Physical Sciences Grade 12 P2 Eastern Cape Mock 2020 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2020 FISIESE WETENSKAPPE V2 (CHEMIE) PUNTE: 150 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 16 bladsye, insluitend 2 gegewensblaaie.

Downloaded from hlayiso.com 2 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou naam in die toepaslike spasie op die ANTWOORDEBOEK. 2. Hierdie vraestel bestaan uit SEWE vrae. Beantwoord AL die vrae in die ANTWOORDEBOEK. 3. Begin ELKE vraag op ʼn NUWE bladsy in die ANTWOORDEBOEK. 4. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 5. Laat EEN reël tussen twee subvrae, byvoorbeeld tussen VRAAG 2.1 en VRAAG 2.2. 6. Jy mag ʼn nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 7. Jy mag toepaslike wiskundige instrumente gebruik. 8. Toon ALLE formules en substitusies in alle berekeninge. 9. Rond jou FINALE numeriese antwoorde tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke af. 10. Gee kort (bondige) motiverings, besprekings, ens. waar nodig. 11. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. 12. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) FISIESE WETENSKAPPE V2 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Vier moontlike opsies word as antwoorde op die volgende vrae gegee. Elke vraag het net een korrekte antwoord. Skryf slegs die korrekte letter (A–D) langs die vraagnommer (1.1–1.10) in die ANTWOORDEBOEK, byvoorbeeld 1.11 E. 1.1 Watter EEN van die volgende faktore sal die tempo van ʼn chemiese reaksie verhoog deur ʼn alternatiewe pad met laer aktiveringsenergie te bied? A Druk B Temperatuur C Oppervlakte D Positiewe katalisator (2) 1.2 Strukturele isomere het altyd dieselfde ... A koolstofketting. B funksionele groep. C molekulêre formule. D fisiese eienskappe. (2) 1.3 Watter EEN van die volgende het die HOOGSTE dampdruk? A Pentaan B Heksaan C Heptaan D Oktaan (2) 1.4 Watter EEN van die volgende is die struktuurformule vir die funksionele groep etanoësuur? O A C O H B O H O O C D C C H (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 4 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) 1.5 Beskou die chemiese reaksie hieronder: X + gekonsentreerde H2SO4 CH3CHCHCH3 + H2O Watter EEN van die volgende is KORREK oor reaktant X? Reaktant X is ʼn ... A tersiêre alkohol. B primêre alkohol. C sekondêre alkohol. D primêre haloalkaan. (2) 1.6 Die potensiële energiediagram hieronder is vir die hipotetiese omkeerbare reaksie hieronder. X2(g) ⇌ Y2(g) Potensiële energiediagram Potensiële energie (kJ/mol) 100 68 33 X Y2 10 Verloop van reaksie Die waarde van ΔH (in kJ / mol) vir die gekataliseerde voorwaartse reaksie is gelyk aan ... A 23 B -23 C 58 D -58 (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) FISIESE WETENSKAPPE V2 5 1.7 Die reaksie wat deur die gebalanseerde vergelyking hieronder voorgestel word, bereik ewewig in ʼn geslote houer. C(s) + CO2(g) ⇌ 2CO(g) Meer C(s) en CO2(g) word by konstante temperatuur by die houer gevoeg. Hoe sal die aantal mol CO(g) en die waarde van Kc by ewewig beïnvloed word? AANTAL MOLES VAN CO Kc A Verhoog Verhoog B Verhoog Bly konstant C Bly konstant dieselfde Bly konstant dieselfde D Bly konstant dieselfde Verhoog (2) 1.8 Die verhouding tussen [H3O+] en [OH-] in waterige oplossings by konstante temperatuur word die beste voorgestel deur ... OH- OH- H3O+ H3O+ A B OH- OH- H3O+ H3O+ C D (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 6 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) 1.9 Gasagtige chloor (Cℓ2), wat gebruik word om water in openbare swembaddens te ontsmet, reageer met water volgens die volgende gebalanseerde vergelyking. Cℓ2 + H2O  HOCℓ + HCℓ Die byvoeging van chloor verander die pH van water in swembaddens. Watter EEN van die volgende stowwe moet van tyd tot tyd by openbare swembaddens bygevoeg word om die pH te verhoog? A KCℓ B NH4Cℓ C H2SO4 D Na2CO3 (2) 1.10 Beskou die reaksie waarin magnesiumpoeier met OORMAAT reageer, 50 cm3 van ʼn 0,1 mol∙dm-3, swawelsuuroplossing. Mg(s) + H2SO4(aq) MgCl2 (aq) + H2(g) ΔH < 0 Watter EEN van die volgende veranderinge sal die produksietempo van waterstofgas verhoog? A Toename in druk. B Verhit die reaksiemengsel. C Gebruik 100 cm3 met dieselfde suuroplossing. D Voeg water by die reaksiemengsel. (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) FISIESE WETENSKAPPE V2 7 VRAAG 2 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Beskou verbinding A, wat ʼn lid van ʼn versadigde koolwaterstowwe homoloë reeks is. H A. H C H H H H H H H C C C C C C H H H CH2 H CH3 H CH3 4 2.1 Definieer die term homoloë reeks. (2) 2.2 Gee ʼn rede waarom verbinding A as ʼn koolwaterstof geklassifiseer word. (2) 2.3 Vir verbinding A, skryf die volgende neer: 2.3.1 Algemene formule van die homoloë reeks waarin dit behoort. (1) 2.3.2 IUPAC-naam. (3) 2.4 Beskou die verbindings P en Q hieronder: O P: 2-metiel-2-propanol Q: (CH3)2CH C H Skryf die volgende neer: 2.4.1 Struktuurformule van verbinding P. (2) 2.4.2 IUPAC-naam van ʼn FUNKSIONELE isomeer van verbinding Q. (2) 2.4.3 Gee ʼn rede waarom verbinding Q NIE ʼn POSISIONELE isomeer het NIE. (1) 2.5 Politeen word geproduseer wanneer baie eteenmonomereenhede saam gevoeg word om 'n polimeer te vorm volgens die vergelyking: n CH2 CH2 Politeen 2.5.1 Skryf die tipe reaksie wat deur die onderstreepte frase beskryf word, neer. (1) 2.5.2 Gee ʼn rede waarom poliëtien as versadig beskou word. (1) 2.5.3 Skryf EEN gebruik politeen neer. (1) [16] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 8 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) VRAAG 3 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die kookpunte wat in die tabel getoon is, is verkry tydens ʼn ondersoek na die kookpunte van verbindings A, B en C. Die verbindings het ʼn vergelykbare molekulêre massa. VERBINDING KOOKPUNTE (°C) A Heksaan 68 B Pentanal 103 C Pentan-2-ol 119 3.1 Definieer die term kookpunt. (2) 3.2 Gee ʼn rede waarom die verbindings wat tydens die ondersoek gebruik is, ʼn vergelykbare molekulêre massa moet hê. (1) 3.3 Verduidelik die verskil in kookpunte van verbinding A en B deur na die TIPE en STERKTE van intermolekulêre kragte en energie te verwys. (4) 3.4 Hoe sal die dampdruk van ʼn KETTING-isomeer van verbinding C vergelyk met die van verbinding C? Skryf slegs HOËR AS, LAER AS of GELYK AAN neer. (1) 3.5 Verduidelik die antwoord in VRAAG 3.4 deur te verwys na MOLEKULÊRE STRUKTUUR en TIPE INTERMOLEKULÊRE KRAGTE. (3) 3.6 Gebruik die MOLEKULÊRE FORMULES en skryf ʼn gebalanseerde vergelyking vir die volledige verbranding van heksaan neer. (3) [14] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) FISIESE WETENSKAPPE V2 9 VRAAG 4 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Beskou die DRIE onvolledige organiese reaksies hieronder. I: 2-bromobutaan + verdunde NaOH II: Verbinding P + H2 CH3CH(CH3)CH3 III: CH3CH2CH2COOH + CH3CH2CH2OH Ester + Q 4.1 Vir reaksie I skryf neer die: 4.1.1 TIPE reaksie wat plaasvind (1) 4.1.2 IUPAC-naam van die organiese produk van gevorm het (2) Die verdunde natriumhidroksied in reaksie I word vervang met gekonsentreerde natriumhidroksied en die reaksiemengsel word sterk verhit. 4.2 Skryf ʼn gebalanseerde vergelyking neer vir die reaksie wat plaasvind wanneer gekonsentreerde natriumhidroksied in reaksie I gebruik word, met behulp van STRUKTUURFORMULES. (Ignoreer die BYPRODUK.) (6) 4.3 Vir reaksie II skryf neer die: 4.3.1 Naam van die tipe addisie-reaksie wat plaasvind (1) 4.3.2 Naam van die katalisator wat gebruik word (1) 4.3.3 Struktuurformule van verbinding P (2) 4.4 Beskou reaksie III. Skryf neer: 4.4.1 Die naam van die tipe reaksie wat plaasvind (1) 4.4.2 EEN reaksietoestand (1) 4.4.3 Naam of formule van anorganiese produk Q (1) 4.4.4 Die struktuurformule en IUPAC-naam van die ester wat geproduseer word. (4) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 10 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) VRAAG 5 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) ʼn Faktor wat die tempo van ʼn chemiese reaksie beïnvloed, word ondersoek deur twee eksperimente 1 en 2 uit te voer waarin die volgende reaksie plaasvind. CaCO3 (s) + 2 HCℓ (aq)  CaCℓ2 (aq) + H2O (ℓ) +CO2(g) In beide eksperimente word stukke suiwer kalsiumkarbonaat (CaCO3) van dieselfde massa by OORMAAT soutsuuroplossing (HCℓ) in OPEN-houer bygevoeg. Een reaksietoestand word in eksperiment 2 verander. Elke houer is op ʼn massa-skaal geplaas, soos in die diagram hieronder getoon. Beker + inhoud Skaal Die grafiek hieronder toon die veranderinge in massa van die beker en die inhoud tydens die reaksie in eksperiment 1 en 2. 200 Eksperiment 1 Massa van die beker Eksperiment 2 en inhoud (g) 184,8 0 0 5 8 Tyd (Minute) 5.1 Definieer die reaksietempo in woorde. (2) 5.2 Skryf die FORMULE of NAAM neer van die stof wat verantwoordelik is vir die afname in die massa van die beker en die inhoud soos die reaksie verloop. (1) 5.3 Skryf EEN ander apparat neer wat benodig word om die reaksietempo te meet vir de bogenoemde eksperimente behalwe die skaal. (1) 5.4 Bereken die gemiddelde reaksietempo in g∙min-1 vir eksperiment 2. (3) 5.5 Bereken die massa van kalsiumkarbonaat wat gebruik was in eksperiment 1. (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) FISIESE WETENSKAPPE V2 11 5.6 Die Maxwel-Boltzman verdelingskurwes vir die reaksie in eksperimente 1 en 2 word hieronder gegee. Aantal deeltjies A B Kinetiese energie 5.6.1 Watter faktor wat die reaksietempo beïnvloed, word ondersoek? (1) 5.6.2 Watter kurwe (A of B) verteenwoordig die reaksie in eksperiment 2? (1) 5.6.3 Verduidelik die antwoord op VRAAG 5.6.2 deur na die botsingsteorie te verwys. (3) 5.7 In ʼn tweede ondersoek word ʼn derde eksperiment (eksperiment 3) uitgevoer waarin HCℓ van HOËR KONSENTRASIE gebruik word. Al die ander toestande bly dieselfde in eksperiment 3 as in eksperiment 1. 5.7.1 Skryf ʼn ondersoekende vraag neer vir die tweede ondersoek waarin eksperiment 3 met eksperiment 1 vergelyk word. (2) Hoe vergelyk die volgende hoeveelhede in eksperiment 3 met eksperiment 1? Skryf LAER AS, HOËR AS of GELYK AAN neer. 5.7.2 Tyd vir die reaksie om te voltooi. (1) 5.7.3 Hoeveelheid CO2 wat geproduseer word. (1) 5.8 Gee ʼn rede vir die antwoord in VRAAG 5.7.3. (2) [24] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 12 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) VRAAG 6 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Beskou die omkeerbare reaksie wat in ʼn geslote houer plaasvind: H2(g) + I2(g) ⇌ 2 HI(g) 6.1 Definieer die term omkeerbare reaksie. (2) Die grafiek hieronder toon die veranderinge in die hoeveelheid stowwe H2, I2 en HI vanaf die oomblik dat die reaktante in ʼn leë houer gepomp word GRAFIEK VAN DIE HOEVEELHEID STOF TEENOOR TYD Hoeveelheid stof (mol) H2 I2 HI t0 t1 t2 t3 Tyd 6.2 Watter reaksie (VOORWAARTSE of TERUGWAARTSE) het ʼn HOËR reaksietempo gedurende die interval t0 tot t1? (1) 6.3 Het die chemiese reaksie gedurende die interval t2 tot t3 gestop? Skryf slegs JA of NEE. Gee ʼn rede vir die antwoord. (3) Op tyd t3 word die druk op die ewewigstelsel verhoog deur die volume by konstante temperatuur te verlaag. 6.4 Hoe sal die toename in druk die volgende beïnvloed? Skryf slegs VERHOOG, AFNEEM of BLY DIESELFDE neer. 6.4.1 Reaksietempo. (1) 6.4.2 Aantal mole van HI. (1) 6.4.3 Konsentrasie van HI. (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) FISIESE WETENSKAPPE V2 13 6.5 Verduidelik die antwoord van VRAAG 6.4.3 bo. (2) 6.6 Die tabel hieronder toon die ewewigskonstantes, Kc-waardes vir die reaksie by verskillende temperature. Temperatuur (°C) Kc 448 50,3 227 129 6.6.1 Is daar ʼn HOË of LAE OPBRENGS by 227 °C? Gee ʼn rede vir die antwoord. (2) 6.6.2 Is die voorwaartse reaksie EKSOTERMIES of ENDOTERMIES? Verduidelik die antwoord deur na Le Chatelier se beginsel te verwys. (4) 6.7 Die reaksie word begin deur waterstofgas (H2) en jodiumgas (I2) in te plaas ʼn leë houer van 0,5 dm3 wat dan verseël en verhit word. Wanneer die reaksie ewewig bereik by 448 °C, word gevind dat die konsentrasie van H2 en I2 is onderskeidelik 0,46 mol.dm-3 en 0,39 mol.dm-3. Die waarde van die ewewigskonstante, Kc is gelyk aan 50,3 by 448 °C. Bereken die: 6.7.1 Konsentrasie van HI by ewewig. (4) 6.7.2 Persentasie opbrengs by 448 °C. (7) [28] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 14 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) VRAAG 7 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 7.1 Bestudeer die volgende reaksies wat die stap-vir-stap-ionisasie-reaksie van fosforsuur (H3PO4) toon. I H3PO4 + H2O ⇌ H2PO4 + H3O+ Ka = 7,5 × 10-3 II H2PO4 + H2O ⇌ HPO42 + H3O+ Ka = 1,3 × 10-12 7.1.1 Definieer ʼn suur volgens die Lowry-Bronsted-model. (2) 7.1.2 Skryf die formule van die stof wat as amfoliet optree in reaksie I en II neer. (1) 7.1.3 Gee ʼn rede vir die antwoord in VRAAG 7.1.2. (2) 7.1.4 Watter stof, H2PO4 of HPO42 , sal ʼn HOËR Kb waarde het? Gee ʼn rede vir die antwoord. (3) 7.2 Beskou die hidrolise van die ioon C2HO4 wat deur die gebalanseerde vergelyking hieronder voorgestel word. C2HO4 (aq) + H2O(ℓ) ⇌ C2H2O4 + OH 7.2.1 Definieer die term hidrolise. (2) 7.2.2 Skryf die gekonjugeerde basis van C2H2O4 neer. (2) 7.2.3 Gee ʼn rede deur na stof (we) in die vergelyking te verwys waarom die hidrolise C2HO4 ʼn ALKALIESE oplossing gee? (2) 7.3 ʼn Groep leerders voer ʼn titrasie uit om die aantal molekules, x, te bepaal van water kristalisasie in die gehidreerde oksaalsuur (C2O4H2 ∙x H2O) Hulle het eers ʼn oplossing van gehidreerde oksaalsuur voor te berei, deur 7,56 gram gehidreerde oksaalsuur in water op te los tot ʼn volume van 250 cm3 oplossing. Tydens ʼn titrasie word 25 cm3 oplossing van gehidreerde oksaalsuur met presies 24 cm3 van ʼn 0,5 mol∙dm-3 oplossing van natriumhidroksied geneutraliseer volgens die gebalanseerde vergelyking: C2O4H2. x H2O(s) + 2 NaOH(aq) C2O4Na2(aq) + (x+2) H2O(ℓ) (Kristalisasie van water reageer nie met die basis nie) 7.3.1 Definieer ʼn sterk basis. (2) 7.3.2 Bereken die pH van die 0,5 mol∙dm-3 natriumhidroksied oplossing. (5) 7.3.3 Bepaal die waarde van x deur die berekening. (7) [28] TOTAAL: 150 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/SEPTEMBER 2020) FISIESE WETENSKAPPE V2 15 NATIONAL SENIOR CERTIFICATE NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT DATA FOR PHYSICAL SCIENCES GRADE 12 PAPER 2 (CHEMISTRY) GEGEWENS VIR FISIESE WETENSKAPPE GRAAD 12 VRAESTEL 2 (CHEMIE) TABLE 1: PHYSICAL CONSTANTS/TABEL 1: FISIESE KONSTANTES NAAM/NAME SIMBOOL/SYMBOL WAARDE/VALUE Standard pressure p 1,013 × 105 Pa Standaarddruk Molar gas volume at STP Vm 22,4 dm3∙mol-1 Molêre gasvolume teen STD Standard temperature Tθ 273 K Standaardtemperatuur Charge on electron e -1,6 × 10-19 C Lading op elektron Avogadro’s constant NA 6,02 × 1023 mol-1 Avogadro se konstante TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES m n m n= or/of c= or/of c = pH= -log[H3O+] M V MV Kw = [H3O+][OH-] = 1x10-14 N ca Va na at /by 298K n= or/of = NA cb Vb nb V n= Vm Eθcell = Eθcathode–Eθanode / Eθsel = Eθkatode–Eθanode Eθcell = Eθreduction–Eθoxidation / Eθsel = Eθreduksie–Eθoksidasie Eθcell = Eθoxidising agent–Eθreducing agent / Eθsel = Eθoksideermiddel–Eθreduseermiddel Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 16 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/SEPTEMBER 2020) TABLE 3: THE PERIODIC TABLE OF ELEMENTS/TABEL 3: DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE 1 2 3 4 5 67 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (I) (II) Atoomgetal (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) KEY/ SLEUTEL Atomic number 1 2 H He 2,1 1 29 4 Elektronegatiwiteit Simbool 3 4 1,9 Cu 5 6 7 8 9 10 Electronegativity Symbol Li Be B C N O F Ne 1,0 1,5 63,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 7 9 11 12 14 16 19 20 11 12 13 14 15 16 17 18 Na Mg Benaderde relatiewe atoommassa Aℓ Si P S Cℓ Ar 0,9 1,2 Approximate relative atomic mass 1,5 1,8 2,1 2,5 3,0 23 24 27 28 31 32 35,5 40 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 0,8 1,0 1,3 1,5 1,6 1,6 1,5 1,8 1,8 1,8 1,9 1,6 1,6 1,8 2,0 2,4 2,8 39 40 45 48 51 52 55 56 59 59 63,5 65 70 73 75 79 80 84 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 0,8 1,0 1,2 1,4 1,8 1,9 2,2 2,2 2,2 1,9 1,7 1,7 1,8 1,9 2,1 2,5 86 88 89 91 92 96 101 103 106 108 112 115 119 122 128 127 131 55 56 57 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tℓ Pb Bi Po At Rn 0,7 133 0,9137 139 1,6 179 181 184 186 190 192 195 197 201 1,8204 1,8 207 1,9 209 2,0 2,5 87 88 89 Fr Ra Ac 0,7 0,9226 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu 140 141 144 150 152 157 159 163 165 167 169 173 175 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 232 238 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief