Chemistry Synoptic Practice Paper

8/3/2019 Chemistry Synoptic Practice Paper

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T o m F u r n i v a l C h e m i s t r y U n i t 6 : S y n o p t i c P a p e r M a y 4 , 2 0 0 9

S y n o p t i c P a p e r

T i m e a l l o w e d : 2 h o u r s

Q 1 .

B e n z e d r i n e i s t h e n a m e o f a d r u g o r i g i n a l l y u s e d a s a n a s a l d e c o n g e s t a n t . T h e r e a c t i o n s c h e m e b e l o w

s h o w s a r o u t e b y w h i c h t h e d r u g b e n z e d r i n e m a y b e p r e p a r e d f r o m b e n z e n e .

a )

i ) G i v e t h e r e a g e n t s a n d c o n d i t i o n s f o r t h e c o n v e r s i o n o f b e n z e n e t o 1 - p h e n y l p r o p a n e i n S t e p 1 .

[ 2 ]

i i ) W r i t e a n e q u a t i o n f o r t h e r e a c t i o n .

[ 1 ]

b ) S t e p 2 p r o d u c e s 1 - p h e n y l p r o p - 1 - e n e , w h i c h h a s t w o d i e r e n t i s o m e r s . D r a w a n d n a m e t h e m b o t h .

[ 4 ]

1




c )

i ) N a m e c o m p o u n d X a n d d r a w i t s d i s p l a y e d f o r m u l a .

[ 2 ]

i i ) S t a t e t h e r e a g e n t s a n d c o n d i t i o n s n e e d e d t o c o n v e r t c o m p o u n d X t o b e n z e d r i n e .

[ 2 ]

d ) B e n z e d r i n e i s a r a c e m i c m i x t u r e o f a m p h e t a m i n e .

i ) W h a t i s t h e s y s t e m a t i c n a m e o f b e n z e d r i n e ?

[ 1 ]

i i ) W h a t i s m e a n t b y t h e t e r m r a c e m i c ?

[ 2 ]

i i i ) D r a w t w o p o s s i b l e i s o m e r s o f b e n z e d r i n e .

[ 2 ]

e ) A s a m p l e o f b e n z e d r i n e w a s a n a l y s e d u s i n g i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y . U s i n g T a b l e 3 . 3 i n t h e B o o k o f D a t a ,

d e t e r m i n e w h i c h p e a k s w i l l a p p e a r a n d w h i c h b o n d s a r e r e s p o n s i b l e f o r t h e m .

[ 3 ]

T o t a l : 1 9 m a r k s

2




Q 2 .

a ) U s i n g a B o r n - H a b e r c y c l e , c a l c u l a t e t h e l a t t i c e e n e r g y o f p o t a s s i u m c h l o r i d e , K C l . G i v e y o u r a n s w e r

t o 3 s i g n i c a n t g u r e s .

[ 5 ]

b )

i ) F r o m T a b l e 5 . 9 i n t h e B o o k o f D a t a , w h a t i s t h e t h e o r e t i c a l v a l u e f o r t h e l a t t i c e e n e r g y o f p o t a s s i u m

c h l o r i d e ?

[ 1 ]

i i ) H o w d o e s t h e v a l u e f r o m ( b i ) d i e r f r o m t h e v a l u e y o u f o u n d i n ( a ) ? U s e F a j a n ' s r u l e s t o s u g g e s t

w h y t h i s i s t h e c a s e .

[ 3 ]

3




c ) T h r e e u n l a b e l l e d b o t t l e s a r e k n o w n t o c o n t a i n s o l u t i o n s o f e i t h e r p o t a s s i u m c h l o r i d e , p o t a s s i u m b r o m i d e

a n d p o t a s s i u m i o d i d e . D e s c r i b e a n e x p e r i m e n t y o u m i g h t c a r r y o u t i n o r d e r t o i d e n t i f y t h e s o l u t i o n s ,

s t a t i n g a n y r e s u l t s y o u w o u l d e x p e c t .

[ 4 ]

d )

i ) B r o m i n e i s r e a c t e d w i t h h o t s o d i u m h y d r o x i d e s o l u t i o n . B a l a n c e t h e r e a c t i o n b e l o w

Br2(l) + NaOH(aq) → NaBr(aq) + NaBrO3(aq) + H2O(l)

[ 2 ]

i i ) W h y i s k n o w n a s a d i s p r o p o r t i o n a t i o n r e a c t i o n ?

[ 1 ]

i i i ) S o d i u m b r o m a t e , N a B r O 3 , i s s t r o n g o x i d i s i n g a g e n t u s e d i n d u s t r i a l p r o c e s s e s s u c h a s d y e i n g .

D e n e w h a t i s m e a n t b y t h e t e r m o x i d i s i n g a g e n t .

[ 2 ]


4




Q 3 .

T h e d i a g r a m b e l o w s h o w s p o s s i b l e r e a c t i o n s i n v o l v i n g a n o r g a n i c c o m p o u n d A .

a ) C o m p o u n d A c o n t a i n s o n l y c a r b o n , h y d r o g e n a n d o x y g e n . O n c o m p l e t e c o m b u s t i o n , 0 . 7 4 g o f A

p r o d u c e d 1 . 7 6 g o f C O 2 a n d 0 . 9 g o f H 2 O . T h e m a s s s p e c t r o m e t e r p a r e n t i o n p e a k i s a t 7 3 . 0 . W h a t

i s t h e m o l e c u l a r f o r m u l a o f A ?

[ 3 ]

b ) C o m p o u n d C i s f o r m e d b y h e a t i n g A o v e r a n a l u m i n i u m o x i d e c a t a l y s t . G i v e n t h a t C d e c o l o u r i s e s

b r o m i n e w a t e r , d r a w a p o s s i b l e d i s p l a y e d f o r m u l a f o r C .

[ 1 ]

5




c ) W h e n c o m p o u n d A w a s r e a c t e d w i t h a s u i t a b l e r e a g e n t , c o m p o u n d E w a s f o r m e d . T h e p H o f E w a s

f o u n d t o b e 4 . 8 .

i ) N a m e a s u i t a b l e r e a g e n t a n d c o n d i t i o n s f o r t h i s r e a c t i o n .

[ 2 ]

I f c o m p o u n d s A a n d E a r e w a r m e d g e n t l y i n t h e p r e s e n c e o f c o n c e n t r a t e d s u l p h u r i c a c i d , c o m p o u n d

D w i l l b e f o r m e d .

i i ) W h a t i s t h i s p r o c e s s c a l l e d ?

[ 1 ]

i i i ) N a m e c o m p o u n d D .

[ 1 ]

d ) C o n v e r t i n g c o m p o u n d B t o c o m p o u n d A a l s o p r o d u c e s a s a l t , s o d i u m b r o m i d e .

i ) S t a t e t h e t y p e a n d m e c h a n i s m o f t h i s r e a c t i o n .

[ 2 ]

i i ) D r a w t h e d i s p l a y e d f o r m u l a f o r B .

[ 1 ]


6




Q 4 .

I r o n i s o n e o f t h e m o s t u s e f u l m a t e r i a l s i n t h e w o r l d , u s e d i n c o n s t r u c t i o n , s h i p s , c a r s a n d r a i l w a y s t o

n a m e b u t a f e w . H o w e v e r , i t i s p r o n e t o r u s t i n g , w h i c h i s a r e d o x p r o c e s s .

a ) U s i n g i t e m s 2 3 a n d 5 3 f r o m T a b l e 6 . 1 i n t h e B o o k o f D a t a , w r i t e t h e c e l l d i a g r a m f o r t h e r s t s t e p o f

t h e r u s t i n g p r o c e s s . C a l c u l a t e E cell f o r t h i s r e a c t i o n .

E cell : . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . V [ 2 ]

b ) W h a t d o e s y o u r v a l u e f o r E cell t e l l y o u a b o u t t h e e x t e n t a n d r a t e o f t h i s r e a c t i o n u n d e r s t a n d a r d

c o n d i t i o n s ?

[ 2 ]

I r o n ( I I ) i o n s a r e r e a d i l y o x i d i s e d t o i r o n ( I I I ) i o n s , w h i c h i n a q u e o u s s o l u t i o n f o r m a c o m p l e x w i t h w a t e r

m o l e c u l e s : [Fe(H 2O)6]3+ . T h i s i o n i s s h o w n b e l o w .

c ) W h a t t y p e o f l i g a n d i s w a t e r i n t h i s c o m p l e x i o n ?

[ 1 ]

d ) T h i s i o n d i s p l a y s a c i d i c p r o p e r t i e s . W r i t e a n e q u a t i o n f o r t h e e q u i l i b r i u m s e t u p w h e n a n [Fe(H 2O)6]3+

i o n d o n a t e s a p r o t o n t o a m o l e c u l e o f w a t e r , i n c l u d i n g s t a t e s y m b o l s .

[ 2 ]

7




e ) T h e p r e p a r a t i o n o f s u l p h u r i c a c i d i n v o l v e s r e a c t i n g s u l p h u r d i o x i d e w i t h o x y g e n t o p r o d u c e s u l p h u r

t r i o x i d e .

SO2(g) + 12O2(g) → SO3(g)

W h a t i s t h e o x i d a t i o n n u m b e r o f s u l p h u r i n s u l p h u r t r i o x i d e , S O 3 ?

[ 1 ]

T h i s r e a c t i o n r e q u i r e s t h e u s e o f a c a t a l y s t , v a n a d i u m ( V ) o x i d e , V 2 O 5 . V a n a d i u m ( V ) o x i d e a c t s a s a n

o x i d i s i n g a g e n t , o x i d i s i n g s u l p h u r d i o x i d e t o s u l p h u r t r i o x i d e . I t i s i t s e l f r e d u c e d t o v a n a d i u m ( I V ) o x i d e ,

a s s h o w n b y t h e r e a c t i o n b e l o w .

SO2 + V2O5 → SO3 + V2O4

T h e v a n a d i u m ( I V ) o x i d e i s t h e n r e - o x i d i s e d b y t h e o x y g e n t o f o r m v a n a d i u m ( V ) o x i d e .

V2O5 + 12O2 → V2O5

f )

i ) W r i t e t h e f u l l e l e c t r o n c o n g u r a t i o n f o r v a n a d i u m , u s i n g s , p , d n o t a t i o n .

[ 1 ]

i i ) W h y i s v a n a d i u m c o n s i d e r e d a t r a n s i t i o n m e t a l ?

[ 1 ]

i i i ) W h a t i s m e a n t b y t h e t e r m h e t e r o g e n e o u s c a t a l y s t ?

[ 1 ]

i v ) S u g g e s t w h y t r a n s i t i o n m e t a l s s u c h a s v a n a d i u m m a k e g o o d c a t a l y s t s .

[ 1 ]


T o t a l f o r p a p e r : 6 0 m a r k s

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