CAMI EDUCATION FISIESE WETENSKAPPE VRAESTEL 2 CHEMIE - GRAAD 12 TOTAAL:150 TYD: 3 URE INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou naam op die ANTWOORDBLAD EN ANTWOORDBOEK. 2. Beantwoord AL die vrae. 3. Beantwoord AFDELING A op die aangehegte ANTWOORDBLAD. 4. Beantwoord AFDELING B in die ANTWOORDBOEK. 5. Nie - programmeerbare sakrekenaars mag gebruik word. 6. Toepaslike wiskundige instrumente mag gebruik word. 7. Nommer die antwoorde korrek volgens die numeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 8. Inligtingsblaaie is vir jou gebruik aangeheg. 9. Wees kort en bondig waar motivering, bespreking en verduidelikings verlang word.
AFDELING A: Antwoord hierdie afdeling op die aangehegte ANTWOORDBLAD. VRAAG 1: EENWOORD ITEMS Gee een woord / term vir elk van die volgende beskrywings. Skryf slegs die woord / item langs die vraagnommer (1.1 1.5) op die antwoordblad: 1.1 n Homoloë reeks met algemene formule RCONH 2. 1.2 Die gas gevorm by die katode tydens elektrolise van n versadigde natriumchloriedoplossing. 1.3 Die onstabiele tussenproduk wat gevorm word tydens n chemiese reaksie. 1.4 Die hoeveelheid stof per volume water 1.5 Die sterk basis wat gebruik word tydens verseping. [5] VRAAG 2: PAS ITEMS Kies 'n item uit KOLOM B om by die beskrywing in KOLOM A te pas. Skryf slegs die letter (A J) langs die vraagnommer (2.1 2.5) op die aangehegte ANTWOORDBLAD neer. KOLOM A 2.1 Die funksionele groep van n ketoon 2.2 Verandering in konsentrasie van reaktante per eenheidstyd. 2.3 Energie wat verminder word deur gebruik te maak van n katalisator 2.4 n Voorbeeld van n areen 2.5 H < 0 KOLOM B A Reaksietempo B C 6 H 8 (Cl) 2 C Energie van die produkte D E Ewewigskonstante F Eksotermiese reaksie G C 6 H 4 (Cl) 2 H Aktiveringsenergie I J Endotermiese reaksie [5]
VRAAG 3: WAAR/ONWAAR ITEMS Dui aan of die volgende stellings WAAR of ONWAAR is. Kies die antwoord en skryf slegs 'waar' of 'onwaar' langs die vraagnommer (3.1 3.5) op die ANTWOORDBLAD neer. Indien dit ONWAAR is, skryf die korrekte stelling neer. 3.1 As soutsuur met n stukkie sink in n oop houer reageer, word ewewig na n rukkie bereik. (2) 3.2 Tydens die industriële bereiding van chloor en natriumhidroksied word chemiese energie omgeskakel na elektriese energie. (2) 3.3 In die reaksie: N 2 O 4 (g) 2NO 2 (g) H = +57 kj.mol -1 sal n afname in druk die ewewigskonstante van die reaksie vergroot indien die temperatuur konstant bly. (2) 3.4 Die primêre voedingstowwe benodig vir plantgroei is C, P en K. (2) 3.5 Sommige katalisators kan n reaksie versnel deur die aktiveringsenergie van die reaksie te verhoog. (2) [10] VRAAG 4: MEERVOUDIGEKEUSE VRAE Vier opsies word as moontlike antwoorde vir die volgende vrae verskaf. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Kies die antwoord en maak 'n kruisie (X) in die blokkie (A D) langs die vraagnommer (4.1 4.5) op die aangehegte ANTWOORDBLAD. 4.1 Propaan, benseen, asetileen, en 2-buteen is almal voorbeelde van: A. Alkene B. Alkyne C. Aromatiese verbindings D. Koolwaterstowwe (3)
4.2 Studies van n organiese verbinding toon die teenwoordigheid van ten minste n multi- vertakte benseenring, twee metielgroepe en n relatiewe molekulêre massa van 134. Watter een van die volgende is n moontlike struktuur van die verbinding? (3) 4.3 Die potensiële energie diagram hieronder verwys na die omkeerbare reaksie met reaktante R en produkte P.
Hoe groot is die verandering in entalpie vir die terugwaartse reaksie (P na R)? A. + 30 B. + 10 C. 10 D. 40 (3) 4.4 Watter een van die volgende opsies beskryf die beweging van elektrone in n galvaniese sel die beste? RIGTING MEDIUM A. Katode na anode Soutbrug B. Anode na katode Eksterne draad C. Katode na anode Eksterne draad D. Anode na katode Soutbrug (3) 4.5 In watter een van die volgende alternatiewe word die drie verbindings in volgorde van toenemende kookpunt gerangskik? A. pentanoësuur, pentaan, 1 pentanol B. 1 pentanol, pentaan, pentanoësuur C. pentaan, 1 pentanol, pentanoësuur D. pentaan, pentanoësuur, 1 pentanol (3) [15] TOTAAL AFDELING A: 35
AFDELING B INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Beantwoord hierdie afdeling in die ANTWOORDBOEK 2. In alle berekeninge moet formules en berekeninge getoon word. 3. Rond antwoorde af tot twee desimale plekke waar van toepassing VRAAG 5 Alkyne is onversadigde verbindings wat addisie reaksies kan ondergaan. Etyn, die eerste verbinding in die alkyne homoloë reeks, ondergaan reaksies soos in die volgende diagram aangetoon: 5.1 Verbinding C is n isomeer van 1, 2 dichloroetaan. Teken die struktuurformule van hierdie verbinding (2) 5.2 Reagense 1, 2, 3 is drie verskillende gasse. Gebruik die inligting in die diagram om hulle te benoem. (3) 5.3 Teken die struktuurformule vir verbinding B en gee sy IUPAC naam. (3) 5.4 Gee die IUPAC naam van verbinding A. (1) [9]
VRAAG 6 Die volgende diagram stel die struktuurformule van die produk van n esterifikasie reaksie voor: 6.1 Gee die IUPAC naam van hierdie verbinding. (2) 6.2 Gee die IUPAC name van die alkohol en die karboksielsuur wat gebruik word om die ester in die diagram hierbo te berei. (2) 6.3 Watter tipe organiese reaksie beskryf esterifikasie reaksies (1) Die karboksielsuur wat in hierdie sintese gebruik word, kan in twee stappe vanuit n alkohol berei word. 6.4 Gee die IUPAC naam van die alkohol wat in die produksie van die suur gebruik word. (1) 6.5 Gee die naam en struktuurformule van die intermediêre organiese verbinding (produk van die eerste stap) in die sintese van die karboksielsuur. (3) 6.6 Identifiseer die tipe reaksie wat in beide stappe voorkom. (1) 6.7 Gee die naam van die anorganiese reagense wat in die bereiding van die suur gebruik word. (2) 6.8 Noem twee gebruike van esters. (2) [14]
VRAAG 7 Daar is n groot vraag na laer koolstof, hoogs reaktiewe koolwaterstowwe wat in brandstowwe vir motorvoertuie gebruik word. Die langer koolwaterstowwe is egter meer volop. Petroleummaatskappye maak gebruik van kraking om die langer koolwaterstowwe in korter, meer bruikbare alkane te verander. Een van die reaksies wat in die proses plaasvind is: C 10 H 22 (Dekaan) Hitte Katalisator C 8 H 18 (Oktaan) + X 7.1 Skryf die molekulêre formule van X. (1) 7.2 Teken die struktuurformule van X. (2) 7.3 Gee die naam van X. (1) 7.4 X ontkleur n broomoplossing. Wat dui dit aan aangaande stof X? (2) [6] VRAAG 8 Magnesium reageer met verdunde soutsuur om waterstofgas te vorm. n Groep leerlinge ondersoek die effek van konsentrasie op die reaksietempo van n chemiese reaksie. Hulle volg die volgende metode: Berei drie soutsuuroplossings (70cm 3 ) met verskillende konsentrasies (0,1mol.dm -3, 0,5mol.dm -3, 1,0 mol.dm -3 ) Meet drie strokies magnesiumlint, lengte 5cm elk, en skuur dit skoon met sandpapier. Meet 50 cm 3 van die 0,1 mol.dm -3 soutsuuroplossing af in n maatsilinder. Gooi dit in n 100 cm 3 koniese fles. Stel die apparaat op soos in die volgende diagram.
Voeg een van die strokies magnesiumlint in die fles en plaas die rubber stopper so vinnig moontlik terug. Druk die stophorlosie. Lees die volume waterstofgas wat gevorm word in elke tydsinterval (kies gerieflike tydsintervalle bv. 10s). Hou aan totdat die gas nie meer vrygestel word nie. Herhaal die prosedure vir die 0,5mol.dm -3 en 1,0 mol.dm -3 HCl oplossings. 8.1 Skryf n moontlike hipotese vir hierdie ondersoek. (2) 8.2 Na die ondersoek moet die leerders hul resultate tabuleer. Ontwerp n tabel wat gebruik kan word om die resultate te tabuleer. Toon die relevante opskrifte vir die rye en kolomme in die tabel aan. (Geen numeriese waardes is nodig nie.) (3) 8.3 Noem twee beheerde veranderlikes in die ondersoek. (2) 8.4 Watter gevolgtrekking kan uit hierdie ondersoek gemaak word? (1) 8.5 Verduidelik in terme van die botsingsteorie en die Maxwell Boltzmann verspreidingskurwes hoe n klein toename in temperatuur die tempo van n chemiese reaksie beïnvloed. (6) [14]
VRAAG 9 n Chemiese ewewig word ingestel wanneer drie mol waterstofgas en vier mol jodiumdamp in n geslote 2dm 3 houer by n temperatuur van 600K met mekaar reageer. Aanvanklik is die kleur van die mengsel donker pers as gevolg van die teenwoordigheid van die jodiumdamp. Soos die reaksie verloop, word die kleur van die mengsel ligter en by ewewig is dit pienk. By ewewig is die konsentrasie van die waterstofjodied 0,5mol.dm -3. Die ewewigsreaksie word deur die volgende chemiese vergelyking voorgestel: H 2 (g) (kleurloos) + I 2 (g) (pers) 2HI (g) (kleurloos) H = 60,5kJ 9.1 Wat word bedoel met chemiese ewewig? (2) 9.2 Het die reaksie gestop toe ewewig bereik is? Verduidelik. (3) 9.3 Bereken die waarde van die ewewigskonstante (K C ) vir die reaksie by 600K. (7) 9.4 Gee Le Chatelier se beginsel. (2) 9.5 Gebruik Le Chatelier se beginsel om te voorspel en te verduidelik wat die invloed van n verhoging in temperatuur op die volgende het: 9.5.1 die opbrengs van die waterstofjodied. (3) 9.5.2 die kleurintensiteit van die ewewigsmengsel. (2) 9.6 Watter verandering, indien enige, sal n afname in die jodiumkonsentrasie op die waterstofjodied opbrengs hê? (1) [20]
VRAAG 10 Aluminium word uit n erts, bauxiet, geëkstraheer. Bauxiet is n aluminiumoksied bevattende erts. Die erts bevat gewoonlik silika en yster (III) oksied wat eers verwyder moet word voordat die aluminium geëkstraheer kan word. Na n aantal suiweringstappe word aluminiumoksied verkry. Die aluminiumoksied word in gesmelte krioliet teen ongeveer 900 C opgelos en dan deur elektrolise geskei. Die smeltpunt van aluminiumoksied is hoër as 2 000 C. Die volgende diagram stel n tipiese alum inium elektrolitiese sel voor: 10.1 Gee die formule van aluminiumoksied. (1) 10.2 Watter energie-omskakeling vind in die elektrolitiese sel plaas? (2) 10.3 Skryf die vergelyking vir die reaksie wat by die anode plaasvind neer. (2) 10.4 Gee die naam van die produk wat by die anode gevorm word. (1) 10.5 Skryf die vergelyking vir die reaksie wat by die katode plaasvind. (2) 10.6 Gee die naam van die produk wat by die katode gevorm word. (1) 10.7 Skryf die gebalanseerde vergelyking vir die netto-ioniese reaksie wat in die sel plaasvind. (3) 10.8 Waarom word die aluminiumoksied in gesmelte krioliet opgelos? (2) 10.9 Waarom moet die aluminiumoksied in vloeistofvorm wees? (2) 10.10 Verduidelik waarom die positiewe elektrodes gereeld vervang moet word. (2) [18]
VRAAG 11 Die volgende diagram stel n galvaniese sel onder standaard toestande voor: 11.1 Watter een van die elektrodes is die katode? (1) 11.2 In watter rigting vloei die elektrone? (1) 11.3 Skryf die gebalanseerde vergelyking vir die netto-ioniese reaksie wat in die sel plaasvind. (3) 11.4 Hierdie sel lewer onder standaard toestande n voltmeterlesing van 1,61V. Sal die lesing groter of kleiner wees indien die nikkel - halfsel deur n koper - halfsel vervang word. Bevestig jou antwoord deur n berekening te doen. (3) 11.5 Indien n ysterstandbeeld op n koperraamwerk geplaas word, roes die yster vinniger as wanneer dit op n magnesiumraamwerk geplaas word. Verduidelik. (2) [10]
VRAAG 12 Ammoniumnitraat, n bekende kunsmisproduk, kan berei word deur twee industriële prosesse te kombineer. Die volgende diagram toon aan hoe ammoniumnitraat berei kan word. 12.1 Gee die naam van PROSES I. (1) 12.2 Gee die naam van PROSES II (1) 12.3 Identifiseer reagense A, B en C (3) 12.4 Skryf die chemiese formule van PRODUK I (1) 12.5 Wat is die kleur van PRODUK I? (1) 12.6 Skryf n gebalanseerde vergelyking om die vorming van PRODUK I voor te stel. (3) 12.7 Skryf die naam van PRODUK II. (1)
12.8 Skryf n gebalanseerde vergelyking vir die vorming van ammoniumnitraat. (2) 12.9 Deur PRODUK II met n ander suur te vervang, kan n ander bekende kunsmisstof, ammoniumsulfaat vervaardig word. Skryf die naam van hierdie suur. (1) 12.10 Gee die naam van die industriële proses wat gebruik word om die suur waarmee ammoniumsulfaat berei word te vervaardig. (1) [15] VRAAG 13 Grond en waterbesoedeling word in n toenemende mate n probleem vir grondwetenskaplikes. Sommige gemeenskappe sien nie net grond en riviere as n plek waar afval soos munisipale rioolafval en rommel geberg kan word nie, maar gewone aktiwiteite soos voedselproduksie en selfs iets soos onderhoud van grasperke plaas ook op n kontinue basis chemikalieë in die grond. Selfs nuttige chemikalieë soos kunsmisstowwe kan bydra tot besoedeling indien dit in oormaat gebruik word. Dit lei ook tot waterbesoedeling soos gesien kan word by die Hartbeespoortdam in die Noordwes. Hartbeespoort Dam Die Hartbeespoortdam is reeds sedert die 1950 s bekend vir sy swak waterkwaliteit. Ernstige eutrifikasie kom in die dam voor as gevolg van hoë konsentrasie fosfate en nitrate in die hoof toevoerbron, die Krokodilrivier. Die primêre besoedelingsbronne is industriële en huishoudelike afvoer van Gauteng. Die buitengewone hoë vlakke van eutrifikasie is sigbaar in die uitermatige groei van mikroskopiese alge en giftige bakterieë en makrofiete soos waterhiasinte (Eichhornia crassipes). Die Suid Afrikaanse Departement van Waterwese en Bosbou het die Harties metsi a me (Afrikaans: Harties, My Water) program van stapel gestuur om oplossings vir die waterkwaliteitsprobleme te probeer vind. Vry vertaal uit: http://en.wikipedia.org/wiki/hartbeespoort_dam 13.1 Beskryf die proses van eutrifikasie (4) 13.2 Noem twee gevolge van eutrifikasie. (2) 13.3 Hoe dra anorganiese kunsmisstowwe by tot die eutrifikasie van damme en riviere? (1) 13.4 Noem twee ander maniere hoe mense bydra tot eutrifikasie. (2) [9] TOTAAL AFDELING B: 115 GROOT TOTAAL: 150
FISIESE WETENSKAPPE VRAESTEL 2 - ANTWOORDBLAD NAAM: VRAAG 1 1.1 (1) 1.2 (1) 1.3 (1) 1.4 (1) 1.5 (1) [5] VRAAG 2 2.1 (1) 2.2 (1) 2.3 (1) 2.4 (1) 2.5 (1) [5] VRAAG 3 3.1 (2) 3.2 (2) 3.3 (2) 3.4 (2) 3.5 (2) VRAAG 4 4.1 A B C D 4.2 A B C D 4.3 A B C D 4.4 A B C D 4.5 A B C D (5 X 3) = 15 [10]