Chemie_10.02.2011_Gruppe_A
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Prof. Dr. Angelika Brückner Dr. Thomas Werner 10. Februar 2010 Klausur zur Vorlesung – Grundlagen der Chemie – AÖ und LKU Gruppe A 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) Ergänzen Sie die folgende Tabelle durch die zugehörigen chemischen Formeln bzw. Namen der Verbindungen. Name Formel Formel Name Kaliumnitrat KNO3 BaHPO4 Bariumhydrogenphosphat Silberchlorid AgCl KMnO4 Kaliumpermanganat Schwefelsäure H2SO4 HClO3 Chlorsäure Natriumsulfat Na2SO4 Li2CO3 Lithiumcarbonat O3 Ozon Schwefelwasserstoff H2S Je 1 Punkt pro Formel/Name 2 Aufgabe 2 (insgesamt 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 Kaliumhydroxid 56,11 5,611 Stoffmengenkonzentration c [mol/Liter] 0,100 Salzsäure 36,46 10,94 0,300 0,523 Essigsäure 60,05 1,201 0,02 3,23 Natriumchlorid 58,44 5,844 0,1 7 Perchlorsäure 100,5 3,178 0,032 1,5 g/Liter 13 (pKS = 4,76) Je 1 Punkt pro Wert 3 Aufgabe 3 (insgesamt 12 Punkte) a) Säuren sind nach dem Konzept von Brønsted Protonen-Donatoren Säuren sind nach dem Konzept von Lewis Elektronen-Akzeptoren Geben Sie je ein Beispiel an für eine Brønsted-Säure Lewis-Säure z. B. HCl, HNO3, H2SO4 H3PO4, HClO4 etc. 1 1 1 z. B. BH3, SiF4, AlCl3, SnCl4 etc. 1 b) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für das Protolysegleichgewicht von HF in wässriger Lösung. HFl + H2O F- + H3O+ 1 Geben Sie die Gleichungen für das Massenwirkungsgesetz (MWG) und die Säurekonstante (KS) an. MWG = [F-][H3O+]/[HF][H2O] 1 KS = [Cl-][H3O+]/[HF] 1 Wie groß ist der pKs-Wert, wenn die Säurekonstante für HF 6,6 10-4 mol/L beträgt? pKS = 3,18 1 d) Für folgende Teilchen soll jeweils die korrespondierende Säure oder Base gefunden werden: HCN NH4+ HSO4Beachten 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 HCN CN- 1 NH4+ NH3 1 HSO4- SO42- 1 H2SO4 HSO4- 1 4 Aufgabe 4 (insgesamt 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 saurer wässriger Lösung ab. Zn + 2 H+ Zn2+ + H2 2 Teilgleichung für die Oxidation: Zn Zn2+ + 2 e- 1 Teilgleichung für die Reduktion: 2 H+ + 2 e- H2 1 b) Die Reaktion läuft in saurer wässriger Lösung ab: Cr2O72- + 3 H2S + 8 H+ 2 Cr3+ + 3 S Teilgleichung für die Oxidation: H2S S + 2 e- + 2 H+ Teilgleichung für die Reduktion: Cr2O72- + 14 H+ + 6 e- + 7 H2O 2 1 2 Cr3+ + 7 H2O 1 5 Aufgabe 5 (insgesamt 3 Punkte) Wie groß ist die Konzentration von Silberionen in einer gesättigten Lösung von AgCl (Löslichkeitsprodukt KL = 10-10 mol2/L2) cAg+ = 10-5 mol/L 6 Aufgabe 6 (insgesamt 7 Punkte) a) In welchen der folgenden Stoffe tritt überwiegend a) Ionenbindung oder b) Atombindung (kovalente Bindung) auf ? CO2 NH3 NaCl CaO 4 Ionenbindung NaCl CaO Atombindung CO2 NH3 b) Schreiben Sie die Lewis-Formeln (Valenzstrichformeln) für folgende Verbindungen auf. Berücksichtigen Sie dabei alle Valenzelektronen. NH3 CO2 BF3 3 F B N H H F F H O=C=O 7 Aufgabe 7 (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) 8 Aufgabe 8 (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)! 9 Aufgabe 9 (insgesamt 10 Punkte) Zeichnen Sie die Produkte folgender Reaktionen (jeweils 2,5 Punkte)! 10 Aufgabe 10 (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 11 Aufgabe 11 (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). 12
