Chemie für Biologen

Hans Peter Latscha
•
Uli Kazmaier
Chemie für Biologen
ISBN 978-3-662-47783-0
Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder
der Verlag, noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit,
Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen.
Allgemeine und Anorganische Chemie
Fragen/Aufgaben mit Antworten/Lösungen
Inhaltsverzeichnis
Säuren und Basen .............................................................................................................
2
Redoxreaktionen........................................................................................
6
Periodische Eigenschaften ......................................................................
8
Hauptgruppen .............................................................................................
11
Reaktionsgleichungen, Stöchiometrie .................................................
16
Atome, Moleküle.......................................................................................
18
Übergangselemente, Nebengruppen und Komplexe.......................
29
Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt, chem. Gleichgewicht
32
Chemische Bindung .................................................................................
39
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H.P. Latscha, U. Kazmaier, Chemie für Biologen, 4. Auflage
Säuren und Basen
2
Säuren und Basen
1.
Definieren Sie die Begriffe
a) Säure
b) Base
c) Salz
A:
einblenden
ausblenden
a) Säuren sind Stoffe, die (in wässriger Lösung) Protonen abgeben
(Protonendonatoren).
b) Basen sind Stoffe, die Protonen aufnehmen (Protonenakzeptoren).
c) Salze sind Elektrolyte, die keine Säuren oder Basen sind.
2.
A:
Definieren Sie das Ionenprodukt des Wassers!
einblenden
ausblenden
c(H3O+) · c(OH−) = KW
In der Konstante ist die Konzentration des Lösemittels Wasser enthalten.
3.
A:
4.
Wie groß ist die H3O+-Konzentration einer 0,4 N HCl?
einblenden
Welchen pH-Wert besitzt eine
a)
b)
c)
d)
A:
ausblenden
c(H3O+) = 4 · 10−1 mol/L
0,01 N HCl
0,1 N CH3COOH (KS = 10−5)
0,01 N H2SO4
0,1 N NH4Cl ( K BNH = 10−5)
3
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a)
b)
c)
d)
ausblenden
2
3
2
5
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Säuren und Basen
3
5.
Welcher Wasserstoffionenkonzentration (in mol/L) entspricht der pH-Wert 6?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
10−12
10−9
6 · 10−7
10−6
106
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d)
6.
Welchen Wert hat das Ionenprodukt des Wassers KW bei Raumtemperatur
A:
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7.
Berechnen Sie den pH-Wert einer 0,01 M Na2CO3-Lsg.
A:
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K W( 22° C ) = 10−14
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(KS = 10−10)
Na2CO3 + 2 H2O U 2 Na+ + H2CO3 + 2 OH−;
C(H2CO3) = c2(OH−)
Ionenprodukt von H2O: c(H+) =
KW
c(OH − )
Säuredissoziation:
c(H+) =
K S ⋅ c(H 2 CO3 )
c(CO32 − )
KW2
K (H CO ) K ⋅ c(OH − ) 2
= S 2 2− 3 = S
−
c (OH )
c(CO3 )
c(CO32 − )
2
c (OH − ) 4 =
K W (CO32 − ) 10−28 ⋅10−2
=
= 10−20 ;
KS
10−10
c(OH−) = 10−5;
pOH = 5
pH + pOH = 14
pH = 9.
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4
8.
A:
Säuren und Basen
Was versteht man unter Neutralisation?
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Die Reaktion einer Säure mit einer äquivalenten Menge Base:
H3O+ + OH− → 2 H2O;
Ergebnis. pH = 7.
9.
A:
Hat eine wässrige Sodalösung (Na2CO3 + H2O) einen kleineren oder einen
größeren pH-Wert als 7?
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Der pH-Wert ist größer als 7.
Grund: Na2CO3 ist ein Salz einer starken Base und einer schwachen Säure.
Bei der Reaktion mit Wasser bilden sich H2CO3 + OH–-Ionen.
10. a) Was sind Elektrolyte? b) Welche 3 Stoffklassen bezeichnet man als
solche?
A:
einblenden
ausblenden
a) Elektrolyte sind Stoffe, deren wässrige Lösungen in Ionen dissoziieren.
Sie leiten den elektrischen Strom.
b) Säuren, Basen und Salze.
11. Ordnen Sie den Begriffen in Liste 1 das beste Beispiel aus Liste 2 zu:
Liste 1
a) Lewis-Base
b) Lewis-Säure
A:
einblenden
Liste 2
1) SO3
2) CHCl3
3) CO2
4) NH3
5)
Cl
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a) 4
b) 1
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Säuren und Basen
5
12. Welche Zuordnung trifft nicht zu?
a)
b)
c)
d)
A:
Anion:
–CH3O−
Kation:
–NH4+
Nucleophil: –NO+
Radikal:
–R–COO·
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c)
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Redoxreaktionen
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Redoxreaktionen
13. Ordnen Sie den Elementen in Liste 1 ihre wichtigste Oxidationszahl aus
Liste 2 zu:
Liste 1
a) Al
b) Mg
A:
einblenden
Liste 2
1) −1
2) 1
3) 2
4) 3
5) 4
ausblenden
a) 4
b) 3
14. Schreiben Sie über jedes Element die Oxidationszahl.
a)
b)
c)
d)
S2 O 3 2 −
HNO 2
NaCl
KClO 4
e) MnO 4 −
A:
einblenden
+2
ausblenden
−2 2 −
a) S 2 O3
+1 +3 −2
b) H N O 2
+1
−1
c) Na Cl
+1 +7 −2
d) K Cl O 4
+7
−2 −
e) Mn O 4
15. Erklären Sie den Begriff Disproportionierung.
A:
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Bei der Disproportionierung geht ein Element bei einer Reaktion in eine höhere und eine niedrigere Oxidationsstufe über.
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7
Redoxreaktionen
16. Was versteht man unter einem Lokalelement?
A:
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ausblenden
Berühren sich zwei Metalle in einer Elektrolytlösung wie z.B. CO2-haltigem
Wasser, entsteht an der Berührungsstelle ein galvanisches Element
(= Lokalelement).
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Periodische Eigenschaften
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Periodische Eigenschaften
17. Welche Aussagen über das Periodensystem der Elemente (PSE) sind richtig?
1) Chemisch verwandte Elemente stehen im PSE in der gleichen Periode.
2) Im PSE sind die Elemente nach steigender Kernladungszahl angeordnet.
3) Im PSE folgen die Elemente mit zunehmender Massenzahl direkt
aufeinander.
a)
b)
c)
d)
A:
Nur 2 ist richtig.
Nur 1 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 3 sind richtig.
Alle Aussagen sind richtig.
einblenden
ausblenden
c)
18. a) Wie ändert sich der Atomradius der Elemente innerhalb einer Gruppe?
b) Wie ändert er sich in einer Periode? Begründung!
A:
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ausblenden
a) Er wird von oben nach unten größer, also z.B. vom F zum At, weil zu
jedem in der Gruppe tiefer liegenden Atom eine Elektronenschale
hinzukommt.
b) Er nimmt im PSE von links nach rechts ab, weil die Schale gleich bleibt
die Anzahl der Protonen wächst und die Elektronenschale vom Kern
angezogen wird.
19. Unter Elektronegativität versteht man
a) die Fähigkeit einer Substanz, in Ionen zu zerfallen.
b) ein Maß für die gegenseitige Abstoßung gleichsinnig geladener Teilchen.
c) das Bestreben in einer kovalenten (gedachten kovalenten) Bindung das
bindende Elektronenpaar an sich zu ziehen.
d) die freiwerdende Energie bei der Aufnahme eines Elektrons durch ein
Atom, Ion oder Molekül.
e) die aufzuwendende Energie, um ein Elektron aus einem Atom
abzuspalten.
A:
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c)
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Periodische Eigenschaften
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20. Ordnen Sie bitte jedem der Begriffe in Liste 1 die richtige Definition aus
Liste 2 zu.
Liste 1
a) Elektronegativität
b) Elektronenaffinität
c) Ionisierungsenergie
A:
einblenden
Liste 2
1) ist die Energie, die mit der Aufnahme
eines Elektrons verbunden ist.
2) ist die Energie, die zur Abspaltung eines
Elektrons nötig ist.
3) ist die Energie, die beim Zerfall einer
Substanz in Ionen frei wird.
4) ist die Fähigkeit eines Atoms Elektronen
in einer Bindung an sich zu ziehen.
ausblenden
a) 4)
b) 1)
c) 2)
21. Die Elektronegativität
1)
2)
3)
4)
5)
nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts zu.
nimmt innerhalb einer Periode von links nach rechts ab.
nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten zu.
nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten ab.
hat in der Mitte einer Periode ein Maximum.
Wählen Sie die zutreffenden Aussagenkombinationen:
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 und 4 sind richtig.
Nur 1 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 4 sind richtig.
Nur 3 und 5 sind richtig.
einblenden
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a)
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Periodische Eigenschaften
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22. Welche Aussage trifft nicht zu?
Die Elektronegativität…
a) nimmt innerhalb einer Periode im Allgemeinen von links nach rechts zu.
b) nimmt innerhalb einer Gruppe von oben nach unten ab.
c) Ist die Energie, die bei der Bildung eines Salzes aus isolierten Ionen frei
wird.
d) Ist eine Eigenschaft der Elemente, die sich mit zunehmender
Ordnungszahl ändert.
A:
einblenden
ausblenden
c)
23. Welche Aussagen sind richtig?
1) Die Elektronegativität im PSE ist am größten in der I. Hauptgruppe
2) Bei den Actinoiden werden die 5 f Niveaus aufgefüllt.
3) Der Metallcharakter nimmt in der IV. Hauptgruppe von oben nach unten
zu.
4) Die Elemente der VIII. Hauptgruppe sind einatomige Gase.
5) Die Elemente der VII. Hauptgruppe haben die niedrigsten
Ionisierungspotenziale.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination:
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 4 ist richtig
Nur 1 und 3 sind richtig
Nur 2 und 5 sind richtig
Nur 2, 3 und 4 sind richtig
Nur 1, 3, 4 und 5 sind richtig
einblenden
ausblenden
d)
24. Welche Aussage trifft nicht zu?
In einer Gruppe des Periodensystems wird in der Regel von oben nach unten
a)
b)
c)
d)
e)
A:
die Elektronegativität abnehmen.
der Atomradius abnehmen.
die Ionisierungsenergie abnehmen.
die Elektronegativität abnehmen.
der Metallcharakter zunehmen.
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b)
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Hauptgruppen
11
Hauptgruppen
25. Welche Aussage trifft nicht zu?
Für Hauptgruppenelemente gilt:
a) Beim Durchlaufen einer Periode von links nach rechts werden nur die
inneren Schalen aufgefüllt.
b) Beim Durchlaufen einer Periode von links nach rechts werden hauptsächlich die äußeren Schalen aufgefüllt.
c) Die Gruppennummer gibt die maximale Oxidationszahl an.
d) Innerhalb einer Gruppe nimmt der Elementradius von oben nach unten
zu.
e) Beim Durchlaufen einer Periode von links nach rechts nimmt die
Elektronegativität zu.
A:
einblenden
ausblenden
a)
26. Welche Zuordnung ist falsch?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
K
Cl2
H2
Ba
F2
– Alkalimetall
– Halogen
– Edelgas
– Erdalkalimetall
– Halogen
einblenden
ausblenden
c)
27. Welche Angabe über die Stellung der genannten Elemente im
Periodensystem trifft nicht zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
K
Li
C
S
O
– 1. Hauptgruppe
– 1. Hauptgruppe
– 4. Hauptgruppe
– 7. Hauptgruppe
– 6. Hauptgruppe
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ausblenden
d)
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Hauptgruppen
12
28. Welche Angabe über die Stellung der genannten Elemente im
Periodensystem trifft nicht zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Na
Ba
N
P
Cl
einblenden
– 1. Hauptgruppe
– 2. Hauptgruppe
– 5. Hauptgruppe
– 6. Hauptgruppe
– 7. Hauptgruppe
ausblenden
d)
29. Welche Zuordnung ist falsch?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
As
O
Au
Mg
He
einblenden
– Arsen
– Sauerstoff
– Silber
– Magnesium
– Helium
ausblenden
c)
30. Welche Zuordnung ist falsch?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Li
Na
K
Ba
F
einblenden
– Lithium
– Natrium
– Kupfer
– Barium
– Fluor
ausblenden
c)
31. Welche Elemente stehen in der 1. Hauptgruppe?
A:
einblenden
ausblenden
H, Li, Na ,K, Rb, Cs und Fr.
32. a) Welche biologisch wichtigen Elemente stehen in der 1. Hauptgruppe?
A:
einblenden
ausblenden
Wasserstoff, Natrium und Kalium.
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13
Hauptgruppen
b) Ordnen Sie die Elemente nach steigender Atommasse.
A:
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H; Na, K
c) Wie reagieren die Alkalimetalle mit Wasser?
A:
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ausblenden
2 Me + H2O → 2 Me+ + 2 OH– + H2↑
d) Ordnen Sie die Alkalielemente nach steigender Elektronegativität.
A:
einblenden
ausblenden
Cs, Rb, K, Na, Li, H
33. a) Welche biologisch wichtige Elemente stehen in der 2. Hauptgruppe?
A:
einblenden
ausblenden
Magnesium, Calcium, Barium und (Radium).
b) Ordne die Elemente nach steigender Atommasse
A:
einblenden
ausblenden
Mg, Ca, Ba, Ra.
34. Geben Sie einen Nachweis für Mg2+-Ionen an.
A:
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Mg2+ + NH3 + HPO42– → MgNH4PO4↓
35. Warum setzt „hartes Wasser“ die Seifenwirkung herab?
Allg. Formel der Seife: RO–Na
A:
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2 RO–Na + Ca2+ → (RO)2Ca↓ + 2 Na+
36. Wie ändert sich die Löslichkeit folgender Substanzen in der angegebenen
Reihenfolge?
a) MgSO4, CaSO4, BaSO4.
A:
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Löslichkeit nimmt ab.
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14
Hauptgruppen
b) MgCO3, CaCO3, BaCO3.
A:
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Löslichkeit nimmt ab.
c) Mg(OH)2, Ca(OH)2, Ba(OH)2.
A:
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ausblenden
Löslichkeit nimmt zu.
37. Welche biologisch wichtige Elemente stehen in der 3. Hauptgruppe?
A:
einblenden
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Bor, Aluminium
38. Warum reagieren wässrige Lösungen von Al3+-Ionen sauer?
A:
einblenden
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Das Al-Ion ist mit einer Hydrathülle umgeben, die Protonen abgeben kann.
Al(H2O)63+ + H2O U [Al(OH)(H2O)5]2+ + H3O+
39. a) Warum ist Aluminiumhydroxid [Al(OH)3(H2O)3] amphoter?
A:
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[Al(OH)3(H2O)3] + OH– U [Al(OH)4(H2O)2]– + H2O,
Abgabe von Protonen: Säure.
[Al(OH)3(H2O)3] + 3 H+ U Al3+ + 6 H2O,
Aufnahme von Protonen: Base.
b) Welche anderen Ionen reagieren wie Al3+
A:
einblenden
ausblenden
Fe(III), Cr(III) und Cu(II).
40. Welche Elemente stehen in der 4. Hauptgruppe?
A:
einblenden
ausblenden
C, Si, Ge, Sn und Pb.
41. Stimmt die Aussage: Alkane und Silane sind gegen Wasser gleich reaktiv
weil C und Si in der gleichen Gruppe des PSE stehen?
A:
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Nein!
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15
Hauptgruppen
42. Warum sind Edelgase so reaktionsträge?
A:
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Sie haben eine energetisch günstige Elektronenkonfiguration. Helium eine
„Zweierschale“, alle anderen eine „Achterschale“ = Edelgaskonfiguration.
Sie wollen weder ein Elektron abgeben noch aufnehmen.
43. Sind chemische Verbindungen der Edelgase bekannt?
Wenn ja, von welchen Edelgasen?
A:
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Es existieren Fluoride, Oxide und Komplexe von Krypton, Xenon und
Radon.
z.B. XeF4, XeF6, XeOF4, XePtF6, Na4XeO6.
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Reaktionsgleichungen, Stöchiometrie
16
Reaktionsgleichungen, Stöchiometrie
44. Welche der folgenden Reaktionsgleichungen ist stöchiometrisch richtig?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Ca(OH)2 + H3PO4
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4
3 Ca(OH)2 + 2 H3PO4
3 Ca(OH)2 + H3PO4
einblenden
→
→
→
→
→
Ca3(PO4)2 + 6 H2O
Ca3(PO4)2 + 4 H2O
Ca3(PO4)2 + 2 H2O
Ca3(PO4)2 + 6 H2O
Ca3(PO4)2 + H2O
ausblenden
d)
45. Die Avogadrokonstante NA (Loschmidtsche Zahl NL) ist…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
eine bestimmte Anzahl von Teilchen.
die Konzentration einer Substanz in 1 Liter Lösung.
die Zahl der Moleküle in einem Liter Gas.
abhängig vom Aggregatzustand der betrachteten Substanz.
keine der genannten Aussagen ist richtig.
einblenden
ausblenden
a)
46. Wie viel Gramm Stickstoff sind nötig, um 33,6 Liter Ammoniak
herzustellen?
A:
einblenden
ausblenden
N2 + 3 H2 U 2 NH3
33,6 LGas = 1,5 mol;
28g N2 → 2 mol NH3
x g N2 → 1,5 mol NH3
28 ⋅ 3
x=
= 21g
2⋅2
Beachte: 22,4 Liter = 1 mol.
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17
Reaktionsgleichungen, Stöchiometrie
47. Eine Mischung von 100 g Wasserstoff und 96 g Sauerstoff wird gezündet.
Wie viel g Wasser entstehen?
A:
einblenden
ausblenden
2 H2 + O2
4 g + 32 g
→
→
2 H2O
36 g
32 g O2 → 36 g H2O
96 g O2 → x g H2O
x=
36 ⋅ 96
= 108g
32
48. Wie viel Liter Sauerstoff braucht man, um 18 g Kohlenstoff zu CO2 zu
verbrennen (unter Normalbedingungen)?
A:
einblenden
ausblenden
C
12 g
18 g
O2 → CO2
16 g
xg
x=
+
+
+
22, 4 ⋅18
= 33, 6 Liter
12
(Molvolumen = 22,4 Liter)
49. Wie viel Gew.-% (Massenanteile in %) Kohlenstoff bzw. Wasserstoff enthält
die Verbindung C4H10?
A:
einblenden
4C
10 H
C4H10
ausblenden
= 4 · 12 =
= 10·1 =
=
48 g
10 g
58 g
100 % = 58g
x%
= 48g
100 ⋅ 48
= 82, 76 %
x=
58
C4H10 enthält 82,76 % C und 17,24 % H.
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Atome, Moleküle
18
Atome, Moleküle
50. Welche Aussage über das Atom trifft nicht zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Atome sind aus Elementarteilchen aufgebaut.
Der Atomkern ist positiv geladen.
Der Atomkern enthält so viele Neutronen wie Protonen.
Die Elektronenhülle bedingt hauptsächlich das Atomvolumen.
Im Atomkern konzentriert sich die Hauptmasse des Atoms.
einblenden
ausblenden
c)
51. Wie groß ist der Durchmesser eines Atoms, wie groß der des Kerns?
A:
einblenden
ausblenden
Atom: 10−8 cm; Kern: 10−12 cm.
52. Die relativen Massen von Proton, Neutron und Elektron verhalten sich
zueinander wie
a)
b)
c)
d)
e)
A:
0,5
1
1
1
102
einblenden
:1
: 0,5
: 0,1
:1
: 10
: 10−3
: 0,1
:1
: 10−4
:1
ausblenden
d)
53. Welche der Ladungen (1 − 5) aus Liste 1 tragen jeweils die in Liste 2
angegebenen Elementarteilchen?
Liste 1
a) −1
b) 0
c) +0,1
d)+1
e) +10
A:
einblenden
Liste 2
1) Proton
2) Neutron
3) Elektron
ausblenden
1d, 2b, 3a
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Atome, Moleküle
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54. Welche Antwort trifft zu?
Ein Element lässt sich eindeutig charakterisieren durch seine
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Neutronenzahl
Massenzahl
Protonenzahl
Atommasse
Elektronenzahl
einblenden
ausblenden
c)
55. Ein chemisches Element lässt sich durch seine Ordnungszahl
a) eindeutig charakterisieren, weil jedes Element aus Isotopen
b) gleicher Kernladungszahl besteht
A:
einblenden
ausblenden
a) ist richtig
b) ist falsch
56. Welche Aussage über die Massenzahl eines Elements trifft nicht zu?
a) Sie ist die Summe der Zahl der Neutronen und Protonen.
b) Sie entspricht in den meisten Fällen nur ungefähr der Atommasse.
c) Sie ist der auf ganze Zahlen gerundete Massenwert eines Atoms
(Atomkerns).
d) Sie ist die Summe der Masse der Isotope eines Elements.
e) Sie hat für jedes Isotop einen bestimmten Wert.
A:
einblenden
ausblenden
d)
57. Geben Sie kurze Definitionen der folgenden Begriffe:
a) Molekülmasse; b) Element; c) Atommasse; d) Verbindung.
A:
einblenden
ausblenden
a) Es ist die Summe der Atommassen einer Verbindung.
b) Es ist ein Reinstoff der auf chemischem Wege nicht in andere Stoffe zerlegt werden kann.
c) Die Atommasse ist die Masse eines Atoms in der atomaren
Masseneinheit μ (oder amu oder Dalton). μ ist 112 der Masse von 126 C .
(μ = 1,66053 · 10−24 g = 1,66053 · 10−27 kg
d) Verbindungen sind Reinstoffe, die nicht auf physikalischem, jedoch auf
chemischem Wege in Ausgangsstoffe zerlegbar sind.
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Atome, Moleküle
20
58. Ordnen Sie den Verbindungen in Liste 1 die richtige Molekülmasse aus Liste
2 zu:
Liste 1
a) H2O
b) H2O2
A:
einblenden
Liste 2
1) 9
2) 18
3) 34
4) 68
ausblenden
2a, 3b
59. Mit welchen Analyseverfahren kann man (u.a.) die Molmasse genau
bestimmen?
A:
einblenden
ausblenden
Mit dem Massenspektrometer.
60. Welche Aussage trifft zu?
Die Masse eines Elements ist…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
die Summe aus der Zahl der Protonen und Neutronen.
die Summe aus Ordnungszahl und Kernladungszahl.
gleich der Summe der Protonen.
gleich der Summe der Massen der Protonen und Elektronen.
gleich der Summe der Massen der Neutronen und Elektronen.
einblenden
ausblenden
a)
61. Wie viele Neutronen enthält das Chlorisotop
37
17
Cl ?
a) 7 b) 10 c) 17 d) 20 e) 27
A:
einblenden
ausblenden
d)
62. Der Durchmesser eines Atoms beträgt etwa…
a) 10−4 cm (= 10−6 m).
b) 10−6 cm (= 10−8 m).
c) 10−8 cm (= 10−10 m).
A:
einblenden
ausblenden
c)
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21
63. Welches Element hat den einfachsten Aufbau?
Skizzieren Sie dieses Element!
A:
einblenden
ausblenden
Das Wasserstoffatom
1 Elektron
1 Proton
64. Stimmt es, dass bei der Kombination von Nukleonen zu einem stabilen Kern
Energie frei wird?
A:
einblenden
ausblenden
Ja!
65. Was sind Isotope?
A:
einblenden
ausblenden
Elemente mit gleicher Protonen- und Elektronenzahl, aber verschiedener
Neutronenzahl. Ihre chemischen Eigenschaften sind (praktisch) gleich.
66. Nennen Sie 2 Isotope des Wasserstoffs!
A:
einblenden
ausblenden
Deuterium 21 H und Tritium 31 H.
67. Welche Aussage trifft zu?
Isotope eines Elements haben…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
gleiche Kernladungszahl und gleich Neutronenzahl.
gleiche Kernladungszahl und gleiche Massenzahl.
gleiche Ordnungszahl aber verschiedene Kernladungszahl.
gleiche Ordnungszahl aber verschiedene Elektronenzahl.
gleiche Kernladungszahl aber verschiedene Massenzahl.
einblenden
ausblenden
e)
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68. Welche Aussage über Isotope trifft zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Es gibt nur stabile Isotope.
Es gibt nur instabile Isotope
Isotope sind Nuklide mit gleicher Protonenzahl.
Isotope sind stets radioaktiv.
In allen Isotopen eines Elements ist stets die Protonenzahl gleich der
Neutronenzahl.
einblenden
ausblenden
c)
69. Welche Aussage trifft zu?
Ein Isotop…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
ist ein Elementarteilchen.
ist eine Atomart (Nuklid) eines Elements.
ist Teil eines radioaktiven Atoms.
besteht nur aus Protonen und Neutronen
Keine der Aussagen trifft zu.
einblenden
ausblenden
b)
70. Welche Aussage über die Aktivität eines radioaktiven Präparates trifft zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Sie ist unabhängig vom jeweiligen Element.
Sie zeigt eine lineare Abnahme mit der Zeit.
Sie nimmt ab entsprechend einer Reaktion nullter Ordnung.
Sie nimmt ab entsprechend einer Reaktion erster Ordnung.
Sie ist unabhängig von der Ausgangsmenge.
einblenden
ausblenden
d)
71. Welche Aussage trifft nicht zu?
Das Wasserstoff-Isotop 21 H …
a)
b)
c)
d)
e)
A:
ist das einfachste existenzfähige Atom.
besteht aus einem Proton, einem Neutron und einem Elektron.
hat die Ordnungszahl eins.
hat die Massenzahl zwei.
ist eine Atomart (Nuklid) des Elements Wasserstoff.
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ausblenden
a)
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72. Welche Aussagen treffen zu?
Neutronen…
1)
2)
3)
4)
5)
haben eine maximale kinetische Energie von 7,8 eV.
sind wichtige Reaktionspartner für Kernreaktionen.
sind ungeladen.
werden bei Kernreaktionen nicht von Protonen abgestoßen.
sind in Kernen stets mit der gleichen Anzahl Protonen kombiniert.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 3 ist richtig.
Nur 2 und 4 sind richtig.
Nur 2, 3 und 5 sind richtig.
Nur 1, 2, 3 und 4 sind richtig.
Alle Aussagen sind richtig.
einblenden
ausblenden
d)
73. Ordnen Sie den Begriffen in Liste 1 die richtige Definition aus Liste 2 zu.
Liste 1
1) α-Strahlen
2) β-Strahlen
A:
einblenden
Liste 2
a) Elektrisch neutrale Teilchen mit der
relativen Masse 1.
b) Elektronen mit einer Energie von 0,02 –
0,04 MeV.
c) Zweifach positiv geladene Heliumatomkerne mit einer Energie von ~ 4 – 6 MeV.
d) Elektromagnetische Strahlung kleiner
Wellenlänge.
e) Protonen mit der relativen Masse 1 und
der Ruhemasse 1,673 · 10−27 kg.
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1c, 2b
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74. Welche Aussage trifft zu?
Unter dem Begriff „Halbwertszeit“ versteht man…
a) die Hälfte der Zeit, die eine Reaktion bis zum Reaktionsende benötigt.
b) die Zeit, in der die Hälfte der zu Beginn vorhandenen Menge des
Ausgangsstoffes umgesetzt wurde.
c) die Zeit, in der die Hälfte der Produktmenge gebildet wird.
d) die Zeit, die für die Gleichgewichtseinstellung benötigt wird.
e) den zeitlichen Unterschied zwischen den Geschwindigkeiten von Hinund Rückreaktion.
A:
einblenden
ausblenden
b)
75. Welche Aussage trifft zu?
α-Stahlen bestehen aus…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Heliumatomkernen.
Elektronen.
elektromagnetischer Strahlung.
Lichtquanten.
γ-Quanten.
einblenden
ausblenden
a)
76. Welche Aussage trifft zu?
β-Stahlen bestehen aus…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Heliumatomkernen.
Elektronen.
elektromagnetischer Strahlung.
Lichtquanten.
Protonen.
einblenden
ausblenden
b)
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77. Welche Aussage trifft zu?
γ-Quanten sind…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Heliumatomkernen.
Elektronen.
elektromagnetischer Strahlung.
Lichtquanten.
energiereiche Protonen.
einblenden
ausblenden
c)
78. Welcher mathematische Zusammenhang besteht zwischen Energie E und
Frequenz υ eines Lichtquants (m = Masse, c = Lichtgeschwindigkeit,
h= Plancksches Wirkungsquantum)?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
E=h·υ
E = m · c2 · υ
E=m·υ
υ=E·h
2πυ=E·h
einblenden
ausblenden
a)
79. Erläutern Sie den Begriff „Radioaktivität“ an einem Beispiel!
A:
einblenden
ausblenden
Radioaktivität ist der spontane Zerfall eines Elements in kleinere
Bruchstücke.
226
222
4
88 Ra → 86 Rn + 2 He + Energie
80. Mit wie viel Elektronen kann eine Schale maximal besetzt sein?
A:
einblenden
ausblenden
Mit 2 n2 Elektronen. n = die Nummer der Schale (= Hauptquantenzahl).
81.
Wie sieht das Bohr’sche Atommodell von
A:
einblenden
12
6
C aus?
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82. Was haben die Elemente
a) einer Periode gemeinsam?
b) einer Gruppe gemeinsam?
A:
einblenden
ausblenden
a) gleiche Schalenzahl.
b) gleiche Anzahl Außenelektronen. Daraus folgen ähnliche chemische
Eigenschaften.
83. Die Avogadrokonstante ist…
a) eine bestimmte Anzahl von Teilchen.
b) die Konzentration einer Substanz in 1 Liter Lösung.
c) die Zahl der Moleküle in einem Liter Wasser.
A:
einblenden
ausblenden
a)
84. Prüfen Sie folgende Aussagen über Atomspektren:
1) Atomspektren können Absorptions- oder Emissionsspektren sein.
2) Zwischen Energie und Frequenz eines Lichtquants gilt die Beziehung
E = h · υ.
3) Die Frequenz einer Spektrallinie entspricht der Energiedifferenz zweier
Elektronenzustände.
4) Die Linien eines Atomspektrums entsprechen den möglichen Elektronenübergängen innerhalb der Atome.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 ist richtig.
Nur 2 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 4 sind richtig.
Nur 1, 2 und 3 sind richtig.
Alle Aussagen sind richtig.
einblenden
ausblenden
e)
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85. Welche Aussagen treffen zu?
Die Molekularmasse in der atomaren Masseneinheit u…
1) gibt an, wie viel mal schwerer das Molekül ist als 11 H.
2) gibt an, wie viel mal schwerer das Molekül ist als 112 des Kohlenstoffisotops 126 C.
3) ist die Summe der Atommassen aller Atome eines Moleküls (in u).
4) ist identisch mit der Molarität eines Moleküls.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 2 ist richtig.
Nur 2 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 4 sind richtig.
Nur 1, 2 und 3 sind richtig.
Alle Aussagen sind richtig.
einblenden
ausblenden
b)
86. Warum hat das Wasserstoffatom 11H die Atommasse 1,0079 u?
A:
einblenden
ausblenden
Weil u als atomare Masseneinheit ( 112 der Masse von
12
6
C ) definiert wurde.
87. Die Atommasse des Wasserstoffs (absolute Atommasse) beträgt etwa…
a) 10−24 g
A:
einblenden
b) 10-12 g
c) 10−3 g
d) 108 g
e) 1023 g
ausblenden
a)
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Atome, Moleküle
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88. Welche Aussage trifft zu?
Das Periodensystem der Elemente entsteht, wenn man die Elemente…
a) nach steigender Atommasse anordnet.
b) nach zunehmendem Atomradius anordnet und zusätzlich nach ihrem
Ionisierungspotenzial untergliedert.
c) nach zunehmendem metallischen Charakter in Perioden einteilt.
d) nach steigender Kernladungszahl anordnet und chemisch verwandte Elemente in Gruppen zusammenfasst.
e) unter Berücksichtigung von Ionenradius und Elektronegativität nach
ihrer Reaktivität in Elementfamilien einordnet.
A:
einblenden
ausblenden
d)
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Übergangselemente, Nebengruppen und Komplexe
29
Übergangselemente, Nebengruppen und Komplexe
89. Welche der nachfolgend angegebenen Elemente sind
Nebengruppenelemente?
1) Na
2) P
3) Fe
4) Co
5) Au
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 5 sind richtig.
Nur 3 und 4 sind richtig.
Nur 1, 2 und 3 sind richtig.
Nur 3, 4 und 5 sind richtig.
einblenden
ausblenden
e)
90. Welche Aussage trifft nicht zu?
Für Nebengruppenelemente gilt:
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Bei den Nebengruppenelementen werden innere Schalen aufgefüllt.
Sie kommen oft in mehreren Oxidationsstufen vor.
Sie sind Metalle.
Sie bilden oft Komplex-Verbindungen.
Sie sind schlechte elektrische Leiter.
einblenden
ausblenden
e)
91. Welche der folgenden Aussagen treffen zu?
a) Alle Überganselemente sind Metalle.
b) Übergangselemente kommen häufig in verschiedenen Oxidationsstufen
vor.
c) Übergangselemente bilden häufig stabile Komplexe.
d) Alle Übergangselemente haben ungepaarte Elektronen.
A:
einblenden
ausblenden
a), b) und c) sind richtig.
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Übergangselemente, Nebengruppen und Komplexe
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92. Welche Aussagen treffen zu?
Unter der Koordinationszahl versteht man…
a)
b)
c)
d)
A:
die Ladung des Komplexes.
die Zahl der Atome der Liganden.
die Zahl der Liganden.
die Zahl der Zentralteilchen
einblenden
ausblenden
c)
93. Welche der folgenden Zuordnungen ist falsch?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
[Ag(NH3)2]+
K3[Fe(CN)6]
[Ag(S2O3)2]3−
[Cr(NH3)6]Cl3
[Co(H2O)4Cl2]Cl
einblenden
Diamminsilber(I)-Kation
Kaliumhexacyanoferrat(II)
Bis(thiosulfato)argentat(I)
Hexamminchrom(III)-chlorid
Dichlorotetraaquocobalt(III)-chlorid
ausblenden
b)
94. Welche Verbindungen enthalten ein Zentralteilchen im Sinne der
Komplexchemie?
a)
b)
c)
d)
A:
PF5
PCl5
[Fe(H2O)6]Cl3
P(C6H5)5
einblenden
ausblenden
c)
95. Welche Aussage trifft zu?
Ein Chelatligand (Chelator)…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
muss mindestens zwei freie Elektronenpaare besitzen.
ist meist ein Elektronenpaar-Akzeptor.
kann maximal vier Koordinationsstellen besetzen.
muss wenigstens zweifach negativ geladen sein.
bildet nur mit einem neutralen Zentralteilchen Komplexe.
einblenden
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a)
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Übergangselemente, Nebengruppen und Komplexe
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96. Welche Zuordnung trifft nicht zu?
a) Eisen
b) Gold
c) Kupfer
A:
einblenden
Fe
Au
Cu
d) Zink
e) Cobalt
Sn
Co
d) Chrom
e) Gold
C
As
ausblenden
d)
97. Welche Zuordnung trifft zu?
a) Zink
b) Quecksilber
c) Platin
A:
einblenden
Zn
Ag
P
ausblenden
a)
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32
Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt, chem. Gleichgewicht
Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt, chem. Gleichgewicht
98. Erläutern Sie das MWG durch eine kinetische Betrachtung der allgemeinen
Gleichung:
A+B U C+D
A:
einblenden
ausblenden
Die Hinreaktion hat die Geschwindigkeit v1. Die Rückreaktion hat die Geschwindigkeit v2. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist proportional den Konzentrationen der reagierenden Partner.
v1 = k1 c(A) · c(B);
v2 = k2 c(C) · c(D);
k1 c(C) ⋅ c(D)
=
= K Gleichgewichtskons tan te
k 2 c(A) ⋅ c(B)
99. Wovon ist K außer der Konzentration abhängig?
A:
einblenden
ausblenden
Von der Temperatur.
100. Wie kann man die Gleichgewichtsreaktion:
2 Fe3+ + 2 I− U 2 Fe2+ + I2
ganz auf die rechte Seite der Gleichung verschieben? (Drei Möglichkeiten!)
A:
einblenden
ausblenden
a) Ausschütteln von I2 mit CCl4.
b) Zugabe von viel I−.
c) Zugabe von viel Fe3+.
101. Erläutern Sie am Beispiel der Ammoniaksynthese das Prinzip von
Le Chatelier!
200 bar / 400°C/ Kat.
ZZZZZZZZX
2NH3 + Energie
N2 + 3 H2 YZZZZZZZZ
A:
einblenden
ausblenden
a) Aus 4 Mol Gas entstehen 2 Mol Gas. Bei Druckerhöhung verschiebt sich
das Gleichgewicht nach rechts, um durch Volumenverkleinerung dem
Druck (Zwang) auszuweichen.
b) Bei der Reaktion wird Wärme frei. Zufuhr von Wärme verschiebt daher
das Gleichgewicht nach links. Aber die Reaktionsgeschwindigkeit sinkt
bei tiefer Temperatur. Deshalb arbeitet man in der Technik trotzdem bei
hoher Temperatur.
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Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt, chem. Gleichgewicht
33
102. Die Ag+-Konzentration einer Lösung ist 4 · 103 mol/L.
Berechnen Sie die Cl−-Konzentration, die überschritten werden muss, damit
AgCl ausfällt. ( L PAgCl = 2,8 · 10−10)
A:
einblenden
ausblenden
c(Ag+) · c(Cl−) = 2,8 · 10−10;
2,8 ⋅10−10
c(Cl−) =
= 0,7 · 10−7
−3
4 ⋅10
103. Wie groß darf in einer Lösung, die 0,01 mol/L AgNO3 enthält, die maximale
Cl−-Konzentration sein, ohne dass AgCl ausfällt? ( LPAgCl = 10−10)
A:
einblenden
ausblenden
−
Die Cl -Konzentration darf nicht größer sein als 10−8 mol/L.
104. Welche Aussage trifft zu?
Ein Katalysator…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
erniedrigt die Aktivierungsenthalpie.
beeinflusst die Lage des Gleichgewichts.
beeinflusst die Reaktionsenthalpie.
hat keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit.
beschleunigt nur die Hinreaktion.
einblenden
ausblenden
a)
105. Für ein Reaktionssystem im stationären Zustand (Fließgleichgewicht) gilt:
1) Die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit ist Null.
2) Die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit hat einen endlichen Wert.
3) Die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit ist konstant.
4) Die Konzentrationen der Reaktionsteilnehmer sind konstant.
5) Die Konzentrationen der Reaktionsteilnehmer variieren.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 und 3 sind richtig.
Nur 1 und 4 sind richtig.
Nur 2 und 5 sind richtig.
Nur 2, 3 und 4 sind richtig.
Nur 2, 3 und 5 sind richtig.
einblenden
ausblenden
d)
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Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt, chem. Gleichgewicht
34
106. Befindet sich eine Reaktion im chem. Gleichgewicht, so sind folgende
Aussagen richtig:
1)
2)
3)
4)
5)
Die Konzentrationen der Reaktionspartner sind konstant.
Die Konzentrationen der Reaktionspartner ändern sich fortwährend.
Die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit ist Null.
Die Gesamtreaktionsgeschwindigkeit ist immer größer Null.
Hin- und Rückreaktion haben unterschiedliche Geschwindigkeit.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 ist richtig.
Nur 1 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 4 sind richtig.
Nur 2 und 5 sind richtig.
Nur 3 und 5 sind richtig.
einblenden
ausblenden
b)
107. Welche Aussage über stationäre Zustände (Fließgleichgewichte) trifft nicht
zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Sie besitzen eine endliche Gesamtreaktionsgeschwindigkeit.
Die Konzentrationen der Reaktionspartner sind konstant.
Sie unterscheiden sich grundsätzlich vom chem. Gleichgewichtszustand.
Sie lassen sich nur in geschlossenen Systemen aufrechterhalten.
Sie besitzen eine konstante Gesamtreaktionsgeschwindigkeit.
einblenden
ausblenden
d)
108. Ein Reaktionssystem befindet sich dann im chem. Gleichgewicht, wenn…
a) in der Zeiteinheit gleich viele Produkte entstehen, wie wieder in die
Edukte zerfallen.
b) die Reaktionspartner zu Ende reagiert haben.
c) die Reaktionsgeschwindigkeit der Hin- und Rückreaktion Null ist.
d) die Reaktionsprodukte stabil sind.
e) die Geschwindigkeit bei der Rückreaktion Null ist.
A:
einblenden
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a)
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109. Welche Antwort trifft zu?
Die Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf die Knallgasreaktion
2 H2 + O2 → 2H2O ergibt für die Gleichgewichtskonstante den Ausdruck:
c ( H 2 ) ⋅ c ( O2 )
2
a)
c)
e)
A:
c ( H 2O )
2
c ( H 2 ) ⋅ c ( O2 )
c ( H 2O )
= KC
2 c ( H2 ) ⋅ c ( O2 )
2 c ( H 2O )
einblenden
c ( H 2O ) ⋅ c ( O 2 )
2
= KC
b)
d)
c ( H2 )
2
c ( H 2O )
2
c ( H 2 ) ⋅ c ( O2 )
2
= KC
= KC
= KC
ausblenden
d)
110. Welche Aussage trifft zu?
Befindet sich eine exotherme Reaktion im chemischen Gleichgewicht, so
bewirkt äußere Energiezufuhr…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
eine Verschiebung des Gleichgewichts in Richtung der Produkte.
eine Verschiebung des Gleichgewichts in Richtung der Ausgangsstoffe.
eine Erhöhung der Reaktionsenthalpie.
keine Veränderung der Gleichgewichtslage der Reaktion.
eine Erniedrigung der Reaktionsenthalpie.
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b)
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36
111. Die Anwendung des Massenwirkungsgesetzes auf die erste
Dissoziationsstufe der Orthophosphorsäure ergibt für die
Gleichgewichtskonstante den Ausdruck:
a) K =
c) K =
e) K =
A:
c ( H 2PO 4− ) ⋅ ( H + )
b)
K=
c ( H 3PO 4 ) ⋅ c ( H + )
d)
K=
c ( H 3PO 4 )
c ( H 2PO 4− )
c ( H 2PO 4− )
c ( H + ) ⋅ c ( H 3PO 4 )
c ( H 2PO −4 )
c ( H 3PO 4 )
c ( H 3PO 4 )
c ( H + ) ⋅ c ( H 2PO 4− )
einblenden
ausblenden
a)
112. Welche Aussage trifft zu?
Die Halbwertszeit ist bei einer Reaktion 1. Ordnung…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
direkt proportional der Konzentration.
unabhängig von der Konzentration.
exponentiell abhängig von der Konzentration.
abhängig von der Quadratwurzel der Konzentration.
umgekehrt proportional zur Konzentration.
einblenden
ausblenden
c)
113. Die Geschwindigkeitskonstante in der Arrhenius-Gleichung k = A ⋅ e −EA / RT
ist bei einer gegebenen Reaktion abhängig von der…
(R = allgemeine Gaskonstante = 8,314 J · K−1 · mol−1)
1) Aktivierungsenthalpie
2) Temperatur
3) Größe der Ionisierungsenergie
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a) Nur 1, und 2 sind richtig.
b) Nur 2 und 3 sind richtig.
c) Alle Aussagen sind richtig.
A:
einblenden
ausblenden
a)
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Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt, chem. Gleichgewicht
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114. Welche Aussage über Katalysatoren trifft nicht zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Sie erniedrigen die Aktivierungsenergie der Reaktion.
Sie beeinflussen die Lage des Gleichgewichts.
Sie bilden oft kurzlebige Zwischenverbindungen mit dem Substrat.
Sie erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit.
Sie haben keinen Einfluss auf die Reaktionsenthalpie der
Gesamtreaktion.
einblenden
ausblenden
b)
115. Welche Aussage trifft zu?
Als Aktivierungsenthalpie bezeichnet man…
a) die Enthalpiedifferenz zwischen dem Produkt und dem Ausgangsstoff.
b) Die Erniedrigung der Reaktionsenthalpie bei Verwendung eines
Katalysators.
c) die Enthalpiedifferenz zwischen einer Zwischenstufe und dem
Endprodukt.
d) die Enthalpiedifferenz zwischen dem Ausgangsstoff und einem
Übergangszustand.
e) Die aufzubringende Enthalpie bei einer endothermen Reaktion.
A:
einblenden
ausblenden
d)
116. Die folgende Abbildung zeigt das Energieprofil einer Rektion. Ordnen Sie
den Begriffen den entsprechenden Buchstaben (A − E) aus der Abbildung
zu:
1) Reaktionskoordinate
(Reaktionsweg)
2) Übergangszustand
3) Zwischenstufe
A:
einblenden
ausblenden
1B, 2C, 3E
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Massenwirkungsgesetz, Löslichkeitsprodukt, chem. Gleichgewicht
38
117. Die folgende Abbildung zeigt das Energieprofil einer Reaktion. Ordnen Sie
den Begriffen den entsprechenden Buchstaben zu:
1) Aktivierungsenthalpie
2) Reaktionsenthalpie
A:
einblenden
ausblenden
1A, 2B
118. Warum ist die Verbrennung von CCl4 mit Sauerstoff zu CO2 unter normalen
Bedingungen nicht möglich?
A:
einblenden
ausblenden
Die Verbrennung von CCl4 ist thermodynamisch möglich aber kinetisch eine
kontrollierte Reaktion.
Erklärung: Die Reaktion sollte schon bei Zimmertemperatur spontan ablaufen
(exergonische Reaktion ΔG 0(25°C) = −333,9 kJ). Die Reaktionsgeschwindigkeit ist
jedoch praktisch Null. Erst durch Temperaturerhöhung lässt sich die Geschwindigkeit
erhöhen.
Ursache: Die Molekülstruktur von CCl4. Das kleine C-Atom ist von vier voluminösen
Cl-Atomen umhüllt.
119. Welche Aussage trifft zu?
In einem Reaktionssystem sollen Reaktionswege mit unterschiedlichen
Aktivierungsenthalpien vorliegen. Es wird derjenige Reaktionsweg bevorzugt,…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
der über eine Zwischenstufe verläuft.
bei dem die niedrigste Aktivierungsenthalpie überwunden werden muss.
bei dem ein Katalysator eingesetzt werden muss.
der nach 2. Ordnung verläuft.
der über einen Übergangszustand verläuft.
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b)
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Chemische Bindung
Chemische Bindung
120. Welche Bindungsarten kennen Sie?
A:
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Ionenbindung (heteropolare Bindung), Atombindung (kovalente, homöopolare Bindung, Elektronenpaarbindung), Metallbindung, Wasserstoffbrückenbindung, Komplexbindung und van der Waals-Bindung.
121. Welche Bindungsart liegt bei NaBr, CaO, N2, Cl2 HF, SO42− (überwiegend)
vor?
A:
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Ionenbindung
Atombindung
NaBr
N2
CaO
Cl2
(HF Übergangsbindung)
SO42−
122. Welche Bindung liegt jeweils bei Na, NaCl, BaSO4, Br2, Cu und H2 vor?
A:
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Metallbindung
Na
Cu
Ionenbindung
NaCl
BaSO4
Atombindung
Br2
H2
123. Warum ist das Salzgitter stabil?
A:
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Das Gitter ist wegen der hohen Gitterenergie stabil. (= potenzielle Energie
der sich elektrostatisch anziehenden Gitterionen.)
124. Warum löst sich NaCl in Wasser?
A:
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Die Hydratationsenergie, die beim Lösen frei wird ist höher als die
Gitterenergie.
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40
125. Welche Aussage trifft nicht zu?
Die Löslichkeit eines Salzes in Wasser hängt ab von…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
der Konzentration bereits gelöster Substanz.
der Temperatur.
einem unlöslichen Bodenkörper.
der Gitterenergie.
der Hydrationsenthalpie.
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c)
126. Ordnen Sie den Bezeichnungen in Liste 1 die entsprechenden Beispiele aus
Liste 2 zu:
Liste 1
1) Kation
2) Säure
A:
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Liste 2
a) HCHO
b) NH4+
c) Cl−
d) (CH3)2NH
e) NO
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1b, 2b
127. Welche Aussage über ionisch aufgebaute Verbindungen trifft nicht zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Ihre wässrige Lösung leitet den elektrischen Strom.
Ihre Schmelze leitet den elektrischen Strom.
Sie haben einen relativ hohen Schmelzpunkt.
Sie werden durch elektrostatische Bindungskräfte zusammengehalten.
Die reinen Substanzen sind stets gefärbt.
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e)
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41
128. Skizzieren Sie den Aufbau des NaCl-Gitters!
A:
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129. Welche Aussage über eine idealisierte Ionenbindung trifft nicht zu?
a) Es handelt sich um eine ungerichtete elektrostatische Bindung.
b) Sie bildet sich hauptsächlich zwischen Atomen stark unterschiedlicher
Elektronegativität.
c) Sie wirkt in alle drei Raumrichtungen.
d) Sie kann zum Aufbau eines Raumgitters führen.
e) Sie kommt durch ein gemeinsames Elektronenpaar zustande.
A:
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ausblenden
e)
130. Unter einem Kation versteht man…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
eine Verbindung mit NaCl-Struktur.
ein positiv geladenes Teilchen.
ein Molekül mit einem freien Elektronenpaar.
Verbindungen mit nur einem einsamen Elektronenpaar.
ein negativ geladenes Wasserstoffion.
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b)
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131. Welche der der folgenden Substanzen werden hauptsächlich durch Ionenbindung zusammengehalten?
1) CaF2
3) NaCl
5) CH3Cl
2) Cl2-Gas
4) BaSO4
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 3 ist richtig.
Nur 2 und 3 sind richtig.
Nur 1 und 4 sind richtig.
Nur 1, 3 und 4 sind richtig.
Nur 2, 4 und 5 sind richtig.
einblenden
ausblenden
d)
132. Welche der folgenden Substanzen sind überwiegend ionisch gebaut?
1)
OCH3
2) NH3
3) TiO2
4)
SO2Cl
5) Cl2
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 2 ist richtig.
Nur 3 ist richtig.
Nur 1 und 4 sind richtig.
Nur 3 und 5 sind richtig.
Nur 1, 2 und 5 sind richtig.
einblenden
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b)
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133. Bei welcher Bindungsart sind die Bindungskräfte gerichtete Kräfte?
A:
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Bei der Atombindung.
134. Warum bilden sich kovalente Bindungen im Allgemeinen zwischen
Elementen gleicher Elektronegativität aus?
A:
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ausblenden
Weil bei kovalenten Bindungen die Bindungselektronen zu (etwa) gleichen
Anteilen von den Bindungspartnern zur Verfügung gestellt werden.
135. Warum sind die Valenzelektronen in besonderem Maße für das chemische
Verhalten verantwortlich?
A:
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ausblenden
Weil die Valenzelektronen für die Bindungsbildung verantwortlich sind.
136. Ordnen Sie den Elementen in Liste 1 die entsprechende
Elektronenkonfiguration aus Liste 2 zu:
Liste 1
1) C
2) O
A:
einblenden
Liste 2
a) 1s22s22p1
b) 1s22s22p2
c) 1s22s22p3
d) 1s22s22p4
e) 1s22s22p5
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1b, 2d
137. Unter der Bindigkeit eines Atoms in einem Molekül versteht man…
a) die Energie einer kovalenten Einfachbindung zwischen einem Atom und
einem Bindungspartner.
b) die Anzahl der Bindungspartner eines Atoms.
c) die Stärke der Bindung zwischen einem Atom und einem
Bindungspartner.
d) die Anzahl der möglichen oder eingegangenen σ-Bindungen.
e) die Anzahl der Bindungen, die ein Atom in einem Molekül ausbildet.
A:
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ausblenden
e)
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138. Welche physikalische Eigenschaft wird durch Wasserstoffbrückenbindungen
nicht beeinflusst?
a)
b)
c)
d)
A:
Siedepunkt
Löslichkeit
optische Aktivität
Viskosität
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ausblenden
c)
139. Welche der folgenden Aussagen treffen zu?
1) Fluorwasserstoff und Ammoniak bilden bei Normaltemperatur
intermolekulare Wasserstoffbrückenbindungen aus.
2) Wasserstoffbrückenbindungen bedingen eine Erhöhung des Siedepunktes
der betreffenden Substanz.
3) Außer intermolekularen Wasserstoffbrückenbindungen gibt es auch
intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungen.
4) Ein Wassermolekül kann bis zu vier Wasserstoffbrückenbindungen
ausbilden.
5) Wasserstoffbrückenbindungen bedingen die Viskosität und relativ hohe
Verdampfungswärme der betreffenden Substanzen.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 und 4 sind richtig.
Nur 2 und 5 sind richtig.
Nur 2, 3 und 5 sind richtig.
Nur 1, 3, 4 und 5 sind richtig.
Alle Aussagen sind richtig.
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e)
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140. Welche Aussage trifft zu?
Wasserstoffbrückenbindung nennt man die Bindung…
a) im Wassermolekül
b) zwischen den Wasserstoffatomen und dem Sauerstoffatom im
Wassermolekül.
c) im H3O+-Ion.
d) z.B. zwischen Wassermolekülen.
e) zwischen Sauerstoff- und Wasserstoffatom in einem Alkoholmolekül.
A:
einblenden
ausblenden
d)
141. Wie heißen die Kräfte, die zwischen verschiedenen Molekülen bestehen,
deren Atome kovalent gebunden sind?
A:
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Sie heißen van der Waalskräfte.
142. Sind Übergange zwischen den einzelnen Bindungsarten möglich?
A:
einblenden
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Ja! Sie sind sogar die Regel. Die reinen Bindungsarten sind meist Grenzfälle.
143. Welche Verbindung liegt bei Heliumgas und Argongas vor?
A:
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Helium ist ein Edelgas, das aus nicht aneinander gebundenen Einzelatomen
besteht.
144. Erklären Sie kurz anhand von 2 Beispielen den Begriff Mesomerie
(Resonanz).
A:
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ausblenden
Sind in einem Molekül eine oder mehrere Doppelbindungen oder ein einzelnes Elektron nicht mehr genau lokalisiert, so muss man Grenzstrukturen angeben, zwischen denen der wahre Zustand liegt. Diese Strukturen bezeichnet
man als mesomer, ihr Auftreten als Mesomerie.
Beispiel:
SO42−, NO3−, CO32−, Benzol usw.
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145. Welche der folgenden Substanzen sind vorwiegend kovalent (homöopolar)
gebaut?
1) H2O
3) CaF2
5) C6H5Cl
2) NH3
4) CH3COCH3
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 und 3 sind richtig.
Nur 2 und 5 sind richtig.
Nur 3 und 4 sind richtig.
Nur 3, 4 und 5 sind richtig.
Nur 1, 2, 4 und 5 sind richtig.
einblenden
ausblenden
e)
146. Welche der folgenden Moleküle besitzen freie Elektronenpaare?
1) Ammoniak
3) Benzol
5) Methanol
2) HCl
4) Wasser
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 3 ist richtig.
Nur 1,2 und 5 sind richtig.
Nur 2, 3 und 4 sind richtig.
Nur 3, 4 und 5 sind richtig.
Nur 1, 2, 4 und 5 sind richtig.
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e)
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147. Welche der folgenden Aussagen treffen zu?
Das Stickstoffatom in der Verbindung…
1)
2)
3)
4)
5)
NH3 ist dreibindig.
NH4+ ist vierbindig.
CH3NH2 ist dreibindig.
·NH2OH ist dreibindig.
C6H5NH2 ist dreibindig.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 und 2 sind richtig.
Nur 4 und 5 sind richtig.
Nur 1, 3 und 4 sind richtig.
Nur 2, 3 und 5 sind richtig.
Alle Aussagen sind richtig.
einblenden
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e)
148. Welche der folgenden Aussagen treffen zu?
(Man bezeichnet im Allgemeinen als Bindigkeit oder Bindungszahl die
Anzahl der Atombindungen, die von einem Atom gebildet werden.)
1)
2)
3)
4)
5)
Das N-Atom in NH4+ ist vierbindig.
Das O-Atom in H3O+ ist dreibindig.
Das P-Atom in H3PO4 ist vierbindig.
Das Cl-Atom in HCl ist einbindig.
Das S-Atom in SO2 ist zweibindig.
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Nur 1 und 2 sind richtig.
Nur 1, 2 und 4 sind richtig.
Nur 1 und 4 sind richtig.
Alle Aussagen sind richtig.
Nur 1 und 3 sind richtig.
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b)
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149. Welche Aussage trifft nicht zu?
Die Metallbindung…
a)
b)
c)
d)
e)
A:
kann mit verschiedenen Bindungsmodellen beschrieben werden.
ist eine charakteristische Eigenschaft aller Metalle.
wird mit zunehmender Temperatur schwächer.
wirkt innerhalb des Metallgitters in alle Raumrichtungen.
wird durch gemeinsame Elektronenpaare zwischen den Atomrümpfen
des Gitters bewirkt.
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e)
150. Welche der folgenden Aussagen über Metalle trifft nicht zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Die elektrische Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu.
Die Valenz-Elektronen sind im Kristallgitter weitgehend frei beweglich.
Metalle besitzen ein niedriges Ionisierungspotenzial.
Metalle haben eine kleine Elektronegativität.
Metallgitter sind möglichst dichte Packungen aus Atomrümpfen.
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a)
151. Warum besitzen Metalle im festen Zustand ein großes elektrisches
Leitvermögen?
A:
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Weil die Valenzelektronen im Metallgitter gleichsam frei beweglich sind.
152. Welche Aussage über die Bindung in Komplexen trifft zu?
a)
b)
c)
d)
e)
A:
Die Elektronen stammen je zur Hälfte von den Bindungspartnern.
Das bindende Elektronenpaar stammt vom Zentralatom.
Das bindende Elektronenpaar stammt jeweils vom Liganden.
Die Bindungselektronen sind über den ganzen Komplex delokalisiert.
Die Komplexbindung ist nur mit p-Orbitalen möglich.
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c)
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153. Welche der folgenden Verbindungen sind Chelatkomplexe?
1)
H3N
NH3
2)
2+
O
N
Mg
Pt
NH3
H3N
3)
3
O
O
O
O
N
O
O
O
Co
O
O
O
O
O
O
+ 5)
4)
NH2
NH2
H2C
H2C
CH2
O2N
Cu
NH2
A:
NH2
CH2
O2N
Nur 2 ist richtig.
Nur 1 und 5 sind richtig.
Nur 1, 2 und 4 sind richtig.
Nur 1, 3 und 5 sind richtig.
Nur 2, 3 und 4 sind richtig.
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3+
NO2
Co
Wählen Sie die zutreffende Aussagekombination.
a)
b)
c)
d)
e)
NO2
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e)
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NO2
NO2
50
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154. Warum kann C2O42− (Oxalat-Ion) als Chelatligand verwendet werden?
A:
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C2O42− besitzt für die Bindungsbildung
zwei geeignete Elektronenpaare:
–O
O –
C
C
O
O
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