Übungsaufgaben zur 2. Chemieschulaufgabe am Freitag, den 3.5

Übungsaufgaben zur 2. Chemieschulaufgabe am Freitag, den 3.5.2013
1) Arbeite die AB 8.1 – 8.2.4 (chemische Formel, die Bezeichnung einfacher
Verbindungen, das Aufstellen von Reaktionsgleichungen und die Übungen
dazu) gut!!! durch.
2) Was versteht man unter einer Synthese / Analyse? Gib je ein Beispiel und
formuliere dazu jeweils die Reaktionsgleichung.
3) Welche zwei wesentlichen Merkmale kennzeichnen jede chemische Reaktion?
4) Vollständig beschriftetes Energiediagramm (mit und ohne Katalysator) einer
exothermen bzw. endothermen Reaktion.
5) Erkläre die folgenden Begriffe: Aktivierungsenergie; endotherme, exotherme
Reaktion; Katalyse; Katalysator. (Beispiele)
6) Welche Aufgaben hat ein Katalysator bei einer chemischen Reaktion?
7) Gib die Nachweisreaktionen für Wasserstoff und Sauerstoff an. Erkläre auch,
wie sie durchgeführt werden.
Eigenschaften von Wasserstoff und Sauerstoff.
8) Erkläre, warum die Atome fast aller chemischen Elemente Bindungen eingehen.
9) Kalium und Fluor reagieren miteinander. Schreibe die Reaktionsgleichung
mithilfe der Valenzstrichschreibweise und benenne das Reaktionsprodukt.
Wie nennt man die Teilchen, die bei dieser Reaktion entstehen?
Erkläre, wie die Bindung zwischen diesen Teilchen erfolgt.
10) Was versteht man unter der Gitterenergie?
11) Warum leiten Salzlösungen und Salzschmelzen den elektrischen Strom,
festes Salz jedoch nicht?
12) Was geschieht bei einer Elektrolyse?
13) Eine Zinkbromid – Lösung (ZnBr2) wird elektrolysiert. Formuliere die
Reaktionen an den beiden Elektroden und die Gesamtreaktion.
14) Formuliere mit Hilfe der Valenzstrichschreibweise die Bildung eines
Brommoleküls aus den Atomen. Wie erfolgt die Bindung im Molekül?
15) Schreibe das O2 – und das N2 – Molekül in der Valenzstrichschreibweise.
Erkläre und benenne die Bindungen von jedem Molekül.
16)Vervollständige die Tabelle.
Atombindung
Ionenbindung
Bindungspartner
Bindung erfolgt
durch
17) Erkläre an am HCl – Molekül was ein Dipol ist und wie und warum er in diesem
Molekül entsteht.
Lösungen der Übungsaufgaben (wie immer – ohne Gewähr!!!)
1) Siehe Heft bzw. Reaktionsgleichungen der folgenden Reaktionen.
2) Synthese: Chemische Vereinigung von Soffen zu einem neuen Stoff.
Bei einer Synthese werden chemische Verbindungen hergestellt. Es handelt sich um
neue Stoffe, die völlig andere Eigenschaften als die Ausgangsstoffe besitzen.
Beispiel:
Zn
+
S
ZnS
+
Energie
Analyse: Zerlegung einer chemischen Verbindung in ihre Ausgangsstoffe.
Beispiel: 2 H2O
2 H 2 + O2
2 Ag2O
4 Ag
+
O2
3) Jede chemische Reaktion ist durch eine Stoffumwandlung und einen Energieumsatz gekennzeichnet.
4) s. Heft!!!!
5) Aktivierungsenergie: Die zum Auslösen oder „Zünden“ einer chemischen
Reaktion erforderliche Energie bezeichnet man als Aktivierungsenergie. Sie wird
meist in Form von Wärme zugeführt.
Endotherme Reaktionen: Reaktionen, die nur unter ständiger Energiezufuhr
ablaufen, nennt man endotherme Reaktionen.
Exotherme Reaktionen: Reaktionen, die unter Wärmeabgabe verlaufen, bezeichnet
man als exotherme Reaktionen. Die Ausgangsstoffe gehen dabei in einen
energieärmeren (= stabileren Zustand) über.
6.) Stoffe, die in einen Reaktionsablauf eingreifen und nach der Reaktion
unverändert vorliegen nennt man Katalysatoren. Sie setzen die
Aktivierungsenergie herab und beschleunigen somit die Reaktion.
Eine chemische Reaktion, bei der ein Katalysator eingreift, nennt man eine Katalyse.
Beispiele für Katalyse-Reaktionen:
Zersetzung von Wasserstoffperoxid in Wasser und Sauerstoff durch Braunstein (oder
Platin) als Katalysator.
Wasserstoffperoxid (Diwasserstoffdioxid)
2 H2O2
Wasser + Sauerstoff
2 H2O
+
O2
7) Nachweisreaktion für Wasserstoff: Knallgasprobe. Das RG wird mit dem zu
prüfenden Gas gefüllt und in die Brennerflamme gehalten. Ist das Gas Wasserstoff,
so hört man ein zischendes oder pfeifendes Geräusch, manchmal sogar einen Knall.
Nachweisreaktion für Sauerstoff: Glimmspanprobe: Ein Holzspan wird entzündet
und soweit gelöscht, dass er nur noch glüht. Der glühende (glimmende) Span wird in
das mit dem Probegas gefüllten RG gebracht. Ist das Gas Sauerstoff, so entzündet
sich der glühende Span und brennt im RG weiter.
8.) Die Atome der Elemente der VIII. Hauptgruppe (Edelgase) gehen praktische keine
chemischen Bindungen ein. Sie besitzen eine voll besetzte Außenschale, d.h. acht
Außenelektronen (He nur zwei). Dieses Elektronenoktett (bei He Elektronenduett)
stellt einen besonders stabilen (= energiearmen) Zustand dar.
Alle Atome sind daher bestrebt, die Elektronenkonfiguration der Edelgase zu erreichen
(= Oktettregel) um ebenfalls diesen energiearmen Zustand zu erreichen. Dies gelingt
ihnen aber nur, wenn sie mit einem passenden Partner eine chemische Bindung
eingehen.
K+ + F‒
9) K• + • F
Kaliumfluorid
Es entstehen einfach positiv geladene Kalium Ionen und einfach negativ geladene
Fluorid Ionen.
Die Anziehungskräfte, die die entgegengesetzt geladenen Ionen aufeinander
ausüben, wirken nach allen Richtungen, deshalb schließen sich die Ionen zu
größeren Verbänden zusammen. Es entsteht ein Ionengitter in dem jedes Ion von
einer ganz bestimmten Zahl entgegengesetzt geladener Ionen umgeben ist. Diese
regelmäßige Anordnung der Ionen führt zu Kristallen.
10) Diejenige Energie, die bei der Bildung eines Ionengitters (= Kristalls) aus den
einzelnen Ionen frei wird. Beim NaCl beträgt die Gitterenergie 788 kJ/mol.
11) Feste Salze leiten den elektrischen Strom nicht, da die Ionen fest auf ihren
Plätzen im Gitter festgehalten werden. Erst beim Schmelzen oder Lösen verlassen
die Ionen ihre festen Gitterplätze und werden frei beweglich und können somit den
elektrischen Strom leiten.
12) Bei der Elektrolyse werden Ionen durch den elektrischen Strom entladen.
An der Kathode nehmen die positiv geladenen Ionen Elektronen auf, an der Anode
geben die negativ geladenen Ionen Elektronen ab.
13) a) Wir lösen zunächst Zinkbromid in Wasser:
Zn2+
ZnBr2
2 Br‒
+
b) Unter dem Einfluss der angelegten Gleich-spannung wandern die positiv
geladenen Zink-Ionen zur Kathode, nehmen dort Elektronen auf und werden zu
ungeladenen Zinkatomen:
Kathode:
Zn2+ + 2 e -
Zn
Die negativ geladenen Bromid-Ionen wandern zur Anode, geben dort ihre
Elektronen ab und werden zu Bromatomen, die sich zu Brommolekülen verbinden:
Anode:
2 Br -
2 Br
2 Br
+
2e–
Br2
Unter der Wirkung des Gleichstroms ist die Verbindung Zinkbromid in die Elemente
Zink und Brom zersetzt worden, die Ionen wurden entladen. Es hat eine Elektrolyse
stattgefunden.
Gesamtreaktion: Zn2+
+
2 Br -
Gleichstrom
Zn
+
Br2
14)
Br • +
• Br
Br – Br
Jedes Chloratom besitzt ein ungepaartes Außenelektron. Diese beiden ungepaarten
Außenelektronen bilden nun ein bindendes Elektronenpaar. Dadurch erreichen beide
Bindungspartner ein Elektronenoktett, da das bindende Elektronenpaar von beiden
Atomen „benutzt“ wird. Diese Bindung heißt Elektronenpaarbinund oder
Atombindung oder kovalente Bindung.
15) Beim O2 – Molekül bilden sich zwei bindende Elektronenpaare. Eine solche
Bindung nennt man eine Doppelbindung.
IO=OI
Beim N 2 – Molekül bilden sich drei bindende Elektronenpaare. Eine solche Bindung
nennt man eine Dreifachbindung. I N = N I
Bindungspartner
Bindung erfolgt
durch
Atombindung
Ionenbindung
Nichtmetall /Nichtmetall
Metall / Nichtmetall
Die Bindung erfolgt durch das
(die) gemeinsame(n)
Elektronenpaar(e).
Die Anziehungskräfte, die
die entgegengesetzt
geladenen Ionen
aufeinander ausüben,
wirken nach allen
Richtungen, deshalb
schließen sich die Ionen zu
größeren Verbänden
zusammen. Es entsteht ein
Ionengitter in dem jedes
Ion von einer ganz
bestimmten Zahl
entgegengesetzt geladener
Ionen umgeben ist.
16) Im HCl- Molekül wird das gemeinsame Elektronenpaar stärker vom Chloratom
angezogen als vom Wasserstoffatom, da das Chloratom eine höhere
Elektronegativität wie das H-Atom hat. Das Chloratom erhält dadurch einen
Überschuss an negativer Ladung und das Wasserstoffatom eine positive Teilladung.
 die Atombindung ist polarisiert; das Molekül ist ein Dipol (= Molekül mit einem
positiven und einem negativen Pol).