Bergische Universität Wuppertal Fachbereich C - Chemie Prof. Dr. Michael W. Tausch Klausur in Allgemeine Chemie für das 1. Semester, Studiengang GHR-Lehramt Zugelassene Hilfsmaterialien: Buchners Chemie-Begleiter, Taschenrechner Name........................................................ Matr. Nr.................................................... Aufgabe 1 Im folgenden Bild wir die Entstehung von saurem Regen erläutert: 1.1 Bei welchem(n) der folgenden Vorgänge bilden sich welche der angegebenen Oxide? Bitte schreiben Sie jeweils die Formel(n) der Oxide auf: Bei Heizungsanlagen in Gebäuden: ............................................................... .... Bei Blitzen in Gewittern: ............................................................... ... Bei der Verbrennung von Benzin in Motoren: .......................................................... ........ 1.2 Schreiben Sie an die Formeln aus den Reaktionsgleichungen die Oxidationszahlen, die Ihnen erlauben, festzustellen, ob es sich jeweils um eine Redoxreaktion handelt oder nicht. Bezeichnen Sie dann die betreffenden Reaktionen im Bild mit dem Wort „Redox“. 1.3 Schreiben Sie für jede der im Bild vorkommenden Säuren die Formel eines Salzes auf und benennen Sie das Salz: 1.4 Salzsäure setzt aus Calciumcarbonat CaCO3 Kohlensäure frei, die in Kohlenstoffdioxid und Wasser zerfällt. Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen und geben Sie jeweils an, ob es sich um a) eine Redoxreaktion, b) eine Protolyse oder c) keine von beiden handelt: Aufgabe 2 HBrO3 KBr NaBrO2 HBrO ____________ _____________ HBrO4 Brom 2.1 Tragen Sie unter die Elektronenschalenmodelle in die beiden ersten Kästen die Namen der betreffenden Elemente ein und geben sie ihre Plätze (Gruppe, Periode) im Periodensystem sowie ihre Atommassen an. 2.2 Geben Sie im dritten Kasten in der üblichen Schreibweise die Oxidationszahlen aller Brom-Atome in den angegebenen Verbindungen an. 2.3 Bei den folgenden Aussagen handelt es sich um Trends im Periodensystem der Elemente. Kreuzen Sie die richtigen Aussagen an. Die Elektronegativität nimmt in den Gruppen von oben nach unten ab. Die Ionenradien nehmen in den Perioden von links nach rechts zu. Die Ionisierungsenergien nehmen in den den Perioden von links nach rechts zu. Die Ionisierungsenergien nehmen in den Gruppen von oben nach unten ab. Der Metallcharakter nimmt in den Gruppen von oben nach unten ab. Aufgabe 3 3.1 Berechnen Sie aus den Angaben im Diagramm die Gitterenergie (Gitterenthalpie) ∆HG von Natriumchlorid. ∆HG = ................... kJ/mol. 3.2 Verläuft der Elektronentransfer von den Natrium- zu den Chloratomen, d.h. die Bildung von Ionen, exotherm oder endotherm? Bitte den falschen Begriff streichen und begründen. exotherm/endotherm, weil .................. ................................................................ ................................................................ BORN-HABER-Kreisprozess zur NaCl-Synthese 3.3 Welcher der im BORN-HABER-Kreisprozess beteiligten Teilprozesse ist dafür verantwortlich, dass die NaCl-Synthese exotherm verläuft? Nennen Sie den Teilprozess (auf der durchgezogenen Linie) und begründen Sie, warum es gerade dieser ist. ______________________________________ , weil ................................................. ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................ 3.4 Für welche der folgenden Eigenschaften eines Salzes hat der Betrag der Gitterenergie eine entscheidende Bedeutung? Bitte ankreuzen. Schmelztemperatur Farbe Dichte Wasserlöslichkeit 3.5 Beschriften Sie in der nebenstehenden Modellzeichnung die Natrium-Ionen mit Na+ und die Chlorid-Ionen mit Cl-. 3.6 Nennen Sie anhand dieser Zeichnung Koordinationszahlen von Na+ und von ClNatriumchlorid-Gitter. KZ(Na+) = .......... KZ(Cl-) = ........... die im Aufgabe 4 4.1. Beschriften Sie die Galvanische Zelle mit „+“(Pluspol), „-„ (Minuspol), „D“ (Donator-Halbzelle) und „A“(AkzeptorHalbzelle). 4.2. Formulieren Sie die Elektrodenprozesse in den beiden Halbzellen: A: ................................................................................ D:................................................................................. 4.3. Wie verändert sich die Spannung U, wenn: Die Zinksulfat-Lösung verdünnt wird? U steigt/fällt Die Kupfersulfat-Lösung verdünnt wird? U steigt/fällt 4.4 Was geschieht, wenn man die beiden Elektroden in die Lösungen tiefer eintaucht? Die Spannung der Zelle U: steigt / fällt / bleibt gleich (bitte zwei Begriffe streichen) Die Stromstärke der Zelle I: steigt / fällt / bleibt gleich (bitte zwei Begriffe streichen) 4.5 Zeichnen Sie in die obige Skizze Pfeile ein, die den Stromfluss in der Zelle und außerhalb der Zelle verdeutlichen. Schreiben Sie auf die Pfeile die Symbole bzw. Formeln der Teilchen, die elektrische Ladung transportieren. Aufgabe 5 Definieren Sie mit wenigen Worten folgende Begriffe: Aktivierungsenergie:........................................................................................................................... ......................................................................................................................................................... Katalysator:...................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... Reaktionsenthalpie:.......................................................................................................................... ........................................................................................................................................................... Anode: .............................................................................................................................................. ........................................................................................................................................................... Protolyse: ......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................... Aufgabe 6 Produkte Hinreaktion Prinzip von Le Chatelier Umkehrbare Reaktion Dynamisches Gleichgewicht Rückreaktion Druck Chemisches Gleichgewicht Konzentration Edukte MassenwirkungsGesetz Freie Reaktionsenthalpie GleichgewichtsKonstante K Temperatur Reaktionsgeschwindigkeit Katalysator Begriffsnetz (concept-map) zum Chemischen Gleichgewicht Wählen Sie aus der folgenden Liste 8 zutreffende Relationen aus und tragen Sie die entsprechende Zahl in die vorgesehenen Kästchen auf den Pfeilen des obigen Begriffsnetzes ein. Jede Zahl darf nur einmal eingetragen werden. Die eingetragenen Zahlen symbolisieren folgende Relationen: 1 ist ein(e) 9 erhöht 2 ist Teil von 10 beschreibt quantitativ 3 ist Voraussetzung für 11 führt zur Bildung von 4 beeinflusst 12 im Zähler steht die Konzentration der 5 beeinflusst nicht 13 im Nenner steht die Konzentration der 6 lässt sich berechnen mit 14 hat den Wert 0 im eingestellten 7 macht Aussage über den Einfluss von 15 stehen im GGW mit 8 laufen im GGW mit gleicher Geschwin- 16 wenn K < 1, liegt GGW auf Seite von digkeit ab 17 wenn K > 1, liegt GGW auf Seite von Aufgabe 7 (Bei 7.1 bis 7.3 müssen Sie keine Rechnungen und Begründungen aufschreiben) 100 ml Natronlauge NaOH(aq) wurden pH-metrisch mit Salzsäure, c = 0,25 mol/l titriert. Die Messwerte sind im nebenstehenden Diagramm mit pH als Ordinate dargestellt. 7.1.Zeichnen Sie in das vorgegebene Koordinatennetz mit der Stromstärke I als Ordinate die konduktometrische Titrationskurve ein, die man bei dieser Titration erhalten würde. Bezeichnen Sie diese Kurve mit A. 7.2 100 ml BariumhydroxidLösung Ba(OH)2 der gleichen Konzentration wie die Natronlauge werden mit Salzsäure, c = 0,25 mol/l titriert. Zeichnen Sie die zu erwartende konduktometrische Titrationskurve ein und bezeichnen Sie sie mit B. 7.3 Zeichnen Sie die zu erwartende pH-Titrationskurve ein, wenn 80 ml BariumhydroxidLösung der gleichen Konzentration wie die Natronlauge mit Salzsäure, c = 0,25 mol/l titriert werden (Kurve C). 7.4 Berechnen Sie die Konzentration der titrierten Natronlauge und tragen Sie das Ergebnis hier ein (Die Reaktionsgleichung und die Rechnungen bitte auf die Rückseite oder anderes Blatt!). c(NaOH) = ................. mol/l 7.5 Berechnen Sie die Masse des in der Ba(OH)2-Lösung von 7.2 gelösten Bariumhydroxids und tragen Sie das Ergebnis hier ein. (Die Reaktionsgleichung und die Rechnungen bitte auf die Rückseite oder anderes Blatt!). m(Ba(OH)2) = .................. g 7.6 Berechnen Sie den pH-Wert der Salzsäure, c = 0,25 mol/l, die bei den Titrationen eingesetzt wurde. Tragen Sie das Ergebnis hier ein. pH =..................... 7.7 Welchen pH-Wert hat Essigsäure der gleichen Konzentration wie die Salzsäure aus 7.6 ? (Rechnungen bitte auf die Rückseite oder auf anderes Blatt; Ergebnis hier eintragen!) Angabe: pKs(H3CCOOH) = + 4,76 pH =.....................
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