Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta Insinöörivalinnan kemian koe MALLIRATKAISUT

Samankaltaiset tiedostot
Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

Tasapainotilaan vaikuttavia tekijöitä

Normaalipotentiaalit

TKK, TTY, LTY, OY, TY, VY, ÅA / Insinööriosastot Valintakuulustelujen kemian koe

Kemian koe kurssi KE5 Reaktiot ja tasapaino koe

Lasku- ja huolimattomuusvirheet ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2 1/2 p = 2 p.

Luku 2. Kemiallisen reaktion tasapaino

Helsingin yliopiston kemian valintakoe. Keskiviikkona klo Vastausselvitykset: Tehtävät:

Luento 9 Kemiallinen tasapaino CHEM-A1250

Lasku- ja huolimattomuusvirheet - ½ p. Loppupisteiden puolia pisteitä ei korotettu ylöspäin, esim. 2½ p. = 2 p.

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3 Ekso- ja endotermiset reaktiot sekä entalpian muutos

Bensiiniä voidaan pitää hiilivetynä C8H18, jonka tiheys (NTP) on 0,703 g/ml ja palamislämpö H = kj/mol

Lämpö- eli termokemiaa

Erilaisia entalpian muutoksia

2. Reaktioyhtälö 3) CH 3 CH 2 COCH 3 + O 2 CO 2 + H 2 O

c) Tasapainota seuraava happamassa liuoksessa tapahtuva hapetus-pelkistysreaktio:

Erilaisia entalpian muutoksia

d) Klooria valmistetaan hapettamalla vetykloridia kaliumpermanganaatilla. (Syntyy Mn 2+ -ioneja)

Oppikirjan tehtävien ratkaisut

kun hiilimonoksidia ja vettä oli 0,0200 M kumpaakin ja hiilidioksidia ja vetyä 0,0040 M kumpaakin?

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

KEMIA HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEET

Reaktiosarjat

= P 0 (V 2 V 1 ) + nrt 0. nrt 0 ln V ]

luku 1.notebook Luku 1 Mooli, ainemäärä ja konsentraatio

Luku 3. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

Käsitteitä. Hapetusluku = kuvitteellinen varaus, jonka atomi saa elektronin siirtyessä

Reaktiolämpö KINEETTINEN ENERGIA POTENTIAALI- ENERGIA

Ainemäärien suhteista laskujen kautta aineiden määriin

Helsingin yliopisto/tampereen yliopisto Henkilötunnus - Molekyylibiotieteet/Bioteknologia Etunimet valintakoe Tehtävä 3 Pisteet / 30

1. Kuinka monta grammaa lyijyjodidia liukenee 0,5 litraan vettä? K s (PbI 2 ) = 8,7 x 10 9 (mol/l) 3, M(PbI 2 ) = 461,01 g/mol.

KE5 Kurssikoe Kastellin lukio 2014

Astrokemia Kevät 2011 Harjoitus 1, Massavaikutuksen laki, Ratkaisut

T F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3

Vesi. Pintajännityksen Veden suuremman tiheyden nesteenä kuin kiinteänä aineena Korkean kiehumispisteen

REAKTIOT JA TASAPAINO, KE5 Vahvat&heikot protolyytit (vesiliuoksissa) ja protolyysireaktiot

Sähkökemia. Sähkökemiallinen jännitesarja, galvaaninen kenno, normaalipotentiaali

Kemian koe, Ke3 Reaktiot ja energia RATKAISUT Perjantai VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

Tehtävä 1. Tasapainokonversion laskenta Χ r G-arvojen avulla Alkyloitaessa bentseeniä propeenilla syntyy kumeenia (isopropyylibentseeniä):

P = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt

Veden ionitulo ja autoprotolyysi TASAPAINO, KE5

1.1 Homogeeninen kemiallinen tasapaino

Biomolekyylit ja biomeerit

Liukoisuus

KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]

Esimerkiksi ammoniakin valmistus typestä ja vedystä on tyypillinen teollinen tasapainoreaktio.

Teddy 2. välikoe kevät 2008

Elektrolyysi Anodilla tapahtuu aina hapettuminen ja katodilla pelkistyminen!

Osio 1. Laskutehtävät

KE5 Kurssikoe Kastellin lukio 2012 Valitse kuusi (6) tehtävää. Piirrä pisteytystaulukko.

PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA

Joensuun yliopisto Kemian valintakoe/

Luento 10:Kertausta: Kemiallinen tasapaino + Kiinteän olomuodon kemia CHEM-A1250

Lukion kemiakilpailu

REAKTIOT JA ENERGIA, KE3. Kaasut

Käytetään nykyaikaista kvanttimekaanista atomimallia, Bohrin vetyatomi toimii samoin.

( ) Oppikirjan tehtävien ratkaisut. Protolyysireaktiot ja vesiliuoksen ph

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Sukunimi: Etunimi: Henkilötunnus:

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

b) Laske prosentteina, paljonko sydämen keskimääräinen teho muuttuu suhteessa tilanteeseen ennen saunomista. Käytä laskussa SI-yksiköitä.

MAOL:n pistesuositus kemian reaalikokeen tehtäviin syksyllä 2012.

KEMA KEMIALLINEN TASAPAINO ATKINS LUKU 7

= 1 kg J kg 1 1 kg 8, J mol 1 K 1 373,15 K kg mol 1 1 kg Pa

vi) Oheinen käyrä kuvaa reaktiosysteemin energian muutosta reaktion (1) etenemisen funktiona.

Lämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe , malliratkaisut

luku2 Kappale 2 Hapettumis pelkistymisreaktioiden ennustaminen ja tasapainottaminen

Kertaustehtävien ratkaisut LUKU 2

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

a) Puhdas aine ja seos b) Vahva happo Syövyttävä happo c) Emäs Emäksinen vesiliuos d) Amorfinen aine Kiteisen aineen

Kemian koe, KE3 Reaktiot ja energia RATKAISUT Maanantai VASTAA YHTEENSÄ VIITEEN TEHTÄVÄÄN

Tässä luvussa keskitytään faasimuutosten termodynaamiseen kuvaukseen

Lukion kemia 3, Reaktiot ja energia. Leena Piiroinen Luento

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Hapetus-pelkistymisreaktioiden tasapainottaminen

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA 1)

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE Risto Mikkonen

Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.

2. Täydennä seuraavat reaktioyhtälöt ja nimeä reaktiotuotteet

Ilman suhteellinen kosteus saadaan, kun ilmassa olevan vesihöyryn osapaine jaetaan samaa lämpötilaa vastaavalla kylläisen vesihöyryn paineella:

ln2, missä ν = 1mol. ja lopuksi kaasun saama lämpömäärä I pääsäännön perusteella.

Tehtävä 2. Selvitä, ovatko seuraavat kovalenttiset sidokset poolisia vai poolittomia. Jos sidos on poolinen, merkitse osittaisvaraukset näkyviin.

Kemian syventävät kurssit

Fysiikan, kemian ja matematiikan kilpailu lukiolaisille

vetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen

2. Maitohapon CH3 CH(OH) COOH molekyylissä

CHEM-A1250 Luento

Kemian tehtävien vastaukset ja selitykset Lääketieteen ilmainen harjoituskoe, kevät 2017

Teddy 7. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011

Helsingin, Jyväskylän, Oulun ja Turun yliopistojen kemian valintakoe Tiistaina klo 9-12

5 LIUOKSEN PITOISUUS Lisätehtävät

Teddy 10. harjoituksen malliratkaisu syksy 2011

YLEINEN KEMIA. Alkuaineiden esiintyminen maailmassa. Alkuaineet. Alkuaineet koostuvat atomeista. Atomin rakenne. Copyright Isto Jokinen

Kemia s2011 ratkaisuja. Kemian koe s 2011 lyhennettyjä ratkaisuja

Yhdisteiden nimeäminen

Jakso 0 Kertaa oppimaasi! vastaukset

Kemia s10 Ratkaisut. b) Kloorin hapetusluvun muutos: +VII I, Hapen hapetusluvun muutos: II 0. c) n(liclo 4 ) = =

Transkriptio:

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta dia-valinta 2015 Insinöörivalinnan kemian koe 27.5.2015 MALLIRATKAISUT 1 a) Vaihtoehto B on oikein. Elektronit sijoittuvat atomiorbitaaleille kasvavan energian mukaisessa järjestyksessä ( Aufbau - periaate). Elektronit täyttävät saman energian omaavat orbitaalit siten, että ne asettuvat omille orbitaaleilleen (samansuuntaisin spinein) niin kauan kuin mahdollista, ts. parittomien elektronien lukumäärä on maksimissaan (undin sääntö). b) c) 2 kpl sp-hybridisoitunutta hiiliatomia 7 kpl sp 2 -hybridisoitunutta hiiliatomia d) Sidoskulma on 180 astetta. C iiliatomi on sp- hybridisoitunut (lineaarinen rakenne). e) Timantissa jokainen hiiliatomi on sitoutunut kovalenttisella sidoksella neljään muuhun hiiliatomiin ja syntyy kolmiulotteinen verkkomainen rakenne. iiliatomit ovat sp 3 - hybridisoituneita. Grafiitissa jokainen hiiliatomi on sitoutunut kovalenttisella sidoksella kolmeen muuhun hiiliatomiin ja syntyy kuusiatomisista hiilirenkaista muodostunut kerrosmainen rakenne. Jokaisen hiiliatomin neljäs elektroni on delokalisoitunut hiilikerrosten väliin. iiliatomit ovat sp 2 - hybridisoituneita.

2 a) i) 6 C2(g) + 6 2(l) C6126(s) + 6 2(g) ii) Reaktiolämpö on positiivinen, joten reaktio sitoo energiaa ja on endoterminen. iii) M(C2)= 44,01 g/mol ja m(c2) = 1,00 g m(c ) 1,00g n( C2) 2 0,02272 mol M (C ) 44,01g/mol 2 6 moolia C2:a kohtaan reaktiolämpö = +403 kj. 0,02272 mol 0,02272 moolia C2:ta kohtaan reaktiolämpö 403 kj = +1,53 kj 6mol b) C122211(s) + 12 2(g) 12 C2(g) + 11 2(l) Sakkaroosin palamisreaktion reaktiolämpö: 0 = n f 0 (reaktiotuotteet) - n f 0 (lähtöaineet) 0 = 12 f 0 (C2(g)) + 11 f 0 (2(l)) - f 0 (C122211(s)) - 12 f 0 (2(g)) 0 = 12 (-393,5) kj + 11 (-285,8) kj 1 (-2222) kj = -5643,8 kj (/ mooli sakkaroosia) Energiatarve on 10 000 kj/päivä Tarvittava sakkaroosimäärä: 10000 kj n( sakkaroosi) 1,7719 mol 5643,8 kj / mol M(sakkaroosi) = 342,3 g/mol; m(sakkaroosi) = 1,7719 mol 342,3 g/mol = 606,5 g 600 g

3. a) Kaasujen ainemäärät alussa: C 1,00 mol, 2 2,00 mol, C2 1,00 mol, 2 1,00 mol Astian tilavuus: 2,00 dm 3 Alkukonsentraatiot: [C] = 0,500 mol/dm 3, [2] = 1,00 mol/dm 3, [C2] = 0,500 mol/dm 3, [2]= 0,500 mol/dm 3 C(g) + 2(g) C2(g) + 2(g) Q = [ ][ ] [][ ] =,/,/ (,/ )(,/ ) = 0,500 Koska Q < 5,10 (= K), systeemi ei ole tasapainossa ja reaktio etenee oikealle, tuotteisiin päin. Q:n voi ratkaista myös ainemäärillä, kun perustelee, että tilavuudet supistuvat Q:n lausekkeessa pois. b) C(g) + 2(g) C2(g) + 2(g) Alussa 0,500 1,00 0,500 0,500 (mol/dm 3 ) Tasapainossa 0,500-x 1,00-x 0,500+x 0,500+x (mol/dm 3 ) K 0,500 x0,500 x 0,500 x1,00 x 4,10 x 2 8,65x + 2,30 = 0 (x1 = 1,798) 5,10 x2 = 0,312 [C2] = (0,500 + x) mol/dm 3 = (0,500 + 0,312) mol/dm 3 = 0,812 mol/dm 3 V = 2,00 dm 3 n(c2) = c V = 0,812 mol/dm 3 2,00 dm 3 = 1,624 mol 1,62 mol Tehtävän voi ratkaista myös sijoittamalla K:n lausekkeeseen ainemäärät, kun perustelee, että tilavuudet supistuvat pois. c) Kun reaktioastian tilavuus pienenee, paine kasvaa ja tasapainotila siirtyy suuntaan, jossa paine pienenee, eli suuntaan, jossa reaktioyhtälössä on vähemmän kaasumolekyylejä (Le Chatelierin periaate). Koska reaktioyhtälössä on kummallakin puolella yhtä monta kaasumolekyyliä, ei tilavuuden ja paineen muutos siirrä tasapainotilaa mihinkään suuntaan. d) Lämpötilan nosto siirtää reaktion tasapainotilaa endotermiseen eli lämpöä kuluttavaan suuntaan (Le Chatelier). Koska reaktio on eksoterminen ( < 0) eli reaktiossa vapautuu lämpöä, tasapainotila siirtyy vasemmalle, lähtöaineisiin päin, kun lämpötilaa nostetaan.

4. a) apettumisreaktio: Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2 e x Pelkistymisreaktio: Br2(l) + 2 e 2 Br (aq) +1,07 b) Kennon lähdejännite perustilassa on 1,83 V Sinkin hapettumispotentiaali: x + 1,07 V = 1,83 V x = 1,83 V 1,07 V = 0,76 V Sinkin pelkistymispotentiaali = -0,76 V Tai: Lähdejännite: Zn(s) + Br2(l) Zn 2+ (aq) + 2 Br (aq) E 0 = 1,83 V Br2(l) + 2 e 2 Br (aq) E 0 = 1,07 V Zn(s) + Br2(l) Zn 2+ (aq) + 2 Br (aq) E 0 = 1,83 V 2 Br (aq) Br2(l) + 2 e E 0 = -1,07 V Zn(s) Zn 2+ (aq) + 2 e E 0 = 1,83 V -1,07 V = 0,76 V Zn 2+ (aq) + 2 e Zn(s) E 0 = - 0,76 V c) Q = I t = n z F n I t z F 1,50A 3600s Br 0,027984mol 2 1 2 96485As mol M(Br2) = 159,8 g/mol m(br2) = n M = 0,027984 mol 159,8 g/mol = 4,4718 g Kun paristosta otetaan virtaa, bromin massa pienenee. Kun paristosta on otettu virtaa 1,5 A tunnin ajan, on bromin massa pienentynyt arvoon: 365 g 4,4718 g = 360,5282 g 361 mg d) Normaalipotentiaali mitataan siten, että vertailuelektrodina käytetään normaalivetyelektrodia, jonka jännitteeksi on sovittu 0,00 V. Tällöin mittauksessa saatava jännite on mitattavan puolikennon (reaktion) normaalipotentiaali. Mittauksessa tulee vakioida lämpötila (yleensä 298,15 K), kennoliuosten konsentraatio (1,0 M) ja reaktioon osallistuvien kaasujen paine (101,3 kpa).

5. a) 3 N b) 2 N c) 2 N N d) m(sakkaroosi) = 106 g, M(sakkaroosi) = 342,3 g/mol m 106g n( sakkaroosi) 0,30967 mol M 342,3g / mol (sakkaroosi) 0,30967 mol n( aspartaami) n 0,00154835 mol 200 200 M(aspartaami) = 294,3 g/mol m(aspartaami) = n M = 0,00154835 mol 294,3 g/mol = 0,455679 g 456 mg e) muurahaishappo (C22) M(muurahaishappo) = 46,026 g mol 1 n(muurahaishappo) = 0,00154835 mol m(muurahaishappo) = 0,00154835 mol 46,026 g mol 1 = 0,0712644 g = 71,3 mg

6. a) C2(aq) + 2 2(l) C3 (aq) + 3 + (aq) (0 C) = 7,93 10 7 mol/dm 3 (30 C) = 9,82 10 6 mol/dm 3 C3 (aq) + 2(l) C3 2 (aq) + 3 + (aq) (0 C) = 4,21 10 10 mol/dm 3 (30 C) = 1,00 10 9 mol/dm 3 = [ ][ ] [ ] [C ] = [ ] [ ] = [ ] [C ] = [ ] [ ] [C ] = [ ] [ ] p = 7,80 [3 + ] = 10 7,80 0 C: [C ] =,,, (, ) mol/dm 3 = 6,5923 10 5 mol/dm 3 6,59 10 5 mol/dm 3 30 C: [C ] =,,, (, ) mol/dm 3 = 7,7797 10 4 mol/dm 3 7,78 10 4 mol/dm 3 b) CaC3(s) Ca 2+ (aq) + C3 2 (aq) Ks(0 C) = 7,73 10 7 mol 2 /dm 6 Ks(30 C) = 7,25 10 7 mol 2 /dm 6 () = [Ca ][C ] = (0,010 6,59 10 )mol /dm =, / < () () = [Ca ][C ] = (0,010 7,78 10 )mol /dm =, / > () Lämpötilassa 0 C ionitulo < liukoisuustulo, joten kalsiumkarbonaattia liukenee. Lämpötilassa 30 C ionitulo > liukoisuustulo, joten kalsiumkarbonaattia ei liukene.