Fysiikan, kemian, matematiikan ja tietotekniikan kilpailu lukiolaisille 25.1.2018 Kemian tehtävät Kirjoita nimesi ja lukiosi tähän tehtäväpaperiin. Kirjoita vastauksesi selkeällä käsialalla tehtäväpaperiin vastauksille varattuun kohtaan. Muille papereille tai paperin taustapuolelle kirjoitettuja vastauksia ei huomioida. Kilpailussa saa olla mukana laskin. Liitteenä tässä tehtäväpaperinipussa löytyy jaksollinen järjestelmä. Onnea matkaan! Jouni Välisaari kemian laitos 40014 Jyväskylän yliopisto jouni.valisaari@jyu.fi Nimi: Lukio: 1 2 3 4 5 yht.
Tehtävä 1. Valitse seuraavista vaihtoehdoista oikea ja merkitse kirjain alla olevaan taulukkoon A. Minkä perustilassa olevan alkuaineen elektronikonfiguraatio on 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2? a) Al b) B c) C d) Mg e) Be f) Li g) Na h) Si i) ei minkään edellisistä B. Mikä on happiatomin hybridisaatio vesimolekyylissä? a) sp b) sp 2 c) sp 3 d) sp 3 d e) happiatomi ei hybridisoidu kyseisessä tapauksessa C. Mikä on C-C-C -sidoskulma propanonissa? a) 180 b) 120 c) 109 d) 90 D. Mikä seuraavista alkoholeista on optisesti aktiivinen? a) 1-butanoli b) 2-butanoli c) 3-pentanoli d) 2-metyyli-2-pentanoli e) ei mikään edellisistä E. Millä seuraavista molekyyleistä on enantiomeeripari? a) 2-bromipropaani, b) 1-bromi-3-metyylibutaani, c) 2-sykloheksen-1-oli, d) 1-kloorisyklobutaani. F. a) Kaikki muovit ovat polymeerejä ja kaikki polymeerit ovat muoveja. b) Kaikki muovit ovat polymeerejä, mutta kaikki polymeerit eivät ole muoveja. c) Kaikki muovit eivät ole polymeerejä, mutta kaikki polymeerit ovat muoveja. d) Kaikki muovit eivät ole polymeerejä, eivätkä kaikki polymeerit ole muoveja. G. a) Hapetusluku merkitään roomalaisin numeroin. b) Siirtymämetallit voivat esiintyä vain yhdellä hapetusluvulla. c) Hapetusluku ei voi olla negatiivinen luku. d) Hapetusluvun muuttumiseen liittyy aina protonin luovuttaminen tai vastaanottaminen. e) Kaikki väitteet a d ovat totta. f) Mikään edellisistä väitteistä ei ole totta. H. a) Metallien ionisoitumisenergia-arvot ovat yleensä suurempia kuin epämetallien. b) Metallien ionisoitumisenergia-arvot ovat yleensä samaa suuruusluokkaa kuin epämetallien. c) Metallien ionisoitumisenergia-arvot ovat yleensä pienempiä kuin epämetallien. d) Metallien ja epämetallien ionisoitumisenergia-arvoja ei ole mielekästä verrata. I. Elektrolyysin avulla voidaan a) valmistaa alkuaineita ja yhdisteitä, b) pinnoittaa esineitä, c) puhdistaa alkuaineita, d) tehdä kaikkea edellistä, e) ei voida tehdä mitään edellisistä. J. 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 10-10 A B C D E F G H I J (10 p.)
Tehtävä 2. a) Tunnista ja nimeä serotoniinin funktionaaliset ryhmät: d) Tunnista ja nimeä hydrokodonin funktionaaliset ryhmät: c) Piirrä reaktiotuotteet: d) Piirrä reaktiotuotteet: butaanihappo + propanoli (12 p.)
Tehtävä 3. Jäätelöstä löytyvät kaikki aineen olomuodot sekä useat koulukemiassa käsitellyt aineiden seokset. Vesi esiintyy jäätelössä kolmessa olomuodossa. Jäätelö on liuos, suspensio, vaahto ja emulsio. Määrittele jäätelössä esiintyvät aineiden seokset, kerro mitkä aineet muodostavat kyseisen seoksen jäätelössä ja kerro, miten seoksen muodostuminen voidaan huomioida jäätelöä valmistettaessa. Vastaa lyhyesti taulukkoon. liuos Määrittely Mitkä aineet muodostavat kyseisen seoksen jäätelössä? Miten jäätelöä valmistettaessa voidaan huomioida tämän seoksen muodostuminen? suspensio vaahto emulsio (16 p.)
Tehtävä 4. a) Miten pääryhmien alkuaineiden atomikoko muuttuu siirryttäessä jaksollisessa järjestelmässä vasemmalta oikealle? Perustele. b) Miten pääryhmien metallien atomikoko vaikuttaa atomin reaktiokykyyn? Perustele. c) Määrittele anodi ja katodi. d) Määrittele vetysidos. (12 p.)
Tehtävä 5. a) Virvoitusjuomatehtaalla näytteen fosforihappopitoisuus analysoitiin titrimetrisesti. Tilavuudeltaan 40,00 ml:n näyte fosforihappoliuosta titrattiin pitoisuudeltaan 0,1504 mol/l kaliumhydroksidiliuoksella. Titrauksen päätepisteessä titrantin kulutus oli 35,5 ml. Laske fosforihappoliuoksen pitoisuus, kun neutralisoituminen tapahtuu seuraavan reaktion mukaan: 2 KOH + H 3 PO 4 K 2 HPO 4 + 2 H 2 O b) Mitä virhelähteitä määrityksessä on? (10 p.)