Schoolexamen SE02 klas 5 Scheikunde H 1 t/m 9 (100 min.)2020
Gebruik van eigen, onbeschreven Binas en eigen niet-grafische rekenmachine toegestaan.
Het schoolexamen omvat vier opgaven met 14 vragen. Maximaal te behalen aantal punten: 36
Je mag de vragen in willekeurige volgorde maken. Geef wel duidelijk aan om welke opgave het
gaat.
Succes!!
Lachgas
Lachgas (N2O) kent binnen de moderne wetenschap en techniek vele toepassingen: het is
een gas dat wordt gebruikt bij verdovingen, het wordt gebruikt als partydrug en het wordt
ook gebruikt in verbrandingsmotoren om het motorvermogen te verhogen.
De atoomvolgorde van lachgas is NNO. Van dit molecuul bestaan twee mesomere
grensstructuren.
2p 1 Geef beide mesomere grensstructuren van N2O in Lewisstructuren.
De verhoging van het motorvermogen bij het gebruik van N2O(g) in plaats van buitenlucht
komt doordat het verbrandingsmengsel bij gebruik van lachgas een meer optimale
samenstelling heeft. In plaats van buitenlucht wordt N2O(g) aan de brandstof toegevoegd.
Vervolgens komt het mengsel in de verbrandingskamer waar het een temperatuur van 296 °C
bereikt. Hierdoor ontleedt het N2O volledig in de elementen en ontstaat er een zeer
zuurstofrijke mix. Deze mix is zuurstofrijker dan wanneer de buitenlucht (met 20 vol.%
zuurstof) wordt gebruikt.
2p 2 Leg, eventueel met een berekening, uit dat deze mix zuurstofrijker is dan buitenlucht.
Lachgas wordt als oxidator gebruikt voor de “verbrandingsreactie” in de Stratos-raket die
DARE, een Dreamteam van de TU Delft, bouwt. De brandstof bestaat uit een mengsel met
onder andere sorbitol C6H14O6 (s). De reactie die plaatsvindt is:
C6H14O6 (s) + 13 N2O (g) → 6 CO2 (g) + 7 H2O (g) + 13 N2 (g)
3p 3 Bereken de reactiewarmte van deze reactie (T=298K en p=p0). De ΔHf0 van sorbitol is
-13,54·105 J·mol-1
Er zijn verschillende productiemethoden bekend om lachgas te produceren. Een relatief
veilige methode gaat uit van de reactie van hydroxylammoniumchloride met natriumnitriet:
NH3OHCl + NaNO2 → N2O + NaCl + 2 H2O
Als je dit goed doet, houd je alleen een oplossing keukenzout als restproduct over.
De zouten in de reactievergelijking hierboven zijn voor het gemak geschreven als vaste
zouten hoewel ze in werkelijkheid zijn opgelost.
Een oplossing van natriumnitriet is een basische oplossing; toch is het gebruik van deze
oplossing veilig omdat het een nogal zwakke base betreft en er maar weinig van de base
omgezet wordt in het zuur.
4p 4 Bereken de verhouding [base] : [zuur] in een oplossing van 0,1 M natriumnitriet. Geef je
antwoord als [base] : [zuur] is … : 1
Gebruik van eigen, onbeschreven Binas en eigen niet-grafische rekenmachine toegestaan.
Het schoolexamen omvat vier opgaven met 14 vragen. Maximaal te behalen aantal punten: 36
Je mag de vragen in willekeurige volgorde maken. Geef wel duidelijk aan om welke opgave het
gaat.
Succes!!
Lachgas
Lachgas (N2O) kent binnen de moderne wetenschap en techniek vele toepassingen: het is
een gas dat wordt gebruikt bij verdovingen, het wordt gebruikt als partydrug en het wordt
ook gebruikt in verbrandingsmotoren om het motorvermogen te verhogen.
De atoomvolgorde van lachgas is NNO. Van dit molecuul bestaan twee mesomere
grensstructuren.
2p 1 Geef beide mesomere grensstructuren van N2O in Lewisstructuren.
De verhoging van het motorvermogen bij het gebruik van N2O(g) in plaats van buitenlucht
komt doordat het verbrandingsmengsel bij gebruik van lachgas een meer optimale
samenstelling heeft. In plaats van buitenlucht wordt N2O(g) aan de brandstof toegevoegd.
Vervolgens komt het mengsel in de verbrandingskamer waar het een temperatuur van 296 °C
bereikt. Hierdoor ontleedt het N2O volledig in de elementen en ontstaat er een zeer
zuurstofrijke mix. Deze mix is zuurstofrijker dan wanneer de buitenlucht (met 20 vol.%
zuurstof) wordt gebruikt.
2p 2 Leg, eventueel met een berekening, uit dat deze mix zuurstofrijker is dan buitenlucht.
Lachgas wordt als oxidator gebruikt voor de “verbrandingsreactie” in de Stratos-raket die
DARE, een Dreamteam van de TU Delft, bouwt. De brandstof bestaat uit een mengsel met
onder andere sorbitol C6H14O6 (s). De reactie die plaatsvindt is:
C6H14O6 (s) + 13 N2O (g) → 6 CO2 (g) + 7 H2O (g) + 13 N2 (g)
3p 3 Bereken de reactiewarmte van deze reactie (T=298K en p=p0). De ΔHf0 van sorbitol is
-13,54·105 J·mol-1
Er zijn verschillende productiemethoden bekend om lachgas te produceren. Een relatief
veilige methode gaat uit van de reactie van hydroxylammoniumchloride met natriumnitriet:
NH3OHCl + NaNO2 → N2O + NaCl + 2 H2O
Als je dit goed doet, houd je alleen een oplossing keukenzout als restproduct over.
De zouten in de reactievergelijking hierboven zijn voor het gemak geschreven als vaste
zouten hoewel ze in werkelijkheid zijn opgelost.
Een oplossing van natriumnitriet is een basische oplossing; toch is het gebruik van deze
oplossing veilig omdat het een nogal zwakke base betreft en er maar weinig van de base
omgezet wordt in het zuur.
4p 4 Bereken de verhouding [base] : [zuur] in een oplossing van 0,1 M natriumnitriet. Geef je
antwoord als [base] : [zuur] is … : 1
