Physical Sciences Grade 12 P2 Eastern Cape June 2022 QP

Downloaded from hlayiso.com NASIONALE SENIOR SERTIFIKAAT GRAAD 12 JUNIE 2022 FISIESE WETENSKAPPE: CHEMIE V2 PUNTE: 150 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 20 bladsye, insluitend 2 gegewensblaaie.

Downloaded from hlayiso.com 2 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Skryf jou naam en van in die toepaslike spasies 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. Jy word aangeraai om die aangehegte GEGEWENSBLAAIE te gebruik. 9. Toon ALLE formules en substitusies in ALLE berekeninge. 10. Rond jou FINALE numeriese antwoorde tot ʼn minimum van TWEE desimale plekke af. 11. Gee kort (bondige) motiverings, besprekings, ens. waar nodig. 12. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommers (1.1 tot 1.10) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.11 E. 1.1 Watter EEN van die volgende is die algemene formule van alkene? A CnH2n B C2H2n+2 C CnH2n-2 D CnH2n+1 (2) 1.2 Wanneer die karbonielgroep aan die einde van ʼn organiese molekule geleë is, aan watter EEN van die gegewe homoloë reekse sal die molekuul behoort? A Alkohole B Aldehiede C Ketone D Haloalkane (2) 1.3 Watter EEN van die volgende verbindings het die HOOGSTE kookpunt? A Oktaan B 2-metielheptaan C 2,3-dimetielheksaan D 2,2,3-trimetielpentaan (2) 1.4 Watter EEN van die volgende veranderinge sal die gemiddelde kinetiese energie van deeltjies VERHOOG? A Katalisator B Afname in temperatuur C Toename in temperatuur D Toename in oppervlakte (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 4 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) 1.5 Beskou die organiese reaksie hieronder waarin verbinding P die HOOF organiese produk is CH3CH(CH3)CH2CH = CH2 + H2O → verbinding P Die korrekte IUPAC-naam van die hoof organiese produk P is ... A 4-metielpentaan-1-ol. B 4-metielpentaan-2-ol. C 2-metielpentaan-1-ol. D 2-metielpentaan-2-ol. (2) 1.6 Beskou die potensiële energiediagram vir die volgende hipotetiese omkeerbare reaksie. Potensiële energie (kJ·mol-1) Q ⇌ P Z Y P X Q tyd Watter EEN van die volgende is die KORREKTE interpretasie van die inligting wat in die grafiek vertoon word? ∆H voorwaartse reaksie ∆H terugwaartse reaksie A Y–Z Z–Y B Z–Y Y–Z C X–Y Y–X D Y–X X–Y (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 5 1.7 Beskou die volgende reaksie by ewewig by temperatuur T. NO2(g) ⇌ N2O4(g) ∆H < 0 Die temperatuur van die reaksiemengsel word verhoog. Watter EEN van die volgende is KORREK oor die REAKSIETEMPO VAN DIE VOORWAARTSE REAKSIE en die OPBRENGS van N2O4 onmiddellik nadat die temperatuur verhoog is? Tempo van die voorwaartse Opbrengs van N2O4 reaksie A Afneem Toeneem B Toeneem Afneem C Toeneem Toeneem D Afneem Afneem (2) 1.8 Watter EEN van die volgende grafieke beskryf die verwantskap tussen die [H3O+] en pH KORREK? A B pH pH [H3O+] [H3O+] C D pH pH [H3O+] [H3O+] (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 6 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) 1.9 Beskou die suur-basis reaksie hieronder. H2PO4 + OH ⇌ H2O + Q Die korrekte formule vir stof Q is ... A H3PO4. B HPO42-. C PO43-. D H3O+. (2) 1.10 Die volgende stroombaan word gebruik om die geleidingsvermoë van sure, HA en HB, by 25 °C te toets. Beide sure het ʼn konsentrasie van 1 mol·dm-3. A koolstofstaaf koolstofstaaf suur Die leerders se resultate word in die tabel hieronder getoon. SUUR AMMETERLESING (A) HA 0,8 HB 1,5 Leerders skryf die volgende stellings as hul gevolgtrekkings neer. I. HA is ʼn sterker suur as HB II. pH van HB is laer as dié van HA III. Ka-waarde van HB is hoër as dié van HA Watter EEN van die bogenoemde stellings is KORREK? A Slegs I B Slegs II C Slegs I en II D Slegs II en III (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 7 VRAAG 2 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Beskou die organiese verbindings A tot F wat in die tabel hieronder gegee word. CH2CH3 A CH3CHCH2 C C CH CH2CH3 B propan-2-oon CH3 C Bromometaan D C4H8O E C7H15COOH F Heksaan 2.1 Aan watter homoloë reekse behoort die volgende verbindings? 2.1.1 Verbinding A (1) 2.1.2 Verbinding C (1) 2.2 Skryf ʼn LETTER neer van die verbinding wat aan die volgende beskrywing voldoen: 2.2.1 ʼn Karboksielsuur (1) 2.2.2 ʼn Verbinding waarvan die formule dieselfde as die empiriese formule van verbinding E is (1) 2.3 Verbinding A is ʼn koolwaterstof. 2.3.1 Definieer die term koolwaterstof. (2) 2.3.2 Is verbinding A VERSADIG of ONVERSADIG? Gee ʼn rede vir die antwoord. (2) 2.3.3 Skryf die IUPAC-naam van verbinding A neer. (3) 2.4 Skryf die struktuurformule van verbinding B neer. (2) 2.5 Verbinding D, ʼn reguitketting-molekule, het slegs EEN KETTING-isomeer. Vir verbinding D skryf neer die: 2.5.1 IUPAC-naam (2) 2.5.2 STRUKTUURFORMULE van sy KETTING-isomeer (2) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 8 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) 2.6 ʼn Groep leerders gebruik verbinding F as brandstof deur dit met ʼn oormaat suurstof te laat reageer. Skryf neer die: 2.6.1 Naam van die reaksie tussen verbinding F en suurstof (1) 2.6.2 Skryf ʼn gebalanseerde vergelyking neer vir die reaksie van verbinding F met ʼn oormaat suurstof, deur die MOLEKULÊRE FORMULES te gebruik (3) 2.6.3 Gee ʼn rede waarom alkane as brandstof gebruik word (1) [22] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 9 VRAAG 3 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 3.1 ʼn Groep leerders vergelyk die kookpunte van DRIE verbindings A, B en C tydens ʼn ondersoek. Die verbindings het vergelykbare molekulêre massa. Die data wat die leerders vir die verbindings verkry het, word in die tabel hieronder getoon. Verbinding Kookpunt (°C) A Pentaan 36,1 B Butan-2-oon 79,64 C Butan-1-ol 117,7 3.1.1 Definieer die term kookpunt. (2) 3.1.2 Identifiseer die onafhanklike veranderlike vir hierdie ondersoek. (1) 3.1.3 Watter intermolekulêre kragte is vergelykbaar in die ondersoek? (1) 3.1.4 Verduidelik waarom die kookpunt van verbinding C HOËR is as dié van verbinding B deur na TIPE, RELATIEWE STERKTE van intermolekulêre kragte en ENERGIE te verwys. (4) 3.2 Die grafieke hieronder wys hoe die dampdruk van verbindings A en B (getoon in die tabel hierbo) met temperatuur verander. GRAFIEK VAN TEMPERATUUR TEENOOR DAMPDRUK A B p1 Dampdruk (kPa) 36,1 79 Temperatuur (°C) 3.2.1 Definieer die term dampdruk. (2) 3.2.2 Skryf die waarde van p1, wat in die grafiek gewys word neer. (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 10 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) 3.2.3 In watter fase is verbinding A by 50 °C? Verduidelik die antwoord. (2) 3.2.4 Hoe sal die dampdruk van verbinding C vergelyk met dié van verbinding A by 36,1 °C? Kies uit HOËR AS, LAER AS of GELYK AAN. (1) 3.2.5 Verduidelik jou antwoord op VRAAG 3.2.4. (2) [16] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 11 VRAAG 4 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Beskou die vloeidiagram wat hieronder gegee word. Verbindings P, Q en R is organiese produkte van reaksies 1, 2 en 3 onderskeidelik. CH3CH2CH2CH2Br Reaksie 1 Alkohol P Reaksie 2 Verbinding Q CH3COOH C4 Reaksie 3 C4 A C4 Verbinding R (C4H8) Vir REAKSIE 1, skryf neer die: C4 4.1 Naam van die tipe reaksie wat plaasvind (1) 4.2 Gekondenseerde struktuurformule van verbinding P (2) 4.3 Is alkohol P ʼn primêre, sekondêre of tersiêre alkohol? Gee ʼn rede vir die antwoord. (2) Vir REAKSIE 2, skryf neer die: 4.4 Naam van die reaksie wat plaasvind (1) 4.5 IUPAC-naam en struktuurformule van die organiese produk Q (4) 4.6 Tipe eliminasiereaksie wat deur REAKSIE 3 voorgestel word (1) 4.7 EEN ander reaksietoestand anders as hitte vir REAKSIE 3 (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 12 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) Verbinding R, C4H8, wat in reaksie 3 in die vloeidiagram hierbo geproduseer word, word na verbinding T in ʼn TWEE stap-proses soos hieronder getoon, omgeskakel. Verbindings R en T is onvertakte POSISIONELE isomere. R: C4H8 STAP 1 Verbinding S STAP 2 Verbinding T HBr 4.8 Definieer die term posisionele isomeer. (2) 4.9 Skryf ʼn gebalanseerde vergelyking neer deur gebruik te maak van struktuurformules vir die reaksie wat in STAP 2 plaasvind. (6) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 13 VRAAG 5 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) Die ontbinding van waterstofperoksied wat deur die gebalanseerde vergelyking hieronder voorgestel word, word gebruik om die faktore wat die reaksietempo beïnvloed te ondersoek. H2O2(aq) → H2(g) + O2(g) ∆H < 0 5.1 Definieer reaksietempo. (2) 5.2 Behalwe vir temperatuur, skryf TWEE faktore neer wat die reaksietempo van die reaksie beïnvloed. (2) 5.3 Tydens ʼn eksperiment (eksperiment 1), ontbind 150 cm3 van H2O2 by 30 °C in ʼn fles. Die grafiek hieronder toon die resultate van eksperiment 1. Konsentrasie van H2O2 (mol·dm-3) 1,0 0,2 0 2 000 5 000 Tyd (s) 5.3.1 Gee ʼn rede waarom die reaksietempo tussen t = 2 000 s en t = 5 000 s afneem. (2) 5.3.2 Hoe lank (in sekondes) het die reaksie geneem om voltooiing te bereik? (1) Bereken die: 5.3.3 Gemiddelde reaksietempo (3) 5.3.4 Volume van suurstof wat geproduseer was tydens die interval t = 0 tot t = 2 000 s. Aanvaar dat die molêre gasvolume by 30 °C 25 000 cm3·mol-1 is. AANVAAR DAT DIE VOLUME VAN DIE OPLOSSING KONSTANT BLY. (5) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 14 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) 5.4 Hoe sal die volgende beïnvloed word as die volume waterstofperoksied (H2O2) wat in eksperiment 1 gebruik is, verdubbel word? Kies uit VERHOOG, VERLAAG of BLY DIESELFDE. 5.4.1 Gemiddelde reaksietempo (1) 5.4.2 Totale volume suurstof geproduseer (1) 5.5 In eksperiment 2 ontbind waterstofperoksied onder dieselfde toestande soos in eksperiment 1, maar ʼn klein hoeveelheid mangaandioksied word bygevoeg. Die Maxwell-Boltzmann-verspreidingskurwe vir die reaksie in eksperiment 1 en eksperiment 2 word hieronder getoon. Aantal deeltjies E2 E1 Kinetiese energie E1 en E2 verteenwoordig aktiveringsenergieë vir die reaksie in eksperimente 1 en 2. 5.5.1 Definieer aktiveringsenergie. (2) 5.5.2 Beskryf wat deur die ingekleurde area in die grafiek voorgestel word. (1) 5.5.3 Watter EEN van E1 of E2 sal ʼn hoër reaksietempo hê? Verduidelik die antwoord deur na die botsingsteorie te verwys. (4) [24] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 15 VRAAG 6 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 6.1 Die volgende reaksie bereik ewewig by ʼn temperatuur van 327 °C. N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g) ∆H < 0 6.1.1 Wat is die betekenis van die dubbelpyltjie “⇌”? (1) Hoe vergelyk die tempo van die voorwaartse reaksie met die tempo van die terugwaartse reaksie tydens die volgende tydintervalle? Kies uit HOËR AS, LAER AS of GELYK AAN. 6.1.2 Voordat ewewig vir die eerste keer bereik word (2) 6.1.3 By ewewig (1) Die reaksie word begin deur 4,88 mol N2 en 6,18 mol H2 in ʼn 2 dm3 verseëlde houer te plaas en toegelaat om te reageer. Wanneer ewewig bereik word by 327 °C word daar gevind dat 41,48 gram NH3 teenwoordig is. 6.2 Bereken die ewewigskonstante, Kc, by 327 °C. (8) 6.3 Skryf die naam van ʼn faktor wat die waarde van Kc beïnvloed neer. (1) 6.4 Die grafiek hieronder toon aan hoe die persentasie opbrengs van NH3 wissel met druk by verskillende temperatuurwaardes. A % Opbrengs NH3 B C Temperatuur (°C) Watter grafiek (A, B of C) verteenwoordig persentasie opbrengswaardes wat by die HOOGSTE druk verkry is? Verduidelik die antwoord deur na Le Chatelier se beginsel te verwys. (4) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 16 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) 6.5 Watter effek sal die volgende veranderinge op die opbrengs van NH 3 by ewewig hê? Kies uit TOENEEM, AFNEEM of GEEN EFFEK. 6.5.1 Meer N2 word in die houer gepomp. (1) 6.5.2 ʼn Geskikte katalisator word bygevoeg. (1) 6.5.3 Die volume van die houer word by konstante temperatuur verhoog. (1) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 17 VRAAG 7 (Begin op ʼn nuwe bladsy.) 7.1 Swawelsuur, H2SO4 ioniseer volgens die gebalanseerde vergelyking hieronder: H2SO4 + H2O → H3O+ + HSO4 7.1.1 Definieer ʼn suur volgens die Lowry-Brønsted-toerie (2) 7.1.2 Skryf die formules van die TWEE basisse in die reaksie hierbo neer. (2) 7.1.3 Identifiseer ʼn stof in die reaksie wat as ʼn amfoliet in sommige reaksies kan optree. (1) 7.2 Die tabel hieronder gee inligting oor oplossings van twee sure en ʼn sout. NAAM VAN STOF FORMULE Ka-waarde of pH Etanoësuur CH3COOH Ka = 1,8 x 10-4 by 25 °C Swawelsuur H2SO4 pH = 3 Natriumkarbonaat Na2CO3 pH = 7,8 7.2.1 Is CH3COOH ʼn STERK of ʼn SWAK suur? Gee ʼn rede vir die antwoord. (2) 7.2.2 Watter suur, CH3COOH of H2SO4, sal vinniger met Na2CO3 reageer? Aanvaar die sure het dieselfde konsentrasie en is in oormaat. (1) 7.2.3 Bereken die konsentrasie van die H2SO4 oplossing. (4) 7.2.4 Verduidelik, deur ʼn relevante vergelyking te gebruik, waarom die pH van Na2CO3 groter as 7 is. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com 18 FISIESE WETENSKAPPE V2 (EC/JUNIE 2022) 7.3 ʼn Standaardoplossing word voorberei deur 1,74 g Mg(OH)2 in water op te los om 200 cm3 van die oplossing te maak. 7.3.1 Definieer die term standaardoplossing. (2) 7.3.2 Bewys deur berekening dat die konsentrasie van die Mg(OH) 2 oplossing 0,15 mol·dm-3 is. (2) ʼn Groep leerders het 50 cm3 van ʼn verdunde soutsuuroplossing by 40 cm3 van die standaardoplossing Mg(OH)2 bygevoeg. Die gebalanseerde vergelyking vir die reaksie is: Mg(OH)2 + 2 HCℓ → MgCℓ2 + 2 H2O Die verdunde soutsuuroplossing was verkry deur 5 cm3 van 10 mol·dm-3 gekonsentreede soutsuuroplossing by water te voeg om 100 cm3 van die verdunde suuroplossing te produseer. Daar word gevind dat EEN van die ione (OH- of H3O+) in oormaat is, by die voltooiing van die reaksie. 7.3.3 Bereken die konsentrasie van die ione in oormaat. (9) [28] TOTAAL: 150 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

Downloaded from hlayiso.com (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 19 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 NAME/NAAM SYMBOL/SIMBOOL VALUE/WAARDE Standard pressure Standaarddruk p 1,013 x 105 Pa 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 x 10-19 C Lading op elektron Avogadro’s constant NA 6,02 x 1023 mol-1 Avogadro se konstante TABLE 2: FORMULAE/TABEL 2: FORMULES m n m n= M or/of c = V or/of c = MV pH= -log[H3O+] N ca Va na Kw = [H3O+][OH-] = 1x10-14 n= N or/of = A cb Vb nb at /by 298K V n= V o 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 (EC/JUNIE 2022) FISIESE WETENSKAPPE V2 20 TABLE 3: THE PERIODIC TABLE OF ELEMENTS/TABEL 3: DIE PERIODIEKE TABEL VAN ELEMENTE 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 (I) (II) Atoomgetal (III) (IV) (V) (VI) (VII) (VIII) KEY/ SLEUTEL 1 Atomic number 2 2,1 H He 1 29 4 3 4 Elektronegatiwiteit Simbool 5 6 7 8 9 10 1,0 Li 1,5 Be 1,9 2,0 B 2,5 C 3,0 N 3,5 O 4,0 F Ne Electronegativity Cu Symbol 7 9 11 12 14 16 19 20 11 12 63,5 13 14 15 16 17 18 0,9 Na 1,2 Mg 1,5 Aℓ 1,8 Si 2,1 P 2,5 S 3,0 Cℓ Ar Benaderde relatiewe atoommassa 23 24 27 28 31 32 35,5 40 19 20 21 22 23 24 25 26 relative Approximate 27 atomic 28 mass29 30 31 32 33 34 35 36 0,8 K 1,0 Ca 1,3 Sc 1,5Ti 1,6 V 1,6 Cr 1,5Mn 1,8 Fe Co 1,8 Ni Cu 1,8 1,9 1,6 Zn 1,6 Ga 1,8 Ge 2,0 As 2,4 Se 2,8 Br Kr 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 0,8 Rb 1,0 Sr 1,2 Y 1,4Zr Nb 1,8 Mo 1,9Tc 2,2 Ru Rh 2,2 Pd Ag 2,2 1,9 1,7 Cd 1,7 In 1,8 Sn 1,9 Sb 2,1 Te 2,5 I Xe 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 0,7 Cs 0,9 Ba La 1,6Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 1,8 Tℓ 1,8 Pb 1,9 Bi 2,0 Po 2,5 At Rn 133 137 139 179 181 184 186 190 192 195 197 201 204 207 209 87 88 89 0,7 Fr 0,9 Ra Ac 226 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