Power-to-ammonia
Alle eindexamens

Eindexamen

Power-to-ammonia

Dit zijn opgaven 7 t/m 13 uit het eindexamen Scheikunde – havo – 2022 – tijdvak 1.
Ga naar het begin van dit examen.

De uitwerking vind je met de knop ‘Toon uitwerking’. Let op, als er geen ‘Controleer antwoord’ knop staat, moet je zelf je antwoord controleren met behulp van de uitwerking.

Power-to-ammonia

Wind-energie en zonne-energie kunnen nog niet grootschalig worden opgeslagen in Nederland. Daardoor kunnen deze duurzame energievormen, wanneer er veel wind of zon is, niet altijd optimaal benut worden. Op de Technische Universiteit Delft is onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om de energie-overschotten op te slaan in de vorm van ammoniak (NH3). Deze manier van energieopslag wordt het ‘power-to-ammonia’-proces genoemd en bestaat uit vier stappen:

Stap 1: in een waterstoffabriek worden wind-energie en zonne-energie gebruikt om water door middel van elektrolyse om te zetten tot waterstof en zuurstof.
Stap 2: in een luchtscheider wordt stikstof gescheiden van de overige gassen die in lucht voorkomen.
Stap 3: in een ammoniakfabriek reageert waterstof vervolgens met stikstof tot ammoniakgas.
Stap 4: ammoniakgas wordt vloeibaar gemaakt en daarna opgeslagen in tanks.

In figuur 1 is het power-to-ammonia-proces met een vereenvoudigd blokschema weergegeven.

 

Vraag 7 (2 punten)

Geef de vergelijking van de vorming van ammoniakgas (stap 3).

Je kunt je antwoord checken met de ‘Controleer antwoord’ knop. Gebruik in je antwoord > voor de pijl en gebruik spaties tussen de verschillende onderdelen in de reactievergelijking. 

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

Vraag 8 (2 punten)

Beschrijf op microniveau het vloeibaar worden van ammoniakgas.

Vraag 9 (2 punten)

In tijden waarin te weinig elektriciteit kan worden opgewekt uit zon of wind kan de opgeslagen ammoniak weer worden omgezet tot energie, door de ammoniak als brandstof te gebruiken in elektriciteitscentrales.
Dit verloopt als volgt:

Stap 5: vloeibare ammoniak wordt gasvormig gemaakt.
Stap 6: ammoniakgas wordt onder gecontroleerde omstandigheden verbrand tot stikstof en water in een daarvoor geschikte elektriciteitscentrale.

In figuur 2 is het gehele proces met een vereenvoudigd blokschema weergegeven.

Leg uit of gasmengsel X (stap 2) in plaats van gas Y gebruikt kan worden om de gewenste stoffen in stap 6 te produceren.

Vraag 10 (1 punt)

Stap 6 vindt plaats onder gecontroleerde omstandigheden, waardoor minder ongewenste bijproducten ontstaan. Deze stap kan netto worden weergegeven met de volgende vergelijking:

4 NH3 (g) + 3 O2 (g) > 2 N2 (g) + 6 H2O (l)         (reactie 1)

De reactiewarmte van reactie 1 is –3,83 x 105 J per mol NH3.

Geef de formule van een ongewenst bijproduct dat zou kunnen ontstaan bij verbranding van ammoniakgas.

Vraag 11 (3 punten)

Laat met een berekening zien dat de reactiewarmte van reactie 1 gelijk is aan –3,83 x 105 J per mol NH3. Gebruik Binas-tabel 57 of ScienceData-tabel 9.2.

Vraag 12 (4 punten)

In Nederland verbruikt een gemiddeld huishouden per jaar 3,3 x 103 kWh (kilowattuur) aan elektriciteit.

Bereken hoeveel kg ammoniak moet worden verbrand om 3,3 x 103 kWh aan elektriciteit op te wekken. Gebruik hierbij onder andere de volgende gegevens:

  • 1,0 kWh = 3,6 x 106 J.
  • 60 procent van de reactiewarmte van reactie 1 wordt omgezet in elektriciteit.

 

Rond af op 1 decimaal nauwkeurig en gebruik ^ als het exponent in je antwoord (6,7 x 10-2 = 6,7×10^-2).
Je kunt je antwoord checken met de ‘Controleer antwoord’ knop.
Let op: op een examen verwacht een docent de hele berekening zoals in de uitwerking staat.

Vul een antwoord in.

Helaas. Het antwoord is niet juist. Probeer het nog een keer!

Klopt! Het gegeven antwoord is juist.

Vraag 13 (2 punten)

Waterstof die in stap 1 ontstaat, zou in principe ook als brandstof voor een elektriciteitscentrale kunnen dienen. Toch geeft men kennelijk de voorkeur aan vloeibare ammoniak boven vloeibare waterstof om overtollige wind- en zonne-energie in op te slaan.

Noem een voordeel van het gebruik van vloeibare ammoniak ten opzichte van het gebruik van vloeibare waterstof voor dit doeleinde. Licht je antwoord toe.

Ga naar de volgende opgaven van dit eindexamen > Scheikunde – havo – 2022 – tijdvak 1 – deel3

Bron: examenblad.nl

 

Bekijk ook eens

studiehulp icoon Ethyllactaat
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Ethyllactaat
Vragen 1 t/m 8 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2021 - tv 1
Lees meer
studiehulp icoon Lithium-ionbatterij
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Lithium-ionbatterij
Vragen 9 t/m 17 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2021 - tv 1
Lees meer
studiehulp icoon Bromide in grondwater
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Bromide in grondwater
Vragen 18 t/m 23 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2021 - tv 1
Lees meer
studiehulp icoon Groen is niet vers
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Groen is niet vers
Vragen 24 t/m 28 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2021 - tv 1
Lees meer
studiehulp icoon Eiwitvertering
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Eiwitvertering
Vragen 29 t/m 37 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2021 - tv 1
Lees meer
studiehulp icoon Zonnebrandstof
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Zonnebrandstof
Vragen 1 t/m 9 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2023 - tv1
Lees meer
studiehulp icoon Alpaca
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Alpaca
Vragen 10 t/m 14 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2023 - tv1
Lees meer
studiehulp icoon Chemie in olieverf
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Chemie in olieverf
Vragen 15 t/m 21 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2023 - tv1
Lees meer
studiehulp icoon Kunstgrasmat
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Kunstgrasmat
Vragen 22 t/m 27 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2023 - tv1
Lees meer
studiehulp icoon Scheepvaart over op LNG?
Scheikunde | Havo | 5
Eindexamen
Scheepvaart over op LNG?
Vragen 28 t/m 34 uit eindexamen Scheikunde - havo - 2023 - tv1
Lees meer