Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

Transkriptio

1 Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille Kemian tehtävät Kirjoita nimesi, luokkasi ja lukiosi tähän tehtäväpaperiin. Kirjoita vastauksesi selkeällä käsialalla tehtäväpaperiin vastauksille varattuun kohtaan. Muille papereille tai paperin taustapuolelle kirjoitettuja vastauksia ei huomioida. Tentissä saa olla mukana laskin. Liitteenä tässä tehtäväpaperinipussa löytyy jaksollinen järjestelmä. Onnea matkaan! Jouni Välisaari kemian laitos Jyväskylän yliopisto Nimi: Luokka: Lukio: yht.

2 Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon A. Mikä on hiiliatomin hybridisaatio asetyleenissä? a) sp b) sp 2 c) sp 3 d) sp 3 d e) typpiatomi ei hybridisoidu kyseisessä tapauksessa B. Mikä on C-C-N -sidoskulma seuraavassa molekyylissä CH 3 -C N? a) 180 b) 120 d) 109 e) 90 C. Mikä seuraavista alkoholeista on optisesti aktiivinen? a) 1-butanoli b) 2-butanoli c) 3- pentanoli d) 2-metyyli-2-pentanoli e) ei mikään edellisistä D. Mikä seuraavista on pelkistymistä? a) yhdisteen hapetusluku kasvaa b) yhdiste luovuttaa elektronin c) vedyn määrä orgaanisessa yhdisteessä pienenee d) ei mikään edellisistä E. Mikä seuraavista väitteistä ei pidä paikkaansa? a) Tislaus perustuu aineiden erilaisiin kiehumispisteisiin b) Tislauksessa höyry tiivistetään jäähdyttimessä takaisin nesteeksi c) Tislauksessa talteen kerättyä nestettä kutsutaan tisleeksi d) Tislauskolonnin avulla voidaan parantaa tislauksen erotuskykyä e) kaikki edelliset pitävät paikkansa F. Vetysidoksia muodostuu a) vesimolekyylin vetyatomin ja toisen vesimolekyylin happiatomin välille b) kahden vesimolekyylin happiatomien välille c) kahden vesimolekyylin vetyatomien välille d) vesimolekyylissä vety- ja happiatomien välille e) vesimolekyylissä vetyatomien välille f) ei mihinkään edellisistä tapauksista G. Vesiliuoksen ph lämpötilassa 25 C on 5,5. Hydroksidi-ionipitoisuus on silloin noin a) 3 x 10-4 b) 3 x 10-5 c) 3 x 10-6 d) 3 x 10-8 e) 3 x 10-9 f) 3 x H. Minkä perustilassa olevan alkuaineen elektronikonfiguraatio on 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2? a) Al b) B c) C d) Mg e) Be f) Li g) Na h) Si i) ei minkään edellisistä A B C D E F G H

3 Tehtävä 2. Bentsoehappoa voidaan käyttää lähtöaineena useissa orgaanisen kemian reaktioissa. Seuraavassa kaaviossa kuvataan bentsoehapon reaktioita reaktionuolen päällä olevien reagenssien kanssa. Piirrä ja nimeä reaktiotuotteet

4 Tehtävä 3. a. Esitä lähtöaine ja polymeeriketjun rakenne (vähintään kahdeksan hiiliatomia) seuraavista lähtöaineista valmistetuille polymeereille: vinyylikloridi 1,1-difluorieteeni b. Millaiset ominaisuudet ovat tyypillisiä muoveille?

5 Tehtävä 4. a. Kultaa erotetaan malmista liuottamalla metallinen kulta natriumsyanidiliuokseen seuraavan reaktioyhtälön mukaan: 4 Au + 8 NaCN + 2 H 2 O + O 2 4 NaAu(CN) NaOH Paljonko tarvitaan vähintään natriumsyanidia, kun halutaan liuottaa 10,0 g kultaa tonnista malmia? b. Tähän mennessä maaperästä kaivetun kullan määräksi arvioidaan 180 miljoonaa kiloa. Jos kaikki tämä kulta valettaisiin kuutioksi, mikä olisi tämän kultakuution särmän pituus? Kullan tiheys on 19,3 g/cm 3. c. Jos kaikki edellisessä kohdassa laskemasi kulta jaettaisiin tasan maapallon nykyisten asukkaiden kesken, paljonko saisit kultaa grammoissa ja mooleissa? Arvioi maapallon asukasluku.

6 Tehtävä 5. Eräs alumiinitehdas tuottaa tonnia alumiinia vuodessa. Alumiinia valmistetaan bauksiitista, joka on suureksi osaksi alumiinihydroksidia Al(OH) 3. Ensimmäisessä vaiheessa jalostamaton bauksiitti muunnetaan alumiinioksidiksi. Kyseisessä tehtaassa tarvitaan 2,1 kg jalostamatonta bauksiittia, että saadaan 1 kg alumiinioksidia. Prosessin toisessa vaiheessa alumiinioksidista valmistetaan elektrolyyttisesti metallista alumiinia. Prosessia kutsutaan Hall Héroult -prosessiksi. Alumiinin valmistamiseen jalostamattomasta bauksiitista tarvitaan paljon sähköenergiaa, noin 17 kwh/kg alumiinia. a. Kuinka paljon tehtaassa tarvitaan jalostamatonta bauksiittia vuosittain? b. Paljonko tehdas kuluttaa sähköenergiaa alumiinintuotantoonsa vuosittain?

7