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
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