Examen HAVO
2022
tijdvak 1
maandag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik zo nodig het informatieboek Binas of ScienceData.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.
Dit examen bestaat uit 37 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 77 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt,
worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
HA-1028-a-22-1-o
, Hexaan uit cellulose
Wereldwijd is er een toenemende aandacht voor het maken van
biobrandstoffen uit biomassa. Gelet op duurzaamheid verdient het
verbranden van biobrandstoffen de voorkeur boven het verbranden van
fossiele brandstoffen. Zo draagt bijvoorbeeld het verbranden van fossiele
brandstoffen meer bij aan het versterkt broeikaseffect dan het verbranden
van biobrandstoffen.
2p 1 Leg uit dat het verbranden van fossiele brandstoffen een grotere bijdrage
levert aan het versterkt broeikaseffect dan het verbranden van
biobrandstoffen.
Biomassa bestaat voor een groot deel uit cellulose. Onderzoekers hebben
ontdekt dat cellulose kan worden omgezet tot hexaan. Dit experiment is
vereenvoudigd weergegeven in figuur 1. Een kleine reactor werd gevuld
met water, dodecaan (C12H26), cellulose, twee verschillende katalysatoren
en waterstof (figuur 1a). Het reactiemengsel werd vervolgens gedurende
een aantal uren verwarmd, terwijl het krachtig werd geroerd (figuur 1b).
Na het experiment werd het reactiemengsel geanalyseerd.
figuur 1
Tijdens het experiment wordt eerst cellulose gehydrolyseerd tot glucose.
Vervolgens wordt glucose door een reactie met waterstof omgezet tot
hexaan (C6H14) en water. Na de reactie mengt het gevormde hexaan zich
met de laag dodecaan (zie figuur 1c).
Cellulose is een polysacharide die uitsluitend is opgebouwd uit
glucose-eenheden. Op de uitwerkbijlage is de vergelijking van de
hydrolyse van het uiteinde van een cellulosemolecuul onvolledig
weergegeven.
3p 2 Maak op de uitwerkbijlage de reactievergelijking compleet van de
hydrolyse van het uiteinde van het gegeven cellulosemolecuul.
Laat hierbij twee losse moleculen glucose afsplitsen.
Gebruik structuurformules.
HA-1028-a-22-1-o lees verder ►►►
,3p 3 Geef de vergelijking in molecuulformules van de reactie van glucose met
waterstof tot hexaan en water.
De vloeistoffen water en dodecaan (C12H26) mengen niet goed (zie
figuur 1a en 1c).
2p 4 Geef hiervoor een verklaring aan de hand van de formule van dodecaan.
Bij een experiment werd 0,50 g cellulose in een mengsel van water,
dodecaan, waterstof en de twee katalysatoren gebracht. Het ontstane
mengsel werd gedurende 12,0 uur geroerd bij een temperatuur van
190 °C. Na 12,0 uur was 2,56·10–3 mol hexaan gevormd.
3p 5 Bereken de gemiddelde reactiesnelheid, in mol per L water per seconde,
waarmee hexaan werd gevormd gedurende de reactietijd van 12,0 uur.
Neem aan dat bij dit experiment 9,5 mL water is gebruikt.
Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers.
Als de temperatuur bij dit experiment hoger zou zijn dan 190 °C, zouden
behalve hexaan ook isomeren van hexaan ontstaan.
2p 6 Geef de structuurformules van twee isomeren van hexaan.
HA-1028-a-22-1-o lees verder ►►►
, Power-to-ammonia
Wind-energie en zonne-energie kunnen nog niet grootschalig worden
opgeslagen in Nederland. Daardoor kunnen deze duurzame
energievormen, wanneer er veel wind of zon is, niet altijd optimaal benut
worden. Op de Technische Universiteit Delft is onderzoek gedaan naar de
mogelijkheid om de energie-overschotten op te slaan in de vorm van
ammoniak (NH3). Deze manier van energieopslag wordt het
‘power-to-ammonia’-proces genoemd en bestaat uit vier stappen:
Stap 1: in een waterstoffabriek worden wind-energie en zonne-energie
gebruikt om water door middel van elektrolyse om te zetten tot
waterstof en zuurstof.
Stap 2: in een luchtscheider wordt stikstof gescheiden van de overige
gassen die in lucht voorkomen.
Stap 3: in een ammoniakfabriek reageert waterstof vervolgens met
stikstof tot ammoniakgas.
Stap 4: ammoniakgas wordt vloeibaar gemaakt en daarna opgeslagen
in tanks.
In figuur 1 is het power-to-ammonia-proces met een vereenvoudigd
blokschema weergegeven.
figuur 1
2p 7 Geef de vergelijking van de vorming van ammoniakgas (stap 3).
2p 8 Beschrijf op microniveau het vloeibaar worden van ammoniakgas.
HA-1028-a-22-1-o lees verder ►►►
2022
tijdvak 1
maandag 23 mei
13.30 - 16.30 uur
scheikunde
Bij dit examen hoort een uitwerkbijlage.
Gebruik zo nodig het informatieboek Binas of ScienceData.
Achter het correctievoorschrift is een aanvulling op het correctievoorschrift opgenomen.
Dit examen bestaat uit 37 vragen.
Voor dit examen zijn maximaal 77 punten te behalen.
Voor elk vraagnummer staat hoeveel punten met een goed antwoord behaald
kunnen worden.
Als bij een vraag een verklaring, uitleg, berekening of afleiding gevraagd wordt,
worden aan het antwoord meestal geen punten toegekend als deze verklaring,
uitleg, berekening of afleiding ontbreekt.
Geef niet meer antwoorden (redenen, voorbeelden e.d.) dan er worden gevraagd.
Als er bijvoorbeeld twee redenen worden gevraagd en je geeft meer dan twee
redenen, dan worden alleen de eerste twee in de beoordeling meegeteld.
HA-1028-a-22-1-o
, Hexaan uit cellulose
Wereldwijd is er een toenemende aandacht voor het maken van
biobrandstoffen uit biomassa. Gelet op duurzaamheid verdient het
verbranden van biobrandstoffen de voorkeur boven het verbranden van
fossiele brandstoffen. Zo draagt bijvoorbeeld het verbranden van fossiele
brandstoffen meer bij aan het versterkt broeikaseffect dan het verbranden
van biobrandstoffen.
2p 1 Leg uit dat het verbranden van fossiele brandstoffen een grotere bijdrage
levert aan het versterkt broeikaseffect dan het verbranden van
biobrandstoffen.
Biomassa bestaat voor een groot deel uit cellulose. Onderzoekers hebben
ontdekt dat cellulose kan worden omgezet tot hexaan. Dit experiment is
vereenvoudigd weergegeven in figuur 1. Een kleine reactor werd gevuld
met water, dodecaan (C12H26), cellulose, twee verschillende katalysatoren
en waterstof (figuur 1a). Het reactiemengsel werd vervolgens gedurende
een aantal uren verwarmd, terwijl het krachtig werd geroerd (figuur 1b).
Na het experiment werd het reactiemengsel geanalyseerd.
figuur 1
Tijdens het experiment wordt eerst cellulose gehydrolyseerd tot glucose.
Vervolgens wordt glucose door een reactie met waterstof omgezet tot
hexaan (C6H14) en water. Na de reactie mengt het gevormde hexaan zich
met de laag dodecaan (zie figuur 1c).
Cellulose is een polysacharide die uitsluitend is opgebouwd uit
glucose-eenheden. Op de uitwerkbijlage is de vergelijking van de
hydrolyse van het uiteinde van een cellulosemolecuul onvolledig
weergegeven.
3p 2 Maak op de uitwerkbijlage de reactievergelijking compleet van de
hydrolyse van het uiteinde van het gegeven cellulosemolecuul.
Laat hierbij twee losse moleculen glucose afsplitsen.
Gebruik structuurformules.
HA-1028-a-22-1-o lees verder ►►►
,3p 3 Geef de vergelijking in molecuulformules van de reactie van glucose met
waterstof tot hexaan en water.
De vloeistoffen water en dodecaan (C12H26) mengen niet goed (zie
figuur 1a en 1c).
2p 4 Geef hiervoor een verklaring aan de hand van de formule van dodecaan.
Bij een experiment werd 0,50 g cellulose in een mengsel van water,
dodecaan, waterstof en de twee katalysatoren gebracht. Het ontstane
mengsel werd gedurende 12,0 uur geroerd bij een temperatuur van
190 °C. Na 12,0 uur was 2,56·10–3 mol hexaan gevormd.
3p 5 Bereken de gemiddelde reactiesnelheid, in mol per L water per seconde,
waarmee hexaan werd gevormd gedurende de reactietijd van 12,0 uur.
Neem aan dat bij dit experiment 9,5 mL water is gebruikt.
Geef de uitkomst in het juiste aantal significante cijfers.
Als de temperatuur bij dit experiment hoger zou zijn dan 190 °C, zouden
behalve hexaan ook isomeren van hexaan ontstaan.
2p 6 Geef de structuurformules van twee isomeren van hexaan.
HA-1028-a-22-1-o lees verder ►►►
, Power-to-ammonia
Wind-energie en zonne-energie kunnen nog niet grootschalig worden
opgeslagen in Nederland. Daardoor kunnen deze duurzame
energievormen, wanneer er veel wind of zon is, niet altijd optimaal benut
worden. Op de Technische Universiteit Delft is onderzoek gedaan naar de
mogelijkheid om de energie-overschotten op te slaan in de vorm van
ammoniak (NH3). Deze manier van energieopslag wordt het
‘power-to-ammonia’-proces genoemd en bestaat uit vier stappen:
Stap 1: in een waterstoffabriek worden wind-energie en zonne-energie
gebruikt om water door middel van elektrolyse om te zetten tot
waterstof en zuurstof.
Stap 2: in een luchtscheider wordt stikstof gescheiden van de overige
gassen die in lucht voorkomen.
Stap 3: in een ammoniakfabriek reageert waterstof vervolgens met
stikstof tot ammoniakgas.
Stap 4: ammoniakgas wordt vloeibaar gemaakt en daarna opgeslagen
in tanks.
In figuur 1 is het power-to-ammonia-proces met een vereenvoudigd
blokschema weergegeven.
figuur 1
2p 7 Geef de vergelijking van de vorming van ammoniakgas (stap 3).
2p 8 Beschrijf op microniveau het vloeibaar worden van ammoniakgas.
HA-1028-a-22-1-o lees verder ►►►
