Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 1 af 14 Opgave 1. Molekylorbitalteori 1.1 Angiv elektronkonfigurationer for C, P, Zn 2+ og I. 2% 1.2 Molekylorbitalteori. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for B 2. b) Angiv bindingsorden for B 2. c) Er molekylet B 2 stabilt?
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 2 af 14 1.3 Ved en et-trins oxidation af B 2 kan ionen B 2 + tænkes dannet. a) Skitser molekylorbitaldiagrammet for B 2 +. b) Angiv bindingsorden for B 2 +. c) Er molekylet B 2 + stabilt?
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 3 af 14 Opgave 2. Reaktioner og navngivning 2.1 Navngivning. Navngiv følgende forbindelser: 5% (NH 4 ) 2 SO 4 KOH NaH SrCO 3 V 2 O 5 2.2 Færdiggør og afstem følgende reaktionsskemaer: 5% Zn (s) + O 2 (g) Na 2 CO 3 (s) + H + (aq) Sr 2+ (aq) + SO 4 2 (aq) Li(s) + O 2 (g) NH 4 + (aq) + OH (aq) Opgave 3. Kompleksforbindelser 3.1 Navngiv følgende kompleksforbindelser: Na[Co(NH 3 ) 2 Cl 4 ] [Cr(NH 3 ) 3 Cl 3 ] [V(H 2 O) 6 ] 3+ K 4 [Fe(CN) 6 ]
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 4 af 14 3.2 Opskriv d-orbital diagrammer for følgende komplekse ioner: [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ og [Co(CN) 6 ] 3-. 3.3 Angiv de magnetiske egenskaber for henholdsvis [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ og [Co(CN) 6 ] 3-. 2% [Fe(H 2 O) 6 ] 3+ : [Co(CN) 6 ] 3- :
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 5 af 14 Opgave 4. Lewisstrukturer og VSEPR 4.1 Angiv Lewisstrukturer og eventuelle resonansstrukturer (med formelle ladninger) for H 2 S, NI 3, CO 3 2, PCl 5 : 4.2 Tegn en tydelig tredimensionel struktur og angiv omtrentlige bindingsvinkler for H 2 S, NI 3, CO 3 2, PCl 5 :
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 6 af 14 4.3 Angiv for hvert af følgende molekyler/ioner, om de har et dipolmoment, der er forskelligt fra 0: H 2 S, NI 3, CO 3 2, PCl 5 : 2% Opgave 5. Reaktioner 5.1 Færdiggør og afstem reaktionsskemaer for følgende stoffers reaktion med overskud af vand: 5% CO 2 (aq) + H 2 O(l) CaH 2 (s) + H 2 O(l) K(s) + H 2 O(l) Na 2 O 2 (s) + H 2 O(l) B(OH) 3 (aq) + H 2 O(l)
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 7 af 14 Svovldioxid kan fremstilles ud fra hydrogensulfid ved afbrænding i ilt. 5.2 Opskriv en afstemt reaktionsligning for fremstilling af svovldioxid ud fra hydrogensulfid. 3% Chrom metal kan fremstilles ud fra chrom(iii)oxid i en termitreaktion ved høj temperatur. 5.3 Opskriv en afstemt reaktionsligning for fremstilling af chrom ud fra chrom(iii)oxid og aluminium. 2%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 8 af 14 Opgave 6. Bindingsenergi Betragt fremstillingen af hydrogen ved Water-gas shift reaktionen: CO(g) + H 2 O(g) CO 2 (g) + H 2 (g) 6.1 Anvend standardenthalpier til at beregne reaktionsenthalpien for Water-gas shift reaktionen. 6.2 Antag at binding mellem oxygen og carbon i CO er en dobbeltbinding. Anvend tabelværdier for bindingsenthalpier til at beregne reaktionsenthalpien for reaktionen givet i 6: 6.3 Differencen mellem de beregnede enthalpier i spørgsmål 6.1 og 6.2 skyldes at oxygen og carbon faktisk laver en tripelbinding i CO. Estimer størrelsen for bindingsenthalpien for tripelbindingen i CO ved hjælp af forskellen i 6.1 og 6.2. 2%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 9 af 14 Opgave 7. Farver og energier [Cr(H 2 O) 6 ] 2+ og [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ er forbindelser hvor liganderne sidder oktaedrisk omkring centralatomet. Forbindelserne absorberer lys med forskellige bølgelængder. Absorptionsmaksimum for [Cr(H 2 O) 6 ] 2+ : 610 nm og for [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ : 570 nm. 7.1 Beregn energien af lys i enheden cm -1 for bølgelængden 610 nm. 2% 7.2 Beregn energien af lys i enheden cm -1 for bølgelængden 570 nm. 2% 7.3 Beregn energien af lys i enheden kj mol -1 for bølgelængden 610 nm. 2% 7.4 Beregn energien af lys i enheden kj mol -1 for bølgelængden 570 nm. 2% 7.4 Angiv farven på to forbindelser: 2% [Cr(H 2 O) 6 ] 2+ : [Cr(H 2 O) 6 ] 3+ :
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 10 af 14 Opgave 8. Krystalstrukturer Kobber-metal (Cu(s)) krystalliserer i en fladecentreret kubisk enhedscelle (fcc). 8.1 Angiv hvor mange metalatomer enhedscellen indeholder. 2% Atomradius af kobber er 128 pm i kobber-metal. 8.2 Beregn længden af fladediagonalen for enhedscellen. 2% 8.3 Beregn volumen af enhedscellen. Hjælp: Kantlængden er givet ved 1 2 gange fladediagonalen. 3% 8.4 Beregn densiteten af kobber-metal. 3%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 11 af 14 Opgave 9. Born-Haber 9.1 Opstil en Born-Haber cyklus for reaktionsskemaet: 2Al(s) + 3/2 O 2 (g) Al 2 O 3 (s) 9.2 Beregn gitterenthalpien, gitter H, for Al 2 O 3 (s) ved beregning ud fra Born-Haber cyklussen ovenfor. 3% Ionradius for Al 3+ er 54 pm og ionradius for O 2 er 140 pm. 9.3 Brug Born-Landé ligningen 3% L A z+ z e U = π ε r 4 0 2 1 1 n til at give et estimat for gitterenthalpien, gitter H, for Al 2 O 3 (s).
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 12 af 14 Opgave 10. Identifikation af en ionisk forbindelse En 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) sker der ingen udfældning. 4. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter H 2 SO 4 (aq) sker der ingen udfældning. 5. Hvis opløsningen først tilsættes lidt HNO 3 (aq) og derefter BaCl 2 (aq) dannes et hvidt bundfald. 6. Hvis opløsningen tilsættes NaOH(aq) indtil den er basisk sker der først en udfældning af et hvidt bundfald. Bundfaldet går i opløsning igen med overskud af NaOH(aq). 10.1 Angiv mindst 2 metalkationer som kan udelukkes ved punkt 4. 2% 10.2 Hvilken anion kan give et bundfald ved punkt 5? 2% 10.3 Hvilken metalkation kunne også give et bundfald ved punkt 5? 2% 10.4 På baggrund af punkt 6 kan metalkationen i 10.3 udelukkes. Angiv mindst en metalkation som passer med reaktionen i punkt 6. 2% 10.5 Angiv mindst et forslag til en ionisk forbindelse, der kan være det ukendte stof. 2%
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 13 af 14 Bilag 2. Data til brug i beregninger Fysiske konstanter: Avogadros konstant: L = 6,022 10 23 mol 1 Plancks konstant: h = 6,626 10-34 J s Lysets hastighed: c = 2,998 10 8 m s 1 Madelung konstant (Al 2 O 3 ) A = 4,040 Vakuumpermittivitet ε 0 = 8,854 10 12 F m -1 Elementarladning e = 1,602 10 19 C Born exponent for Al 2 O 3 n = 7 Pi π = 3,1416 Termodynamiske data: 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 H H b H(H H) = 436 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for H 2 O(g) f H(H 2 O(g)) = 242 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for CO(g) f H(CO(g)) = 111 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for CO 2 (g) f H(CO 2 (g)) = 394 kj mol 1 Dannelsesenthalpi for Al 2 O 3 (s) f H(Al 2 O 3 (s)) = 1676 kj mol 1 Atomiseringsenthalpi for Al(s) a H(Al(s)) = 330 kj mol 1 1. ioniseringssenthalpi for Al(g) ΙΕ1(Al(g)) = 578 kj mol 1 2. ioniseringssenthalpi for Al(g) ΙΕ2(Al(g)) = 1817 kj mol 1 3. ioniseringssenthalpi for Al(g) ΙΕ3(Al(g)) = 2745 kj mol 1 Bindingsenergi for O 2 (g) b H(O 2 ) = 498 kj mol 1 1. elektronaffinitet for O(g) EA2 (O(g)) = 141 kj mol 1 2. elektronaffinitet for O(g) EA2 (O(g)) = 798 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
Skriftlig prøve i kursus 26173/E15 Side 14 af 14 Periodisk system med atommasser og elektronegativiteter 1 1,00794 2 4,0026 H He 2,1 3 6,941 4 9,0121 5 10,811 6 12,011 7 14,007 8 15,999 9 18,998 10 20,180 Li Be B C N O F Ne 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 11 22,990 12 24,305 13 26,982 14 28,086 15 30,974 16 32,066 17 35,453 18 39,948 Na Mg Al Si P S Cl Ar 0,9 1,2 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 19 39,098 20 40,078 21 44,956 22 47,87 23 50,942 24 51,996 25 54,938 26 55,845 27 58,933 28 58,693 29 63,546 30 65,39 31 69,723 32 72,61 33 74,922 34 78,96 35 79,904 36 83,80 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 2,8 37 85,468 38 87,62 39 88,906 40 91,224 41 92,906 42 95,94 43 (97,907) 44 101,07 45 102,91 46 106,42 47 107,87 48 112,41 49 114,82 50 118,71 51 121,76 52 127,60 53 126,90 54 131,29 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 2,5 55 132,91 56 137,33 57 138,91 72 178,49 73 180,95 74 183,84 75 186,21 76 190,23 77 192,22 78 195,08 79 196,97 80 200,59 81 204,38 82 207,20 83 208,98 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 0,7 58 140,12 59 140,91 60 144,24 61 (144,91) 62 150,36 63 151,96 64 157,25 65 158,93 66 162,50 67 164,93 68 167,26 69 168,93 70 173,04 71 174,97 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 90 232,04 91 231,04 92 238,03 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