Tentamen spm juli uur

Transcriptie

1 spm1530 Tentamen 1 juli 2011 Tentamen spm juli 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 22 vragen, op 8 pagina s. Daaronder zijn 18 meerkeuzevragen (40 punten) en drie open vragen (50 punten). Het 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 tentamen spm juli 2011 Beantwoord de meerkeuzevragen s.v.p. op dit vel LEVER DIT VEL IN!! Naam: Studienummer: Vraagstuk A B C D punten score Totaal 40

3 spm1530 Tentamen 1 juli 2011 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! Imidacloprid Imidacloprid is een systemisch insecticide, dat zowel werkt via contact als via ingestie door zuigende of bladvretende insecten. Het is onder meer werkzaam tegen bladluizen en witte vlieg. Het wordt verspoten op onder andere appelbomen, tomaten, tabak, hop en sierplanten, en het wordt ook gebruikt om zaaizaad van onder meer suikerbieten te beschermen. Imidacloprid is een van de meest gebruikte insecticiden; volgens Bayer is Admire het wereldwijd meest gebruikte insecticide. In 2007 verkocht Bayer voor 556 miljoen euro imidacloprid. Figuur 1: imidacloprid Imidacloprid is opgenomen in de lijst van gewasbeschermingsmiddelen die in de lidstaten van de Europese Unie toegelaten mogen worden. De geldigheidsperiode loopt van 1 augustus 2009 tot 31 juli (Wikipedia, Hieronder zijn de bindingsenergieën [kj/mol] gegeven relevant voor imidacloprid. C-H 413 C=C 614 C-C 347 C=N 615 C-Cl 339 C-N 305 N-O/N=O 404 begin van de vragen 1. (3 punten) In Figuur 1 zijn conform gebruik in de organische chemie de koolstof en waterstof atomen niet weergegeven. Het molgewicht van imidacloprid is A. 245,5 [g/mol] B. 255,5 [g/mol] C. 265,5 [g/mol]

4 2. (2 punten) De volgende uitspraak is niet juist: A. met het model van Bohr is het lijnenspectrum van Helium (He) te verklaren B. het model van Bohr gaat er van uit dat er discrete energieniveau s voor elektronen rond een atoomkern bestaan C. met het model van Bohr kunnen we de stabiliteit van imidacloprid verklaren. 3. (4 punten) Imidacloprid is relatief stabiel maar wordt afgebroken onder invloed van zonlicht. Op basis van deze informatie en de gegevens in bovenstaande tabel is het te verwachten dat de afbraak onder invloed van UV in zonlicht, golflengte 370 [nm] begint met A. het breken van de dubbele binding C=N B. het breken van één van de C-N bindingen C. de afsplitsing van Chloor 4. (2 punten) Ultraviolette straling in zonlicht met een golflengte van 330 [nm] kan chloorradicalen afsplitsen van imidacloprid. Waarom zijn chloor-radicalen zo gevaarlijk en reactief? A. een chloorradicaal is een energierijke verbinding B. een chloorradicaal vertegenwoordigt een sterk verhoogde energietoestand C. een chloorradicaal vertegenwoordigt een sterk verlaagde energietoestand 5. (2 punten) De valentie-elektronen configuratie van een chloor-radicaal is A. 2s 2 2p 5 B. 3s 2 3p 2 C. 3s 2 3p 5 6. (2 punten) Een element heeft valentie-elekronenconfiguratie ns 2 np 3 en precies 10 elektronen in d-orbitalen. A. n=3 en het element is fosfor P B. n=4 en het element is arseen As C. n=3 en het element is arseen As 7. (2 punten) Hybridisatie betreft A. Het mixen van atomic orbitals (s,p en/of d) B. De vorming van molecular orbitals C. Een model voor π-bindingen 8. (3 punten) Beschouw de structuurformule van Imidacloprid (figuur 1). Voor de 5 koolstofatomen en het stikstof-atoom in de zes-ring in imidacloprid geldt volgens de MO-theorie: A. alle C-atomen en het N-atoom zijn niet gehybridiseerd B. alle C-atomen en het N-atoom zijn sp 2 gehybridiseerd C. alle C-atomen zijn sp 2 gehybridiseerd, het N-atoom sp 3 pag. 2 van 8

5 9. (2 punten) Beschouw de structuurformule van Imidacloprid (figuur 1). De vijf-ring in imidacloprid bevat twee N-atomen en één dubbele binding tussen een C-atoom en één N- atoom. Volgens de MO theorie is deze dubbele binding A. niet te verklaren, immers er bestaan alléén σ- en π-bindingen tussen twee C- atomen B. een combinatie van twee π-bindingen C. een π-binding gecombineerd met een σ-binding tussen de twee atomen 10. (3 punten) Beschouw de structuurformule van Imidacloprid (figuur 1). Voor de zes-ring in imidacloprid kunnen we twee gelijkwaardige Lewis-structuren tekenen. A. Dit is juist. We verkrijgen een tweede geldige structuur als we alle dubbele bindingen in de zes-ring kloksgewijs één koolstofatoom verschuiven. B. Dit is niet juist, er is geen tweede geldige Lewisstructuur mogelijk omdat de ring ook een N-atoom met vrij elektronenpaar bevat. C. Dit is niet juist, want de zes-ring heeft een aromatisch karakter, waardoor ze extra stabiel is. 11. (1 punt) Imidacloprid is een produkt van de fijnchemische industrie. De keten van toeleveranciers voor Bayer als producent is A. chemische industrie polymeerindustrie aardolieraffinage B. aardolieraffinage petrochemie chemische industrie C. petrochemie aardolieraffinage chemische industrie 12. (2 punten) Monomeren zijn de bouwstenen van polymeren (kunststoffen, harsen, plastics). De volgende stoffen zijn monomeren: A. propaan en etheen B. propeen en benzeen C. propeen en styreen 13. (2 punten) De volgende uitspraak is juist: A. polyetheen ontstaat via polycondensatie; eiwit ontstaat via additiepolymerisatie B. polyetheen ontstaat via additiepolymerisatie; eiwit ontstaat via polycondensatie C. polyetheen en eiwit ontstaan beide via additiepolymerisatie pag. 3 van 8

6 14. (2 punten) Monomeren zoals ethyleen en butadieen zijn niet volledig verzadigde verbindingen. Deze aanduiding voor een groep moleculen cq. monomeren betekent dat deze monomeren A. onder overigens geschikte condities zullen reageren met waterstof B. onder overigens geschikte condities niet zullen reageren met waterstof C. onder overigens geschikte condities spontaan zullen polymeriseren 15. (2 punten) De installatie van een hydroskimming refinery wordt gekarakteriseerd door: A. de afwezigheid van destillatie processen en conversie processen B. de aanwezigheid van een vacuüm destillatie eenheid en een katalytische kraker C. de aanwezigheid van primaire destillatie- en eenvoudige conversie-eenheden 16. (2 punten) Producten van een olieraffinaderij worden veelal gekarakteriseerd als licht of zwaar - bijv. van stookolie, naar diesel, kerosine, benzine en LPG de producten steeds lichter. Dit betekent dat in deze reeks A. het gemiddeld molgewicht en het kookpunt toeneemt B. het gemiddeld molgewicht en het kookpunt afneemt C. het gemiddeld molgewicht afneemt terwijl het kookpunt toeneemt 17. (2 punten) Conversieprocessen in een olieraffinaderij zijn: A. destillatie, reforming, alkylatie B. kraken, destillatie, alkylatie C. reforming, kraken, alkylatie 18. (2 punten) Schadelijke emissies naar lucht van een olieraffinaderij zijn: A. SO 2, H 2 S en NO x B. SO 2, NO x en vluchtige koolwaterstoffen C. SO 2, H 2 S en vluchtige koolwaterstoffen pag. 4 van 8

7 Open vragen 19. (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: 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) De zoetwatervoorziening is afhankelijk van de grote waterkringloop. (wereldwijde) grote waterkringloop kort. Beschrijf de (b) Beschrijf kort waarom wij in Nederland een gematigd klimaat kennen dat gunstig is voor land- en tuinbouw. (c) Beargumenteer waardoor in Nederland in de grote waterkringloop afnemende rivierafvoeren en droogteperioden kunnen ontstaan. (d) De Deltacommissie gaat hier in op de het zoetwatersysteem van Nederland. Wat zijn grosso modo de functies van dit systeem? Imidacloprid (zie inleiding meerkeuzevragen) wordt ook gebruikt door de tuinders in het Westland. Residuen van dit middel worden in hoge concentratie aangetroffen in het oppervlaktewater in heel Delfland. (e) Wat betekent dit voor de waterkwaliteit en de functies van het watersysteem in Delfland? (f) Beargumenteer welke mogelijkheden u ziet om het probleem van Imidacloprid-residuen te verminderen dan wel de wereld uit te helpen. Gebruik een systeembenadering! 20. (16 punten) Waterkwaliteit en duurzaamheid Verzuring krijgt geen aandacht van de Deltacommissie. (a) Wat is verzuring? (b) Licht kort minstens twee problemen toe veroorzaakt door verzuring van (delen van ons) watersysteem. (c) Het verloop van de ph in de tijd is een indicator van verzuring. Door de aanwezigheid van een bufferende waterbodem kan deze indicator plotseling sterk verslechteren. Leg uit. 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. Het peil van het Markermeer wordt niet verhoogd. Het IJsselmeer behoudt zijn strategische functie als zoetwaterreservoir voor Noord-Nederland, Noord-Holland (...) (d) geef een definitie van duurzaam watergebruik. (e) leidt peilstijging van het Ijsselmeer tot verduurzaming van het Nederlandse zoetwatersysteem? Beargumenteer waarom (niet). (f) het IJsselmeer, en in sterkere mate het Markermeer (ongeveer 1/5 e qua watervolume van het IJsselmeer) hebben zomers last van algenbloei ten gevolge van uitspoeling c.q. vele diffuse bronnen van de landbouw. Leg kort uit. pag. 5 van 8

8 21. (18 punten) Afvalwater Het Lowlands festival vindt elk jaar plaats in de Flevopolder, op het evenemententerrein van Walibi Flevo bij Biddinghuizen. Gedurende 3 dagen genieten liefhebbers van muziek. Het festivalterrein is te beschouwen als een tijdelijk stadje met inwoners - 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 de afvalwaterzuiveringsinstallatie (AWZI) van Flevoland. (a) teken een systeemdiagram waarmee u de inrichting van een AWZI weergeeft; beschrijf uw diagram op hoofdlijnen. (b) met hoeveel extra belasting wordt de AWZI van Flevoland geconfronteerd gedurende Lowlands [v.e.] (c) leg uit waarom, naast personeelskosten, de grootste operationele kostenpost van de AWZI elektriciteit is. (d) verklaar waarom de AWZI zuiveringsslib produceert. (e) tot welke problemen kan extra belasting van een AWZI in [v.e.] of grote hydraulische belasting leiden? Licht kort toe. (f) Rijkswaterstaat heeft het Waterschap Flevoland verplicht het effluent van de AWZI op het Ijsselmeer te lozen, niet op het veel kleinere Veluwemeer? Leg uit waarom dit een verstandige keuze is van Rijkswaterstaat. 22. (10 punten (bonus)) In het college zijn landbouw en industrie in Nederland besproken. In de media wijzen vele organisaties en experts op een nakende, wereldwijde, gekoppelde voedsel-, water- (energie) en grondstoffencrisis. Analyseer en geef kort uw visie op de wereldvoedselvoorziening en de rol van de industrie daarin waar het gaat innovatie en duurzame ontwikkeling in de 21 e eeuw. Einde van de vragen pag. 6 van 8

9 Energie [J]: Avogadro [moleculen/mol]: Straling: Heisenberg: Formuleblad E kin = 1 2 m v2 Q = C 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 Periodiek Systeem: P V = n R T R = [J/(K mol)] pag. 7 van 8

10 1 18 1A 8A 1 2 H He A 3A 4A 5A 6A 7A Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Ge Sb Te I Xe (98) Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Sn Bi Po At Rn (209) (210) (222) Fr Ra Ac Unq Unp Unh Uns Uno Une Uun Uuu Uub (223) 226 (227) Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu (145) Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr (231) (237) (244) (243) (247) (247) (251) (252) (257) (258) (259) (260) Figuur 2: Periodiek systeem der Elementen pag. 8 van 8