chemie olympiade

• Chemie
• Secundair onderwijs

chemie olympiade

Deel 1. Basiskennis

• Zuivere stoffen en stofeigenschappen; mengsels en scheiden van mengsels

• Deeltjesmodel (corpusculair model) van de materie

• Symbolen en namen van elementen

• Enkelvoudige en samengestelde stoffen; anorganische stofklassen

• Formules en namen van mono-atomische en polyatomische ionen

• Formules en namen van ionverbindingen

• Formules en namen van niet-metalen, binaire niet-metaalverbindingen en oxozuren

• Algemene eigenschappen (aggregatietoestand bij kamertemperatuur, smelt- en kookpunt, oplosbaarheid, geleidingsvermogen) van ionverbindingen, covalente verbindingen en metalen

• Algemene begrippen i.v.m. chemische reacties: synthese en analyse (thermolyse, elektrolyse en fotolyse), exotherme (exo-energetische) en endotherme (endo-energetische) reacties, behoud van element en van massa

• Reactietypes: neerslag-, gasontwikkelings-, neutralisatie-, verbrandings- en redoxreacties

• Polaire en apolaire oplosmiddelen; invloed van het oplosmiddel op de oplosbaarheid

• Elektrolyten (sterke en zwakke) en niet-elektrolyten

• Dissociatie van ionverbindingen en ionisatie van moleculaire elektrolyten in water; hydratatie van ionen.

• Hydratatie van ionen

Basiskennis

• Zuivere stoffen en stofeigenschappen; mengsels en scheiden van mengsels

• Deeltjesmodel (corpusculair model) van de materie

• Algemene begrippen i.v.m. chemische reacties: synthese en analyse (thermolyse, elektrolyse en fotolyse), exotherme (exo-energetische) en endotherme (endo-energetische) reacties, behoud van element en van massa

Wat is een samengestelde zuivere stof?

1. Een verzameling van 2 of meer zuivere stoffen. Het kan door middel van een scheidingstechniek gescheiden worden in de zuivere stoffen.
2. Een zuivere stof die niet meer ontleed kan worden. Ze is opgebouwd uit atomen van hetzelfde element.
3. Een zuivere stof die door middel van een ontledingsreactie ontleed kan worden in 2 of meer zuivere stoffen. Ze is opgebouwd uit atomen van verschillende elementen.
4. Een groepje aan elkaar gebonden atomen. Het is een veel voorkomende samenhang van atomen.

A = mengsel

B = enkelvoudige zuivere stof

C = samengestelde zuivere stof

D = molecule.

Wat is een analysereactie?

1. Proces waarbij nieuwe stoffen en dus nieuwe moleculen (of roosters) gevormd worden. De atomen worden opnieuw gerangschikt.
2. Chemische reactie waarbij een samengestelde zuivere stof ontleed wordt in 2 of meer andere stoffen.
3. Proces waarbij de aard van de stoffen niet verandert.
4. Chemische reactie waarbij 2 of meer zuivere stoffen reageren tot een samengestelde zuivere stof.

A = chemisch proces

B = analyse of ontledingsreactie

C = fysisch proces

D = synthesereactie

In de rechthoeken hieronder worden moleculen voorgesteld. Elke atoomsoort wordt voorgesteld door een specifiek bolletje.
Bekijk de volgende drie beweringen:
I In figuur A staat een mengsel afgebeeld van een ontleedbare stof en een niet-ontleedbare stof;
II B ⟶ C+D stelt een scheiding voor;
III E ⟶ F stelt een chemische reactie voor.

Welke van deze beweringen zijn CORRECT? (2022)

1. I en II
2. II en III
3. I en III
4. I, II en III

A is inderdaad een mengsel. Een stof die ontleedbaar is, bestaat uit meerdere atoomsoorten (zo is er 1 en ook 1 andere). CORRECT

B wordt C en D. In B is er een mengsel aanwezig van zuivere stoffen, dit wordt door middel van een scheiding gesplitst in C en D. CORRECT

E gaat naar F. Dit is een proces waarbij nieuwe moleculen worden gevormd door de atomen te herrangschikken.

Basiskennis

• Symbolen en namen van elementen

• Enkelvoudige en samengestelde stoffen; anorganische stofklassen

• Formules en namen van mono-atomische en polyatomische ionen

• Formules en namen van ionverbindingen

• Formules en namen van niet-metalen, binaire niet-metaalverbindingen en oxozuren

Hoe noemt men... ?

CO​3​2−​​

1. nitraation
2. sulfaation
3. carbonaation
4. sulfietion

Welk ion is perbromaat?

1. BrO​−​​
2. BrO​2​−​​
3. BrO​3​−​​
4. BrO​4​−​​

Welke lading heeft een bariumion?

1. +1
2. +2
3. +3
4. -1

Hoe noemt men groep Ia nog?

1. aardalkalimetalen
2. aardmetalen
3. alkalimetalen
4. waterstofgroep

Hoe noemt men ... ?

NaHCO​3​​

1. natriumcarbonaat
2. natriumwaterstofcarbonaat
3. natriumcarboniet
4. natrium(II)carbonaat

Welke formule hoort bij stikstof(V)oxide?

1. N​2​​O​5​​
2. N​2​​O
3. N​5​​O
4. NO​5​​

Welke formule is in overeenstemming met de naam? (2020)

1. calciumperbromaat−Ca(BrO)​2​​
2. stikstofdioxide−N​2​​O
3. bariumwaterstoffosfiet−BaHPO​3​​
4. ijzer(II)carbonaat−Fe​2​​CO​3​​

Basiskennis

• Reactietypes: neerslag-, gasontwikkelings-, neutralisatie-, verbrandings- en redoxreacties

Goed oplosbare zouten

- Alle elementen uit groep Ia vormen goed oplosbare zouten (Li⁺; Na⁺; K⁺)

- Alle zouten met ammonium (NH₄⁺) zijn goed oplosbaar

- Alle nitraat (NO₃^-); nitriet (NO₂^-); chloraat (ClO₃^-) en acetaat (CH₃COO^-) zouten zijn goed oplosbaar

- Alle sulfaten (SO₄^2-), behalve CaSO₄; BaSO₄; PbSO₄; SrSO₄

- Alle chloriden (Cl^-), bromiden (Br^-) en jodiden (I^-); behalve Cu⁺; Ag⁺; Hg⁺; Pb²⁺

Slecht oplosbaar

- zuurstofgas O₂, koolstofoxide CO, koolstofdioxide CO₂ en zwaveldioxide SO₂

- waterstofsulfide (H₂S), waterstofjodide (HI)

- de meeste hydroxiden (behalve Ia; IIa zijn een beetje oplosbaar)

In welk mengsel van de gegeven stoffen in oplossing kunnen er twee verschillende neerslagen ontstaan? (2021)

1. AlCl​3​​+Cu(NO​3​​)​2​​
2. MgSO​4​​+Li​2​​CO​3​​
3. Ba(OH)​2​​+CuSO​4​​
4. AgNO​3​​+NH​4​​Cl

Verbrandingsreacties

Metaal + zuurstofgas -> metaaloxide

metaaloxide + water -> hydroxide (base)

niet-metaal + zuurstofgas -> niet-metaaloxide

niet-metaaloxide + water -> zuur

Welke stof geeft bij volledige verbranding een vast oxide dat een zure oplossing vormt in water? (2021)

1. koolstof
2. fosfor
3. magnesium
4. kalium

Deel 2. atoombouw en pse

• Atoommodel van Rutherford

• Elementaire deeltjes in een atoom, atoomnummer, massagetal en atoommassa-eenheid

• Nucliden en hun symbolische notatie, isotopen (= isotope nucliden)

• Atoommassa van een element en het verband met het % voorkomen van zijn natuurlijke isotopen

• Atoommodel van Bohr-Sommerfeld, elektronenconfiguratie (opvulling van de hoofd- en subniveaus)

• Edelgasconfiguratie en octetstructuur

• Het PSE: perioden en a-groepen, analogie binnen a- groepen

atoom

Kern: neutronen (n0) en protonen (p+)

elektronen (e-) errond. 

neutraal atoom: aantal protonen = aantal elektronen

isotopen = atomen met gelijk aantal protonen en verschillend aantal neutronen (Z blijft gelijk; A verandert).

​Z​A​​X

elektronenconfiguratie

Van vier deeltjes (één atoom en drie mono-atomische ionen) zijn in onderstaande tabel kenmerkende gegevens opgenomen.

Welk deeltje bezit het grootste aantal elektronen?(2022)

1. deeltje R
2. deeltje S
3. deeltje T
4. deeltje U

Welke elektronenconfiguratie stelt de grondtoestand van ... in de gasfase voor? (2022)

Co​2+​​

1. 1s​2​​2s​2​​2p​6​​3s​2​​3p​6​​3d​7​​4s​2​​
2. 1s​2​​2s​2​​2p​6​​3s​2​​3p​6​​3d​5​​4s​2​​
3. 1s​2​​2s​2​​2p​6​​3s​2​​3p​6​​4d​5​​4s​2​​
4. 1s​2​​2s​2​​2p​6​​3s​2​​3p​6​​3d​7​​

China heeft aangekondigd om de thoriumreactor in de testfase te brengen. In deze kernreactor wordt de splijtstof U-233 geproduceerd uit Th-232. Dit proces verloopt in drie stappen:
Een mogelijk proces bij een kernreactie is de omzetting van een neutron in een proton en een elektron.
Welke deeltjes worden respectievelijk door ... en ... voorgesteld in de gegeven kernomzettingen? (2022)

​b​a​​X

​d​c​​Y

1. ​b​a​​X=elektron;​d​c​​Y=neutron
2. ​b​a​​X=neutron;​d​c​​Y=elektron
3. ​b​a​​X=neutron;​d​c​​Y=proton
4. ​b​a​​X=elektron;​d​c​​Y=proton

Deel 3. Chemische binding

• Ionbinding: vorming van mono-atomische ionen en van binaire zouten; ionroosters
  
• Metaalbinding
  
• Covalente binding (= atoombinding): kenmerken en soorten
  
• Lewisformules van binaire stoffen, bindende en vrije doubletten
  
• Elektronegatieve waarde (= elektronegativiteit), polarisatie van covalente bindingen en polariteit van diatomische moleculen
  
• Intermoleculaire krachten
  

Intermoleculaire krachten

• dispersiekrachten (M)
• dipoolkrachten (EN)
• waterstofbruggen (H en O; H en N; H en F)
• ion-dipoolkrachten

De kookpunten van HCl en van HI zijn respectievelijk −85℃ en −35℃. Om dit verschil te verklaren worden volgende beweringen gedaan:

I De dispersiekrachten zijn groter bij HI dan bij HCl;
II De dipoolkrachten zijn groter bij HCl dan bij HI;
III De som van de dispersiekrachten en de dipoolkrachten is groter bij HI dan bij HCl;
IV De som van de dispersiekrachten en de dipoolkrachten is groter bij HCl dan bij HI.

Welke van deze beweringen zijn correct? (2022)

1. I, II en III
2. I, II en IV
3. I en III
4. II en IV

Hoeveel valentie-elektronen heeft stikstof?

1. 2
2. 3
3. 4
4. 5

Als je twee stikstofatomen met elkaar laat binden, hoeveel vrije elektronenparen zijn er dan en wat voor binding zit er tussen de N-atomen?

1. 2 vrije elektronenparen en een drievoudige binding
2. 4 vrije elektronenparen en een dubbele binding
3. 6 vrije elektronenparen en een enkelvoudige binding
4. 4 vrije elektronenparen en een enkelvoudige binding

Datieve binding

Zijn twee bindingselektronen origineel afkomstig van een atoom, dan noemt men dat een datieve binding (of een donor-acceptor) binding (voorgesteld met een pijl).

Welke van onderstaande moleculen heeft het grootste aantal vrije doubletten? (2021)

1. N​2​​
2. CO​2​​
3. NH​3​​
4. HCl

In welke lewisstructuur komt geen datieve (donor-acceptor) covalente binding voor? (2020)

1. structuur A
2. Structuur B
3. Structuur C
4. Structuur D

Deel 4. Chemisch rekenen

• Deeltjes- en formulemassa’s

• Mol als eenheid van hoeveelheid materie

• Constante van Avogadro (NA)

• Molaire massa, aantal mol, molair volume

• Procentuele samenstelling van een stof

• Hydraten (aantal mol kristalwater)

• Dichtheid van zuivere stoffen en mengsels

• Algemene gaswet

• Concentratie van oplossingen (m%, V%, m/V% in g/100 mL, g/L en mol/L) en omzettingen tussen deze eenheden

• Verdunnen van oplossen

• Stoichiometrische berekeningen zonder overmaat

Deel 5. Reactiesnelheid

• Het begrip reactiesnelheid

• Factoren die de snelheid van een reactie beïnvloeden

• Het botsingsmodel ter verklaring van de reactiesnelheid

Hoe meer deeltjes met elkaar kunnen botsen, hoe hoger de reactiesnelheid is. Welk van volgende situaties geeft een hogere reactiesnelheid? (meer mogelijkheden)

1. Door de temperatuur te verlagen
2. Door het volume te vergroten
3. Door meer deeltjes toe te voegen
4. Door de deeltjes in kleinere stukjes te verdelen

Een in water opgeloste stof reageert sneller met een vaste stof als deze laatste vooraf fijner verdeeld wordt. Ter verklaring hiervan worden twee beweringen gedaan:

I. De botsingen tussen de deeltjes die met elkaar kunnen reageren worden krachtiger;
II. Het aantal botsingen per seconde tussen de deeltjes die met elkaar kunnen reageren wordt groter.

Welke van beide beweringen is juist? (2021)

1. zowel I als II
2. uitsluitend I
3. uitsluitend II
4. geen van beide

Deel 6. Koolstofchemie

• Molecuulformules (brutoformules) en structuurformules van organische stoffen

• Algemene formule en naamgeving van koolwaterstoffen (alkanen, alkenen, alkynen, cycloalkanen en cycloalkenen)

• Begrippen onvertakt, vertakt, verzadigd en onverzadigd

• Ketenisomerie, plaatsisomerie en cis-transisomerie

Hoeveel koolstoffen bevat pentaan?

1. 3
2. 4
3. 5
4. 6

Als je weet dat het eerste molecule 3-ethylheptaan heet, hoe noemt men dan het tweede molecule?

1. 1-ethylbutaan
2. 2-methylpentaan
3. 4-methylpentaan
4. hexaan

Als je weet dat het eerste molecule but-1-een heet, hoe noemt men dan het tweede molecule?

1. hex-2-een
2. pent-1-een
3. hept-4-een
4. oct-3-een

Als je weet dat het eerste molecule cyclohexaan heet, hoe noemt men dan het tweede molecule?

1. cyclopentaan
2. cyclohexeen
3. cyclohexaan
4. cyclopenteen

Isomeren

Moleculen met eenzelfde brutoformule, maar met een verschillende structuurformule zijn isomeren van elkaar.

vb glucose en fructose

Wat is de IUPAC-naam voor deze verbinding? (2022)

1. 1-ethyl-2-methylcyclohexeen
2. 2-ethyl-6-methylcyclohex-1-een
3. 6-ethyl-2-methylcyclohexeen
4. 3-ethyl-1-methylcyclohex-1-een

Welke stof is geen ketenisomeer van
3-ethyl-2,4-dimethyloctaan? (2021)

1. 2,3,4,5-tetramethyloctaan
2. 3,3-diethyl-2-methylheptaan
3. 2-methyl-4-propyloctaan
4. 2,7-dimethylnonaan

Deel 7. Zuur-base evenwichten in water

• Zure, neutrale en basische oplossingen – pH

• Verband tussen [H⁺], [OH^-] en pH

• Berekening van de pH van sterke eenwaardige zuren en hydroxiden

• Zuur-base-indicatoren (fenolftaleïne, lakmoes, methyloranje)

De pH van de maag is 2. Wat is de concentratie aan waterstofionen?

pH=−log[H​+​​]

[H​+​​]=10​−pH​​

1. 2 mol/L
2. 0,2 mol/L
3. 0,01 mol/L
4. 0,02 mol/L

De figuur geeft de pH-waarde van enkele stoffen. Welke bewering klopt wat betreft de waterstofionenconcentratie gebaseerd op deze waarden? (2022)

1. is 2x groter in melk dan in citroensap.
2. is 1 000 000 maal hoger in zeep dan in wijn
3. is driemaal groter in wijn dan in vloeibare ontstopper
4. is 1000 maal hoger in gedestilleerd water dan in zeep

Deel 8. Redoxreacties

• Verschillende definities van oxidatie, reductie, oxidator, reductor en redoxreactie

• Bepaling van oxidatiegetallen (= oxidatietrappen) van atomen in moleculen en ionen

• Verandering van oxidatiegetallen in redoxreacties

Wat is het oxidatiegetal van Al?

1. 0
2. +III
3. -III
4. er is geen oxidatiegetal

Wat is het oxidatiegetal van ... ?

Al​3+​​

1. 0
2. +III
3. -III
4. er is geen oxidatiegetal

Wat is het oxidatiegetal van S in ... ?

SO​4​2−​​

1. -II
2. +II
3. +VI
4. +VIII

REDOX-reacties

Welke omzetting is een reductie? (2022)

1. Cr​2​​O​7​2−​​−>CrO​4​2−​​
2. MnO​4​2−​​−>MnO​4​−​​
3. TiO​2​​−>TiO​3​2−​​
4. VO​3​−​​−>VO​2+​​

Deel 9. Stofkennis (eigenschappen en toepassingen)

• Diwaterstof, distikstof, dizuurstof, trizuurstof, difluor, dichloor, dibroom, dijood, diamant, grafiet, octazwavel, fosfor

• Natrium, magnesium, aluminium, ijzer, lood, zink, koper, kwik, goud, zilver

• Koolstofmonoxide, koolstofdioxide

• Natriumchloride, natriumwaterstofcarbonaat, calciumcarbonaat

• Waterstofchloride, diwaterstofsulfaat (zwavelzuur)

• Ammoniak, natriumhydroxide, calciumhydroxide

• Waterstofperoxide

• Methaan, ethaan, propaan, butaan, pentaan, etheen, ethyn, paraffine

Deel 10. Mentale vaardigheden

Chemische informatie herkennen in en toepassen op eenvoudige verschijnselen en stofeigenschappen uit de leeromgeving