NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12

Transcriptie

1 1 METRO NOORD ONDERWYSDISTRIK NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 FISIESE WETENSKAPPE: Chemie (V2) SEPTEMBER 2016 PUNTE: 150 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 14 bladsye en 4 gegewensblaaie.

2 2 INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Hierdie vraestel bestaan uit TIEN vrae. Beantwoord al die vrae. 2. Begin elke vraag op n NUWE bladsy Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. Laat EEN reël oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. Jy mag n nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. Jy mag toepaslike wiskundige instrumente gebruik. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge. Rond jou finale numeriese antwoorde tot n minimum van TWEE desimale plekke af. Gee kort motiverings, besprekings, ensovoorts waar nodig. Skryf netjies en leesbaar. VRAAG 1 MEERVOUDIGE KEUSEVRAE Vier opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Skryf slegs letter (A-D) langs die vraagnommer ( ) byvoorbeeld D. 1.1 ʼn Voorbeeld van n onversadigde koolwaterstof is: A C2HCl3 B C C4H8 C3H8 D C3H7OH

3 3 1.2 Die gekondenseerde struktuurformule van `n organiese verbinding word hieronder aangedui. CH3 CH3 CH2 CH2 CH CH CH CH3 CH2CH3 CH3 Kies die korrekte IUPAC naam vir die bogenoemde verbinding A 3,4-dimetielheksaan B 4-etiel-2,3-dimetielheptaan C 4-etiel-5,6-dimetielheptaan D 2,3-dimetiel-4-etielheptaan 1.3 Watter EEN van die volgende reaksietipes kan gebruik word om eteen uit oktaan te berei? A Kraking B Addissie C Substitusie D Hidrogenering 1.4 ʼn Chemiese reaksie verkeer in ʼn toestand van dinamiese ewewig wanneer A die konsentrasies van die reaktante gelyk is aan die konsentrasies van die produkte. B die konsentrasies van die reaktante en produkte konstant bly. C die reaksie volledig verloop het. D die waarde van die ewewigskonstante gelyk is aan nul.

4 4 1.5 Beskou die volgende ewewig: 2CrO 4 (aq) + 2H + (aq) Cr 2 O -2 7 (aq) + H 2 O(aq) H< 0 (geel) (oranje) Watter een van die volgende veranderinge in die ewewigstoestande sal veroorsaak dat die ewewigsoplossing se kleur na oranje verander? A Byvoeging van gekonsentreerde HCl- oplossing. B Byvoeging van gekonsentreerde NaOH oplossing. C Verhoging van die druk op die sisteem. D Verhoging van die temperatuur van die sisteem. 1.6 As die [HCl] oplossing 0,001 mol.dm -3 is, dan sal die ph-waarde en die [OH - ] van die HCl oplossing... wees. ph waarde van HCl oplossing [OH - ] mol.dm -3 A B C D In die reaksie X + H 2 O H 3 O + + HSO 4, stel X die volgende voor: A 2- suur SO 4 B 2- basis SO 4 C suur H 2 SO 4 D basis H 2 SO Watter EEN van die volgende stellings rakende die anode van 'n standaard- galvaniese sel in werking is korrek? A B C Die anode neem elektrone op. Die massa van die anode neem af. Die konsentrasie van die elektroliet in die halfsel wat die anode bevat, neem aanvanklik af. D Die anode is die positiewe terminaal van die sel.

5 5 1.9 Die Maxwell-Boltzmann-energieverspreidingskurwe hieronder toon die aantal deeltjies as ʼn funksie van hul kinetiese energie vir ʼn reaksie, teen vier verskillende temperature. Die minimum kinetiese energie wat benodig word vir ʼn effektiewe botsing word voorgestel deur E. Watter een van die kurwes verteenwoordig die reaksie wat by die hoogste temperatuur plaasvind? A I B II C III D IV 1.10 `n Boer het sy grond getoets en is ingelig dat die grond n tekort aan kalium het. Hy word die keuse van vier anorganiese kunsmisse gebied. Die vier keuses is soos volg gemerk: i) 2: 4 : 1 (30) ii) 1: 2 : 4 (30) iii) 4 : 2 : 1 (30) iv) 2 : 4 : 2 (30) Die kunsmis wat moontlik die beste aan die grond se nutriёntvereistes voldoen, is... A (i) B (ii) C (iii) D (iv) [20]

6 6 VRAAG 2 Begin op n nuwe bladsy Bestudeer die onderstaande tabel en beantwoord die vrae wat daarop volg. Die vebindings A F verteenwoordig organiese verbindings. A But-1-een But-1-ene B 1-bromopentan-2-oon 1-bromopentan-2-one C H C H C H H n D E F CH 3 I CH 3 CHCH 2 CH 3 H O H I II I H C C O C H I I H H CH 3 l CH 3 C CH 3 l OH 2.1 Skryf die LETTER neer wat die volgende verteenwoordig: n Ketoon n Tersiêre alkohol n Onversadigde verbinding (3) 2.2 Skryf die IUPAC naam neer van verbinding D verbinding F. 2.3 Skryf STRUKTUURFORMULES van die volgende neer: Verbinding B Die funksionele groep van verbinding E Die monomer wat gebruik is om verbinding C te vorm n FUNKSIONELE isomeer van verbinding B. [15]

7 7 VRAAG 3 Begin op n nuwe bladsy n Eksperiment is gedoen om die kookpunt van organiese verbindings van drie verskillende homoloë reekse, voorgestel deur letters A tot C, onder dieselfde toestande te bepaal. Die resultate word in die tabel hieronder getoon. ORGANIESE VERBINDING MOLUKULÊRE FORMULE KOOKPUNT (ºC) A CH3CH2CH2OH + 97 B CH3CH2CH3-42 C CH3CH2CHO Definieer die term homoloë reeks. 3.2 Skryf die name van die homoloë reekse waaraan A, B en C behoort neer. (3) 3.3 Formuleer n ondersoekende vraag vir hierdie praktiese ondersoek. 3.4 Skryf die IUPAC naam van verbinding C neer. (1) 3.5 Verduidelik die verskil in kookpunte tussen verbinding A en B volledig. (4) 3.6 Watter een van die bogenoemde verbindings sal die hoogste DAMPDRUK hê? Verduidelik jou antwoord. [14]

8 8 VRAAG 4 Begin op n nuwe bladsy Die vloeidiagram hieronder illustreer sommige van die reaksies wat pent-2-een kan ondergaan. E pentaan 2-bromopentaan B D A pent-2-een C + H 2 O verbinding X 4.1 Noem die SOORT addissie reaksies wat plaasvind by A C D (1) (1) (1) 4.2 Noem die TIPE reaksie wat plaasvind by E. (1) 4.2 Watter reaksietoestande is nodig sodat reaksie B kan plaasvind? 4.2 Skryf n gebalanseerde chemiese vergelyking neer vir reaksie D. (4) 4.3 Gee die NAAM of SIMBOOL van n katalisator wat gebruik word tydens reaksie A. (1) 4.4 Skryf die GEKONDENSEERDE STRUKTUURFORMULE en IUPAC NAAM van verbinding X neer. (3) [14]

9 9 VRAAG 5 Begin op n nuwe bladsy 5.1 Gee die definisie van reaksietempo in woorde. Leerders gebruik die reaksie tussen ONSUIWER sinkpoeier en n oormaat soutsuur om reaksietempo te ondersoek. Die gebalanseerde vergelyking vir die reaksie is: Zn(s) + 2HCl(aq) ZnCl 2 (aq) + H 2 (g) Hulle voer vier eksperimente onder verskillende toestande van konsentrasie, massa en temperatuur uit, soos in die tabel hieronder getoon. Hulle gebruik identiese apparaat in die vier eksperimente en meet die volume gas wat in elke eksperiment vrygestel word. EKSPERIMENT Konsentrasie van suur (mol dm -3 ) 1 0,5 1 1 Massa onsuiwer sinkpoeier (g) Aanvanklike temperatuur van suur ( C) In een van die ondersoeke word eksperiment 1 en eksperiment 3 vergelyk Skryf neer die onafhanklike veranderlike afhanklike veranderlike vir dié ondersoek. 5.3 Gebruik die botsingsteorie om te verduidelik waarom die reaksietempo in eksperiment 1 hoër as dié in eksperiment 2 sal wees. (3) 5.4 Eksperiment 3 en eksperiment 4 word nou met mekaar vergelyk Hoe sal die reaksietempo van eksperiment 3 met dié van eksperiment 4 vergelyk? Skryf slegs HOËR AS, LAER AS of GELYK AAN neer. (1) Teken n sketsgrafiek om die verskil tussen eksperiment 3 en eksperiment 4 aan te toon. Plaas volume H 2 gas op die y-as en tyd op die x-as. Geen waardes hoef op die grafiek aangetoon te word nie. Merk die grafieklyne duidelik as eksperiment 3 en eksperiment 4. (4) 5.5 Nadat eksperiment 4 volledig verloop het, is die volume waterstofgas wat gevorm het 8,6 dm 3. Bepaal die persentasie suiwerheid van die sinkpoeier. Let Wel: molêre gasvolume by 40º C is 25,7 dm 3. (NIE 22,4 dm 3 NIE) (5) [17]

10 10 VRAAG 6 Begin op n nuwe bladsy Nitrosielbromied ontbind in stikstof(ii) oksied en broomgas volgens die onderstaande gebalanseerde vergelyking: 2NOBr (g) 2NO (g) + Br 2 (g) 55g NOBr word in n 2 dm 3 houer verseël en toegelaat om te ontbind. By ewewig het daar 78% van die NOBr ontbind. 6.1 Bereken die K c waarde van die reaksie (8) 6.2 Dieselfde reaksie vind nou by dieselfde temperatuur plaas, maar in n 1dm 3 houer. Hoe sal die volgende beïnvloed word? (Skryf slegs TOENEEM, AFNEEM of BLY DIESELFDE neer) K c waarde Tyd wat dit duur om ewewig te bereik Die aantal mol Br Gebruik Le Chatelier se beginsel om jou antwoord op volledig te verduidelik. (3) [17]

11 11 VRAAG 7 Begin op n nuwe bladsy 7.1 Etanoësuur is n swak monoprotiese suur. Gee die definisies van n suur volgens Lowry-Brønsted n swak suur 7.2 Tydens n titrasie word 15 cm 3 van n 0,25 mol dm -3 asynsuuroplossing deur 20 cm 3 natriumhidroksied-oplossing geneutraliseer, volgens die volgende gebalanseerde vergelyking: (1) CH 3 COOH(aq) + Na + (aq) + OH - (aq) CH 3 COO - (aq)+ Na + (aq) + H 2 O(l) Skryf twee gekonjugeerde suur-basis pare neer wat in hierdie vergelyking voorkom. (4) Watter indikator (broomtimolblou of fenolftaleïen) sal geskik wees om in hierdie titrasie te gebruik? (1) Sal die ph aan die eindpunt van die titrasie GROTER, KLEINER of GELYK aan 7 wees? Gee n rede vir jou antwoord Bereken die konsentrasie van die NaOH-oplossing. (4) Bereken die ph van die oorspronklike asynsuuroplossing. (3) [17]

12 12 VRAAG 8 Begin op n nuwe bladsy n Galvaniese sel word opgestel onder standaard toestande ten einde n onbekende metaal X te identifiseer soos in die onderstaande diagram getoon. Daar word gevind dat die massa van metaal X afneem soos wat die reaksie verloop. V I 2 (g) + _ X Pt I - (aq) X 2+ (aq) Half-cell B 8.1 Watter energie-omsetting vind plaas in die sel? 8.2 Gee TWEE funksies van die soutbrug 8.3 Identifiseer metaal X indien die aanvanklike EMK van die sel 0,82 V is. (4) 8.4 Skryf die netto selreaksie neer wat plaasvind in die sel. 8.5 Skryf die korrekte selnotasie vir die sel neer. (3) [13]

13 13 VRAAG 9 Begin op n nuwe bladsy Aluminiumoksied is ʼn ioniese verbinding. Dit kom in die aardkors voor as ʼn erts bekend as bauksiet. Die erts bevat aluminiumoksied. Om aluminium te verkry word die moet bauksiet gesmelt en elektrisiteit daardeur gestuur word. anode katode Mengsel van bauksiet en kreoliet Gesmelte aluminium 9.1 Definieer die term elektrolitiese sel. 9.2 Waarom word kreoliet by die bauksiet gevoeg voor dit gesmelt word? (1) 9.3 Gee die simbole van die ione wat teenwoordig is in die gesmelte aluminiumoksied? 9.4 Skryf die halfreaksie neer wat by die katode plaasvind. 9.5 Verduidelik waarom die koolstof`anodes gereeld vervang moet word. Maak gebruik van n chemiese reaksie om jou antwoord te staaf. (4) [11]

14 14 VRAAG 10 Begin op n nuwe bladsy 10.1 In die onderstaande tabel word vyf moontlike reaksies gegee wat in die kunsmisbedryf voorkom: Reaksie I Metaan reageer met stoom om waterstof te vorm. Reaksie II Waterstof en stikstof reageer in die teenwoordigheid van n Reaksie III Reaksie IV Reaksie V katalisator om ammoniak te vorm. Ammoniak reageer met suurstof in die teenwoordigheid van n katalisator en vorm stikstofoksied en water. Swaweltrioksied reageer met swawelsuur om oleum te vorm. Die oleum word verdun tot swaelsuur Ammoniak reageer met salpetersuur om n kunsmisstof te vorm Skryf n gebalanseerde vergelyking vir Reaksie III neer. Gee ook die formule van die katalisator wat gebruik word Wat is die naam van die nywerheidsproses waarin Reaksie II voorkom? Skryf die formule van oleum neer Skryf die NAAM en FORMULE neer van die kunsmisstof wat in Reaksie V gevorm word n Plaasboer koop n sak kunsmis met die volgende inligting daarop: (4) (1) 20 kg 3:5:2 (30) Bereken die massa fosfor wat die sak kunsmis bevat. (3) [12] TOTAAL: 150