spm1530 Tentamen 1 Juli 2010
Tentamen spm1530 1 juli 2010 14-17 uur
Aanwijzingen:
• U mag gebruik maken van:
– schrijfmateriaal – rekenmachine
– formuleblad en periodiek systeem (afgedrukt achteraan dit tentamen).
• Lees de vragen vooraf door en deel de beschikbare tijd in voor beantwoor- ding van de vragen.
Tweede blad is antwoordvel meerkeuzevragen. LEVER DIT VEL IN.
Dit tentamen bevat 28 vragen, op 8 pagina’s.
Daaronder zijn 25 meerkeuzevragen (44 punten).
Het totaal aantal te behalen punten is 100. U start met 10 punten.
Pagina: 1 2 3 4 5 Totaal:
Punten: 6 13 13 12 46 90
Score:
Met de BONUSVRAAG kunt u 10 extra punten verdienen.
spm1530 Antwoordvel meerkeuzevragen tentamen spm1530 1 Juli 2010 Deze pagina is bewust blanco
spm1530 Antwoordvel meerkeuzevragen tentamen spm1530 1 Juli 2010 Beantwoord de meerkeuzevragen s.v.p. op dit vel
LEVER DIT VEL IN!!
Naam:
Studienummer:
Vraagstuk A B C D punten score
1 1
2 1
3 1
4 2
5 1
6 1
7 2
8 1
9 3
10 2
11 2
12 2
Totaal 19
• bij elke deelvraag is slechts ´e´en antwoord juist.
• Een foute keuze geeft aftrek van1/3van het puntenaantal.
• Als u het antwoord niet weet en D – blanco kiest, volgt g´e´en puntenaftrek!
GEBRUIK OOK OMMEZIJDE
spm1530 Antwoordvel meerkeuzevragen tentamen spm1530 1 Juli 2010
Vraagstuk A B C D punten score
13 2
14 2
15 1
16 2
17 2
18 2
19 2
20 2
21 2
22 2
23 2
24 2
25 2
Totaal 25
• bij elke deelvraag is slechts ´e´en antwoord juist.
• Een foute keuze geeft aftrek van1/3van het puntenaantal.
• Als u het antwoord niet weet en D – blanco kiest, volgt g´e´en puntenaftrek!
spm1530 Tentamen 1 Juli 2010
MEERKEUZEVRAGEN
NPK kunstmest van de firma NPK.nl bestaat uit een mengsel van kaliumnitraat, KNO3, superfosfaat, Ca(H2PO4, en ureum H2N-CO-NH2. Na gebruik op land reageert ureum met water tot ammoniak (NH3 en CO2 ). Licht activeert de afbraak van ureum. Een eerste stap is bijvoorbeeld de afsplitsing van een•NH2radicaal. Dit radicaal heeft een erg korte levensduur, en reageert bijvoorbeeld direct met bijvoorbeeld water onder vorming van een nieuw hydroxyl- radicaal•OH en ammoniak.
1. (1 punt) Ureum is relatief stabiel omdat
A. de reactie enthalpie voor de beschreven afbraakreactie sterk positief is B. de reactie enthalpie voor de beschreven afbraakreactie sterk negatief is C. fotonen per stuk nooit voldoende energie bezitten om ureum te splitsen D. blanco
2. (1 punt) (Overmatig) gebruik van NPK.nl’s kunstmest leidt tot A. vermesting, verzuring, verdroging
B. vermesting, verspilling, verdroging C. vermesting, verzuring, verspreiding D. blanco
3. (1 punt) Het verschil tussen het model van Bohr en het Quantum-Chemisch (QC) model is A. in Bohr wordt energie niet als gequantiseerd beschouwd, in het QC model wel
B. in Bohr bestaan discrete energieniveau’s voor elektronen rond een atoomkern, in QC voor beiden
C. Bohr gaat uit van vaste afstanden van elektronen rond een atoomkern, QC van waarschijnlijkheidsverdelingen
D. blanco
4. (2 punten) Als ureum wordt gesplits door licht met een golflengte van 400 [nm], dan geldt voor de splitsing van ureum door licht met een golflengte van 800 [nm]:
A. dat die kan plaatsvinden
B. dat daarop een kleine kans bestaat
C. dat die de-facto niet plaats vindt omdat de kans daarop astronomisch klein is D. blanco
5. (1 punt) De valentie-elektronen configuratie van fosfor is A. 2s22p3
B. 3s23p3 C. 3s23p5 D. blanco
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 Juli 2010 6. (1 punt) De volgende elementen hebben min-of-meer vergelijkbare chemische eigenschap-
pen als fosfor
A. koolstof C en selenium S B. stikstof N en arseen As C. silicium Si en zwavel S D. blanco
7. (2 punten) De volgende uitspraak is juist:
A. Fosfor heeft g´e´en 3d-orbitalen B. Fosfor heeft precies zes 3d-orbitalen C. Fosfor heeft precies tien 3d-orbitalen D. blanco
8. (1 punt) Vast kaliumnitraat bevat A. alleen ionbindingen
B. alleen covalente bindingen
C. zowel ion- als covalente bindingen D. blanco
9. (3 punten) Uit de Lewisstructuur van het nitraation, NO3–(N is het centrale atoom) A. blijkt dat het nitraation g´e´en resonantiestructuren heeft
B. blijkt dat het nitraation twee resonantiestructuren heeft C. blijkt dat het nitraation drie resonantiestructuren heeft D. blanco
10. (2 punten) Het koolstofatoom in ureum is volgens de MO-theorie A. niet gehybridiseerd
B. sp2gehybridiseerd C. sp3gehybridiseerd D. blanco
11. (2 punten) Het fosforatoom is het centrale atoom in superfosfaat waaraan alle O en H direct zijn verbonden. De stabiliteit van superfosfaat is dus te verklaren omdat het fosforatoom in superfosfaat
A. niet gehybridiseerd is B. dsp2gehybridiseerd is C. d2sp3gehybridiseerd is D. blanco
12. (2 punten) Geef aan bij welke reactie g´e´en radicaal of radicalen ontstaat (ontstaan) A. de eerste stap in de afbraak van CFK-11 in de ozonlaag
B. de omzetting van keukenzout, NaCl en water in Cl2, NaOH en H2 C. het uiteenvallen van het anti-klopmiddel MTBE in een benzinemotor D. blanco
pag. 2 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 Juli 2010 13. (2 punten) Het molecuul NO is een radicaal maar toch relatief stabiel. Dat is te verklaren
door
A. de Lewis-structuur
B. het aantal valentie-elektronen van N en O C. Molecular Orbital theorie
D. blanco
14. (2 punten) Als je een klontje kristalsuiker van 3 [g]in een heet kopje van 200 [ml] thee oplost, dan daalt naar verwachting de temperatuur
A. vanwege de Cp van suiker ´en omdat de roosterenthalpie van suiker negatief is B. vanwege de Cp van suiker ´en omdat de roosterenthalpie van suiker positief is C. all´e´en vanwege de Cp van suiker
D. blanco
15. (1 punt) Het industrieel systeem waarin plastics, harsen, verven en lakken worden gepro- duceerd uit aardolie is te beschouwen als een keten met de achtereenvolgende schakels:
A. petrochemie, chemie, polymeerindustrie
B. raffinage, chemie, petrochemie, polymeerindustrie, C. raffinage, petrochemie, chemie, polymeerindustrie D. blanco
16. (2 punten) Belangrijke grondstof(fen) van de chemische industrie zijn:
A. propyleen en benzeen B. benzine en diesel C. nafta en condensaat D. blanco
17. (2 punten) De volgende uitspraak is juist:
A. in een hydroskimming refinery wordt netto waterstof geproduceerd B. een hydroskimming refinery is een relatief eenvoudige olieraffinaderij
C. in een hydroskimming refinery ligt de nadruk op geavanceerde conversie onder zware condities
D. blanco
18. (2 punten) Van licht naar zwaar zijn de producten van een olieraffinaderij:
A. benzine, diesel, LPG, stookolie B. LPG, diesel, benzine, stookolie C. benzine, kerosine, diesel,stookolie D. blanco
19. (2 punten) In een olieraffinaderij wordt ruwe olie verwerkt tot producten door achtereen- volgens:
A. kraken, destillatie, menging B. destillatie, kraken, menging
C. destillatie, kraken + destillatie, menging D. blanco
pag. 3 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 Juli 2010 20. (2 punten) Het Research Octane Number (RON) of octaangetal van euro loodvrij benzine
is (minimaal) 95. Dat betekent
A. dat er minstens 95 vol.% octaan in deze benzine zit
B. dat het gemiddeld molgewicht van de benzine gelijk is aan een mengsel van 95 vol.% iso-octaan
C. dat deze benzine net zo presteert als een mengsel met 95 vol.% iso-octaan D. blanco
21. (2 punten) Zwavelverwijdering in een olieraffinaderij is nodig voor:
A. werking van de raffinaderij en productie van schone brandstoffen
B. productie van schone brandstoffen waarmee luchtverontreininging wordt voor- komen
C. werking van de raffinaderij en voorkomen van verzurende emissies D. blanco
22. (2 punten) In tegenstelling tot ethyleenglycol H2(HO)C-CH2OH zijn monomeren zoals ethy- leen, styreen en butadieen niet volledig verzadigde verbindingen. Deze aanduiding voor een groep moleculen cq. monomeren betekent dat
A. deze monomeren water kunnen opnemen door absorptie of reactie
B. deze monomeren onder geschikte condities toch nooit reageren met waterstof C. deze monomeren per molecuul ´e´en of meer π-bindingen bevatten
D. blanco
23. (2 punten) De Molecular Orbital theorie verklaart het bestaan van bindingen tussen ato- men in moleculen. Volgens de Molecular Orbital theorie
A. Bestaan er alleen σ en π –bindingen
B. Is een σ-binding altijd gecombineerd met een π-binding C. Is een π-binding altijd gecombineerd met een σ-binding D. blanco
24. (2 punten) Volgens de Molecular Orbital theorie
A. Bereiken moleculen niet de laagste energietoestand, maar elektronen B. Wordt het bestaan van het molecuul NO adequaat verklaard
C. Zijn alleen π-bindingen molecular orbitalen D. blanco
25. (2 punten) In Nederland belangrijke vormen van (agro)-industri¨ele luchtverontreiniging zijn
A. uitstoot van NH3, NOxen vluchtige koolwaterstoffen in verband met verzuring en smog
B. uitstoot van NH3en NOxin verband met verzuring; vluchtige koolwaterstoffen in verband met smog
C. uitstoot van NH3 in verband met verzuring, vluchtige koolwaterstoffen in ver- band met smog; NOxi.v.m. verzuring ´en smog
D. blanco
pag. 4 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 Juli 2010
Open vragen
26. (14 punten) Lewis-structuren en polymeren Lewis-structuren geven veel inzicht in de mo- gelijkheden tot reactie van een molecuul. ChloorAlleen H2CCCHCl is een tussenprodukt bij de productie van epoxyharsen, die veel gebruikt worden in bijv. secondenlijm. Het koolstofskelet van ChloorAlleen is recht. Aan de twee buitenste koolstofatomen zijn res- pectievelijk 2 waterstof en een waterstof en een chlooratoom verbonden. Propyleen heeft als koolstofskelet C=C-C. Propyleen wordt met een initiator/katalysator R-X gepolymeri- seerd tot polypropyleen (PP). Dit is een radicaalpolymerisatie: R-X valt levert een radicaal
•X, waarmee de polymerisatie begint.
(a) Hoe komt de stabiliteit van een binding cq. molecuul in het algemeen tot uiting?
(b) Teken de Lewisstructuur voor ChloorAlleen en geef aan hoe elk atoom gehybridiseerd is
(c) Geef en verklaar de bindingshoeken voor de bindingen in allylchloride.
(d) Leg uit waarom ChloorAlleen g´e´en gedeeld Molecular Orbital heeft over haar kool- stofskelet (tekening of tekst)
(e) Schrijf het radicaalpolymerisatie schema voor propyleen uit
(f) Het gemiddeld molgewicht van de geproduceerde PP is een functie van de begincon- centratie initiator. Leg uit.
27. (32 punten) Water en Afvalwater
”Duurzaam water winnen. Duurzaam water winnen bete- kent voor Vitens altijd en overal water van een goede kwaliteit leveren tegen een zo laag mogelijke prijs. We moeten dus zorgen voor voldoende bronnen, een goed onderhouden leidingnet en back-up voor belangrijke productiesystemen. Al die zaken heeft Vitens zelf in de hand. Als het gaat om de bescherming van onze grondstof werken we in veel gevallen samen met waterschappen, natuuror- ganisaties, gemeenten en provincies (...) Bescherming van de bronnen. Water doet er gemiddeld dertig jaar over om vanaf het oppervlak in de diepere grondwaterlagen terecht te komen. Als we niets ondernemen vinden we de vervuiling van nu over dertig jaar terug in ons grondwater. Het be- schermen van onze bronnen vraagt dus om een lange-termijnvisie. (bron: www.vitens.nl).” (bron:
http://www.vitens.nl).
Vitens is ´e´en van de Nederlandse drinkwaterbedrijven en bereidt zowel drinkwater uit oppervlaktewater als uit grondwater.
(a) de activiteiten van Vitens zijn gekoppeld aan de grote waterkringloop. Teken een een- voudig maar volledig en juist systeemdiagram van deze kringloop, en beschrijf deze kort.
(b) geef in uw diagram aan hoe Vitens aan de grote waterkringloop is gekoppeld. Licht kort toe.
(c) geef een definitie van duurzaam watergebruik.
(d) beargumenteer met gebruikmaking van uw antwoorden op a en b of u het (niet) eens bent met de invulling die Vitens geeft aan
”duurzaam water winnen”.
(e) geef kort enkele richtlijnen die Vitens zou kunnen opnemen in haar lange termijn visie voor de inrichting en het gebruik van grondwater zodat Vitens nog lang veilig en gezond drinkwater kan bereiden.
pag. 5 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 Juli 2010 Om het afvalwater in de Haagse Regio te zuiveren is er een nieuwe afvalwaterzuive- ringsinstallatie (AWZI) gebouwd in de Harnaschpolder (gemeente Midden-Delfland).
De capaciteit van deze AWZI is 1.310.000 [v.e.]. De belangrijkste “prestatiekenmer- ken” voor de AWZI Harnaschpolder die gerapporteerd worden aan het bestuur van het Hoogheemraadschap Delfland zijn het
”rendement zuurstofbindende stoffen, ren- dement stikstofverwijdering en rendement fosfaatverwijdering” (Jaarrekening 2007, blz. 9). Hoewel deze rendementen hoog zijn (respectievelijk > 95, 90 en 75 %) mag het effluent van de AWZI niet op het oppervlaktewater (in casu de Schie) worden geloosd.
In plaats daarvan wordt het effluent via een persleiding bij Scheveningen geloosd op de Noordzee
(f) waarvoor staat de maat [v.e.]?
(g) wat is de maat voor zuurstofbindende stoffen in (afval)water? Licht kort toe.
(h) teken een systeemdiagram waarmee u de inrichting van de AWZI op hoofdlijnen be- schrijft en en verklaar waarom
”zuiveringsslib” het belangrijkste bijproduct is van de AWZI.
(i) beschouw kort de hoofdcategorie¨en van kwaliteitseisen voor oppervlaktewater (j) verklaar met deze hoofdcategorie¨en waarom het effluent van de AWZI niet op het
oppervlaktewater mag worden geloosd 28. (10 punten (bonus)) In het college is
”de procesindustrie” in Nederland besproken. Licht kort toe welke industriesectoren hierbij behoren, analyseer kort de situatie waarin ten min- ste twee van deze sectoren zich momenteel bevinden, en geef uw visie op innovatie en duurzame ontwikkeling in deze sectoren. Wat is hun potentie om bij te dragen aan de kracht van de B.V. Nederland in de 21eeeuw denkt u?
– – – Einde van de vragen – – –
pag. 6 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 Juli 2010
Formuleblad
• Energie [J]:
Ekin= 12m · v2 Q = Cp· m · ∆T Wmax= Qh·(Th− Tc)
Th
Qc= Qh− Wmax = Qh· Tc
Th E = 2.31 · 10−19·Q1.Q2
r
• Avogadro [moleculen/mol]:
NAvogadro= 6, 022 ∗ 10−23
• Straling:
S = k · T4[W/m2])
k = 5, 67 · 10−8[W/m2/K−4] λpiek = c
Tpiek ν = c/λ[s−1J]
c = 3, 000 · 108[m/s]
E = h · ν[J]
h = 6.62608 · 10−34[J · s]
• Heisenberg:
∆x · ∆(m · v) ≥ h 4π
• Ideaal gas:
P · V = n · R · T
R = 8.31451[J/(K · mol)]
• Periodiek Systeem:
pag. 7 van 8
spm1530 Tentamen (vervolg) 1 Juli 2010
118 1A8A 12 H21314151617He 1.0082A3A4A5A6A7A4.003 345678910 LiBeBCNOFNe 6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18 1112131415161718 NaMgAlSiPSClAr 22.9924.31345678910111226.9828.0930.9732.0735.4539.95 192021222324252627282930313233343536 KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr 39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3869.7272.5974.9278.9679.9083.80 373839404142434445464748495051525354 RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInGeSbTeIXe 85.4787.6288.9191.2292.9195.94(98)101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3 555657727374757677787980818283848586 CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlSnBiPoAtRn 132.9137.3138.9178.5180.9183.9186.2190.2192.2195.1197200.6204.4207.2209(209)(210)(222) 878889104105106107108109110111112 FrRaAcUnqUnpUnhUnsUnoUneUunUuuUub (223)226(227) 5859606162636465666768697071 CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu 140.1140.9144.2(145)150.4152.0157.3158.9162.5164.9167.3168.9173.0175.0 90919293949596979899100101102103 ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr 232.0(231)238.0(237)(244)(243)(247)(247)(251)(252)(257)(258)(259)(260)
Figuur 1: Periodiek systeem der Elementen
pag. 8 van 8
