nationale senior sertifikaat eksamin...

NATIONALE SENIOR SERTIFIKAAT EKSAMIN

PUNTE: 150

TYD: 3 URE

Die vraestel bestaan uit 10 bladsye, 2 inlingtings bladsye en 1 grafiekpapier.

FISIESE WETENSKAPPE: CHEMIE (V2)

JUNIE 2015

VRAESTEL

GRAAD 11

Physical Sciences/P2 June 2015

2 Copyright Reserved Please turn over

INSTRUKSIES EN INLIGTING

1. Skryf jou naam in die gegewe spasie op die FOLIO PAPAIER.

2. Die vraestel bestaan uit SEWE vrae. Beantwoord AL die vrae op die FOLIO PAPIER.

3. Begin ELKE vraag op ‘n NUWE bladsy op die FOLIO PAPIER.

4. Nommer die vrae korrek volgens die nommeringl wat in die vraestel gebruik is.

5. Los ‘n lyn oop tussen twee sub vrae, byvoorbeeld: tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2.

6. Jy mag ‘n nie-geprogrameerbare sakrekenaar gebruik.

7. Jy mag geskikte wiskundige meet instrumente gebruik.

8. Dit word aanbeveel om die aangehegte DATA BLAAIE te gebruik.

9. Wys AL jou formulese en vervangings in Al jou berekeninge.

10. Rond jou finale antwoord af tot ‘n MINIMUM van TWEE desimale plekke.

11. Gee kort motiverings, verduidlikings, et cetera waar gevra is.

12. Skryf netjies en skryfbaar.



VRAAG 1 (MULTIKEUSE VRAE) Vier moontlike antwoorde word gegee vir die volgende vrae.Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. Kies die beste antwoord en skryf neer A, B, C of D langs die vraagnommer (1.1 - 1.10) op jou FOLIOPAPIER.

1.1 `n Sekere massa gas beslaan `n volume (V) in `n geslote houer. As die druk

verdubbel en die temperatuur word gehalveer, sal die volume wees

A ¼ V B ½ V C V D 4 V (2)

1.2 Die kragte tussen die molekules van yskristalle is

A London kragte

B Polere kovalente bindings

C Kovalent bindings

D Waterstofbindings. (2)

1.3 Watter EEn van die volgende gasse beslaan die kleinste volume by STD?

A 4 g helium

B 14 g stikstof

C 32 g suurstof.

D 34 g ammoniak (2)

1.4 `n Ideale gas is geplaas in `n geslote gasspuit. Die druk op die gas word nou

verhoog maar die temperatuur word konstant gehou. Die gemiddelde kinetiese

energie van die gas molekules sal …............

A Verhoog

B bly konstant

C verlaag.

D Verdubbel (2)



1.5 Beskou die volgende geballanseerde vergelyking:

N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g)

Die hoeveelheid stikstof gas benodig om 17 mol ammoniak te berei is

A 17mol

B 25 mol

C 18,5 mol

D 8,5 mol (2)

1.6 10 g van `n monster van elk van die volgende word afgeweeg. Watter van die

volgende besit die grootste aantal molekules of formule eenhede.

A Ammoniak

B Koolstofdioksied

C Salpetersuur

D kaliumhidroksied. (2)

1.7 In watter EEN van die volgende molekules is die binding die meeste polêr?

A HF

B NO

C HCl

D OF2 (2)

1.8 Watter EEN van die volgende besit `n datief kovalente binding?

A HCl

B NH4+

C CH4

D NaCl

1.9 Die gedrag van `n bepaalde massa gas sal afwyk van die van `n ideale gas

gedrag as

A die kinetiese energie van die deeltjies verhoog

B die temperatuur van die gas baie hoog is

C die druk van die gas baie laag is

D waarneembare kragte bestaan tussen die gas molecules (2)



1.10 As die bindingsorde tussen twee atome verhoog sal die,

A bindingsenergie verhoog en die bindingslengte verhoog

B bindingsenergie verlaag en die bindingslengte verlaag

C bindingsenergie hoog en die bindingslengte verlaag

D bindingsenergie verhoog en die bindingslengte verhoog of verlaag (2)

[20] VRAAG 2. ( BEGIN OP `N NUWE BLADSY) Beskou die verbindings hier onder en beantwoord die vrae:

CO2, CH4, N2, H2O, HCl, NaCl, NH3

2.1 Verduidelik die verskil tussen `n kovalente binding en `n ioniese binding. (2)

2.2 Noem die tipe chemiese binding wat vorm tussen die deeltjies in

2.2.1 NaCl (1)

2.2.2 HCl (1)

2.3 Teken die Lewis strukuture vir

2.3.1 CH4 (2)

2.3.2 H2O (2)

2.4 Skryf neer die vorm van CO2 en NH3 volgens die VSEPR teorie. (2)

2.5 Is die NH3 molekule POLêR OF NIE POLêR,? Verduidelik jou antwoord (3)

2.6 Neen die volgende molekules en ag

NO2, AlF3, HF, KCl, SO2

2.6.1 Bepaal of die bindings wat gevorm het as POLÊR KOVALENT, NIE-

POLÊR KOVALENT of IONIES deur gebruik te maak van

elektronegatiwiteit. (5)

2.6.2 Definïeer elektronegatiwiteit? (2)

2.6.3 Verduidelik hoekom `n BF3 molekule nie-polêr is, alhoewel dit `n polêre

bindings is? (3)

[23]



VRAAG 3 (BEGIN OP `N NUWE BLADSY)

Lug is `n mengsel van verskeie gasse. Die gasse kan geskei word deur fraksionele distilasie van vloeibare lug. Die tabel hieronder toon inligting van sommige van die gasse wat in lug voorkom.

Naam Formule Kookpunt (0C) Helium He -269,0 Suurstof O2 -18.0 Koolsofdioksied CO2 -78,5 Stikstof N2 -19.9 Swaweldioksied SO2 -72,0 Argon Ar -185,9

3.1 Definïeer die term kookpunt. (2)

3.2 Watter gas is nie `n vloeistof by -200 (1)

3.3 Helium, suurstof, stikstof en argon het almal dieselfde tipe kragte tussen hulle deeltjies. Noem die tipe krag tussen hulle deeltjies.

(2)

3.4 Veduidelik watter tendens daar is in die kookpunte van stowwe wat hierdie tipe kragte tussen hulle deeltjies het.

(3)

3.5. Beide water en koolstoftetrachloried is bekende oplosmiddels waarin ander stowwe sal oplos.Voltooi die volgende tabel Oplosmiddel Molekulêre

vorm polêr/nie-polêr Tipe

intermolekulere kragte tussen molekules

H2O CCl4

(6)

3.6 Bestudeer die volgende verbindings en toon aan of hulle in water of in koolstoftetrachloried sal oplos

3.6.1 Na2S (1)

3.6.2 HCl (1)

3.6.3 CS2 (1)

3.6.4 Br2 (1)

[18]




Die grafiek hier onder toon die verandering in energie wat plaasvind as `n waterstof (H) atoom `n broom (Br) atoom nader.

4.1 Definïeer die term bindingsenergie. (2)

4.2 Vanaf die grafiek skryf neer

4.2.1 Bindingslengte in pm van die H-Br binding (2)

4.2.2 Energie in KJ.mol -1 nodig om die H-Br binding te breek (2)

4.2.3 Benoem die energie verteenwoordig deur E in die grafiek (1)

4.3 Wat is die bindingsorde van die binding? (1)

4.4 Hoe sal die bindingslengte van `n H-Cl binding vergelyk met die van `n H-Br binding? Skryf neer GELYK AAN, KORTER OF LANGER AS. Gee `n rede vir die antwoord. (2)




In `n eksperiment om te bepaal wat die verwantskap is tussun druk en temperatuur van `n bepaalde massa gas, het `n groep leerders die volgende resultate verkry:

DRUK(kPa) 101 120 130,5 138

Temperatuur ( 0 0 80 100

Totale gas volume (cm3) 250 250 250 250

Op die grafiek papier wat voorsien is, teken `n reguitlyn grafiek van die druk (op die afhanklike as) teenoor die temperatuur (op die onafhanklike as). (4)

5.2. Eksploreer (verleng) die grafiek en bepaal die temperatuur (in ) tot waar die grafiek deur die temperatuur as sny. (1)

5.3. Skryf neer in woorde die verwantskap tussen druk en temperatuur in Kelvin. (2)

5.4. Gebruik jou grafiek,en bepaal die druk (in kPa) by 173K. Toon aan op jou grafiek hoe jy die waarde gekry het. (2)

5.5. Hoe sal die gradïent van die grafiek beïnvloed word as `n groter massa gas gebruik word? Skryf slegs neer VERHOOG, VERLAAG of BLY DIESELFDE. (1)

5.6. By `n temperatuur van 27 , sal 5,60 g van `n diatomiese gas `n volume van m3 beslaan, by `n druk van 166kPa.

5.6.1 Bereken die molêre massa van die gas. Veronderstel dat die gas optree soos `n idieale gas. (6)

5.6.2 Skryf neer die NAAM of FORMULE van die gas in 5.6.1.

(1)

5.6.3 Bereken die volume by STD van `n gegewe massa gas wat `n volume beslaan van 200dm3 by `n druk van 260kPa en `n temperatuur van -13 (5)

[22]




6.1 Water vorm die hidrosfeer. Die molekuul speel`n belangrike rol in die afkoeling van ons klimaat en in die oorlewing van lewende organismes op aarde

6.1.1 Noem die interatomiese bindings in `n water molekule. (1)

6.1.2 Noem die intermolekulere kragte tussen water molekules (1)

6.1.3 Verduidelik waarom is `n water molekule polêr. (3)

6.2 Water vervoer noodsaaklike nutrïente vanaf die wortels van `n plant op na die hoogste blaar van die plant deur nou buisies, genoem xillium, wat voorkom in die stam van die plant.

6.2.1 `n Voorbeeld van `n nutrïent wat `n plant benodig is KNO3. Verduidelik waarom die stof in water sal oplos. (3)

6.2.2 Noem die eienskap verantwoordelik vir die vervoer van die nutrïente in die plant. (1)

6.2.3 Noem die tipe intermolekulêre krag wat voorkom tussen die opgeloste

KNO3 en die water. (1)

6.3 Water is `n vastestof by 0 en by atmosferiese druk. Dit het `n ongewone verandering in die digtheid wat by die temperatuur waterlewe moontlik maak om te oorleef by die baie koue klimaat.

6.3.1 Vergelyk die digtheid van ys met die van vloeibare water. Verduidelik

hoekom daar `n verskil is in die digthede. (2) 6.3.2 Verduidelik watter eienskap van water is die rede vir die lae fluksiasies in

die temperature tussen winter en somer (4)

[16] VRAAG 7 (BEGIN OP `N NUWE BLADSY) 7.1 Definïeer die term molêremassa van `n stof. (2)

7.2 Bereken die aantal mol in 32 g Broom. (3)

7.3 `n Monster van 10g van `n vloeistof word geanaliseer en daar is vasgestel dat die monster besit 9,23 g koolstof, en O,77g waterstof. Die molêremass van die verbinding is 78g.mol-1.

7.3.1 Definïeer die term empiriese formule. (2)

7.3.2 Bepaal die empiriese formule van die stof. (6)

7.3.3 Bepaal die molekulêre formule `n die stof, (2)

[15] VRAAG 8 (BEGIN OP `N NUWE BLADSY)



Diiodiumpentoksied word gebruik in respirators omdat dit reageer met gevaarlike stowwe soos koolstofmonoksied om `n relatief nie gevaarlike stof CO2 te maak volgens die vergelyking

In die toetsing van `n respirator, word 2g CO gas geborrel deur 5,5 g I2O5

8.1 Bereken die massa jodium wat geproduseer word. (7)

8.2 Met analises is gevind dat 3,17g jodium geproduseer is. Bereken die persentasie opbrengs van die reaksie. (3)

[10]


Osoon (O3) reageer met stikstofmonoksied (NO) om NO2 gas te produseer, Die NO gas vorm grootliks as die resulaat van die uitlaatgasse van motors en van sekere straalvliegtye. Die NO2 gas veroorsaak ook `n bruin rookmis (rook en mis),wat te sien is in stedelike gebiede. Die gas is ook skadelik vir mense, omdat dit asemhalings problem veroorsaak. Die volgende vergelyking toon die reaksie tussen osoon en stikstofmonoksied aan.

In een so `n reaksie reageer 0,74g O3 met 0,67g NO.

9.1 Definïeer die term beperkende reagens. (2) 9.2 Bereken die aantal mol O3 en NO teenwoordig aan die begin van die reaksie. (5) 9.3 Identifiseer die beperkende reagens in die reaksie. Motiveer jou antwoord. (5)

9.4 Bereken die massa NO2 wat gevorm word in die reaksie. (4) [16] TOTALE PUNTE : 150



NAAM:

VRAAG 5 5.1

(4)

NATIONALE SENIOR SERTIFIKAAT EKSAMIN

PUNTE: 150

Die memorandum bestaan uit 9 bladsye

FISIESSE WETENSKAPPE: CHEMIE (V2)

JUNIE 2015

MEMORANDUM

GRAAD 11

2

VRAAG 1

(2)

1.1 A 33 (2)

1.2 D 33 (2)

1.3 B 33 (2)

1.4 B 33 (2)

1.5 D33 (2)

1.6 A 33 (2)

1.7 A 33 (2)

1.8 B 33 (2)

1.9 D 33 (2)

1.10 C 33 (2)

[20]

VRAAG 2

2.1 `n Kovalentebinding is `n binding wat gevorm word deur die deling van elektrone tussen atome3, waar `n ionisebinding gevorm word as elktrone oorgedra word van een atoom na `n ander atoom.3

(2)

2.2 2.2.1 Ioniesebinding3 (1)

2.2.2 Kovalentebinding3 (1)

2.3 2.3.1

(2)

33

3

2.3.2

(2)

2.4 CO2 ; Linier NH3 : Trigonaal planêr

(2)

2.5 Polêr. Omdat die elektronegatiwiteit van stikstof hoër is as die van waterstof, dus sal die bindings elektrone meer na stikstof beweeg as na waterstof. Dit lei na `n bietjie meer negatiewe lading op stikstof en `n bietjie meer positiewe lading op waterstof, wat maak dat ammoniak `n polêre molekule is

(3)

2.6 2.6.1 NO2, 3.5- 3,.0= 0.5 Polêr kovalente binding AlF3 , 4-1.5 =2.5 Ioniese binding HF, Polêr kovalent KCl Ioniese binding SO2 Polêr kovalent binding

(5)

2.6.2 Elektronegatiwiteit van `n atoom is die vermoë van `n atom in `n molekule om die bindings elektrone aan te trek om die polêr kovalente binding te vorm. (2)

2.6.3 Die drie bindings in is polêr. Hulle rangskik simmetries om die sentrale boor atoom. Omdat dit trigonaal planêr is, sal geen kant van die molekule negatief of positief wees nie wat die molekule nie polêr maak (3)

[23]

33

4

VRAAG 3

3.1 Die temperatuur waarby die gasdruk van die vloeistof gelyk is aan die atmosferiese druk (2)

3.2 Helium (1)

3.3 London/dispersie/dipool-geïnduseerde dipool kragte. (2)

3.4 Hulle is almal swak London kragte, soos die molêre massa toeneem, sal die strekte van die Intermolekulere kragte ook toeneem, meer energie word benodig om die kragte te oorkom . Hoe meer energie benodig hoe hoër is die temperatuur van die kookpunt. (3)

3.5

Oplosmiddel Molekulêre vorm

Polêr/nie polêr

Intermolekulêre krag

water Hoekig polêr Waterstofbinding

Koolstof tetrachloride

Tetrahedries

Nie-polêr London/dispersie kragte

(6)

3.6.1 Na2S –oplosbaar in water (1)

3.6.2 HCl –oplosbaar in water (1)

3.6.3 CS2 – oplosbaar in koolstoftetrachloried (1)

3.6.4 Br2- oplosbaar in koolstoftetrachloried . (1)

[18] VRAAG 4 4.1 Dit is die hoeveel energie benodig om die chemiese binding tussen twee

atome te breek. (2)

4.2 4.2.1 60 (pm) (2)

4.2.2 ±330 KJ.mol-1 (2)

4.2.3 Bindingsenergie (1)

4.3 1 (1)

4.4 Korter as Cl atome is kleiner as Br atome. (2)

[10]

5

VRAAG 5 5.1

(4)

5.2 Ongeveer -273 (1)

5.3 Die druk van `n ingeslote gas is direk eweredig aan die temperatuur in kelvin mits die volume konstant bly. (2)

5.4 64kPa(±5)33 (2)

5.5 Verhoog3 (1)

5.6 5.6.1 PV =nRT

(6)

Benoeming van asse

korrekte skaal

vorm

korrekte waarde van temperatuur temperatuurmperature

6

5.6.2 Stikstof/ N2 (1)

5.6.3

(5)

[22] VRAAG 6

6.1 6.1.1 Kovalente binding (1)

6.1.2 Waterstofbinding (1)

6.1.3 Die water molekule het `n polêre binding en as gevolg van die hoekige vorm het dit `n permanente dipool moment . Die het tot gevolg dat die suurstof kant van die molekule `n klein negatiewe en die waterstof `n klein positiewe kant het. Dit maak die molekule polêr. (3)

6.2

6.2.1 Volgens die reël soort los op is soort. Water het sterk waterstogbindings en is polêr en KNO3 het sterk ELEKTROSTATIESE AANTREKKINGS KRAGTE. HIERDIE KRAGTE EN POLEêRE AARD VAN DIE VERBINDING IS DIESELFDE so hulle sal oplos. (3)

6.2.2 Kapilariteit (1)

6.2.3 Ioon-dipool (1)

6.3

6.3.1 Ys is minder dig as vloeibare water. Daar is sterk waterstofbindings wat `lei tot `n oop struktuur met groot spasies in die struktuur en daarom is ys minder dig as water. (2)

7

6.3.2 Hoe spesifieke hitte kapasiteit . Asgevolg van die sterk waterstofbinding, sal water meer hitte opneem om die temperatuur van 1kg water met een graad te verhoog as enige ander vloeistof. Die hitte energie het die gedeeltelik die sterk waterstofbindings oorkom en so ook die kinetiese energie van die watermolekules. As `n resutaat is baie of energie oorgedra en veroorsaak `n klein temperatuur verandering. Dit hou die temperatuur naby die oseaan relatef konstant. (4)

[16]

VRAAG 7

7.1 Die massa van een mol atome, molekules of formule eenhede (2)

7.2

=

=0,20 mol. (3)

7.3

7.3.1 Chemiese formule wat die eenvoudigste ratio tussen die atome in `n verbinding aantoon. (2)

7.3.2 Element ,C:H

9,23:0,77

=

= 0,769 mol

=

= 0,77 mol

Mol ratio= 0,769:0,77

= 1 : 1

Empiriese formule=

(6)

7.3.3 Molekulêre formule =n(empiriese formule)

n=

=

=6

molekulêre formule van die verbinding is (2)

[15]

8

VRAAG 8

8.1

n(CO) =

=

=0,071mol

n(I2O5)=

=

= 0,061 mol

(7)

= 9

=

n(I2) = 0,0142mol

=

= 1

n(I2) = 0,061mol

died

CO is die beperkende reagens.9

n (I2) =0,0142mol

m (I2) =n = 0.0142 =3,6 g 8.2

persentasie opbrengs (%) =

=

= 88,1 %

(3)

[10]

VRAAG 9

9.1 Die beperkende reagens is die reagens wat eerste opgebruik word (2)

9.2

n(O3) =

= 0.0154 mol

n(NO) =

= 0.0223 mol (5)

9

9.3 Van vergelyking O3 : NO = 0.0154 : 0.0154

0.0223 mol NO beskikbaar

Gevraagde ratio =

werklike ratio =

= 0.69< 1

Osoon is die beperkende reagens . (5)

9.4 Van vergelyking O3 : NO = 0.0154 : 0.0154

m(NO2) =nM =(0.0154 ) = 0.71 g (4)

[16]

TOTAL = 150

nationale senior sertifikaat eksamin...

Documents