Finiese Wetenskappe Vraestel 2 AFDELING A VRAAG 1: EEN-WOORD/TERM ITEMS Gee EEN woord/term vir ELK van die volgende beskrywings. Skryf slegs die woord/term langs die vraagnommer (1.1 1.5) neer. 1.1 Die tipe koolwaterstof wat deur die formule C n H 2n. voorgestel word (1) 1.2 Stof wat die tempo van n reaksie verhoog, maar wat chemies onveranderd is na die reaksie. (1) 1.3 Die proses waarder die oktaangetal van petrol verhoog word (1) 1.4 Die maksimum elektriese potensiaalverskil (in volt gemeet) tussen die elektrodes van n galvaniese sel. (1) 1.5 n Tipe misstof wat natuurlik voorkom (1) [5] VRAAG 2: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier moontlike antwoorde word vir elk van die volgende vrae gegee. Kies die korrekte antwoord en skryf dit op jou antwoordblad neer langs die vraagnommer (2.1 2.10). Elke vraag het EEN korrekte antwoord. 2.1 Die Kontakproses is die naam wat gegee word aan die katalitiese oksidasie van: A. Ammoniak B. Waterstofsulfied C. Swaeldioksied D. Stikstofdioksied 2.2 n Ysterspyker reageer met n verdunde oplossing van HCl. Die reaksietempo kan verhoog word deur: A. die temperatuur van die oplossing te verlaag. B. die druk op die stelsel te verhoog. C. n klein volume water by te voeg. D n klein volume van gekonsentreerde HCl by te voeg. 2.3 Wanneer n omkeerbare chemiese reaksie in ewewigstand is, A. vind die voorwaartse en terugwaartse reaksies teen dieselfde tempo plaas. B. is die konsentrasie van die produkte en reagense gelykstaande. C. sal n katalisator die ewewig versteur. D. kan Le Chatelier se beginsel nie meer toegepas word nie. 2.4 Watter een van die volgende koolwaterstowwe het nie strukturele isomere nie? A. Butaan B. Pentaan C. Propaan D. Buteen 2.5 Watter tipe reaksie vind in die vervaardiging van margarine plaas deur die verharding van onversadigde sonneblomolie? A. Polimerisasie B. Hidrogenasie C. Dehidrogenasie D. Substitusie 2.6 Die verbinding C3H60 2 kan wat wees? I n alkohol II n karboksielsuur Ill n ester Watter van die bostaande stellings is korrek? A. Slegs l Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 1
B. Slegs I en II C. Slegs I en III D. Slegs II en III 2.7 Die alkaan met die laagste kookpunt is A. metaan B. etaan C. propaan D. butaan 2.8 Wat is die oksideermiddel in die volgende sel? 2+ Ni(s) Ni (1 mol.dm -3 + ) II Ag (1 mol.dm -3 ) I Ag(s) A. Ni B. Ni 2+ C. Ag D. Ag + 2.9 Watter een van die volgende pare metale sal, wanneer dit as elektrodes in n elektrochemiese sel gebruik word, die grootste emf hê? (Gebruik die tabel van reduksiepotensiaal.) A. Zn en Cu B. Pb en Hg C. Zn en Ag D. Fe en Pb 2.10 Die inligting in die tabel van standaard redoksiepotensiaal toon aan dat Sn n sterker reduseermiddel is as: A. Zn B. Mn C. Fe D. Ag (2x10)[20] [25] AFDELING B VRAAG 3 3.1 Gee die IUPAC-naam van die organiese verbinding wat gevorm word wanneer 3.1.1 but-2-een met chloor behandel word in die teenwoordigheid van n geskikte katalisator. (3) 3.1.2 butanoë suur met metanol behandel word. (2) 3.2 Wat word benodig vir die reaksie in 3.1.2 om plaas te vind? (2) 3.3 Propan-1-ol en propan-2-ol behoort albei tot dieselfde homoloë reeks, maar hulle fisiese eienskappe verskil. 3.3.1 Wat beteken die term homoloë reeks? (2) 3.3.2 Die kookpunt van propan- 1-ol is hoër as die kookpunt van propan-2-ol, alhoewel hulle dieselfde formulemassa het. Wat is die rede vir hierdie verskil? (4) [13] VRAAG 4 4. Elkeen van die letters A tot E stel n organiese verbinding voor: A C n H 2n B C 2 H 2 C CH 3 OH Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 2
D Cl H C Cl Cl E CH 3 COOH 4.1 Teken die strukturele formule van die verbinding, wat drie koolstofatome bevat, wat n lid is van dieselfde homoloë reeks wat deur A voorgestel word. (2) 4.2 Gee die IUPAC-naam vir B. (1) 4.3 Skryf die algemene formule neer vir die homoloë reeks waartoe verbinding C behoort. (2) 4.4 Tot watter homoloë reeks behoort verbinding D? (2) 4.5 Wanneer verbinding C met E reageer, is die produk n verbinding met n vrugtige smaak. Gee die strukturele formule en die IUPAC-naam van hierdie produk. (5) [12] VRAAG 5 Die grafiek dui die variasie in reaksietempo oor tyd aan van die omkeerbare reaksie: 2Hl(g) H 2 (g) + I 2 (g). Die reaksie vind plaas in n geslote 2 dm 3 houer wat aanvanklik suiwer HI damp teen 400 C bevat. 5.1 Skryf die vergelyking neer vir die reaksies wat verteenwoordig word deur die: 5.1.1 aaneenlopende lyn; en (1) 5.1.2 gebroke lyn. (1) 5.2 Wat dui die horisontale afdeling van die grafiek tussen 5 en 10 minute aan? (2) 5.3 By die 10-minute interval is die temperatuur van die reaksiehouer skielik verhoog. 5.3.1 Gebruik die grafiek om te besluit of die voorwaartse reaksie eksotermies of endotermies is. (1) 5.3.2 Verduidelik hoe jy by jou antwoord in 5.3.1 uitgekom het. (4) [11] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 3
VRAAG 6 n Hoeveelheid NO 2 (g) word in n gasspuit met n volume van 1dm 3 verkry. Na n paar minute vertoon die gas n geelbruin-kleur as gevolg van die onderstande ewewigstand wat by 25 C bereik is. 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g). Rooibruin kleurloos 6.1 Indien die temperatuur verlaag word, word die kleur van die gasmengsel merkbaar ligter. Klassifiseer die terugwaartse reaksie as eksotermies of endotermies. (2) 6.2 Noukeurige analise van die inhoud van die gasspuit toon aan dat 0,2 mol NO 2 (g) en 0,8 mol N 2 O 4 (g) by ewewig (by 25 C) teenwoordig is. Bereken die waarde van die ewewigkonstante (K c ) by hierdie temperatuur. (8) 6.3 Die volume van die gasmengsel word dan halveer deur die plunjer stadig in te druk (by konstante temperatuur). Wanneer ewewig weer bereik word, word die volgende resultat verkry: [NO 2 ]=0.3mol.dm -3. Verduidelik hierdie verandering in die hoeveelheid NO 2 (g) wat teenwoordig is. (6) 6.4 Bereken die getal grammolekules van N 2 O 4 (g) volgens die inligting in 6.3. (8) [24] VRAAG 7 n Beker met 40 cm 3 verdunde waterstofchloried word op n elektroniese skaal geplaas. 20g kalsiumkarbonaatstukkies word versigtig in die beker gegooi terwyl die massa van die beker, met sy inhoud, elke halfminuut gemeet word om die tempo te bepaal waarteen die reaksie plaasvind. Tyd (min) Massa (g) Die resultate is soos volg: 0 ½ 1 1½ 2 2½ 3 3½ 4 4½ 5 169,1 168,1 167,5 167,2 166,9 166,8 166,7 166,6 166,6 166,6 166,6 7.1 Wanneer CaCO 3 met HCl reageer word n gas gevorm. 7.1.1 Wat is die naam van die gas wat gevorm word? (1) 7.1.2 Verduidelik hoe die formasie van die gas gebruik word om die tempo van die reaksie te bepaal. (2) 7.2 Stel n alternatiewe metode voor om die tempo van die reaksie te meet. (4) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 4
7.3 Na hoeveel minute is die reaksie voltooi? (1) Die inligting in die tabel kan grafies voorgestel word, soos aangedui in grafiek P hieronder. 170 169 168 167 Q P 166 ½ 1 1½ 2 2½ 3 3½ 4 4½ 5 5½ 6 7.4 Bereik die reaksie chemiese ewewig? (1) 7.5 Motiveer die antwoord op vraag 7.4 (2) 7.6 Het die tempo van die reaksie toegeneem of het dit afgeneem gedurende die eerste 4 minute? (1) 7.7 Staaf jou antwoord op vraag 7.6 en verduidelik hoekom dit plaasvind met verwysing na die teorie van molekulêre botsing. (4) 7.8 Behalwe vir die moontlike toevoeging van n katalisator, stel drie dinge voor wat gedoen kan word om grafiek Q te verkry. (3) [19] VRAAG 8 Die diagram hieronder toon n koperornament aan wat versilwer (silwerplateer) moet word. Ornament wat plateer moet word Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 5
8.1 Gee die naam van die proses waardeur n koperornament versilwer kan word (1) 8.2 Noem een ander noodsaaklike ding (nie in die diagram aangedui nie) wat nodig is vir die proses om te kan plaasvind. (2) 8.3 As X n elektrode is en Y die positiewe ione in die elektroliet, skryf die formules vir X en Y neer. (2) 8.4 Watter elektrode (X of die ornament) is die positiewe elektrode? (1) 8.5 Skryf die halfreaksie neer wat by die katode plaasvind. (1) 8.6 Bespreek een negatiewe impak wat hierdie proses op die omgewing het. (2) [8] VRAAG 9 n Elektrochemiese sel word, onder standaard omstandighede, baseer op die volgende selreaksie: Pb(s) + N0 3 - (aq) Pb 2+ (aq) + NO(g). 9.1 Skryf, in standaard simboliese vorm, die redokspaar wat die oksidasie-halfreaksie verteenwoordig neer. (2) 9.2 Bereken die emf van die sel onder standaard toestande. (3) 9.3 n Hoeveelheid (stroom) H 2 S (g) word per abuis deur die elektroliet van die lood halfsel gestuur en n dik, swart presipitaat vorm gevolglik in die elektroliet. Die temperatuur van die elektroliet word konstant gehou. 9.3.1 Skryf die formule van die swart presipitaat neer. (1) 9.3.2 Vanweë die addisie van H 2 S, verander die emf van die sel na 1,20 V. Verduidelik hoekom die emf so verander. (4) 9.4 Bereken die verandering in massa wat deur die lood elektroliet ervaar word nadat 0,4 mol elektrone deur die eksterne stroombaan beweeg het. (5) [15] VRAAG 10 10.1 Meeste organiese samestellings kan substitusie of addisie of eliminasiereaksies ondergaan om n verskeidenheid organiese samestellings te produseer. n Aantal onvolledige organiese reaksies word hieronder voorgestel. Reaksie I: CH 3 CH 2 CH = CH 2 + H 2 O Reaksie II: CH 3 CH 2 CH 2 C CH 2 + HBr CH 3 Reaksie III: CH 3 CH CH 2 CH 3 H 2 SO 4 hitte OH 10.1.1 Noem die tipe reaksie wat deur reaksie III voorgestel word. (1) 10.1.2. Reaksies I en II is albei voorbeelde van addisie-reaksies. Noem die tipe addisie wat deur elke reaksie voorgestel word. (2) 10.1.3 Skryf die strukturele formule en IUPAC-naam neer vir die belangrike produk wat in reaksie I gevorm word. (3) 10.1.4 Reaksie I vind slegs in die teenwoordigheid van n katalisator plaas. Skryf die formule van die katalisator neer wat in reaksie I gebruik word. (1) 10.1.5 Skryf die IUPAC-naam neer van die belangrike produk wat in reaksie III gevorm word. (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 6
10.1.6 Noem een toestand wat nodig is vir reaksie II om plaas te vind. (1) 10.2 n Groep leerders wil die verhouding bepaal tussen die viskositeit van onvertakte karboksielsure en die aantal koolstofatome in die suur. Hulle neem drie identiese meetsilinders en vul elkeen met gelyke volumes van metanoïese suur, proponoïese suur en proponoïese suur metanoïese suur proponoïese suur proponoïese suur Hulle laat identiese staalballe gelyktydig in al drie silinders val en neem die staalballe waar soos hulle in elk van die sure sink. 10.2.1 Skryf n ondersoek vraag vir hierdie ondersoek neer. (2) 10.2.2 Stel n hipotese vir hierdie ondersoek. (1) 10.2.3 Identifiseer die onafhanklike veranderlike. (1) 10.2.4 Identifiseer een veranderlike wat in hierdie ondersoek beheer moet word. (1) 10.2.5 Beskryf kortliks hoe die leerders sal besluit watter suur n groter viskositeit het. (2) [17] VRAAG 11 n Kleurlose gas X met n sterk reuk, wat industrieel deur die Harber-proses vervaardig word, kleur klam rooi lakmoes blou. X reageer met n ander kleurlose gas om digte dampe van soliede Z te lewer. 11.1 Identifiseer X, Y en Z by naam. (3) 11.2 Skryf n vergelyking vir die reaksie tussen X en Y. (3) 11.3 Noem die katalisator wat in die Haber-proses gebruik word. (1) 11.4 n Laer temperatuur sal n groter opbrengs NH 3 genereer. Hierdie reaksie word egter industrieel teen ongeveer 400 C uitgevoer. Verduidelik hoekom. (2) 11.5 Noem een positiewe impak en een negatiewe impak van die Haber-proses op menslike ontwikkeling. (2) [11] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 7
VRAAG 12 12.1 Die diagram hieronder toon n tipe membraansel aan wat in die chloor-alkalibedryf gebruik word. Gas A Kragvoorsieni Gas B Versadigde NaCl(aq) M N Verarmde NaCl Na OH Kationiese membraan 12.1.1 Noem die gasse A en B. (2) 12.1.2 Hoekom word die membraan n kationiese membraan genoem? (2) 12.1.3 Skryf die halfreaksie neer wat by elektrode N plaasvind. (2) 12.1.4 Behalwe gebruik in huishoudelike produkte, noem EEN industriële gebruik van chloor. (1) 12.1.5 Verduidelik hoekom hierdie elektrolitiese proses nie in een groot houer sonder n membraan uitgevoer kan word nie. (2) 12.2 Wat is die kapasiteit van n sel (in A h) wat n emf van 12V en n stroom van 100 ma vir 50 uur handhaaf? (3) [12] [125] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief 8