augustus uur

Transcriptie

1 spm1530 ertentamen 30 augustus 2012 ertentamen spm augustus uur Aanwijzingen: U mag gebruik maken van: schrijfmateriaal rekenmachine formuleblad en periodiek systeem (afgedrukt achteraan dit tentamen). Lees de vragen vooraf door en deel de beschikbare tijd in voor beantwoording van de vragen. Ommezijde is antwoordvel meerkeuzevragen. LEVER DIT VEL IN. Dit tentamen bevat 25 vragen, op 10 pagina s. Daaronder zijn 21 meerkeuzevragen (40 punten) en drie open vragen (50 punten). et totaal aantal te behalen punten is 100. U start met 10 punten. Pagina: Totaal: Punten: Score: Met de BONUSVRAAG kunt u 10 extra punten verdienen.

2 spm1530 Antwoordvel meerkeuzevragen hertentamen spm augustus 2012 Naam: Studienummer: Vraagstuk A B D punten score Totaal 40

3 spm1530 ertentamen 30 augustus 2012 MEERKEUZEVRAGEN bij elke deelvraag is slechts één antwoord juist. Een foute keuze geeft aftrek van 1 /3 van het puntenaantal. Als u het antwoord niet weet en D blanco kiest, volgt géén puntenaftrek! Beantwoord de vragen op het voorgedrukte antwoordvel en lever dit in! begin van de vragen Figure 1: Schema van een hydroskimming raffinaderij Een aantal meerkeuzevragen hebben betrekking op bovenstaande figuur. 1. (2 punten) In figuur 1 geeft een overzichtsschema van een eenvoudige raffinaderij. Dit type raffinaderij staat bekend als een hydroskimming raffinaderij. De volgende uitspraak is juist: A. De flexibiliteit van een een hydroskimming raffinaderij is laag, en er worden relatief veel zware producten gemaakt B. De flexibiliteit van een een hydroskimming raffinaderij is hoog, en er worden relatief veel zware producten gemaakt. De flexibiliteit van een een hydroskimming raffinaderij is laag, en er worden relatief weinig zware producten gemaakt

4 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus (2 punten) Aardolieproducten worden gekarakteriseerd als licht of zwaar. Voor de een hydroskimming raffinaderij zoals gegeven in fig. 1 geldt: A. et product kerosine is zwaarder dan diesel. B. et product LPG is het lichtste product. Dat de raffinaderij geen lichte producten kan maken 3. (2 punten) In Europa stijgt al enkele jaren het aandeel diesel-aangedreven personenautos. Omdat de totale vraag naar motorbrandstoffen min of meer constant is, verschuift zo de vraag van benzine naar diesel. Om dit te volgen kan de eigenaar van een hydroskimming raffinaderij: A. een vacuümdestillatie eenheid toevoegen, zodat residu wordt gesplitst in zwaar residu en lang residu B. een andere ruwe olie inkopen en verwerken. beide gegeven mogelijkheden zijn onjuist 4. (2 punten) Ten opzichte van een hydroskimming raffinaderij wordt een integrated resp. complex raffinaderij gekenmerkt door A. de aanwezigheid van één of meer geavanceerde conversieprocessen B. grotere productie van zware stookolie en asfalt (per ton ruwe olie). geen van beide bovenstaande kenmerken. 5. (2 punten) De werking van elke olieraffinaderij berust in hoofdzaak op: A. chemische reactie van koolwaterstoffen met verschillende reactiesnelheden B. chemische afsplitsing van waterstof van koolwaterstoffen met verschillende molverhouding :. fysische scheiding van koolwaterstoffen met verschillende kookpunten 6. (2 punten) Zoals aangegeven in 1 wordt de belangrijkste schadelijke emissie naar lucht van een olieraffinaderij, SO 2, beperkt door zwavelrecovery voorafgegaan aan DS- en DTunits (hydro-desulphurisation resp. hydrotreating). et verschil tussen deze twee units is: A. een DS werkt met lichtere voeding en zwaardere condities (P,T). B. een DS werkt met zwaardere voeding en lichtere condities (P,T).. een DS werkt met zwaardere voeding en zwaardere condities (P,T). pag. 2 van 10

5 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus (1 punt) In Nederland vinden aardolieproducten hun weg hoofdzakelijk naar: A. export, transport en staalindustrie B. export, transport en petrochemie. export, transport en verwarming 8. (1 punt) Monomeren zijn de bouwstenen van polymeren (kunststoffen, harsen, plastics). De volgende stoffen zijn monomeren: A. ethaan en ethanol B. etheen en ethanol. etheen en glycol (1,2-diethanol) 9. (1 punt) Structuurformules zeggen niets over A.... de ruimtelijke orientatie van atomen in een molecuul B.... welke bindingen zich tussen atomen bevinden.... de kleur van een molecuul 10. (1 punt) De volgende structuurformule is juist: A. 3 3 B.. O O 11. (2 punten) De juiste structuurformule van 2,2-dimethyl-hexaan is 3 A. 3 B pag. 3 van 10

6 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus (2 punten) Stearinezuur of octadecaanzuur is een verzadigd vetzuur met een lange keten (want dec in octadecaanzuur staat voor 10). et komt met name in dierlijke vetten voor, maar sommige plantaardige vetten en oliën bevatten ook wat stearinezuur. De volgende uitspraak over de structuurformule van dit zuur is juist: A. De naamgeving zuur doelt op een uitgang met één O-atoom B. Op basis van deze beschrijving is het gedefiniëerd waar dubbele binding(en) zich bevinden. Zuren bevatten per definitie dubbele bindingen tussen -atomen 13. (3 punten) Vaak wordt bij de weergave van koolwaterstoffen de waterstofatomen weggelaten omdat dat eenduidig is te doen. De molmassa van, waarin dit is gedaan, is: A. 64,08 [gram/mol] B. 66,10 [gram/mol]. 68,11 [gram/mol] 14. (2 punten) De volgende uitspraak is juist: A. Benzine bevat geen koolwaterstoffen B. De structuurformule en molecuulformule van zuurstof bevatten allebei twee O- atomen. Dubbele bindingen hebben geen noemenswaardige rol in de reacties waarbij plastics worden gemaakt 15. (2 punten) De volgende uitspraak over zuren is juist: A. Als je diverse zwakke zuren bij elkaar in water oplost, is de hoeveelheid stof van elk van die zuren daadwerkelijk oplost afhankelijk van de hoeveelheden en keuze van alle gebruikte zuren B. De zuurgraad loopt linear naar beneden met de concentratie zuur. Zeep (zoals klassiek gebruikt in handzeep) en is zuur en maakt daarom zo goed schoon 16. (2 punten) Vrij veel zwaveligzuur (een zwak zuur) lost op in 800 [ml] water. De p is 6,15. De volgende uitspraak is juist: A. De K a voor dit zuur uur is relatief klein. B. De hoeveelheid zwaveligzuur kan, zonder aanvullende gegevens, worden berekend.. Als de oplossing wordt aangelengd met water dan gaat de p verder omlaag. pag. 4 van 10

7 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus (3 punten) 4,6 [mg] salpeterzuur (NO 3 ), een sterk zuur, lost op in 500 [ml] water. Welke uitspraak is juist? A. de p is 4,23 B. de p is 1,04. de p is 3, (2 punten) Een van de oplosmiddelen in diverse inkten is 1,2,4-trimethylbenzeen. Zoals veel aromatische stoffen is het een stof met effect op het centrale zenuwstelsel: blootstelling aan dampen van producten met dit oplosmiddel kan aanleiding geven tot hoofdpijn, vermoeidheid, zenuwachtigheid en slaperigheid. Welke uitspraak is niet juist? A. 1,2-trimethylbenzeen zou ook kunnen bestaan. B. 1,1,4-trimethylbenzeen zou ook kunnen bestaan.. 1,2,5-trimethylbenzeen zou ook kunnen bestaan. 19. (2 punten) et Ozon Depletion Potential (ODP) is een maat voor de invloed die een stof, zoals FK-13 of FK-134, heeft op de afbraak van de ozonlaag wanneer geëmitteerd door de samenleving. et ODP van een stof S is hoogstwaarschijnlijk gelijk aan nul als: A. de stof oplost S in water B. de stof S geen halogeen-atomen bevat. de stof S niet reageert met hydroxyl 20. (2 punten) et Ozon Depletion Potential (ODP) kan worden uitgedrukt als het aantal molen ozon afgebroken per mol van stof S. Voor FK s loopt het ODP uiteen van 100 tot wel Dit komt omdat: A. Er een gat in de ozonlaag zit B. FK s heel stabiel zijn juist in de ozonlaag. FK s de afbraak van ozon katalyseren 21. (2 punten) et gat in de ozonlaag wordt in de poolzomer groter. Dat komt doordat... A. FK s chloorradicalen afgeven die zonlicht absorberen B. de keten van ozon-afbraakreacties stopt bij gebrek aan zonlicht. de ozonlaag in de poolzomer warmer wordt pag. 5 van 10

8 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus 2012 Open vragen 22. (20 punten) Klimaatsysteem. De aarde kent een snelle koolstofkringloop en een grote waterkringloop. Figuur 1 geeft de snelle koolstofkringloop weer. Binnen deze koolstofcyclus zijn nog eens een twee (gekoppelde) kringlopen te onderscheiden. De terugkoppeling van O 2 -concentratie naar de groeisnelheid van biomassa is echter niet aangegeven: veel planten groeien optimaal als de O 2 -concentratie ongeveer 20% hoger is dan de huidige concentratie in de atmosfeer. Figure 2: Snelle Koolstofcyclus (a) Licht toe met behulp van figuur 2 hoe het versterkt broeikaseffect in hoofdzaak is ontstaan en waarom het zo lastig is er iets aan te doen. (b) Welke koppelingen zijn er tussen het klimaat en de grote waterkringloop? (c) De Verenigde Staten zijn deze zomer getroffen door een zeer ernstige droogte; het tekort aan water (neerslag) heeft een groot deel van de oogst in het Mid-Westen verloren doen gaan. Velen zien dit als een teken van klimaatverandering. Klopt dit? Analyseer kort. In mondiale klimaatmodellen wordt radiative forcing [W/m 2 ] gebruikt als maat om de effecten op het klimaat van zeer uiteenlopende emissies en menselijke ingrepen onder één noemer te brengen. (d) Leg met een korte, systematische beschrijving van het versterk broeikaseffect uit wat radiative forcing zo geschikt maakt voor het onder één noemer brengen van (de effecten van) emissies in relatie tot het broeikaseffect. ritici van maatregelen in verband met klimaatverandering voeren de groeiversnelling voor biomassa wel aan om aan te geven dat het klimaat en het O 2 -gehalte zich vanzelf zullen stabiliseren. (e) Analyseer en beargumenteer kort met behulp van ten minste de snelle koolstofcyclus of dat te verwachten is, en zo ja onder welke voorwaarden, zo nee: waarom niet. pag. 6 van 10

9 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus 2012 (f) Geef aan tot welke problemen een klimaat zou leiden dat bij een (flink) hoger O 2 - niveau is gestabiliseerd. Methylbromide ( 3 Br) werd tot voor kort op grote schaal gebruikt voor grondontsmetting in de tuinbouw. et heeft echter een sterke broeikaswerking, en draagt flink bij aan de afbraak van de ozonlaag. (g) Verklaar waarom emissie van methylbromide in de tuinbouw leidt tot afbraak van de ozonlaag. (h) Leg uit wat de zgn. atmospheric window is. (i) oe kan in het laboratorium de schadelijke broeikaswerking van methylbromide worden vastgesteld? (j) Welke extra gegevens zijn nodig om te schatten of 3 Br een hoog of juist laag Global Warming Potential (GWP-100) zal hebben? (k) Wat zegt het feit dat 3 Br de ozonlaag afbreekt over het GWP-100 van 3 Br? 23. (16 punten) Zoetwaterverziening Nederland Een stijgende zeespiegel, afnemende rivierafvoeren in de zomer, langduriger droogteperioden en indringend zout water via de rivieren en het grondwater zetten de zoetwatervoorziening van het land onder druk. Dit leidt tot schadelijke gevolgen voor de drinkwater-voorziening, landbouw, scheepvaart en (koel)water gerelateerde economische sectoren. (bron: samenvatting_en_aanbevelingen.pdf). In 2008 kwam de (2 e ) Deltacommissie met haar rapport, nadat zij door de regering gevraagd was advies uit te brengen over de bescherming van Nederland tegen de gevolgen van klimaatverandering. (a) In feite gaat de Deltacommissie hier in op de het zoetwatersysteem van Nederland. Wat zijn grosso modo de functies van dit systeem? (b) Welke functies krijgen in deze samenvatting géén aandacht van de Deltacommissie? (c) De functies van ons zoetwatersysteem staan al langer onder druk door vervuiling cq. grote milieudruk. Beschouw kort de hoofdcategorieën van vervuiling cq. kwaliteitseisen voor oppervlaktewater (d) Welke vormen van vervuiling cq. milieudruk op het Nederlands zoetwatersysteem zullen verergeren als de voorspelde effecten van klimaatverandering werkelijkheid worden? Licht kort toe. Eén van de meest besproken aanbevelingen van de Deltacommissie is om het peil van het IJsselmeer met maximaal 1,5 m te verhogen. Daarmee kan tot na 2100 onder vrij verval worden gespuid op de Waddenzee. et peil van het Markermeer wordt niet verhoogd. et IJsselmeer behoudt zijn strategische functie als zoetwaterreservoir voor Noord-Nederland, Noord-olland (...) (e) geef een definitie van duurzaam watergebruik. (f) leidt peilstijging van het Ijsselmeer tot verduurzaming van het Nederlandse zoetwatersysteem? Beargumenteer waarom (niet). (g) welke mogelijkheden ziet u voor verduurzaming van de Nederlandse zoetwatervoorziening? Licht kort toe. 24. (14 punten) Afvalwater et Lowlands festival vindt elk jaar plaats in de Flevopolder, op het evenemententerrein van Walibi Flevo bij Biddinghuizen. Gedurende 3 dagen genieten liefhebbers van muziek. et festivalterrein is te beschouwen als een tijdelijk stadje met inwoners pag. 7 van 10

10 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus die overnachten op Lowland campings. De dichtstbijzijnde bebouwing ligt op 20 km afstand. Al het afvalwater opgevangen in de sanitaire voorzieningen van het terrein en campings wordt daarom met tankwagens afgevoerd naar een geschikte afvalwaterzuiveringsinstallatie (AWZI) in de buurt. Experts van de LU Wageningen hebben voorgesteld om op een hoek van het terrein een kleine, Individuele Behandelingsinstallatie Afvalwater (een IBA) in te richten, waar al het afvalwater wordt opgeslagen en gedurende de rest van het jaar wordt verwerkt. In een IBA wordt met behulp van micro-organismen het afval afgebroken. Er hoeft géén zuiveringsslib afgevoerd te worden. et effluent van deze installatie zou dan op het nabijgelegen Veluwemeer kunnen worden geloosd. (a) met hoeveel extra belasting wordt de AWZI geconfronteerd [v.e.]? (b) bereken de ontwerpcapaciteit van de IBA. (c) teken een systeemdiagram waarmee u de inrichting van het IBA systeem voor Lowlands weergeeft en op hoofdlijnen beschrijft. (d) verklaar waarom de IBA geen of maar zeer weinig zuiveringsslib produceert. (e) wat vindt u van het idee om het effluent op het Veluwemeer te lozen? Beargumenteer. 25. (10 punten (bonus)) In Onderzoekers willen wolken maken ( onderzoekers-willen-wolken-maken.html) wordt een al enige jaren bekend idee voor geo-engineering op 22 augustus gebracht als nieuwsfeit. Op basis van het gegeven dat na 9/11 door het ontbreken van vliegtuigcondensporen de gemiddelde temperatuur op aarde 1 graad hoger werd hebben onderzoekers geopperd op grote schaal wolken te gaan maken door met speciale schepen op de oceaan grote hoeveelheden zoutkristallen in de atmosfeer te blazen. Door zo condensatiekernen in de atmosfeer te brengen, zou extra wolkvorming optreden, en de aarde kunnen afkoelen. Daarmee biedt dit geo-engineering idee compensatie voor de opwarming die het gevolg is van de uitstoot van broeikasgassen. ritici vinden dit een zeer gevaarlijk idee - ingrijpen in het wereldwijd klimaatsysteem met globale, continentale en wellicht regionale effecten tot gevolg. Analyseer kort wat deze geo-engineering waar te weeg kan brengen, wat er (on)bekend is over mogelijke effecten en koppelingen, en beargumenteer dan uw standpunt cq. visie: is dit een route die de mensheid op moet gaan? Einde van de vragen pag. 8 van 10

11 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus 2012 Energie [J]: Avogadro [moleculen/mol]: Straling: eisenberg: Formuleblad E kin = 1 2 m v2 Q = p m T W max = Q h (T h T c ) T h Q c = Q h W max = Q h Tc T h E = Q1.Q 2 r N Avogadro = 6, S = k T 4 [W/m 2 ]) k = 5, [W/m 2 /K 4 ] λ piek = c [m] T piek ν = c/λ [s 1 ] c = 3, [m/s] E = h ν [J] h = [J s] Ideaal gas: x (m v) h 4π P V = n R T R = [J/(K mol)] Zuurgraad: p = log( + ) Periodiek Systeem: pag. 9 van 10

12 spm1530 ertentamen (vervolg) 30 augustus A 8A e A 3A 4A 5A 6A 7A Li Be B N O F Ne Na Mg Al Si P S l Ar K a Sc Ti V r Mn Fe o Ni u Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag d In Ge Sb Te I Xe (98) s Ba La f Ta W Re Os Ir Pt Au g Tl Sn Bi Po At Rn (209) (210) (222) Fr Ra Ac Unq Unp Unh Uns Uno Une Uun Uuu Uub (223) 226 (227) e Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy o Er Tm Yb Lu (145) Th Pa U Np Pu Am m Bk f Es Fm Md No Lr (231) (237) (244) (243) (247) (247) (251) (252) (257) (258) (259) (260) Figure 3: Periodiek systeem der Elementen pag. 10 van 10