Tid: 90 minuter
Tillåtna hjälpmedel: Miniräknare, medföljande periodiskt system (går att rycka loss). Avogadros konstant \(N_\mathrm{A} = 6,022 \cdot 10^{23}\).
Svaren till beräkningsuppgifterna ska vara avrundade till ett lämpligt antal gällande siffror, och anges med korrekt enhet.
Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1-2 meningar)
- Vad heter följande verktyg som används på labbet?
(1p) - Vad betyder farosymbolen nedan?
(1p) - I ett experiment upphettades lite fast jod i en bägare täckt av ett urglas med lite is på i, se bilden nedan. Joden övergick då till gasform.
Tack vare isen bildades det återigen fast jod på urglasets undersida.- Vad kallas denna kemiska process när det återigen bildas fast jod? (1p)
- Beskriv denna kemiska process med en reaktionsformel. (1p)
- Beräkna hur mycket 0,250 mol koppar(I)jodid, CuI, väger. (1p)
- Ange hur elektronerna fördelar sig på olika orbitaler i en kväveatom, N. (1p)
Del II. Flervalsfrågor
Tips 1: Läs igenom alla svarsalternativen innan du bestämmer dig för vilket alternativ som är korrekt.
Tips 2: Om det är någon eller några frågor som du inte kan lösa direkt eller nästan direkt, så hoppa över dem så länge. Återkom till de frågorna senare, så vet du hur mycket tid du kan disponera på dem.
- Vilket av följande alternativ beskriver bäst vad plasma är? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Det är samma som ett Bose–Einstein-kondensat.
- Det är en typ av vätska.
- Den består av joniserad gas.
- Den uppstår när en jonförening förgasas.
- Vilket av följande alternativ är det bästa exemplet på en heterogen blandning? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Havsvatten
- Destillerat vatten
- Mässing
- Granit
- Betrakta jord, luft och (destillerat) vatten. Vad kännetecknar dessa tre ämnen? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Alla tre består av endast en typ av kemiskt ämne.
- Alla tre är olika typer av blandningar.
- En av dem är en heterogen blandning, två är homogena blandningar.
- Två av dem är blandningar, en är ett rent ämne.
- Alkemi var lika mycket mystik och magi som vetenskap. På vilket sätt bidrog dock alkemisterna till kemins utveckling (som vetenskap)? Ringa in ett alternativ. (1p)
- De upptäckte grundämnena bly och guld.
- De formulerade atomteorin som förklarar materiens uppbyggnad.
- De var de första som definierade och skilde på kemiska föreningar och blandningar av olika slag.
- De utvecklade grundläggande laboratorietekniker.
- John Daltons atomteori var revolutionerande. Vilket av följande påståenden kännetecknar Daltons atomteori? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Atomer består av en liten, tung kärna och elektroner som kretsar i specifika energinivåer.
- Alla atomer av ett grundämne är identiska, och deras egenskaper beror på deras massa.
- Atomer är i ständig rörelse och deras kollisioner förklarar gasers tryck och temperatur.
- Olika isotoper av samma grundämne har olika antal protoner men samma antal neutroner.
- Uran används som kärnbränsle i kärnkraftverk. Den vanligaste isotopen i naturen är uran-238. Vad är sant om denna isotop? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Den har atomnumret 92.
- Den har en atommassa på exakt 238 u.
- Den har fler protoner än neutroner.
- Den har 238 protoner.
- Atommassan för C (kol) är 12,0 u. Vilken av följande förklaringar är korrekt? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Atommassan anger hur många protoner och neutroner kolatomen har.
- Atommassan är genomsnittliga massan för alla isotoper av kol.
- Atommassan anger massan på den vanligast förekommande isotopen av kol.
- Inget av ovanstående alternativ.
- Kalciumkarbonat (CaCO3) är den huvudsakliga beståndsdelen i kalksten och snäckskal. Vilken är kalciumkarbonatens formelmassa? Använd atommassorna nedan.
Atomslag
Atommassa
Ca
40,08u
C
12,01u
O
16,00u
Ringa in ett alternativ. (1p)
- 96,16u
- 124,1u
- 68,09u
- 100,1u
- Enligt Bohrs atommodell, hur många elektroner har en natriumatom i sitt yttersta elektronskal (valensskalet)? Ringa in ett alternativ. (1p)
- 1 elektron
- 2 elektroner
- 8 elektroner
- 11 elektroner
- I reaktionen när magnesium förbränns i luft bildas magnesiumoxid. Vilken av reaktionsformlerna nedan är korrekt? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Mg + O2 → Mg2O
- 2Mg + O2 → 2MgO
- Mg + O → MgO
- Mg + O2 → MgO2
- När kalcium reagerar med fluorgas sker det en redoxreaktion där det bildas kalciumfluorid. Vilken av nedanstående reaktioner beskriver korrekt den oxidation som sker? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Ca → Ca2+ + 2e–
- F + e– → F–
- F2 + 2e– → 2F–
- Ca → Ca+ + e–
- Vilket av följande grundämnen oxideras mycket lätt och omvandlas då till en envärt positiv jon? Ringa in ett alternativ. (1p)
- K
- Ca
- Ne
- Cl
- Vilken av följande atomer eller joner har störst radie? Ringa in ett alternativ. (1p)
- F
- Ne
- Na+
- Mg2+
- När en atom av grundämnet klor (Cl), med elektronkonfigurationen 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵, bildar en kloridjon (Cl⁻), hur förändras dess elektronkonfiguration? Ringa in ett alternativ. (1p)
- Dess elektronkonfiguration förändras inte alls vid jonbildning.
- Dess elektronkonfiguration ändras till 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶.
- Dess elektronkonfiguration ändras till 1s² 2s² 2p⁶.
- Dess elektronkonfiguration ändras till 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴.
Del III. Frågor som kräver ett utredande svar
Fullständiga beräkningar krävs. Svaren ska vara avrundade till lämpligt antal gällande siffror och anges med korrekt enhet.
- Innan Rutherford genomförde sitt ”guldfolie-experiment”, hade man en viss syn på atommodellen. Redogör för
- atommodellen innan Rutherfords experiment;
- ”guldfolie-experimentet”; och
- vad ”guldfolie-experimentet” fick för konsekvenser för atommodellen.
Rita bilder för att hjälpa till att förklara! (3p) - I ett glas med lättmjölk finns det cirka 150 g vatten. Beräkna det totala antalet väteatomer i glaset. (3p)
Språk och kommunikation (3p)
Facit
Betygsgränser
Max: 29
Medel: 24,9
E: 12
D: 17
C: 21
B: 23
A: 26
Del I. Frågor som bara kräver ett kort svar (ett ord eller 1–2 meningar)
- Degeltång
- Frätande
-
- Deposition (sublimering, återsublimering)
- I2(g) → I2(s)
Kommentar:
Värme (energi) behöver inte vara med i reaktionsformeln. Svaret ”I2(g) → I2(s) + värme” ger 0,5p.
- 47,6g
Kommentar: Även 48g och 47,61g godtas.
Lösning \[m_\mathrm{CuI} = M_\mathrm{CuI} \cdot n_\mathrm{CuI} = (63,55 + 126,9)\mathrm{g/mol} \cdot 0,25\mathrm{mol} = 47,6125\mathrm{g} ≈ 47,6\mathrm{g}\]
- 1s2 2s2 2p3
Del II. Flervalsfrågor
- c
- d
- d
Lösning: Jord är en typ av heterogen blandning, luft är en typ av homogen blandning och destillerat vatten är ett rent ämne. - d
- b
- a
Lösning: Uran har atomnummer 92 = 92 protoner, och 238 - 92 = 146 neutroner. - b
- d
- a
Lösning: Natrium har atomnummer 11. Elektronkonfigurationen blir K:2, L:8, M:1. Yttersta skalet (M) har 1 valenselektron. - b
- a
- a
- a
Lösning: Storleken (atomradien) minskar åt höger i en period, eftersom högre kärnladdning drar till sig elektronerna mer. Därför är F större än Ne. Alla partiklarna Ne, Na+ och Mg2+ har samma antal elektroner (10 st, fördelade på K:2 och L:8). Eftersom Mg har 12p+ i sin kärna kommer den att dra hårdast i elektronerna. Mg2+ kommer därmed att vara minst av de fyra partiklarna, följt av Na+. - b
Del III. Frågor som kräver ett utredande svar.
- Innan Rutherfords experiment hade man Thomsons ”plumpudding-modell”, där de negativt laddade elektronerna var instoppade i den positivt laddade atomen som ”russinen i en russinkaka”. Rutherford genomförde ett experiment där han besköt en guldfolie med alfapartiklar. Om Thomsons ”plumpudding-modell” stämde, så borde alfapartiklarna ha farit rakt igenom. Istället rikoschetterade ungefär en av 8000 alfapartiklar. Därför drog Rutherford slutsatsen att atomen måste till allra största delen vara tomrum med en kompakt kärna och elektronerna kretsande kring atomkärnan.
Bedömning:
E – Eleven gör en godtagbar beskrivning av experimentet och antingen Thomsons eller Rutherfords atommodell.
C – Eleven redogör utförligt för experimentet samt Thomsons och Rutherfords atommodeller utifrån två av punkterna nedan.- Plumpudding-modell med negativa elektroner i en positiv ”deg”.
- Rutherford drar slutsatsen att atomen till största delen är tomrum.
- Rutherford drar slutsatsen att den största delen av atomens massa är koncentrerad till en liten atomkärna
- Rutherford drar slutsatsen att elektronerna kretsar i banor kring atomkärnan.
A – Eleven redogör utförligt och nyanserat för experimentet samt Thomsons och Rutherfords atommodeller utifrån minst tre av punkterna ovan.
- Lösning
\[N_\mathrm{H} = 2N_\mathrm{H_2O} = 2n_\mathrm{H_2O} \cdot N_\mathrm{A} \\ n_\mathrm{H_2O} = \frac {m_\mathrm{H_2O}}{M_\mathrm{H_2O}} = \frac {150\mathrm{g}}{(1,008 \cdot 2 + 16,00)\mathrm{g/mol}} = 8,3250325\mathrm{mol} \\ N_\mathrm{H_2O} = 8,3250325\mathrm{mol} \cdot 6,022 \cdot10^{23}\mathrm{/mol} = 5,01387655 \cdot 10^{24} \\ N_\mathrm{H} = 2 \cdot 5,01387655 \cdot 10^{24} = 1,00277531 \cdot 10^{25} ≈ 1,00 \cdot 10^{25}\]Bedömning
+1p – Eleven gör en godtagbar ansats, genom att till exempel beräkna \(M_\mathrm{H_2O}\) korrekt eller ställa upp ett korrekt uttryck för \(n_\mathrm{H_2O}\).
+1p – Eleven beräknar \(n_\mathrm{H_2O}\) korrekt.
+1p – Eleven beräknar \(N_\mathrm{H_2O}\) korrekt.
+1p – Eleven beräknar \(n_\mathrm{H}\) korrekt.
+1p – Eleven redovisar korrekt någon storhet i beräkningen.
+1p – Eleven redovisar korrekt någon enhet som inte anges i uppgiften i beräkningen.
