Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae Afdeling A Vraag 1 - Times LIVE

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae
Afdeling A
Vraag 1: Eenwoorditems
Gee EEN woord/term vir elk van die volgende beskrywings. Skryf slegs die korrekte
woord/term langs die vraagnommer (1.1–1.5) neer.
1.1 ‘n Groep atome wat ‘m homoloë reeks verbindings aandui.
1.2 Die algemene naam van die produk wat gevorm word wanneer ’n karboksielsuur met
’n alkohol reageer.
1.3 Gemiddelde kinetiese energie van die partikels van ’n gas.
1.4 Die elektrode in ’n galvaniese sel waar reduksie plaasvind.
1.5 Die kunsmisstof wat die produk is van ’n reaksie tussen salpetersuur en
ammoniakgas.
5 x 1=5
Vraag 2: Meervoudigekeuse vrae
Vier keuses word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Elke vraag het slegs
EEN korrekte antwoord. Skryf slegs die letter (A – D) langs die vraagnommer (2.1 – 2.10)
neer.
Kopiereg voorbehou
1

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
2.1 Watter een van die volgende verteenwoordig NIE ’n alkaan nie?
A C6H14
B C19H40
C C13H28
D C18H36
2.2 ’n Onversadigde waterkoolstofverbinding
A het slegs enkelbindings tussen die koolstofatome
B kan deelneem aan addisie-reaksies met waterstofgas
C is ’n onversadigde oplossing van waterkoolstofverbindings
D het die algemene formule CnH2n+2.
Vraag 2.3 en2.4 verwys na die volgende strukturele formules:
.
2.3 Die IUPAC-naam van die verbinding met die struktuurformule II is
A 2-etiel-4-dimetielheksaan
B 2-etiel–4,4-dimetielheksaan
C 2,4,4-trimetielheptaan
D 3,3,5-trimetielheptaan
Kopiereg voorbehou
2

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
2.4 Watter van hierdie verbindings kan aan addisie-reaksies deelneem?
A I en IV
B I, II en IV
C III
D II en III
2.5 Kraking is ’n proses wat gebruik word om kort ketting waterkoolstof uit lang ketting
waterkoolstof te produseer. In die reaksieproses word ’n katalisator gebruik om
A die polariteit van die koolstofatome te verhoog
B die reaksie-hitte ∆H te verhoog
C die aktiveringsenergie te verlaag
D die kinetiese energie van die molekules te verlaag.
2.6 Die ekwilibriumkonstante Kc vir ’n spesifieke reaksie is gelyk aan 47.
Beteken dit dat:
A ’n hoër konsentrasie produkte as reaktanse gevorm sal word
B die reaksie vinnig ekwilibrium sal bereik
C ’n laer konsentrasie produkte as reaktanse gevorm sal word
D die konsentrasie van reaktanse en produkte dieselfde sal wees.
2.7 Die volgende reaksie het ekwilibrium bereik:
4HCl(g) + O2(g) ↔ 2Cl2(g) + 2H2O(ℓ) ∆H < 0
Die opbrengs van Cl2(g) kan die beste verhoog word deur watter een van die volgende
kombinasie veranderings:
Temperatuur Druk
A verhoog verlaag
B verlaag verlaag
C verlaag verhoog
D verhoog verhoog
2.8 Die diagram verteenwoordig ’n sel wat gebruik kan word om onsuiwer koper te
verfyn. Die onsuiwer koper bevat silwer- en sinkmetaal.
Watter een van die volgende reaksie sal by elektrode P plaasvind?
A Ag + + e - → Ag
B Cu → Cu 2+ + 2e -
C Zn 2+ + 2e - → Zn
D Cu 2+ + 2e - → Cu.
Kopiereg voorbehou
3

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
2.9 ’n Alkali droë sel het ’n langer leeftyd as die standaard Leclanche-sel.
Dit is vanweë die feit dat:
A die alkali sel meer elektrone kan stoor
B die ammoniak in die ammoniumchloried in die Leclanche-sel verdamp
C die interne weerstand van die Leclanche-sel hoër is as dié van die alkali sel
D die spanning van die alkali sel hoër is as dié van die Leclanche-sel.
2.10 ’n Kunsmisstofsak is 2;3;2(32) gemerk. Dit beteken dat 100 kg van hierdie
kunsmisstof die volgende sal bevat:
A 2,5 kg N
B 32kg K
C 13,7 kg P
D 7 kg mengsel NPK
10x2 =20
Totaal Afdeling A: 25
Kopiereg voorbehou
4

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
Afdeling B
Vraag 3
Chloorfluoorkoolstowwe (CFC’e) word algemeen gebruik as koelmiddels in lugversorgers,
yskaste en as dryfmiddels in spuitblikkies vanweë hulle fisiese eienskappe (lae kookpunt).
Hulle is egter ook in staat om die osoonlaag, wat die aarde teen gevaarlike ultravioletstrale
van die son beskerm, te vernietig.
Die gebruik van CFC’e is in talle lande verbied, maar baie lande gebruik dit nog steeds.
3.1 Die strukturele formule vir ’n CFC wat algemeen gebruik word, is die volgende:
Skryf die IUPAC-naam vir hierdie CFC neer. 2
3.2 Sal hierdie CFC ’n hoë of ’n lae dampdruk hê? 1
3.3 Skryf ’n gebalanseerde strukturele verhouding vir die reaksie van chloorgas
met eteen neer. Gee ook die naam van die produk. 3
3.4 Is die reaksie in 3.3 spontaan of moet ’n katalisator gebruik word? 1
Kopiereg voorbehou
5

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
3.5 Skryf ’n struktuurformule van ’n isomeer van 2–metielpropaan neer.
3.6 Hoekom is die gebruik van CCl2F2 in spuitblikkies en verkoelingstoerusting
verbied? 2
11
Vraag 4
4.1 Verduidelik die term “waterkoolstof”. 1
4.2 Die alkane word wyd gebruik as brandstof in motorenjins. Voltooi die volgende
reaksievergelyking wat die ontbranding van heksaan in ’n enjin voorstel. Dit word nie
vereis dat die verhouding gebalanseer word nie, maar die vergelyking moet aandui of
die reaksie endotermies of eksotermies is.
C6H14 + O2 → ………………………… 2
Brandstof vereis alkane met C5 tot C10 koolstofkettings. In die volgende reaksie word
oktaan saam met ander produkte geproduseer:
4.3 Wat word hierdie tipe reaksie genoem? 1
4.4 Wanneer butaan gekraak word, is daar drie moontlike reaksies wat kan plaasvind.
4.4.1 Noem die toestande waaronder kraking sal plaasvind. 2
4.4.2 Skryf die drie reaksies in gekondenseerde struktuurformules neer en gee die naam van
elk van die produkte. 3
[9]
Kopiereg voorbehou
2
6

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
Vraag 5
Die volgende diagram toon moontlike reaksies met CH3CH2OH.
Vraag 6
5.1 Wat is die naam van die verbinding CH3CH2OH? 1
5.2 Skryf ’n gebalanseerde vergelyking vir die voorbereiding van
verbinding B in reaksie 2. 2
5.3 Watter tipe reaksie word deur reaksie 3 voorgestel? 1
5.4 Verduidelik kortliks hoe verbinding A na etanol omgeskakel kan word.
Toon die reaksie-vergelyking. 3
5.5 Bestudeer die volgende tabel van kookpunte:
Alkaan Kookpunt ( o C) Gekondenseerde formule
Propaan -4 CH3CH2CH3
Butaan -5 CH3CH2CH2CH3
Metielpropaan -12 CH3CH(CH3)CH3
Verduidelik die verskil in die kookpunte van:
5.5.1 Propaan en butaan 1
5.5 .2 Butaan en metielpropaan 1
5.6 Jy word gevra om ’n mengsel van propaan en metielpropaan te skei.
Verduidelik kortliks hoe dit gedoen kan word. 2
11
6.1 Teken die struktuurformule van metieletanoaat. 2
6.2 Gebruik struktuurformules om te toon hoe die ester butielpropanoaat gevorm
word. Toon aan hoe hierdie verbindings tydens die reaksie
verbind word. 4
6.3 Aarbeikoeldrank bevat die ester etielmetanoaat terwyl kunsmatige
appelgeurmiddel etiel-2-metielbutanoaat bevat. Teken die struktuurformules
vir die voorbereiding van etiel-2-metielbutanoaat en toon die toestande wat
vereis word vir hierdie reaksie om plaas te vind. (6)
12
Kopiereg voorbehou
7

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
Vraag 7
7.1 Volgens die botsingsteorie is die tempo van reaksie direk eweredig aan:
1. die aantal botsings per eenheidtyd
2. die gedeelte deeltjies met genoeg EK
3. die gedeelte deeltjies met die korrekte oriëntasie.
Noem vyf faktore wat die reaksietempo van ’n spesifieke reaksie sal verhoog en sê
hoe elk van hierdie faktore die drie dele van die botsingsteorie, soos hierbo
uiteengesit is, sal raak. 10
7.2 Wat word bedoel met die term “chemiese ekwilibrium”? 2
7.3 Vir die volgende reaksie is die massa van SO3 wat in gram gevorm is, gemeet teenoor
tyd:
2SO3(g) + O2(g) ↔ 2SO3(g) ∆H < 0
Die resultate word in die grafiek hieronder getoon.
7.3.1 Hoe vergelyk die tempo’s van die voorwaartse reaksie met die terugwaartse reaksie
gedurende die volgende tydintervalle? (Skryf slegs GROTER, KLEINER, GELYK.)
7.3.1.1 Die tydinterval OA 1
7.3.1.2 Die tydinterval BC 1
7.3.1.3. Die tydinterval DE 1
7.3.2 Indien die verandering in die grafiek van B tot D die gevolg is van ’n verandering in
temperatuur, by watter punt (B of D) sal die temperatuur die laagste wees?
Verduidelik jou antwoord. 3
7.3.3 By watter punt, B, C of D sal die waarde van Kc die hoogste wees? 1
19
Vraag 8
Tydens die produksie van swaelsuur is die reaksie van SO2(g) met suurstof ’n belangrike deel
van die proses. Die reaksie is soos volg:
2SO2(g) + O2(g) → 2 SO3(g) ∆H

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
8.2 In die industriële proses word ’n relatief hoë temperatuur van 450 o C teen ’n relatief
lae druk van een atmosfeer gebruik. Verduidelik kortliks in terme van
reaksietempo en druktoerusting, hoekom hierdie waardes vir temperatuur
en druk gebruik word. 3
8.3 In ’n kleinskaalse produksie-eenheid, word 7 mol SO2(g) in ’n reaksiehouer met ’n
volume van 2 dm 3 gepomp saam met 6 mol O2(g) teen ’n temperatuur van 600 o C en
’n druk van 100 kPa. Toe ekwilibrium bereik is was 4 mol SO3(g) gevorm.
Bereken die waarde van die ekwilibriumkonstante by hierdie temperatuur. 4
8.4 Die druk op die houer word nou verhoog tot 200 KPa.
Hoe sal dit die waarde van Kc raak? 1
14
Vraag 9
9.1 Aan die agterkant van hierdie Matriek V&A is daar ’n tabel van standaard
reduksiepotensiale van verskeie halfreaksies. Hierdie waardes word in VOLT gegee.
Hoe word hierdie waardes verkry en onder watter toestande is hulle gemeet? 3
Leerders het die volgende sel gebou:
9.2 Skryf die halfreaksie neer wat by die katode plaasvind. (2)
9.3 Skryf die netto selreaksie neer. (2)
9.4 Bereken die emk van hierdie sel. (2)
9.5 Die voltmeterlesing vir hierdie eksperiment was 0,9V. Gee twee moontlike redes vir die
verskil in die voltmeterlesing en die berekende emk. (2)
Kopiereg voorbehou
9

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
9.6 ’n Gegalvaniseerde pyp is ’n ysterpyp wat met ’n dun lagie sink bedek is om die yster teen
erosie (roes) te beskerm as dit ondergronds begrawe word.
‘n Gegalvaniseerde pyp wat water aan ’n swembadpomp voorsien het, is ondergronds
begrawe – een helfte was onder die oppervlak en die ander helfte bo die oppervlak van die
grond. Omdat die pyp water gelek het, is dit verwyder en is daar ontdek dat dit heeltemal
deur roes vernietig is. Die gedeelte wat geraak was, was waar ’n koperstrook aan die pyp
verbind was as ’n aardverbinding vir die elektriese motor, soos in die foto aangedui word.
Die sinklaag was heeltemal afwesig in die gedeelte!
9.6.1 Verduidelik hierdie totale verwydering van die beskermende sinklaag in terme van
elektronoordrag. (Onthou dat die grondoplossing suur is en anione
soos SO4 2- bevat) 2
9.6.2 Omdat dit nodig is om die elektriese motor met ’n koperstrook te verbind aan ’n begrawe
metaalvoorwerp, soos hierdie pyp as ’n aardverbinding, hoe kon die vernietiging van die
pyp voorkom gewees het? 1
14
Vraag 10
Die chlooralkali-bedryf is ’n wêreldwye bedryf waarin natriumchloried in waterstof, chloor en
natriumhidroksied geskei word deur die elektrolise van ’n versadigde oplossing van
natriumchloried wat ook pekel genoem word.
Die volgende tekening toon die apparaat wat mees algemeen vir hierdie proses gebruik word,
naamlik die “membraansel”.
Kopiereg voorbehou
10

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
10.1 Skryf die vergelyking neer vir die halfreaksie wat by P plaasvind. 2
10.2 Skryf die vergelyking neer vir die halfreaksie wat by Q plaasvind 2
10.3 Die membraan word gemaak uit ’n polimeer wat soortgelyk is aan TEFLON.
Wat is die funksies van die membraan? 2
10.4 Skryf die netto gebalanseerde vergelyking van die sel neer. 2
10.5 Noem een gebruik van elk van die produkte van hierdie sel. 3
10.6 Noem een ander industriële toepassing van elektrolise. 1
12
Vraag 11
Bestudeer die volgende vloeidiagram:
11.1 Benoem die prosesse A en B. 2
11.2 Skryf die reaksievergelyking 1 vir proses B neer. 2
11.3 Is proses B ’n redoksreaksie? Bewys jou antwoord. 2
11.4 Skryf die reaksievergelyking vir reaksie 2 neer. 2
11.5 Waarvoor word Z gebruik? 1
11.6 Twee van die oorsake van eutrofikasie is:
• Oormatige bemesting van landbougewasse
Kopiereg voorbehou
11

Fisiese Wetenskappe Vraestel 2 Vrae 2012
• Verkeerde tyd van toediening van kunsmisstowwe.
Ten einde eutrofikasie te voorkom en om die optimale benutting van duur
kunsmisstowwe te verseker, word die toediening van kunsmisstowwe op mielies
gewoonlik in twee fases gedoen:
• ‘n Mengsel van NPK-kunsmisstof word by planttyd toegedien
• Wanneer die plante ongeveer 30 cm hoog is en ’n uitgebreide
wortelstelsel ontwikkel het, word ’n sogenaamde ‘bolaag’ van ’n
stikstofhoudende kunmisstof toegedien.
Mieliegraan bevat ongeveer 18g N per kg.
Indien ’n boer beplan om 6 ton mieliegraan per ha te produseer en hy dien 200 kg
2.3.2(32) by planttyd toe, hoeveel KAN (Kalksteen ammoniumnitraat wat 28% N
bevat) moet hy as bolaag toedien? 5
14
Vraag 12
Droë selle, soos dié wat gewoonlik in flitse en draagbare radio’s gebruik word, bestaan uit ’n
katode (gewoonlik ’n koolstofstaaf) en ’n sinkmetaalsilinder (die anode) wat van die
koolstofstaaf geïsoleer is. Die ruimte tussen die spits en die sink word met ’n effe klam pasta
gevul wat die elektroliet is.
12.1 Twee tipes elektroliete word in droë selle gebruik:
A ’n Klam pasta van ammoniumchloried of sinkchloried of
B ’n Klam pasta van natriumhidroksied of potassiumhidroksied.
Verduidelik die verskil wat hierdie elektroliete op die funksionering van die
verskillende selle het. 2
12.2 ‘n Alkalibattery is ontwerp om oor ’n 20 uur periode te werk en is soos volg gemerk:
1,5V ; 1000 mA.h
12.2.1 Bereken die maksimum werk wat deur hierdie battery verrig kan word. 4
12.2.2 Bereken die maksimum konstante stroom wat die battery vir 20 ure se
aanhoudende werking kan voorsien. 3
9
Kopiereg voorbehou
Totaal Afdeling B = 125 Punte
12