Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 1 af 14 UORGANISK KEMI Fredag den 19. december 2014

Transkript

1 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 1 af 14 Opgave 1. Molekylorbitalteori 1.1 Angiv elektronkonfigurationer for O, Al, Fe 3+ og Br. 1.2 Molekylorbitalteori. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for C 2. b) Angiv bindingsorden for C 2. c) Angiv de magnetiske egenskaber for C 2.

2 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 2 af Ved en to trins oxidation af C 2 kan ionen C 2 2+ tænkes dannet. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for C b) Angiv bindingsorden for C c) Angiv de magnetiske egenskaber for C 2 2+.

3 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 3 af 14 Opgave 2. Reaktioner og navngivning 2.1 Navngivning. Navngiv følgende forbindelser: 5% NH 4 F HNO 3 Na 2 O 2 KHSO 4 Cu 2 O 2.2 Færdiggør og afstem følgende reaktionsskemaer: 5% Ca(s) + H 2 O(l) NaH(s) + H 2 O(l) Ba 2+ (aq) + CO 3 2 (aq) P 4 O 10 (s) + H 2 O(l) Cu 2+ (aq) + S 2 (aq) Opgave 3. Kompleksforbindelser 3.1 Navngiv følgende kompleksforbindelser: [Co(NH 3 ) 6 ]Cl 3 [Co(NH 3 ) 5 Cl]Cl 2 [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ K 3 [Cr(CN) 6 ]

4 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 4 af Opskriv d-orbital diagrammer for følgende komplekse ioner: [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ og [Cr(CN) 6 ] Angiv de magnetiske egenskaber for henholdsvis [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ og [Cr(CN) 6 ] 3. [Cu(H 2 O) 6 ] 2+ : [Cr(CN) 6 ] 3 :

5 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 5 af 14 Opgave 4. Lewisstrukturer og VSEPR 4.1 Angiv Lewisstrukturer og eventuelle resonansstrukturer (med formelle ladninger) for CH 4, SF 6, H 3 O +, NO 3, PF 5 :

6 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 6 af Tegn en tydelig tredimensionel struktur og angiv omtrentlige bindingsvinkler for CH 4, SF 6, H 3 O +, NO 3, PF 5 : 4.3 Angiv for hvert af følgende molekyler/ioner, om de har et dipolmoment, der er forskelligt fra 0: CH 4, SF 6, H 3 O +, NO 3, PF 5 :

7 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 7 af 14 Opgave 5. Reaktioner 5.1 Færdiggør og afstem følgende reaktionsskemaer for følgende stoffers reaktion med rigeligt ilt: 5% Zn(s) + O 2 (g) P 4 (s) + O 2 (g) Li(s) + O 2 (g) Na(s) + O 2 (g) H 2 S(g) + O 2 (g) Phosphorsyre, H 3 PO 4, kan fremstilles ud fra calciumphosphat, Ca 3 (PO 4 ) 2, ved tilsætning af koncentreret svovlsyre. 5.2 Opskriv en afstemt reaktionsligning for fremstilling af phosphorsyre ud fra calciumphosphat. 3% Jern metal kan fremstilles ud fra jern(iii)oxid i en termitreaktion ved høj temperatur. 5.3 Opskriv en afstemt reaktionsligning for fremstilling af jern ud fra jern(iii)oxid og aluminium.

8 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 8 af 14 Opgave 6. Bindingsenergi Betragt forbrændingen af methan, CH 4 : CH 4 (g) + 2O 2 (g) CO 2 (g) + 2H 2 O(l) 6.1 Anvend tabelværdier for bindingsenthalpier til at beregne reaktionsenthalpien for forbrænding af CH 4 : 6.2 Anvend standardenthalpier til at beregne reaktionsenthalpien for reaktionen givet ovenfor. 6.3 Forklar forskellen mellem de beregnede enthalpier i spørgsmål 6.1 og % 6.4 Angiv om reaktionen givet ovenfor er endotherm eller exotherm. 1%

9 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 9 af 14 Opgave 7. Farver og energier [Cr(CN) 6 ] 3 og [CrF 6 ] 3 er komplekse ioner hvor liganderne sidder oktaedrisk omkring centralatomet. Ligandfeltopsplitningerne,, for de to ioner er cm -1 og cm Angiv hvilken af de to ioner ovenfor, der har en ligandfeltopsplitning på cm Angiv bølgelængderne (i nm) af lys med energierne cm -1 og cm -1 Antag at ionerne har et absorptionsmaksimum ved disse energier. 7.3 Beregn energien (i enheden kj mol -1 ) af lyset som de to ioner absorberer. 3% 7.4 Angiv farven på den af de to ioner, som absorberer lys med den laveste energi. Hjælp: brug farvehjulet. 3%

10 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 10 af 14 Opgave 8. Krystalstrukturer CsCl(s) krystalliserer i en simpel kubisk enhedscelle, se figur. 8.1 Angiv hvor mange Cs + ioner og hvor mange Cl ioner en enhedscelle indeholder. Ionradius af Cs + er 174 pm og ionradius af Cl er 181 pm i CsCl. 8.2 Beregn længden af rumdiagonalen for enhedscellen. 8.3 Beregn volumen af enhedscellen. Hjælp: Kantlængden er givet ved 1 3 gange rumdiagonalen. 3% 8.4 Beregn densiteten af CsCl. 3%

11 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 11 af 14 Opgave 9. Born-Haber 9.1 Opstil en Born-Haber cyklus for reaktionsskemaet: K(s) + ½ F 2 (g) KF(s) 9.2 Beregn gitterenthalpien, gitter H, for KF(s) ved beregning ud fra Born-Haber cyklussen ovenfor. 3% Ionradius for K + er 138 pm og ionradius for F er 133 pm. 9.3 Estimer gitterenthalpien, gitter H, for KF(s) ved beregning ud fra Born-Landé ligningen. 3%

12 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 12 af 14 Opgave 10. Identifikation af en ionisk forbindelse En vandig opløsning af en ren ionisk forbindelse er blevet undersøgt og observationerne er blevet noteret: 1. Indikatorpapir viser, at opløsningen er neutral. 2. Opløsningen er farveløs. 3. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter AgNO 3 (aq) kommer der straks et bundfald. 4. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter H 2 SO 4 (aq) kommer der straks et hvidt bundfald. 5. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter BaCl 2 (aq) sker der ingen udfældning. 6. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter gradvist NaOH(aq) sker der ingen udfældning.. 7. Hvis opløsningen tilsættes Na 2 S(aq) sker der ingen udfældning Foreslå mindst 3 forskellige anioner, der giver bundfald ved behandlingen ved punkt Angiv farven på bundfaldene ved punkt 3 for de tre anioner foreslået i opgave Hvilke to kationer er de eneste, der kan give et bundfald ved punkt 4? 10.4 Hvilken analyse kunne man udføre, for at skelne de to kationer i opgave 10.3 fra hinanden? 10.5 Angiv mindst et forslag til en ionisk forbindelse, der kan være det ukendte stof.

13 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 13 af 14 Bilag 2. Data til brug i beregninger Fysiske konstanter: Avogadros konstant: L = 6, mol 1 Plancks konstant: h = 6, J s Lysets hastighed: c = 2, m s 1 Madelung konstant (KF) A = 1,7476 Vakuumpermittivitet ε 0 = 8, F m -1 Elementarladning e = 1, C Born exponent for KF n = 8 Pi π = 3,1416 Termodynamiske data: Bindingsenergi for O=O b H(O=O) = 498 kj mol 1 Bindingsenergi for C H b H(C H) = 416 kj mol 1 Bindingsenergi for C=O b H(C=O) = 806 kj mol 1 Bindingsenergi for H O b H(H O) = 464 kj mol 1 Bindingsenergi for F F b H(F F) = 158 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for H 2 O(l) f H(H 2 O(l)) = 286 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for CH 4 (g) f H(CH 4 (g)) = 74 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for CO 2 (g) f H(CO 2 (g)) = 394 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for KF(s) f H(KF(s)) = 567 kj mol 1 Atomiseringsenthalpi for K(s) a H(K(s)) = 90 kj mol 1 1. ioniseringssenthalpi for K(g) ΙΕ1(K(g)) = 419 kj mol 1 1. elektronaffinitet for F(g) EA1 (F(g)) = 328 kj mol 1 Pythagoras sætning for sidelængderne (a og b) og hypotenusen (c) i en retvinklet trekant: a 2 + b 2 = c 2 Orange Farvehjulet: Rød Gul Violet Grøn Blå

14 Skriftlig prøve i kursus 26173/E14 Side 14 af 14 Periodisk system med atommasser og elektronegativiteter 1 1, ,0026 H He 2,1 3 6, , , , , , , ,180 Li Be B C N O F Ne 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4, , , , , , , , ,948 Na Mg Al Si P S Cl Ar 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,80 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,9 1,9 1,9 1,6 1,6 1,8 2,0 2,4 2, , , , , , ,94 43 (97,907) , , , , , , , , , , ,29 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 1,9 2,2 2,2 2,2 1,9 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2, , , , , , , , , , , , , , , ,98 84 (209) 85 (210) 86 (222) Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 0,7 0,9 1,0 1,3 1,5 1,7 1,9 2,2 2,2 2,2 2,4 1,9 1,8 1,9 1,9 2,0 2,2 87 (223) 88 (226) 89 (227) 104 (261) 105 (262) 106 (263) 107 (262) 108 (265) 109 (266) Fr Ra Ac Rf Db Sg Bh Hs Mt 0,7 0, , , ,24 61 (144,91) , , , , , , , , , ,97 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu , , ,03 93 (237,05) 94 (244,06) 95 (243,06) 96 (247) 97 (247,07) 98 (251,08) 99 (252,08) 100 (257,1) 101 (258,1) 102 (259,1) 103 (262,1) Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr