Top Banner
Dr. Kathy Burke  Dr. Irmi ScheweMiller  This exam consists of 19 + 4 questions on 6 pages CHEM 177 Evening Exam III April 15, 2013 Name____________________________  Recitation TA_____________________  Recitation Section_________________  Grading  Parts Points Score  NOTE:  To receive full credit on problems, you must clearly show all work and your method of determining the answer must be clear.  The final answer must be reported to the correct number of significant figures and have the correct units.  Questions are written on both sides of each page.  The last page contains useful information and a periodic table; the last page should be removed and used for scratch paper and as a reference.  Do not put answers on the tear away page. Part A: 15 questions: 75   Part B:  4 questions:   page 6   23  page 7  22   Subtotal part B 45   Part C: (4 EC) 12    TOTAL 120 (+12 ) pts  Name Recitation Sections Exam location Umesh Chaudhary 13,14 Gilman 1002 Adam Feenstra 10 Gilman 1002 Margarita Geraskina 9, 5 Gilman 1002 Jason Goh 19 Gilman 1352 Madhur Joshi 16,18 Gilman 1352 Shalika Khindurangala 7 Lebaron 1210 Nitin Kumar 2,20 Gilman 1652 ChiaCheng, Lin 15,17 Lebaron 1210 Amanda Nguy 21 MacKay 0117 Balcony Vy Nguyen 1,4 Lebaron 1210 Regina Reinig 3,6 Lebaron 1210 Sweta Vangaveti 8,11 MacKay 0117 Main Sagarika Weerasekara 22,12 MacKay 0117 Main  Important information for the rest of this semester: Optional exam:  April 29, 6:45 to 7:45 pm. The optional exam can replace a missed exam or an exam with an unusually low score. The optional exam is cumulative, all multiple choice questions, and machine graded (same rooms as previous exams).  Please use Blackboard to indicate which exam you wish to replace, no later than April 22 at 7 pm. Final exam: May 9, 7  9 pm. The final exam is worth 150 points; it is cumulative, all multiple choice questions, and machine graded  (same rooms as previous exams). 
10

Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Jun 07, 2018

Download

Documents

haquynh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Dr. Kathy Burke  Dr. Irmi Schewe‐Miller  This exam consists of 19 + 4 questions on 6 pages 

CHEM 177 Evening Exam IIIApril 15, 2013 

Name____________________________  Recitation TA_____________________  Recitation Section_________________ 

 Grading   

Parts  Points  Score    NOTE:   To receive full credit on problems, you must  clearly  show  all work  and  your method  of  determining  the  answer must be  clear.    The  final  answer  must  be reported  to  the  correct  number  of significant  figures  and  have  the  correct units.  Questions are written on both sides of  each  page.    The  last  page  contains useful  information  and  a  periodic  table; the last page should be removed and used for  scratch paper and as a  reference.   Do not put answers on the tear away page. 

Part A: 15 questions:  75    

Part B:  4 questions:     

page 6    23   

page 7   22    

Subtotal part B  45    

Part C: (4 EC)  12     

TOTAL  120 (+12 ) pts

 Name  Recitation Sections  Exam location 

Umesh Chaudhary  13,14  Gilman 1002 

Adam Feenstra  10  Gilman 1002 

Margarita Geraskina  9, 5  Gilman 1002 

Jason Goh  19  Gilman 1352 

Madhur Joshi  16,18  Gilman 1352 

Shalika Khindurangala  7  Lebaron 1210 

Nitin Kumar  2,20  Gilman 1652 

Chia‐Cheng, Lin  15,17  Lebaron 1210 

Amanda Nguy  21  MacKay 0117 Balcony 

Vy Nguyen  1,4  Lebaron 1210 

Regina Reinig  3,6  Lebaron 1210 

Sweta Vangaveti  8,11  MacKay 0117 Main 

Sagarika Weerasekara 22,12  MacKay 0117 Main 

 

Important information for the rest of this semester: 

Optional exam:  April 29, 6:45 to 7:45 pm. The optional exam can replace a missed exam or an exam with  an  unusually  low  score.  The  optional  exam  is  cumulative,  all multiple  choice  questions,  and machine graded (same rooms as previous exams).  Please use Blackboard to indicate which exam you wish to replace, no later than April 22 at 7 pm. 

Final exam: May 9, 7 – 9 pm. The final exam  is worth 150 points;  it  is cumulative, all multiple choice questions, and machine graded  (same rooms as previous exams). 

Page 2: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

page 2 

Please  read  the  following  instructions  carefully  before  proceeding!    Part  A  of  your  exam  will  be computer graded.  In order for the computer to identify who you are, it is important that you complete the information section properly. 

You must use a #2 pencil and completely fill in the appropriate circles on the computer scan sheet.  1.       2.                

3. 

To help you code the correct circles, first write  your  last  name,  first  name  and middle  initial  in  the  boxes  (skip  a  space between  each).    Then darken  the  circles that match the letters in the box above it.  See the sample to the right.  Write  the middle nine digits of  your  ISU identification  number  in  the  boxes  A‐I.  Do  not  skip  any  spaces.    Below  each number,  darken  the  circle  that matches this  number.    For  example,  123456789.  See the sample at bottom right.  

  Write  your  recitation  section  number  in the special code area, boxes K‐L.   Do not skip any spaces.   For example,  if you are in section 8, write 08.   Again, darken the circle  that matches  the number above  it.  See the sample at bottom far right.  

 

Parts A &  C:  Select  the  one  best  answer for each  question.    Place  your  answer  on  the computer  answer  sheet  by  darkening  the proper circle for that question.  Your computer scan  sheet will  be  your  official  answer  sheet for  Parts  A &  C.  Circle  the  answer  on  these sheets for your own reference. 

Part  B:    For  full  credit,  show  all  your  work legibly,  include units, and  report your answer to the correct number of significant figures.   

All  material  (exam,  answer  sheet,  scratch paper) must be  returned  to  your TA  in order for us to grade your exam. 

 

Page 3: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Chem 177  Spring 2012  Exam 3 

    page 3 

Part A:  Multiple Choice:  (15 questions at 5 pts. each)  Select the one best answer for each question.  Place your answer on the computer answer sheet by darkening the proper circle for that question.  Your computer scan sheet will be your official answer sheet for Parts A and C. Circle the answer on this sheet for your own reference.  

Question 1. (5 pts.) The atomic radius generally increases as we move __________. 

A)  up a group and from left to right across a period B)  up a group and from right to left across a period C)  down a group and from left to right across a period D)  down a group and from right to left across a period E)  down a group; the period position has no effect  

Use the following possible answers for the next two questions: 

A)  P (g)  +  e‐  →  P‐ (g) 

B)  P (g)  →   P‐ (g)  +  e‐ 

C)  P (g)  →  P+ (g)  +  e‐ 

D)  P‐ (g)  →  P (g)  +  e‐ 

E)  P+ (g)  +  e‐  →  P (g) 

Question 2. (5 pts.) Which equation correctly represents the first ionization of phosphorus? 

Answer: ________________ 

Question 3.  (5 pts.) Which equation correctly represents the electron affinity of phosphorus? 

Answer: ________________ 

Question 4. (5 pts.)  Which of the following is an isoelectronic series? 

A)   B5‐, Si4‐, As3‐,  Te2‐ 

B)   F‐, Cl‐, Br‐, I‐ C)   S, Cl, Ar, K 

D)  Si2‐, P2‐, S2‐,  Cl2‐ 

E)   O2‐, F‐, Ne, Na+  

Question 5. (5 pts.)  Predict the products of this reaction: Cl2 (g)  +  H2O (l)  →   __________ 

A) HCl (aq) + HOCl (aq)

B) 2 Cl- (aq) + H2O (l)

C) 2 HCl (aq) + O2 (g)

D) 2 HCl (aq) + O2- (g)

E) Cl2 (aq) + H2O (l)

Page 4: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Chem 177  Spring 2012  Exam 3 

page 4 

Use the following possible answers for the next three questions: A)  PH3(g) 

B)  CaCl2(s) 

C)  CHCl3() 

D)  BCl3(g) 

 

Question 6. (5 pts.) Which compound would most likely be ionic? ______________________ 

Question 7. (5 pts.) Which compound would most likely have non‐polar covalent bonds? ___ 

Question 8. (5 pts.) Which compound would most likely have polar covalent bonds, but no overall dipole moment?________________________________________ 

 

Question 9. (5 pts.)  Lattice energy is __________. 

A) the energy required to produce one mole of an ionic compound from its constituent elements in their standard states 

B) the energy required to convert a mole of ionic solid into its constituent ions in the gas phase 

C) the energy given off when gaseous ions combine to form one mole of an ionic solid D) the sum of ionization energies of the components in an ionic solid E) the sum of electron affinities of the components in an ionic solid 

 For the next two questions, consider the covalent compound arsine, AsH3.  Arsine has the following Lewis structure:     

Question 10. (5 pts.)  The central atom in arsine has ___ bonding pair(s) of electrons  and ___ lone pair(s) of electrons. 

A)  one, one      B)  one, three      C)  zero, one       D)  three, one        E)  three, two 

Question 11. (5 pts.)  The electron domain geometry of arsine is ______  and the molecular geometry is ____. 

A) trigonal planar, trigonal planar B) tetrahedral, trigonal pyramidal C) trigonal planar, bent D) trigonal bipyramidal, see‐saw E) square planar, T‐shaped 

As HH

H

Page 5: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Chem 177  Spring 2012  Exam 3 

    page 5 

Question 12. (5 pts.)  ClF3 has "T‐shaped" geometry. There are __________ non‐bonding 

domains in this molecule. 

A) 0 B) 1 C) 2 D) 3 E) 4  

Question 13. (5 pts.) According to valence bond theory, which orbitals overlap in the formation of the bond in HBr? 

A) 1s on H and 4p on Br B) 1s on H and 4s on Br C) 1s on H and 3p on Br D) 2s on H and 4p on Br E) 2s on H and 3p on Br  

Question 14. (5 pts.)The π bond in ethylene, H2C=CH2, results from the overlap of 

__________. 

A) sp3 hybrid orbitals B) s atomic orbitals C) sp hybrid orbitals 

D) sp2 hybrid orbitals E) p atomic orbitals 

 

Question 15. (5 pts.)  Using electronegativity values from the information page, decide which covalent bond would be the most polar. 

A)  C‐H B)  C‐N C)   C‐F D)  O‐H E)  Cl‐F 

Page 6: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Chem 177  Spring 2012  Exam 3 

page 6    total points this page ____ 

Part B:  For full credit, show all your work legibly on the exam paper, include units, and report your answer to the correct number of significant figures.  No work shown = 0 points.  

Question 16. (4 pts.)  Write the condensed electron configuration of a Mn2+ ion 

  

Answer: _________________________________________________________   

Question 17. Complete and balance the following reactions; include phases. 

   

(a) (5 pts.)     ___K (s) + ___H2O(l) → ____________________________ 

 

 

(b) (5 pts.)   ___CO2(g) + ___NaOH(aq) → ____________________________ 

 

 

(c) (5 pts.)    ___Na2O (s) + ___H2SO4(aq) → ____________________________ 

 

 

(d) (4 pts.)    ___Li(s) + ___S(s) → ____________________________ 

Page 7: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Chem 177  Spring 2012  Exam 3 

total points this page ____    page 7 

Question 18.  

(a) (5 pts.)  Complete ONE of the contributing resonance structures for the acetate ION, CH3COO

− .  The skeleton is shown below (three H’s attached to first C, first C attached to second C, second C attached to O’s); mark all multiple bonds, lone pairs, and formal charges.  

    H  O 

      H    C  C     O 

    H 

(b) (3 pts.).    Estimate the O‐C‐O bond angle: __________________________   (c) (3 pts.).    Estimate the H‐C‐H bond angle: __________________________    (d) (3 pts.).    What is the hybridization of the carbon atom that is attached to the oxygen 

atoms?____________________________ 

  

Question 19.  (8 pts)  Using the table of average bond energies below, calculate the H for the reaction in units of kJ. 

     H    H      |    |   H—C C—H (g) + 2 H—I (g) —> I—C—C—I (g)      |    |     H    H  

Bond  C C  C—C  H—I  C—I  C—H 

Bond energy, kJ/mole  839  348  299  240  413 

  

 

 

 

Answer: _____________________________

Page 8: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

Chem 177  Spring 2012  Exam 3 

page 8     

Part C: Extra credit Questions (3 pts. ea) 

Select the one best answer for each question.  Place your answer on the computer answer sheet by darkening the proper circle for that question. (There will be open spaces for questions 16 to 19.) Your computer scan sheet will be your official answer sheet for Parts A and C. Circle the answer on this sheet for your own reference. 

 

Question 20. Ozone is a (an) __________ of oxygen. 

A) isotope B) allotrope C) precursor D) peroxide E) free radical  

Question 21. Xenon has been shown to form compounds only when it is combined with __________. 

A) something with a tremendous ability to remove electrons from other substances B) another noble gas C) something with a tremendous ability to donate electrons to other substances D) an alkali metal E) an alkaline earth metal  

Question 22. Which nonmetal exists as a diatomic solid? 

A) bromine B) antimony C) phosphorus D) iodine E) boron  

Question 23. The reaction of alkali metals with oxygen produces __________.  

 A) oxides  B) peroxides  C) superoxides  D) all of the above  E) none of the above    

Page 9: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

 

 

 Information:  

You may remove this page and use it for scratch paper. Do not put any answers on this page. 

 

NA=1 mol = 6.022  1023 particles/mol 

all elements

FW of compound (number of atoms)(atomic weight) ΔHrxn ≈ Σ(bond enthalpies of bonds broken) – Σ(bond enthalpies of bonds formed)

μ = Q ∙r  Eel = (κ∙Q1∙Q2)/d 

1 D = 3.34 × 10‐30 C∙m ; D = (debye);  C∙m = (coulomb‐meters) 

 

e = 1.6 × 10‐19 C (coulombs)   

Scale Conversions:  1 L = 1000 mL = 1000 cm31 pm = 1010 cm 

1Å = 10−10 m  1 nm = 109 m  1 kJ = 1000 J 

 

Pe rio d ic Ta b le o f t he Ele m e n t s

1 0 3Lr

( 2 6 0 )

1 0 2No

( 2 5 9 )

1 0 1Md

( 2 5 8 )

1 0 0Fm

( 2 5 7 )

9 9Es

( 2 5 2 )

9 8Cf

( 2 5 1 )

9 7Bk

( 2 4 7 )

9 6Cm

( 2 4 7 )

9 5Am

( 2 4 3 )

9 4Pu

( 2 4 4 )

9 3Np

( 2 3 7 )

9 2U

2 3 8

9 1Pa

2 3 1

9 0Th

2 3 2

7 1Lu

1 7 5

7 0Yb

1 7 3

6 9Tm1 6 9

6 8Er

1 6 7

6 7Ho

1 6 5

6 6Dy

1 6 2

6 5Tb

1 5 9

6 4Gd

1 5 7

6 3Eu

1 5 2

6 2Sm

1 5 0

6 1Pm

( 1 4 5 )

6 0Nd

1 4 4

5 9Pr

1 4 1

5 8Ce

1 4 0

8 A1 8

7 A1 7

6 A1 6

5 A1 5

4 A1 4

3 A1 3

La n t h a n id e s

Ac t in id e s

1 0 9Mt

( 2 6 6 )

1 0 8Hs

( 2 6 5 )

1 0 7Bh

( 2 6 2 )

1 0 6Sg

( 2 6 3 )

1 0 5Db

( 2 6 2 )

1 0 4Rf

( 2 6 1 )

8 9Ac

2 2 7

8 8Ra

2 2 6

8 7Fr

( 2 2 3 )

8 3Bi

2 0 9

8 2Pb

2 0 7

8 1Tl

2 0 4

8 0Hg

2 0 1

7 9Au

1 9 7

7 8Pt

1 9 5

7 7Ir

1 9 2

7 6Os

1 9 0

7 5Re

1 8 6

7 4W

1 8 4

7 3Ta

1 8 1

7 2Hf

1 7 8

5 7La

1 3 9

5 6Ba

1 3 7

5 5Cs

1 3 3

5 1Sb

1 2 2

5 0Sn

1 1 9

4 9In

1 1 5

4 8Cd

1 1 2

4 7Ag

1 0 8

4 6Pd

1 0 6

4 5Rh

1 0 3

4 4Ru

1 0 1

4 3Tc

( 9 8 )

4 2Mo

9 5 .9

4 1Nb

9 2 .9

4 0Zr

9 1 .2

3 9Y

8 8 .9

3 8Sr

8 7 .6

3 7Rb

8 5 .5

8 6Rn

( 2 2 2 )

8 5At

( 2 1 0 )

8 4Po

( 2 0 9 )

5 2Te

1 2 8

5 3I

1 2 7

5 4Xe

1 3 1

3 6Kr

8 3 .8

3 5Br

7 9 .9

3 4Se

7 9 .0

3 3As

7 4 .9

3 2Ge

7 2 .6

3 1Ga

6 9 .7

3 0Zn

6 5 .4

2 9Cu

6 3 .5

2 8Ni

5 8 .7

2 7Co

5 8 .9

2 6Fe

5 5 .8

2 5Mn

5 4 .9

2 4Cr

5 2 .0

2 3V

5 0 .9

2 2Ti

4 7 .9

2 1Sc

4 5 .0

2 0Ca

4 0 .1

1 9K

3 9 .1

1 8Ar

3 9 .9

1 7Cl

3 5 .5

1 6S

3 2 .1

1 5P

3 1 .0

1 4Si

2 8 .1

1 3Al

2 7 .0

2He

4 .0 0

1 0Ne

2 0 .2

9F

1 9 .0

8O

1 6 .0

7N

1 4 .0

6C

1 2 .0

5B

1 0 .88 B

2 B1 2

1 B1 11 098

7 B7

6 B6

5 B5

4 B4

3 B3

1 2Mg

2 4 .3

1 1Na

2 3 .0

4Be

9 .0 1

3Li

6 .9 4

2 A2

1 A1

1H

1 .0 1

1 1 0Ds

( 2 8 1 )

Page 10: Dr. Kathy Burke CHEM III TA on pages Recitation Section ... · CHEM 177 Evening Exam III ... To receive full credit on problems, ... legibly, include units, and report your answer

 

 

               

Fig. 7.11  First Ionization energies for the Elements 

Fig. 7.14   Electron Affinities 

 

 

 

H 2.1

           

Li 1.0

Be1.5

B 2.0 

C 2.5 

N 3.0

O 3.5

F 4.0

Na0.9

Mg1.2

Al 1.5 

Si 1.8 

P 2.1

S 2.5

Cl 3.0

K 0.8

Ca 1.0

Ga 1.6 

Ge 1.8 

As 2.0

Se 2.4

Br 2.8

Rb0.8

Sr 1.0

In 1.7 

Sn 1.8 

Sb1.9

Te2.1

I 2.5

Cs 0.7

Ba 0.9

 Pb 1.9 

Bi 1.9

   

Fig. 7.7 Trends in atomic radii  

 Electronegativities for main group elements  

based on Pauling’s thermochemical data  

 

EN bond characteristic ≥ 1.8 mostly ionic 1.7 50% ionic, 50% covalent 0.5 - 1.6 mostly polar covalent 0.0 - 0.4 mostly covalent