NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12...die TERUGWAARTSE re aksie tydens die volgende tydintervalle: (Kies uit GROTER AS, GELYK AAN of MINDER AS) 6.2.1 0,0 – 2,0 minute (1) 6.2.2

Punte: 150

TYD: 3 ure

Hierdie vraestel bestaan uit 17 bladsye en 4 gegewensblaaie.

GRAAD 12

FISIESE WETENSKAPPE VR 2: CHEMIE

SEPTEMBER 2016

NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT

Fisiese Wetenskappe /Vr 2 2 Limpopo DoE/September 2016 NSS

Kopiereg voorbehou Blaai asb. om

INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9 10 11 12

Skryf jou NAAM in die toepaslike ruimte op die ANTWOORDEBOEK neer. Hierdie vraestel bestaan uit TIEN vrae. Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDEBOEK. Begin ELKE vraag op 'n SKOON bladsy in die ANTWOORDEBOEK. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. Laat EEN reël oop tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. Jy mag 'n nie-programmeerbare sakrekenaar gebruik. Jy mag toepaslike wiskundige instrumente gebruik. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge. Rond jou finale numeriese antwoorde tot 'n minimum van TWEE desimale plekke af. Gee kort (bondige) motiverings, besprekings, ensovoorts waar nodig. Skryf netjies en leesbaar.



VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE

Vier opsies word as moontlike antwoorde vir die volgende vrae gegee. Elke vraag het slegs EEN korrekte antwoord. K i e s d i e a n t w o o r d e n s kryf slegs die letter (A–D) v a n d i e a n t w o o r d langs die vraagnommer (1.1–1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.11 E.

1.1 Watter EEN van die volgende primêre voedingstowwe is hoofsaaklik verantwoordelik vir die produksie van gesonde vrugte?

A Kalium B Stikstof C Fosfor D Swael

(2)

1.2 Watter EEN van die volgende is 'n PRODUK in ALLE reaksies van sterk

sure met sterk basisse ?

A Na+ B H3O+ C Cℓ - D H2O

(2)

1.3 Watter EEN van die volgende organiese verbindings is 'n FUNKSIONELE (groep) isomeer van butanoësuur ?

A 2-metielpropanöesuur B Metielpropanoaat C Etielpropanoaat D 2-metielpropan-2-ol

(2)

1.4 As 'n Tabel van Standaard Reduksiepotensiale saamgestel word met magnesium as verwysingselektrode , in plaas van waterstof ( EΦ

Red = 0 , 00 V ), wat sal die standaard reduksiepotensiaal, EΦRed (V),

van waterstof wees ?

A 0,00 V B - 2,36 V C +2,36 V D +1,18 V

(2)



1.5 Wanneer basis P getitreer word teen suur Q , is die pH van die oplossing by die eindpunt 9. Watter EEN van die volgende kombinasies is die KORREKTE voorstelling van basis P en suur Q ?

BASIS P SUUR Q

A KOH HNO3

B NaHCO3 HCℓ

C NH3 H2SO4

D NaOH CH3COOH

(2)

1.6 Drie onbekende gasse , M , N en P is teenwoordig in 'n mengsel by ewewig . By t1 word 'n verandering aan die ewewigsmengsel aangebring soos in die grafiek hieronder getoon.

Watter EEN van die volgende vergelykings kan die reaksie wat plaasvind, verteenwoordig ?

A 2M(g) ⇌ N(g) + P(g) B M(g) ⇌ N(g) + P(g) C M(g) + N(g) ⇌ P(g) D M(g) + N(g) ⇌ 2P(g)

(2)

1.7 Watter EEN van die volgende organiese verbindings het die LAAGSTE dampdruk?

A Etanoësuur B Etanaal C Etanol D Chlorometaan

(2)

M

N

P

t1 0 Tyd (s) Kon

sent

rasi

e (m

ol∙d

m-3

)



1.8 Beskou die onderstaande diagram:

Watter EEN van die volgende letters kan PROPAAN voorstel?

A W B X C Y D Z

(2)

1.9

Watter EEN van die volgende is die KORREKTE beskrywing van die effek van 'n toename in temperatuur op 'n reaksie by ewewig ?

REAKSIE BEVOORDEEL REAKSIETEMPO

A Eksotermies Neem toe

B Endotermies Neem af

C Endotermies Neem toe

D Eksotermies Neem af

(2)

Fase by kamertemperatuur

Is dit versadig?

Is dit versadig?

W X Y Z

Ja Yes No Nee

GAS VLOEISTOF



1.10

‘n Chemie professor wil tydens ‘n demonstrasie ‘n nikkel muntstuk met koper plateer.

Watter EEN van die onderstaande aksies sal die gewensde resultaat produseer?

A Die elektroliet moet nikkelione bevat. B Die nikkel muntstuk moet die katode wees. C Die katode moet van koper gemaak word. D Elektrone moet vanaf die nikkel muntstuk wegvloei. (2)

[20]



VRAAG 2 (Begin op ‘n skoon bladsy)

Die letters A tot E in die onderstaande tabel verteenwoordig ses organiese verbindings.

A

B

H H

C C

H H n

C

D

CH3CH2CO2H

E

CH3 Br

H3C CH CH2 CHCHCH2CH3

CH3

Gebruik die inligting in die tabel om die vrae wat volg te beantwoord.

2.1 Skryf neer die:

2.1.1 Homoloë reeks waaraan verbinding C behoort (1)

2.1.2 Naam van die funksionele groep van verbinding D (1)

2.1.3 Letter wat ‘n ONVERSADIGDE verbinding voorstel (1)

2.1.4 IUPAC naam van verbinding E (3)

2.1.5 Algemene formule van die homoloë reeks waaraan verbinding A behoort

(1)

2.1.6 STRUKTUURFORMULE van die alkohol wat in die bereiding van verbinding C gebruik word

2.1.7 IUPAC naam van verbinding D.

(2)

(1)

H3C

C CH2

H3C

O

CH3CH2CH2 CO CH3



2.2 Die onderstaande diagram toon ‘n bottel mineraalwater.

Verbinding B is ‘n polimeer.

Skryf neer die:

2.2.1 NAAM van verbinding B (1)

2.2.2 Soort polimerisasiereaksie wat plaasvind tydens sy vorming (1)

2.2.3 Empiriese formule vir: (a) Sy monomeer (b) Verbinding B.

(1) (1)

[14]

Plakker

Bottel gemaak van verbinding B




Die kookpunte van verbindings A, B en C van drie verskillende homoloë reekse word onder dieselfde toestande bepaal.

Die onderstaande tebel toon die uitslae verkry tydens die praktiese ondersoek.

VERBINDING MOLEKULÊRE MASSA (gmol-1) KOOKPUNT (°C) A CH3(CH2)2COOH

88,1 163

B CH3(CH2)3CH2OH

88,1 137

C CH3(CH2)3CHO

88,1 103

3.1 Definieer die term homoloë reeks. (2) 3.2

Skryf neer die homoloë reeks waaraan die FUNKSIONELE (groep) isomeer van verbinding C behoort.

(1) 3.3

Skryf neer die IUPAC naam van verbinding A.

(1)

3.4 VANAF DIE BOSTAANDE TABEL, skryf neer:

3.4.1 Die afhanklike veranderlike vir hierdie ondersoek

(1)

3.4.2 EEN kontrole veranderlike.

(1)

3.5

Verwys na die tabel en gee die afleiding wat vanuit die bostaande resultate verkry kan word.

(1)

3.6

Verwys na die SOORT en STERKTE van die intermolekulêre kragte om die verskil in die kookpunte van verbindings A en B te verduidelik.

(3)

3.7

Stel die verhouding tussen die sterkte van die intermolekulêre kragte en die dampdruk van ‘n stof.

(1) [11]




Die vloeidiagram hieronder toon hoe twee organiese verbindings, X en Y, berei kan word uit but-1-een.

4.1 Vir reaksie 1, skryf neer die:

4.1.1 Soort reaksie wat plaasvind (1)

4.2 4.3 4.4

4.1.2 Gebalanseerde vergelyking deur struktuurformules te gebruik

4.1.3 IUPAC naam van verbinding X Vir reaksie 2, skryf neer die: 4.2.1 Soort reaksie wat plaasvind 4.2.2 STRUKTUURFORMULE van verbinding Y 4.2.3 IUPAC naam van die posisionele isomeer van verbinding Y Gekonsentreerde swaelsuur word by verbinding Y gevoeg en die mengsel word verhit. Skryf die STRUKTUUR FORMULE van die organiese hoofproduk wat vorm, neer. Reaksie 2 word nou herhaal met gekonsentreerde KOH. Skryf neer die: 4.4.1 Homoloë reeks waaraan die hoofproduk van hierdie

reaksie behoort 4.4.2 NAME of FORMULES van die ANORGANIESE produkte

wat vorm

(4)

(2)

(1)

(2)

(2)

(2)

(1)

(2) [17]

But-1-een

Verbinding X

(hoofproduk)

HBr Reaksie 1

Verbinding Y (hoofproduk) Reaksie 2

verdunde KOH, hitte




‘n Groep graad 12 leerders gebruik die reaksie tussen kalsiumkarbonaat en soutsuur om een van die faktore wat reaksietempo beïnvloed, te ondersoek. Hulle gebruik die apparaat hieronder getoon.

5.1

Die reaksie wat plaasvind word deur die volgende chemiese reaksie voorgestel:

CaCO3(s) + 2HCℓ(aq) CaCℓ2(aq) + X(g) + H2O(ℓ) ∆H < 0

Identifiseer gas X.

(2)

5.2 Twee eksperimente word uitgevoer deur die bostaande apparaat te gebruik.

Die toestande vir elke eksperiment word in die onderstaande tabel gegee:

Eksperi-ment

Massa CaCO3(s)

(g)

Toestand van verdeeldheid van CaCO3(s)

Konsentra-sie van HCℓ (mol∙dm-3)

Temperatuur van HCℓ(aq)

(°C)

1 4 stukkies 0,2 40

2 4 stukkies 0,4 40

5.2.1 Definieer, in woorde, die term reaksietempo deur na die konsentrasie van soutsuur te verwys.

5.2.2 VANAF DIE BOSTAANDE TABEL, gee die onafhanklike veranderlike vir hierdie reaksie.

(2)

(1)

Gas X

water

CaCO3

HCℓ(aq)



5.2.3 Gee ‘n rede hoekom die leerders dieselfde gelyke massas en dieselfde toestand van verdeling van die CaCO3(s) gebruik.

(1)

Die leerders neem waar dat die reaksietempo HOËR is in

eksperiment 2 as in eksperiment 1. 5.2.4 Gebruik die botsingsteorie om hierdie waarneming te

verduidelik.

(3)

5.2.5 Verwys na eksperiment 2 en bereken die volume soutsuur (in cm3) wat met die CaCO3(s) reageer. Aanvaar dat die CaCO3 die BEPERKENDE REAGENS is.

(4)

5.3 Skets ‘n POTENSIËLE ENERGIE versus REAKSIE KO-ÖRDINAAT grafiek vir hierdie reaksie.

Benoem die asse en toon die volgende op die grafiek aan:

∙ Hitte van reaksie ∙ Aktiveringsenergie ∙ Geaktiveerde kompleks

(4) [17]




‘n Maatskappy gebruik die ontbinding van fosforpentchloried, PCℓ5(g), by 200 °C om fosfortrichloried, PCℓ3(g), te produseer.

Die reaksie wat in ‘n geseëlde houer plaasvind, word deur die gebalanseerde reaksie hieronder voorgestel:

PCℓ5(g) ⇋ PCℓ3(g) + Cℓ2(g)

Die gevolge van die aanpassings word in die onderstaande grafiek getoon.

6.1 Hoeveel tyd was nodig vir die sisteem om ‘n chemiese ewewig vir die EERSTE keer te bereik?

(1)

6.2

Hoe vergelyk die tempo van die VOORWAARTSE reaksie met dié van die TERUGWAARTSE reaksie tydens die volgende tydintervalle: (Kies uit GROTER AS, GELYK AAN of MINDER AS)

6.2.1 0,0 – 2,0 minute (1) 6.2.2 8,0 – 10,0 minute (1)

6.3

Aanvanklik word fosforpentchloried, PCℓ5(g), van onbekende massa x in ‘n leë 2 dm3 houer by 200°C ingespuit. By ewewig word gevind dat die konsentrasie PCℓ5(g) 0,15 mol·dm-3 is. Die Kc vir hierdie reaksie by 200°C is 5,55.

Bereken die aanvanklike massa PCℓ5(g) gas wat in die houer ingespuit is.

(9)

6.4 Indien die verandering by t = 14 minute as gevolg van ‘n afname in temperatuur is, sê of die VOORWAARTSE reaksie ENDOTERMIES of EKSOTERMIES is.

Gebruik Le Chatelier se beginsel om die antwoord te verduidelik.

(3) [15]

0 2 4 6 8 10 12 14 Tyd (min) 16

Kon

sent

rasi

e (m

ol·d

m-3

)

Cℓ2(g)

PCℓ3(g)

PCℓ5(g)




7.1 ‘n Laboratorium tegnikus berei die volgende twee verdunde salpetersuur oplossings:

0,20 mol·dm-3 HNO3 oplossing ……………….(I) 0,30 mol·dm-3 HNO3 oplossing ……………….(II)

7.1.1 Onderskei tussen ‘n gekonsentreerde suur en ‘n verdunde suur.

(2)

7.1.2 Gee ‘n rede hoekom salpetersuur as ‘n sterk suur geklassifiseer word.

(2)

7.1.3 Bepaal die pH van (I) by 25 °C . (3)

7.2

7.3

‘n Paar kristalle natriumkarbonaat word by water in ‘n proefbuis gevoeg.

7.2.1 Is die oplossing in die proefbuis SUUR, BASIES of NEUTRAAL?

7.2.2 Gebruik ‘n gebalanseerde ioniese vergelyking om die antwoord op VRAAG 7.2.1 te verduidelik.

25 g onsuiwer natriumkarbonaat (Na2CO3) word behandel met ‘n OORMAAT verdundeswaelsuur

Die gebalanseerde chemiese vergelyking vir die reaksie is:

Na2CO3(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4 (aq)+ H2O (ℓ)+ CO2(g)

Tydens die reaksie word 4.48 dm3 koolstofdioksiedgas by STD opgevang.

Bereken die:

(1)

(3)

7.3.1 Persentasie suiwerheid van die natriumkarbonaat. (5)

7.3.2 Massa van die onsuiwerheid. (2) [18]




‘n Soliede mengsel van silwer en tin in kwik word gebruik as vulsel vir tande. Hierdie mengsel staan bekend as tandheelkundige amalgam. Twee van die reduksie halfreaksies wat die vulsel kan ondergaan is soos volg:

)s(HggA2e6)s(Ag4)aq(Hg3 3222 →++ −+ Eθ = +0,85 V

)s(SnAge2)s(Ag3)aq(Sn 32 →++ −+ Eθ = -0,05 V

8.1.1 Definieer die term reduksie in terme van elektronoordrag. (2)

8.1.2 Wanneer ‘n persoon met ‘n tand wat met tandheelkundige amalgam gevul is, op ‘n stukkie aluminium byt, ondervind die persoon ‘n skerp pynvolle sensasie.

Verwys na die relatiewe sterktes van reduseermiddels om die pynvolle sensasie in die tand te verduidelik.

(3)

8.2 Beskou die volgende galvaniese sel by 25 °C.

Pt(s)|Cr2+ (1 mol·dm-3) , Cr3+ (1 mol·dm-3) || Cu2+ (1 mol·dm-3) | Cu(s)

8.2.1 8.2.2

Skryf die gebalanseerde chemiese reaksie neer vir die netto selreaksie wat plaasvind.

Bereken die selpotensiaal vir hierdie sel.

(3)

(4)

8.2.3 Hoe sal die stroom, wat deur die sel geproduseer word, beïnvloed word indien die temperatuur van die elektroliete in die halfselle verhoog word? Kies uit VERHOOG, VERLAAG of BLY DIESELFDE. Gebruik jou kennis van tempo van reaksies om ‘n rede vir jou antwoord te gee.

(3)

8.2.4 Verduidelik volledig hoe die komponent wat deur die dubbel lyne (||) verteenwoordig word, funksioneer om die neutraliteit in die halfselle te handhaaf.

(2) [17]




Aluminiummetaal word vanaf suiwer aluminiumoksied (Aℓ2O3) in ‘n elektrolitiese sel, soos hieronder getoon, verkry.

9.1 Skryf die naam neer van die erts waarvan aluminium ontgin word. (2)

9.2 Noem die element waarvan elektrode Y gemaak is. (1)

9.3 Gee EEN rede hoekom die anode van die sel periodiek vervang moet word (‘n vergelyking is nie nodig nie).

(1)

9.4 ‘n “Spesiale onsuiwerheid” word by die gesuiwerde aluminiumoksied gevoeg om sy kookpunt na 950 °C te verlaag. Gee die NAAM van hierdie “spesiale onsuiwerheid”.

(1)

9.5 Skryf die halfreaksie wat by die katode plaasvind, neer. (2)

9.6 Tydens hierdie reaksie produseer 1890 C lading 0,176 g aluminiummetaal.

Toon deur middel van ‘n berekening dat die lading van ‘n katioon van aluminium +3 is. (Wenk: 1 mol elektrone het ‘n lading van 96 500 C)

(3) [10]

- +

Aluminiumoksied

Staalhouer met bakstene uitgevoer

Gesmelte aluminium

Elektrode Y




10.1 Kunsmisstowwe word toenemend gebruik in landbou en kosproduksie.

10.1.1 Gee ‘n rede vir die toename in die gebruik van kunsmisstowwe.

Een van die eienskappe van anorganiese kunsmisstowwe is dat hulle oplosbaar is in water.

(1)

10.1.2 Hoekom is hierdie eienskap belangrik vir plantegroei? (1)

10.1.3 Noem EEN nadeel van die eienskap genoem in VRAAG 10.1.2 vir boere wat hierdie kunsmisstowwe gebruik.

(1)

10.2 Die vloeidiagram hieronder verteenwoordig die 5 stappe wat gevolg word in die industriële bereiding van kunsmis C.

10.2.1 Gee die NAAM van die industriële proses wat deur stappe 1-4 in die bostaande vloeidiagram voorgestel word.

(1)

10.2.2 Gee die chemiese NAAM van verbinding A. (1)

10.2.3 Skryf ‘n gebalanseerde vergelyking vir stap 4. (3)

10.2.4 Skryf die NAAM of FORMULE van kunsmis C. (1)

10.2.5 Vir die primêre voedingstof in kunsmis C, skryf neer: (a) sy funksie in plante (b) die naam van die proses waardeur dit uit lug onttrek word

(1)

(1) [11]

GROOTTOTAAL: 150

SO2 SO3 Verbinding A

Verbinding B Kunsmis C

Stap 1 Stap 2 Stap 3

Stap 4 Stap 5

O2 O2 H2O

NH3

98% H2SO4 S









Documents

NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12...die TERUGWAARTSE re aksie tydens die volgende tydintervalle: (Kies uit GROTER AS, GELYK AAN of MINDER AS) 6.2.1 0,0 – 2,0 minute (1) 6.2.2