CAMI EDUCATION. 1. Skryf jou naam op die ANTWOORDBLAD EN ANTWOORDBOEK. 3. Beantwoord AFDELING A op die aangehegte ANTWOORDBLAD.

Transcription

1 CAMI Education (Pty) Ltd Reg. No. 1996/017609/07 CAMI House Fir Drive, Northcliff P.O. Box 1260 CRESTA, 2118 Tel: +27 (11) Fax : web: info@camiweb.com CAMI EDUCATION FISIESE WETENSKAPPE VRAESTEL 2 CHEMIE - GRAAD PUNTE: 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 (bondig) waar motiverings en besprekings verlang word.

2 AFDELING A Antwoord hierdie afdeling op die aangehegte ANTWOORDBLAD. VRAAG 1: EEN WOORD ITEMS Gee EEN woord/term vir elk van die volgende beskrywings. Skryf slegs die woord/term langs die vraag nommer ( ) op die antwoordblad 1.1 'n Homoloë reeks met algemene formule ROR (1) 1.2 Die tipe addisie-reaksie waarin n watermolekuul by n alkeen gevoeg word. (1) 1.3 Die tipe elektrochemiese sel waar chemiese energie na elektriese energie verander word. (1) 1.4 Die chemiese reaksie wat plaasvind wanneer olies of vette saam met 'n sterk alkali soos NaOH verhit word. (1) 1.5 Die gas wat gevorm word by die negatiewe elektrode van die membraansel. (1) [5] VRAAG 2: MEERVOUDIGE KEUSE 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 ( ) op die aangehegte ANTWOORDBLAD. 2.1 Propan-2-ol kan as volg uit propaan berei word: Watter opsie in die tabel beskryf die tipe reaksies wat plaasvind by stap 1 en stap 2? Stap 1 Stap 2 A kraking hidrasie B kraking hidrolise C dehidrasie hidrolise D dehidrasie hidrasie (2)

3 2.2 Watter eienskap is die nuttigste om te onderskei tussen butan-1-ol and propan-1-ol? A. B. C. D. kookpunt kleur geleidingsvermoë digtheid (2) 2.3 Watter een van die volgende word veroorsaak deur n toename in die temperatuur van n ewewigsisteem? A. B. C. D. Die endotermiese reaksie word bevoordeel, en die reaksietempo neem af. Die endotermiese reaksie word bevoordeel, en die reaksietempo neem toe Die eksotermiese reaksie word bevoordeel, en die reaksietempo neem af. Die eksotermiese reaksie word bevoordeel, en die reaksietempo neem toe (2) 2.4 Watter K c -waarde dui op die grootste konsentrasie N 2 O 4 vir die volgende reaksie? 2NO 2 (g) N 2 O 4 (g) A. B. C. D. 0,15 0,43 0,87 0,021 (2)

4 2.5 'n Chemiese reaksie bereik ewewig. Watter EEN van die volgende stellings in verband met hierdie ewewig is WAAR? A. B. C. D. Die konsentrasies van die produkte neem toe totdat die reaksie ophou. Die konsentrasies van die reaktante en produkte is gelyk. Die konsentrasies van die reaktante is nul. Die konsentrasies van die reaktante en produkte is konstant (2) 2.6 Watter een van die onderstaande reaksies sal NIE spontaan plaasvind nie? A. Fe B. Fe C. 2Na D. 2Sn H + Fe 2+ + H 2 2H 2 O Fe OH - + H 2 2H 2 O 2NaOH + H 2 O 2 + 2H 2 O 2Sn OH - (2)

5 2.7 Wanneer CuCO 3 met 'n oormaat suur reageer, word CO 2 geproduseer. Onderstaande kurwes op die grafiek is onder verskillende toestande verkry. Die verandering vanaf P na Q kan teweeggebring word deur: A. B. C. D. verhoging van die konsentrasie van die suur. vermindering van die massa van die CuCO 3. vermindering van die deeltjiegrootte van die CuCO 3. byvoeging van n katalisator. (2) 2.8 'n Potensiële energiediagram kan gebruik word om die aktiveringsenergie (E A ) en die entalpie verandering ( H) vir 'n reaksie te toon. Watter een van die volgende kombinasies van E A en H kan nooit vir n reaksie verkry word nie? A. B. C. D. E A = 50kJ.mol 1 en H = 100kJ.mol 1 E A = 100kJ.mol 1 en H = +50 kj.mol 1 E A = 50kJ.mol 1 en H = +100 kj.mol 1 E A = 100kJ.mol 1 en H = 50 kj.mol 1 (2)

6 2.9 Die algemeenste aluminiumerts is bauxiet. Bauxiet word behandel om suiwer aluminiumoksied te vorm. Die aluminiumoksied ondergaan dan elektrolise. Watter een van die volgende stellings oor die elektrolitiese proses is korrek. A. B. C. D. Die elektroliet is gesmelte aluminiumoksied. Aluminium is 'n ligte metaal en dryf bo-op die elektroliet, vanwaar dit dan afgetap word. Die elektroliet word afgekoel word om dit in 'n vaste toestand te hou. Die elektroliet is 'n gesmelte mengsel van aluminiumoksied en krioliet. (2) 2.10 Die chemiese ontbinding van 'n verbinding as gevolg van n gelykstroom wat deur n gesmelte oplossing van die verbinding vloei, staan bekend as: A. B. C. D. elektroliete hidrogenasie elektrolise hidrolise (2) [20] TOTAAL AFDELING A: 25

7 INSTRUKSIES AFDELING B 1. Antwoord hierdie afdeling in die ANTWOORDBOEK. 2. In alle berekeninge moet formules en invervanging getoon word. 3. Rond jou antwoorde af tot TWEE desimale. VRAAG 3 Die struktuurformules van n paar verbindings wat die element koolstof bevat, word getoon: Beantwoord die volgende vrae deur uit die verbindings A tot F te kies. Verbinding mag een keer, meer as een keer of glad nie gebruik word nie, Watter een van hierdie verbindings is: 3.1 verantwoordelik vir die vernietiging van die osoon in die boonste lae van die atmosfeer? (1) 3.2 'n giftige gas wat gevorm word deur die onvolledige verbranding van koolwaterstowwe? (1) 3.3 'n onversadigde koolwaterstof? (1) 3.4 gevorm wanneer propeen met stoom reageer? (1) 3.5 n produk van respirasie? (1) 3.6 n isomeer van butaan? (1) [6]

8 VRAAG 4 Die kookpunte van verskeie alkohole word in die volgende tabel verskaf. Alkohol Metanol Etanol Propan-1-ol Butan-1-ol Pentan-1-ol Kookpunt ( o C) 64,5 78,3 97,2 117,2 138,0 'n Mengsel van twee van hierdie alkohole word in 'n eksperiment met behulp van fraksionele distillasie geskei. Die mengsel word in die distillasie-apparaat by kamertemperatuur geplaas en dan liggies verhit. Die eerste fraksie word by 97,2 C onttrek. 4.1 Identifiseer een alkohol wat nie teenwoordig kan wees indien die mengsel tot n temperatuur van 95 o C verhit word nie. (1) 4.2 Verduidelik jou antwoord in vraag 4.1 deur na hierdie eksperiment te verwys. (2) 4.3 Verskaf een rede waarom die distillasiefles nie verhit moet word deur gebruik te maak van 'n bunsenbrander nie. (1) 4.4 Butaan en propan-1-ol het vergelykbare molekulêre massas. Die kookpunt van butaan is -138,4 C en dié van propan-1 -oi is 97,2 C. Verduidelik, in terme van intermolekulêre kragte, die verskil tussen die kookpunte van hierdie twee verbindings. (3) [7]

9 VRAAG 5 Piesangolie, 3-metielbutieletanoaat, CH 3 COOCH 2 CH 2 CH(CH 3 ) 2, is 'n vloeistof met n soet reuk wat kenmerkend is aan piesangs. n Chemikus stel die volgende metode voor om piesangolie te berei. 5.1 Identifiseer reagens A. (1) 5.2 Verbinding B is n alkohol. Teken die struktuurformule van verbinding B. (2) 5.3 Gee die IUPAC naam van verbinding B. (2) 5.4 Gee die IUPAC naam van verbinding C. (2) 5.5 Identifiseer reagens D. (1) 5.6 Watter een van die reaksies, reaksie 1, reaksie 2 of reaksie 3, is n oksidasie reaksie? (1) [9]

10 VRAAG Gee Markovnikov se reël. (2) 6.2 Skryf gebalanseerde chemiese vergelykings vir die volgende reaksies: (4) (2) [8] VRAAG Wat is katalitiese kraking? (1) 7.2 Gee 'n gebruik vir die parafien-fraksie wat verkry word tydens die kraking van ru-olie. (1) 7.3 Verduidelik waarom sommige van die parafien wat in olie raffinering verkry word, onderwerp word aan katalitiese kraking. (2) 7.4 Onvertakte molekule van C 13 H 28 kom in die parafien-fraksie voor. Tydens kraking van n C 13 H 28, molekuul, word n C 2 H 4 molekuul, n C 4 H 8 molekuul en n onvertakte alkaan gevorm. Gee die naam van hierdie onvertakte alkaan en skryf sy molekulêre formule. (3) 7.5 Teken struktuurisomere vir twee van die isomere van C 4 H 8 en gee hulle IUPAC-name. (6) [13]

11 VRAAG 8 Leerders voer n eksperiment uit om faktore te ondersoek wat die tempo van chemiese reaksies beïnvloed. n Monster CaCO 3 -korrels is in n beker geplaas en op n sensitiewe skaal geplaas. Oormaat soutsuur (HCl) is bygevoeg. Die eksperiment is n aantal kere herhaal onder verskillende toestande. Die eksperimentele toestande van die eksperimente word in die volgende tabel saamgevat. Ekperiment Massa CaCO 3 (g) Konsentrasie HCl (mol.dm -3 ) Temperatuur van die HCl ( o C) Massa CaCO 3 (g) korrels korrels korrels poeier Tydens elke eksperiment word die massa van die beker en die inhoud elke minuut aangeteken. Die grafieke hieronder toon die veranderinge in die massa van die beker en sy inhoud tydens die reaksie, as 'n funksie van tyd vir elkeen van die vier eksperimente. 8.1 Gee 'n rede vir die afname in massa tydens die verloop van die reaksies. (2) 8.2 Waarom is al die grafieke reguit lyne na n sekere tyd? (2) 8.3 Watter een van die grafieke A, B of C toon die resultate van: Eksperiment 2 (1) Eksperiment 3 (1) Eksperiment 4 (1) [7]

12 VRAAG 9 Die diagram toon die Maxwell Boltzmann verspreiding van die molekulêre energie van n gas. 9.1 Watter energiewaarde, X, Y of Z, verteenwoordig die gemiddelde energie van die molekule die beste? (1) 9.2 Verduidelik die proses wat veroorsaak dat sommige molekule in die gas baie lae energie besit. (2) 9.3 Op die diagram hierbo, skets 'n kurwe wat die verspreiding van molekulêre energieë van dieselfde gas aantoon indien die gas by 'n hoër temperatuur is. (2) 9.4 Verduidelik waarom, selfs in 'n vinnige reaksie, 'n baie klein persentasie botsings tot 'n reaksie lei. (2) 9.5 Hoe kan die hoeveelheid suksesvolle botsings tussen molekule verhoog word, behalwe om die temperatuur te verander? (1) 9.6 Verduidelik hoe hierdie metode lei tot n toename in die aantal suksesvolle botsings. (3) [11]

13 VRAAG 10 By 'n gegewe temperatuur in 'n geslote 2dm 3 houer, word 'n mengsel van 0,360 mol CO en 0,640 mol H 2 laat staan om ewewig te bereik volgens die volgende vergelyking. CO(g) + 2H 2 (g) CH 3 OH(g) H = 90kJ.mol 1 By ewewig is daar 0,120 mol CH 3 OH teenwoordig in die gasmengsel Skryf die uitdrukking vir die ewewigskonstante (K c ) vir bostaande reaksie. (2) 10.2 Bereken die ewewigskonstante (K c ) vir die reaksie by die spesifieke temperatuur. (8) 10.3 Is die voorwaartse reaksie eksotermies of endotermies? Gee 'n rede vir jou antwoord. (2) 10.4 Watter effek sal 'n toename in die totale druk op die hoeveelheid metanol by ewewig hê? Gebruik Le Chatelier se beginsel om jou antwoord te verduidelik. (4) 10.5 Watter effek sal 'n toename in temperatuur op die K c -waarde hê by ewewig? Verduidelik jou antwoord. (4) [20]

14 VRAAG 11 n Galvaniese sel word opgestel soos in die diagram. Na n tyd is die neerslag, wat op die koper elektrode gevorm het, verwyder en gedroog. Die massa van die neerslag was 0,395 g Gee die formule vir 'n oplossing, wat in die soutbrug gebruik kan word. (1) 11.2 Bereken die selpotensiaal van hierdie sel. (4) 11.3 Skryf die halfreaksie wat plaasvind by die: anode (2) katode (2) 11.4 Gee die algehele selreaksie vir hierdie galvaniese sel. (2) 11.5 Bereken die finale massa van die nikkelelektrode. (6) [17]

15 VRAAG 12 Aluminium word geekstraheer uit 'n erts wat bekend staan as bauxiet, Bauxiet bevat aluminiumoksied. Bauxiet word eerstens gesuiwer om aluminiumoksied te vorm. Die aluminiumoksied word in gesmelte krioliet opgelos by ongeveer 900 C en word dan geëlektroliti seer. Die smeltpunt van aluminiumoksied is meer as C. Die hele pr oses benodig baie energie en is baie duur. Die volgende diagram verteenwoordig 'n tipiese aluminium elektrolitiese sel: 12.1 Skryf die formule van aluminiumoksied. (1) 12.2 Verduidelik waarom die elektrolise van aluminiumoksied duur is. (2) 12.3 Verduidelik waarom aluminiumoksied in gesmelte krioliet opgelos word. (2) 12.4 Waarvan word die anode gemaak? (1) 12.5 Verduidelik waarom die anodes gereeld vervang moet word. (2) 12.6 Skryf die vergelykings vir: Die reaksie wat by die katode plaasvind. (2) Die reaksie wat by die anode plaasvind. (2) Die gebalanseerde netto ioniese reaksie (2) [14]

16 VRAAG 13 Kunsmis is 'n doeltreffende manier om landbou-produktiwiteit te verhoog. Dit kan gewasproduksie met tot 50% verhoog. Ongeveer 40% van die wêreld se proteïen produksie is gegrond op sintetiese ammoniak. Kunsmis is 'n stof wat voedingstowwe aan plante verskaf en die grondvrugbaarheid verhoog. Die volgende vloeidiagram toon twee industriële prosesse wat gebruik word in die vervaardiging van kunsmis Gee die naam van proses I (1) 13.2 Identifiseer reagens A (1) 13.3 Skryf die gebalanseerde vergelyking vir die reaksie wat plaasvind in proses I. (2) 13.4 Gee die naam van proses II. (1) 13.5 Identifiseer reagens B. (1) 13.6 Skryf die chemiese formule en die naam van die kunsmis wat deur X verteenwoordig word. (2) 13.7 Wat word bedoel met die term "eutrofikasie"? (1) 13.8 Verduidelik die rol van kunsmis in eutrofikasie. (1) 13.9 Wat is die effek van eutrofikasie op die natuurlike water-ekosisteem in 'n dam? (3) [13] TOTAAL AFDELING B: 125 GROOTTOTAAL: 150