KLausur_100210_GruppeB_Lösungen
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Prof. Dr. Angelika Brückner Dr. Thomas Werner 10. Februar 2010 Klausur zur Vorlesung – Grundlagen der Chemie – AÖ und LKU Gruppe B Vorname: _______________________________________________________ Name: _______________________________________________________ Matrikelnummer: _______________________________________________________ Studiengang: _______________________________________________________ Zum bestehen der Klausur werden 50 Punkte benötigt. Punkten zum Bestehen; Bewertung für diese Studiengänge: 1,0 100–98 1,3 1,7 2,0 2,3 2,7 3,0 3,3 3,7 4,0 97–95 94–90 89–85 84–80 79–75 74–69 68–63 62–57 56–50 Ergebnis: Aufgabe 1 Punkte Aufgabe 2 Punkte Aufgabe 3 Punkte Aufgabe 4 Punkte Aufgabe 5 Punkte Aufgabe 6 Punkte Aufgabe 7 Punkte Aufgabe 8 Punkte Aufgabe 9 Punkte Aufgabe 10 Punkte Aufgabe 11 Punkte Summe: Punkte 5,0 49–0 Note: _______ 1 Aufgabe 1 (insgesamt 10 Punkte) Geben Sie an zu welcher Stoffklasse die folgenden Verbindungen gehören (6 Punkte)! Alkohol (1 P) Keton (1 P) Ester (1 P) Amin (1 P) Ether (1 P) Amid (1 P) Geben Sie die Hybridisierung der durch einen Pfeil markierten Kohlenstoffatome an (4 Punkte)! Hybridisierung des Kohlenstoffatoms: a: sp2 (1 P) b: sp2 (1 P) c: sp3 (1 P) d: sp (1 P) 2 Aufgabe 2 (insgesamt 10 Punkte) 1) Zeichnen Sie alle Konstitutionsisomere der Summenformel C3H6Cl2 und benennen Sie diese mit systematischen Namen (8 Punkte)! 2) Eines ist chiral, welches? Zeichnen Sie das R-Enantiomer (2 Punkte)! 3 Aufgabe 3 (insgesamt 10 Punkte) Zeichnen Sie die Produkte folgender Reaktionen (jeweils 2,5 Punkte)! 4 Aufgabe 4 (insgesamt 10 Punkte) Deprotoniertes Phenylacetylen reagiert mit a) Aceton, b) Methyliodid, c) tert-Butylchlorid, d) (R)-2-Brombutan. Geben Sie eine geeignete Base und die Konstitution der jeweiligen Reaktionsprodukte (ohne Berücksichtigung der Konfiguration). Ph 1. Base a) + Me b) c) d) O Br + MeI + t-BuCl + Me Handelt es sich bei Umsetzung b) um eine SN1- oder SN2-Reaktion? SN2 1,5 P Handelt es sich bei Umsetzung c) um eine SN1- oder SN2-Reaktion? SN1 1,5 P 5 Aufgabe 5 (insgesamt 10 Punkte) 1) Bei den folgenden Reaktionen handelt es sich um elektrophile aromatische Substitutionen. Geben Sie jeweils das Hauptprodukt an (jeweils 2 Punkte). 2) Bei den folgenden Reaktionen handelt es sich um typische Reaktionen von Carbonsäuren bzw. –derivaten. Geben Sie jeweils das Reaktionsprodukt an (jeweils 2 Punkt). 6 Aufgabe 6 (10 Punkte) Ergänzen Sie die folgende Tabelle durch die zugehörigen chemischen Formeln bzw. Namen der Verbindungen. Name Formel Formel Name Kaliumcarbonat K2CO3 NaH2PO4 Natriumdihydrogenphosphat Phosphorsäure H3PO4 KClO4 Kaliumperchlorat Wasserstoffperoxid H2O2 PbS Bleisulfid Natriumhydrogensulfat NaHSO4 Li2CO3 Lithiumcarbonat Ammoniak HNO3 Salpetersäure NH3 Je 1 Punkt pro Formel/Name 7 Aufgabe 7 (10 Punkte) Ermitteln Sie die fehlenden Werte in den Spalten 3 – 5 der folgenden Tabelle aus den gegebenen Werten (auf 3 Stellen genau). 1 2 Verbindung Molmasse M [g/mol] 3 4 5 pH-Wert Natriumhydroxid 40,00 1,265 Stoffmengenkonzentration c [mol/Liter] 0,0316 Salpetersäure 63,01 1,993 0,0316 1,5 Flusssäure 20,00 4,000 0,200 1,939 Kaliumchlorid 74,55 14,91 0,200 7 Schwefelsäure 98,08 0,490 0,005 2,0 g/Liter 12,5 (pKS = 3,18) Je 1 Punkt pro Wert 8 Aufgabe 8 (12 Punkte) a) Basen sind nach dem Konzept von Brønsted Protonen-Akzeptoren Basen sind nach dem Konzept von Lewis Elektronen-Donatoren Geben Sie je ein Beispiel an für eine Brønsted-Base Lewis-Base z. B. NaOH, NH3 1 1 2 z. B. NH3, H2O, O2-, CN- etc. b) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für das Protolysegleichgewicht von HNO3 in wässriger Lösung. HNO3 + H2O NO3- + H3O+ 1 Geben Sie die Gleichungen für das Massenwirkungsgesetz (MWG) und die Säurekonstante (KS) an. MWG = [NO3-][H3O+]/[HNO3][H2O] KS = [NO3-][H3O+]/[HNO3] 2 Wie groß ist der pKs-Wert, wenn die Säurekonstante Ks(HNO3) = 23,44 mol/L beträgt? pKS = -1,37 1 d) Für folgende Teilchen soll jeweils die korrespondierende Säure oder Base gefunden werden: H2O NH3 HClO4 Beachten Sie, dass manche Teilchen sowohl als Säure als auch als Base reagieren können. Tragen Sie die Säure-Base-Paare in die Tabelle ein. Säure korrespondierende Base H2O OH- 1 H3O+ H2O 1 NH4+ NH3 1 HClO4 ClO4- 1 9 Aufgabe 9 (8 Punkte) Vervollständigen Sie folgende Redoxgleichungen. Geben Sie die Teilgleichungen für die Reduktion und die Oxidation an. Beachten Sie die jeweilige Reaktionslösung! a) Die Reaktion läuft in Wasser ab. 2 Na + 2 H2O 2 NaOH + H2 2 Teilgleichung für die Oxidation: Na Na+ + e- 1 Teilgleichung für die Reduktion: 2 H+ + 2 e- H2 1 b) Die Reaktion läuft in saurer wässriger Lösung ab: ClO3- + 6 I- + 6 H+ Cl- + 3 I2 + 3 H2O 2 Teilgleichung für die Oxidation: 2 I - I2 + 2 e - 1 Teilgleichung für die Reduktion: ClO3- + 6 H+ + 6 e- Cl- + 3 H2O 1 10 Aufgabe 10 (6 Punkte) Wie groß ist die Konzentration an Anionen in einer gesättigten Lösung von a) AgI (Löslichkeitsprodukt KL = 10-16 mol2/L2) cAg+- = 10-8 mol/L 3 11 Aufgabe 11 (7 Punkte) a) In welchen der folgenden Stoffe tritt überwiegend a) Ionenbindung oder b) Atombindung (kovalente Bindung) auf ? SO2 NH3 CsF Na2O 4 Ionenbindung Na2O CsF Atombindung SO2 NH3 b) Schreiben Sie die Lewis-Formeln (Valenzstrichformeln) für folgende Verbindungen auf. Berücksichtigen Sie dabei alle Valenzelektronen. SO2 HCl N2 3 S O IN NI O H - Cl 12
