Aufgabe 1

Allgemeine Chemie I
2008/09
ÜBUNGSPRÜFUNG
Prof. J. Hulliger
15.10.08
Aufgabe 1
(1 Punkt)
Vervollständigen Sie nachstehende Reaktionen, (stöchiometrische Koeffizienten, Pfeile, Zustände wie ionisch, aq,
solv. etc.)
a)
Fe (s) + O2 (g)
…..
b)
CH3COOH (aq) + H2O (l)
.....
c)
P2O5 (s) + H2O (l)
d)
Al (s) + HCl (g)
Fe2O3 (s)
…..
…..
AlCl3 (s) + H2 (g)
(Pro vollständig korrekt notierte Rk. 0.25 Punkte)
Aufgabe 2
(1 Punkt)
Eine ideale Gasprobe mit Druck p1 = 75 kPa nimmt bei konstanter Temperatur ein Volumen
V1 = 360 mL ein. Welches Volumen V2 liegt für einen Druck von 100 kPa vor ?
Verwendete Schlussformel
(Formel : 0.5 P , Resultat : 0.5 P)
gültiges Zahlenresultat mit Einheiten
Aufgabe 3
a)
b)
(1 Punkt)
Wieviele direkte Nachbarn (Koordinationszahl) weist jede Kugel in folgenden Kugelpackungen auf :
a1)
kubisch dichteste Packung
:
a2)
hexagonal dichteste Packung
:
a3)
kubisch innenzentrierte Packung :
a4)
kubisch einfache Packung
Wie lautet die Bragg’sche Gleichung
für Diffraktion von Röntgenstrahlen ?
(a1 – a4 : 0.2 Punkte , b) : 0.2 Punkte)
:
Aufgabe 4
a)
(2 Punkte)
Wie gross ist G 0R für die Reaktion 2 NO (g) + O2 (g)
2 NO2 (g) ?
Ist die Reaktion spontan, auf welcher Seite liegt das Gleichgewicht ?
G f ( NO2) = 51.84 , G f (NO) = 86.69 [kJ/mol] . T = 298 K.
0
Zahlenresultat mit Einheiten
0
Verbale Antworten
( a) Zahlenwert mit Einheiten : 0.8 Punkte ; spontan/nicht spontan sowie Lage Gleichgewicht : 0.2 Punkte )
Aufgabe 4
b)
(Fortsetzung)
Die Verbrennung
CH4 (g) + 2 O2 (g)


CO2 (g) + 2 H2O (l)
ergibt kalorimetrisch (V = 0) ein U R von – 885.4 kJ/mol. Wie gross ist H R dieser Reaktion ?
R = 8.314 · 10-3 kJ/molK , T = 298 K. Hinweis : H2O ist flüssig !
Zahlenwert mit Einheiten
relevante Formel
( b) Zahlenwert mit Einheiten : 0.75 Punkte , relevante Formel : 0.25 Punkte. )
Aufgabe 5
a)
(2 Punkte)
Berechnen Sie den pH – Wert folgender Lösung : 50 ml HA mit [HA]0 = 0.1 mol/L ; 30 ml NaA mit

[A ]0 = 0.2 mol/L. pKa (HA) = 4.0
relevante Formel
b)
Zahlenwert für pH
Berechnen Sie die Konzentrationen [H3O+] (aq) und [NO2-] (aq) der Dissoziationsreaktion von HNO2 (aq) bei
[HNO2]0 = 0.1 mol/L. Ks = 4.5 · 10-4 mol/L. Keine Autoprotolyse des H2O berücksichtigen. Systematisches
Vorgehen, gemäss Vorlesung gefordert.
b1) Reaktionsgleichung :
Aufgabe 5
(Fortsetzung)
b2) Ladungsbilanzgleichung :
b3) Massenbilanzgleichung
für Stickstoff :
b4) Gleichung für in diesem Bsp. relevante
gültige Approximation :
b5) pH – Zahlenwert :
( a) Relevante Formel : 0.5 Punkte , pH – Wert : 0.5 Punkte ; b1) – b5) : Je 0.2 Punkte . Es werden nur Antworten
in kürzester Form , welche vollständig richtig sind, bewertet. )
Aufgabe 6
(1Punkt)
Beurteilen Sie qualitativ (mit kurzer Begründung) die Lage folgender Gleichgewichte : entsprechender Pfeil mit
Farbe markieren.
a) AgF (s) + KI (s)
b) Pyridin (g) + I2 (g)
AgI (s) + KF (s)
.....
c) [Cd(NH3)4]2+ (aq) + 4 CN- (aq)
[Cd(CN)4]2- (aq) + 4 NH3 (aq)
d) Wie liegt das Element Silizium in der Erdkruste vorwiegend vor und warum ?
a) + b) : Je 0.3 für Pfeil mit korrekter Begründung
c) + d) : 0.2 Punkte für Pfeil und korrekte, kurze Antwort )
Aufgabe 7
(1Punkt)
In Wasser lösen sich 7.8 · 10-5 mol Ag2CrO4 in einem Liter. Wie gross ist das Löslichkeitsprodukt L von
Silberchromat ?
Relevante Schlussformel für L mit nur einer Konzentration [i]
Wert von L mit Einheiten
( Schlussformel : 0.5 Punkte ; L mit Einheiten : 0.5 . Es werden hier nur eine korrekte Schlussformel sowie der
Wert von L bewertet. Kein Lösungsweg bewertet, obwohl anzugeben. )
Aufgabe 8
(1 Punkt)
Zeichnen Sie je einen cis-Komplex (i) quadratisch planar , (ii) oktaedrisch. Sie wählen ein realistisches Beispiel für
Mn+ sowie L1 und L2 Liganden. Sie beschriften die Darstellungen gemäss vermittelter Normen.
(i)
(ii)
( Je 0.5 Punkte bei völlig korrekter Notation , Geometrie. Bei fehlenden oder fehlerhaften
Beschriftungen/Geometrien : 0 Punkte )
Aufgabe 9
(3 Punkte)
Allgemeine Fragen, welche in kürzester Form zu beantworten sind :
a)
Wie lautet die thermodynamische Bedingung für eine exotherme Reaktion ?
b)
Was ist die Bedingung für ein ideales Gas bezüglich Wechselwirkung der Gasteilchen ?
c)
Notieren Sie eine kinetische Differentialgleichung für eine Reaktion zweiter Ordnung :
d [ A](t )
dt
=
Aufgabe 9
(Fortsetzung)
d)
Wie gross ist die Pufferkapazität einer 0.1 mol/L wässrigen Lösung HCl ? Nur verbale Antwort.
e)
Notieren Sie ein typisches Stufengleichgewicht einer Komplexbildungsreaktion.
f)
Wie ändert qualitativ die Entropie S eines komplexen Systems, wenn das System Information/Struktur
aufbaut ? Verbale Antwort oder Formel.
Aufgabe 9 (Fortsetzung)
g)
Was bedeutet kinetische kontrollierte Reaktion ?
h)
Was bedeutet kinetisch stabilisiertes Produkt ?
i)
Was muss gelten bezüglich G f , um thermodynamisch stabile Verbindungen zu erhalten ?
k)
Was sagt der Satz von Hess ? (Formel)
0
(Pro richtige Antwort : 0.3 Punkte. Komplizierte Ausführungen, welche keine Normbegriffe, Formeln, Zeichen etc.
verwenden, werden nicht bewertet).
Aufgabe 10
(1 Punkt)
Kann Cl2 (g) Jodid (I- (aq)) zu I2 (s) oxidieren ?
Reduktionspotential für Cl2 (g) :
+ 1.36 V
Reduktionspotential für I2 (s) :
+ 0.54 V
Sie berechnen den Wert von E R und beurteilen die Gleichgewichtslage :
0
Chemische Reaktion :
Relevante Gleichung für E R
0
Zahlenwert mit Vorzeichen und Einheiten von E R
0
Beurteilung des Gleichgewichts (verbal)
(Für jeden korrekten Schritt (Box) : 0.25 Punkte. Falsches Vorzeichen für E R : 0 Punkte)
0
Zusatzaufgabe
(2 Punkte)
Nur wer alle vorangehenden Aufgaben bearbeitet hat, kann diese zusätzlich lösen. Bei korrekter numerischer
Lösung für K werden 2 Punkte vergeben.
Im Dampf (ideales Gas) von Essigsäure (Hac) liegt das Gleichgewicht 2 Hac
(Hac)2 vor.
Wie gross ist die Gleichgewichtskonstante K ? Information aus Messdaten :
a)
Gesamtdruck an Teilchen (Hac, (Hac)2) in einem 1 L Gefäss bei 50°C ist 5.92 kPa.
b)
Der bei tiefer Temperatur kondensierte Dampf von Hac wird zur Neutralisation mit 45.2 ml einer 0.0413 mol/L
Bariumhydroxid Lösung titriert .
R = 8.3145 kPa · L / mol · K
K=?