V. ANYAGSZERKEZET (Középszint)

Átírás

1 V. ANYAGSZERKEZET (Középszint) V FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK B D D A C B B A B 1 C C A C C D C A C A 2 B B A D B D A V.. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Veyületek összehasonlítása A ekula - σ-kötéseinek száma: CO 2 NH SO π-kötéseinek száma: nemkötő e-párjainak száma: alakja: 6. lineáris 7. trionális 8. V-alakú piramis - polaritása: 9. apoláris 40. dipólus 41. dipólus A központi atom veyértéke: A veyület szilárd halmazát összetartó leerősebb kölcsönhatás: 45. diszperziós kh. 46. hidroénkötés 47. dipólusdipólus kh. Elemek összehasonlítása Az elem menevezése 48. kálium 49. szén 50. klór Veyértékelektronok Kristályrácsának típusa 51. fém- 52. atom- (yémánt) A rácsösszetartó erő Melyik közülük a lemaasabb olvadáspontú? Melyik jó elektromos- és hővezető közülük? Melyik közülük a lealacsonyabb forráspontú? Standardállapotban a halmazában működő kötőerő(k) fémes kötés 57. szén 58. kálium 59. klór fémes kötés 55. kovalens kötés (yémánt) 61. kovalens kötés (yémánt) 5. e- kula- 56. diszperziós kh. 62. kovalens kötés

2 Kémiai részecskék összehasonlítása Kémiai jel N(p + ) N(e ) Párosítatlan elektronok száma Atommaok térbeli elrendeződése 6. Ca NH tetraéderes 68. M pl. N* 71. 7* 72. 7* V-alakú * Bármely helyes válasz elfoadható: pl. P, As stb. és a mefelelő részecskeszám. V. 4. EGYÉB FELADATOK Gázok előállítása a leveőből 78. A ázok kinyerési sorrendje növekvő forráspont szerint történik: neon, nitroén, aron, oxién, kripton, xenon. 79. A nemesázok: aron, neon, hélium, kripton, xenon. A forráspontjuk a rendszám növekedésével, tehát a hélium, neon, aron, kripton, xenon sorrendben nő, mert az atomtöme növekedésével az atomok között ható másodrendű kötőerők (diszperziós kötések) naysáa növekszik. 80. m(n 2 ) 56 millió tonna 5,6 k n(n 2 ) m/m 2,0 9 k A leveő nitroéntartalma 78,0 térfoat% 78,0 % A szüksées leveő: 2,0 9 k / 0,780 2,56 9 k pont V(leveő) 2,56 9 k 24,5 m / k 6, m m(leveő) 2,56 9 k 29 k/k 7,4 k 7,4 7 tonna A teljes leveő tömee: m 5,0 15 tonna A felhasznált leveő ennek (7,4 7 / 5 15 ) 0% 1,5 6 %-a. 81. A leveő 0,9 térfoat% 0,9 % aront tartalmaz. A fenti leveőmennyisében: n(ar) 2,56 9 k 0,009 2,4 7 k m(ar) 2,4 7 k 40 k/k 9,6 8 k. 9,6 8 k 9,6 5 tonna > tonna. Íy a nitroénhez felhasznált leveőből nyert aron fedezi a szüksées aron mennyiséet. 15 pont

3 Holt-teneri só 82. Képlet 20 0 C 50 0 C NaCl 6 7 CaCl 2 74,5 16,8 K 2 SO 4 11,1 16,5 KCl 4 42,6 KBr 65,2 80,2 KI MCl 2 54,5 59 MSO 4 44,5 50,4 8. A só oldhatósáát telített oldatának összetételével jellemezzük. 84. a) K 2 SO 4 b) NaCl 85. (A példa szöveéből hiányzik, hoy 20 C-ról van szó.) NaCl-ra: KI-ra: x y x 144,4 y 186,1 4 pont 86. b és c 87. MCl 2 (sz) M 2+ (aq) + 2 Cl (aq) 1 V. 5. SZÁMÍTÁSOK 88. a) M(biotit) M(A) + 9, M(A) + 44,1 (/) A veyület 1 -jának 82,52 töme%-a: m 44,1 17,48 A veyület 17,48 töme%-a: m 44,1 72,9 M(A) 82,52 M(A) 24, /, tehát A M, tehát a képlet KM (AlSi O )(OH) 2 b) Ha Y Fe +, akkor 1 veyületben: m(fe) 2 55,8 111,6 m(x) M(X) 111,6 / 1,4 78,04, M(X) 26,0 /. Ilyen áris tömeű elem nincs. Ha Y Cr +, akkor1 veyületben m(cr) m(x) M(X) 4,6 / 1,4 72,7, M(X) 24,2 /, íy X M, tehát a képlet M Cr 2 (SiO 4 ). pont

4 89. a) A áris tömeek: M(NH 4 NO ) 80 /, M(P 2 O 5 ) 142 /, M[Ca(H 2 PO 4 ) 2 ] 24 /, M(K 2 O) 94 /, M(K 2 SO 4 ) 174 / V(eredeti oldat) 0 ml 0 cm m(eredeti oldat) 0 cm 1,15 /cm 115 A benne levő hatóanya: m(n) 11,5, n(n) 11,5 / 14 0,8214, ez mefelel: 0,8214/2 80 / 2,9 NH 4 NO -nak m(p 2 O 5 ) 0, ,90, n(p 2 O 5 ) 6,90 / 142 / 4,86 2 ez mefelel: 4, / 11, Ca(H 2 PO 4 ) 2 -nak m(k 2 O) 0, ,20, n(k 2 O) 9,20 / 94 / 9,79 2 ez mefelel: 9, / 17,0 K 2 SO 4 -nak Az tápoldathoz 2,9 NH 4 NO -ot, 11, Ca(H 2 PO 4 ) 2 -ot és 17,0 K 2 SO 4 -ot kell feloldani (115 2,9 11, 17,0 5,8, azaz 5,8 cm desztillált vízben). b) Az öntözővíz koncentrációjának meállapítása: 6 ml tápoldatban van: 6 0,8214 0,0246 NH 4 NO, ,86 2 2,92 Ca(H 2 PO 4 ) 2, 0 6 9,79 2 5,87 K 2 SO 4. 0 pont A koncentrációk (mivel 2 liter, azaz 2 dm az öntözővíz térfoata): c(nh 4 NO ) 0,0246 / 2 dm 0,012 /dm 12, m/dm, c[ca(h 2 PO 4 ) 2 ] 2,92 / 2 dm 7,4 4 /dm 1,46 m/dm, c[k 2 SO 4 ] 5,87 / 2 dm 2,94 /dm 2,94 m/dm. pont 1 pont 90. a) Mérőhenerrel mérjük ki a tömény sósavat, majd ey 2,00 dm -es mérőlombikba töltve desztillált vízzel felhíítjuk. b) 5,00 cm sósav tömee: m(oldat) 5,00 cm 1,18 /cm 5,90. ebben a hidroén-klorid tömee: m(hcl) 5,90 0,60 2,12, 2,12 amelynek anyamennyisée: n(hcl) 6,5 / 5,81 2. Ennyi HCl lesz a 2,00 dm oldatban is, íy a koncentráció: 0,0581 c 0,0290 /dm. 2 dm c) 20,0 cm oldatban van: n(hcl) 0,0200 dm 0,0290 /dm 5,80 4. A NaOH + HCl NaCl + H 2 O eyenlet alapján 5,80 4 NaOH semleesíti. 4 n 5,80 A NaOH-oldat térfoata: V c 0,0 /dm 5,80 dm 5,80 cm. 9 pont

5 91. 0 cm,0%-os oldat tömee: 95,7, amelyben 9,57 ammónia van. A véső oldat 20 töme%-os, ehhez mé x ramm ammóniát használtunk: az oldat tömee (95,7 + x), az oldott anyaé (9,57 + x) lesz. A keletkező oldat 20,0 töme%-os, íy: 9,57 + x 0,200 95,7 + x Ebből: x 11,96 ( 12,0) [+ 9,57 ammónia elvi hiba.] (Más levezetés, például a keverési eyenlet is elfoadható: 95,7 % + x 0% (95,7 + x) 20% x 12,0.) A feloldandó ammóniaáz anyamennyisée: 12, 0 n(nh ) 0,706, 17, 0 a térfoata pedi: V(NH ) 0,706 24,5 dm / 17, dm. A keletkező oldat tömee: 95,7 + 12,0 7,7, térfoata pedi: 7,7 V 116,7 cm. 0,92 cm pont 92. A reakcióeyenletek: N 2 + H 2 2 NH 4 NH + 5 O2 katalizátor 4 NO + 6 H2O 2 NO + O 2 2 NO 2 4 NO 2 + O H 2 O 4 HNO (már rendezve volt) a) Avoadro törvénye miatt 5,00 m nitroénhez a reakció eyütthatói alapján éppen 15,0 m uyanolyan állapotú hidroénáz szüksées. b) 5,00 m standardállapotú áz anyamennyisée: 5000 dm n(n 2 ) 204, 1 24, 5 dm / - ebből 408,2 ammónia képződne, a kitermelés miatt viszont csak: 0,95 408,2 87,8 ammónia képződik. - 87,8 ammóniából uyanennyi mól helyett a kitermelés miatt: 0,9 87,8 49,0 NO képződik. - Ebből az eyenletek szerint épp uyanennyi, 49,0 salétromsav képződik. - Ennek tömee: m(hno ) 49,0 6 / Az oldat 70 töme%-os: m (oldat) , ,4 k. pont

6 VI. ANYAGSZERKEZET (Emelt szint) VI FELELETVÁLASZTÁSOS TESZTEK B B C B E C B D D 1 E D E D B E B D E A 2 B B D C A A VI.. TÁBLÁZATKIEGÉSZÍTÉS Oxiéntartalmú ekulák összehasonlítása A ekula képlete 26. H 2 O 27. CO SO 2 Protonok száma a ekulában Atommaok száma a ekulában Pi-kötések száma a ekulában Nemkötő elektronpárok száma a ekulában A ekula alakja 4. V-alak 5. lineáris 6. V-alak Kristályos állapotban a rácsösszetartó erő (pontos név) Melyik közülük a lemaasabb forráspontú? Standardállapotban a halmazában működő kötőerő(k) 7. H- kötés 40. H 2 O 41. H- kötés, kovalens 8. diszperziós 42. kovalens 9. dipólus-dipólus 4. kovalens Atomok, ionok, ekulák összehasonlítása Kémiai jel N(p + ) N(e ) Párosítatlan elektronok Lezárt héjai száma Atommaok térbeli elrendeződése 44. S K,L NH tetraéder 50. Be K Cu K, L, M SiH tetraéder

7 Elemek és a belőlük származó veyületek összehasonlítása Veyjel 61. C 62. O 6. H Veyértékelektronok száma Párosítatlan elektronok száma A lezárt héjak száma Az elem halmazállapota standard nyomáson, 25 C-on Az elem rácstípusa 67. szilárd 68. áz 69. áz 70. atomrács (yémánt) 71. ekularács A veyület képlete 72. CO (vay CO 2 ) 7. H2O (vay H 2 O 2 ) A veyület rácstípusa 74. ekularács 75. ekularács A veyület halmazállapota standard nyomáson, 25 C-on 76. áz 77. folyadék Elemek és veyületük jellemzése Az elem veyjele 78. O 79. M A két elem rendszáma közti különbsé A párosítatlan elektronok száma az alapállapotú atomban Az atomsuarak viszonya Az atom lezárt héjainak betűjelei 80. r(m) > r(o) 81. K A természetben előforduló ionjának kémiai jele 82. O 2 8. M 2+ Az ion atomjából való képződésének eyenlete 84. O + 2e O M M e Az atom és a belőle képződött ion méretének összehasonlítása Az ion lezárt héjának betűjelei 86. az ion a nayobb A két ion méretének viszonya 88. r(m 2+ ) < r(o 2 ) Az elektroneativitások viszonya 89. EN(M) < EN(O) 87. az atom a nayobb Az elem rácstípusa (szilárd halmazállapotban) 90. ekularács 91. fémrács A két elem eyesülésekor képződött veyület képlet A két elem eyesülésekor képződött veyület rácstípusa 92. MO

8 VI. 4. EGYÉB FELADATOK Haloének 9. fluor: 9 proton, 9 elektron, neutron jód: 5 proton, 5 elektron, 74 neutron 94. A fluor tömeszáma 19, a jódé Cl: 17 proton, 17 elektron, 18 neutron, 7 Cl: 17 proton, 17 elektron, 20 neutron Br: 5 proton, 5 elektron, 44 neutron, 81 Br: 5 proton, 5 elektron, 46 neutron 4 pont 96. A r (Cl) 4,97 0, ,97 0,242 26, ,958 5,45 A r (Br) 78,92 0, ,92 0,491 40, ,902 79,91 9 pont Kísérletek jóddal és kalcium-kloriddal 97. A jód szublimált, majd a őzök a hide falon lecsapódtak. A kémcső létere a szublimálódott jódtól halványlila lehetett. 98. A kalcium-klorid oldódása exoterm folyamat lehetett. (Vay: az oldáshő neatív előjelű.) Indoklás: a szublimáció eneriaiényes folyamat, amelyet az oldódás során felszabadult hő (ey része) biztosított. 5 pont Oldatok vizsálata 99. Szuszpenzió. [Vay: heteroén rendszer. Vay: a szilárd só és a vele eyensúlyban lévő telített oldat.] 0. A 1 : túltelített oldat B 1 : telítetlen oldat (vay: hí) C 1 : telített oldat pont 1. A 2 : telített oldat B 2 : telítetlen (vay épp telített) oldat C 2 : telített oldat pont 7 pont Kísérletek kénnel 2. A kénnek nayobb a sűrűsée a vízénél. (Vay: 1 /cm -nél nayobb a sűrűsée.). A kén yakorlatila vízben oldhatatlan. Anyaszerkezeti mayarázat: a polaritásbeli különbséekkel (a víz dipólusos, H-kötésre képes, a kén apoláris ekulákból áll). 4. A víz nay felületi feszültsée meakadályozza az apró kénszemcsék lesüllyedését. A vízekulák közti erős hidroénkötések miatt alakul ki a nay felületi feszültsé. 5. Az epesavnak apoláris és poláris része is van (amfipatikus tulajdonsáú). Az apoláris felükkel a kénszemcsék felé fordulva beborítják azokat, íy a most már poláris felszínű szemcsék lesüllyednek a vízben. Azt mondjuk, hoy az epesav felületaktív anya, és ezzel csökkenti a víz felületi feszültséét. pont 6. Az állatok apoláris kültakaróval borított lábát a felületaktív anyaok körülveszik, és íy csökkentve a víz felületi feszültséét a rovarok elsüllyednek és belefulladnak a vízbe. 9 pont

9 VI. 5. SZÁMÍTÁSOK 7. a) Molekula (a felfedezés éve) Kétatomos ekulák Képlet Koncentráció ekula/m /dm /m hidroén (1970) H 2 1, ,7 17, 14 szén-monoxid (1970) CO 1, ,7 21 4,7 17 Háromatomos ekulák hidroén-cianid (1970) HCN 4, , , ,7 24 4,5 20 kén-hidroén (1972) H 2 S 1, ,7 25 5,7 21 Többatomos ekulák ammónia (1968) NH 1, ,7 2 2, pont b) c(co) 1,7 21 /dm 1,7 18 /m 1,0 1,0 CO tehát 5,9 17 m térben van. 18 1,7 m ρ(co) 4,7 17 /m, 1,0 1,0 CO tehát 2,1 16 m térben van. 17 4,7 m 1 pont

10 8. a) Ha két áz sűrűsée meeyezik, akkor (átlaos) áris tömeük is meeyezik. [M 2,0 /] Veyünk pl. 1,00 ázeleyet, abban x CH 4 -t és íy (1,00 x) CO 2 -t, akkor az átlaos áris tömere a áris tömeek seítséével felírhatjuk: 16,0x + (1,00 x)44,0 2,0 Ebből: x /7 0,429 Az eley összetétele: 42,9 x% ϕ% CH 4 és 57,1 ϕ% CO 2. A tömeszázalékos összetétel: 16,0 / 7 0% 21,4 w% CH 4 és 78,6 w% CO 2. 2,0 m M 2,0 / A sűrűsé: ρ 1,1 /dm. V V m 24,5 dm / b) Ha a sűrűsé a felére csökkent, akkor az átla áris töme is a felére csökkent. [M 16,0 /] 14,0 k eredeti ázeley anyamennyisée: 14,0 k n(eredeti) 0,475 k 2,0 k/k A keletkező 15,0 k ázeley anyamennyisée: 15,0 k n(új) 0,975 16,0 k/k Ez alapján a hozzáadott ismeretlen áz anyamennyisée: n(x) 0,975 k 0,475 k 0,500 k Az ismeretlen áz áris tömee: 1,00 k M(X) 2,00 k/k 2,00 /. 0,500 A áz csak a hidroén (H 2 ) lehet. A térfoat%-os összetétel az anyamennyisé-százalékkal eyezik íy: 0,500 x% ϕ% 0% 5,% H 2. 0, pont 9. 0 cm oldat 8,5 tömeű. benne 0,500 HCl van, amelynek tömee 18,25. 18,25 a) A töme%: 0,168, azaz 16,8 töme%-os. 8,5 b) 18,25 + x 0,200 8,5 + x ebből x 4,1 4,1 HCl anyamennyisée (m/m): 0,118. Ennek térfoata (24,5 dm /): 2,89 dm. c) Az oldat tömee: 8,5 + 4,1 112, ,81 A térfoat: V 1,0 /cm 2,6 cm, azaz 2,6 cm -rel nőtt a térfoat. 1

11 1. a) A tömény kénsavoldat tömee: 50,00 cm 1,84 /cm 92,0. Ebben van: 0,98 92,0 90,16 kénsav. A kénsav anyamennyisée: M(H 2 SO 4 ) 98 / 90, 16 n( HSO 2 4) 092,. 98 Ennyi kénsav lesz az 500,0 cm oldatban is, íy annak koncentrációja: 0,92 c 0,500 dm 1,84 /dm. b)a keletkezett oldat tömee: 500 cm 1,11 /cm 555. Az oldat töme%-os kénsavtartalma: 9016, 0162, 16,2 töme%. 555 c)az eredeti oldathoz adott víz: ,0 46, azaz 46 cm. [Tehát nem cm!] 9 pont 111. a)a mól%-os összetétel: n( KOH) n( KOH) 0% n( oldat) n( KOH) + n( víz) 0% Például 0 oldat adatait felhasználva (20 KOH és 80 víz): 20 n ( KOH ) 0, n ( víz) 4, 4 18 A mól%-os KOH-tartalom: x% 0,57 0% 7,4%. 80 0,57 + 4,444 0% b) Kiszámíthatjuk pl. az oldat tömekoncentrációját: ρ (KOH) c(koh) 56 / 25,8 /dm. 1,000 dm oldatban lévő 25,8 KOH viszont a 20,0 töme% fiyelembevételével: 25, oldatban van. 0,200 Az oldat sűrűsée íy: m 1179 ρ 1,179. V 00 cm cm c) A semleesítés eyenlete: 2 KOH + H 2 SO 4 K 2 SO H 2 O Például 0 oldatban lévő 20,0 KOH-dal száva a korábban kiszámított 0,57 KOH-hoz az eyenlet alapján szüksées:

12 n( H2 SO4 ) 0,57 0,179 2 m( H2 SO4 ) 0,179 98,0 17,5 ennyi kénsav,0 töme%-os oldat 175 -jában van, a keletkezett oldat tömee tehát 275, a reakció során keletkező kálium-szulfát szintén 0,179, ennek tömee: m ( K 2 SO4 ) 0, ,1, az oldat kálium-szulfát-tartalma: 1, % 11, töme%. 15 pont 112. a) A lenayobb kitermelést akkor kapjuk, ha 0 C-on telített oldatot 0 C-ra hűtünk. 871 só felhasználásakor pl. 118, só marad vissza az oldatban, íy: , 752,7 sót kapunk vissza. A kitermelés: 752,7 871,0 0% 86,4%-os. b) Endoterm folyamat ( aq 0 kj/) H. sz A Le Chatelier-elv értelmében a hőmérséklet emelése az eyensúlyt az endoterm folyamat irányába tolja el. Az ammónium-nitrát oldhatósáa a hőmérséklet emelésével nő, vayis az oldódás és a kikristályosodás közül az oldódás irányába tolódik az eyensúly, azaz ez az endoterm irány. c) I. meoldás Az oldat: C-on 292 0% 65,8% ammónium-nitrátot tartalmaz, C-on ,% ammónium-nitrátot tartalmaz. A keverési eyenlet alapján: 0 0,658 + x 1,000 (0 + x) 0,85 A meoldás: x 12,6, vayis 12,6 ammónium-nitrát oldható fel. pont [II. meoldás: 20 C-on 0 oldatban van 65,8 NH 4 NO és 4,2 víz. 4,2 víz 80 C-on: 580 y y 198,4 sót old. 0 4,2 Mé feloldható: 198,4 65,8 12,6 ammónium-nitrát. III. meoldás 20 C-on 0 oldatban van 65,8 NH 4 NO és 4,2 víz. 80 C-on mé z ramm só oldható, íy (0+z) ramm oldat és (65,8+z) ramm ammónium-nitrát lesz benne.

13 Ez az oldat már 85,%-os: 65,8 + z 0,85 z 12,6.] 0 + z 11. a) A hevítési maradék: K x N y O z. 0 -jában 45,9 K, 16,5 N és 0 45,9 16,5 7,6 O van. Az anyamennyiséek (n m/m): 1,177 K, 1,179 N, 2,5 O Ebbből: x : y : z 1,177 : 1,179 : 2,5 1 : 1 : 2 A képlet: KNO 2. A színtelen áz csak oxién lehet. A kiindulási anyaból oxién távozott, akkor az csak KNO lehet. A neve kálium-nitrát. A bomlás eyenlete: KNO KNO 2 + 0,5 O 2. b) 1,000 KNO anyamennyisée (M 1 /): 0, Fele ennyi O 2 fejlődik: 0, Ennek térfoata (V n V M ): 0,121 dm a)a reakcióeyenlet és a áris tömeek: MCl 2 + K 2 CO MCO + 2 KCl 95 / 18 / 84 / 74,5 / 217,5 oldatban van: 0,17 217,5 29,8 kálium-klorid. Ennek anyamennyisée: 29, 8 n 0, , 5 Az eyenlet alapján 0,200 csapadék képződött: 0, / 16,8. b)az eyenlet alapján ehhez 0,200 K 2 CO -ra volt szüksé: 0, / 27,6. A felhasznált kálium-karbonát-oldat tömee: m CO aq 27,6 0, [ ( )]. K2 c)az eyenlet alapján a manézium-klorid anyamennyisée: 0,200, tömee: 0, / 19,0. A felhasznált manézium-klorid-oldat tömee: 217,5 (ennyi a maradék) + 16,8 (ez a kicsapódott anya tömee, ami eredetile szintén az oldatban volt) 184 (a 15%-os kálium-karbonát-oldat) 50, A telített oldatban lévő víz tömee: 50, 19,0 1,. Az oldhatósá kiszámítása: 19, 0 x 1, 0 x 60, 7 tehát az oldhatósá: 60,7 MCl 2 / 0 víz. 15 pont 115. a) A rendezett reakcióeyenlet: Cr 2 O + K N O + 4 KOH 2 K 2 Cr + O4 + K N O H 2 O (Az oxidációsszám-változásokért, a rendezésért )

14 0 0 kálium-kromát: 0,515, 194 ehhez az eyenlet alapján feleannyi, azaz 0,258 Cr 2 O kell. 0,258 A termelést is fiyelembe véve: 0,7 0,68 kell belőle, amelynek tömee: 0, / 55,9 Cr 2 O. b) A 0,68 Cr 2 O -hoz az eyenlet szerint -szoros anyamennyiséű, azaz 1, KNO szüksées, a 20% felesleel eyütt ez: 1,20 1, 1,2, azaz: 1,2 1 / 1 KNO. (Az utolsó 4 pont akkor is meadható, ha az előzőekben rosszul kiszámított króm- -oxidból helyesen szá.) pont