Teil 1 - Chemiedidaktik Uni Wuppertal

Bergische Universität Wuppertal
Fachbereich C - Chemie
Prof. Dr. Michael W. Tausch
Klausur in Allgemeine Chemie für das 1. Semester, Studiengang GHR-Lehramt
Zugelassene Hilfsmaterialien: Buchners Chemie-Begleiter, Taschenrechner
Name........................................................
Matr. Nr....................................................
Aufgabe 1 Im folgenden Bild wir die Entstehung von saurem Regen erläutert:
1.1 Bei welchem(n) der folgenden
Vorgänge bilden sich welche der
angegebenen Oxide? Bitte schreiben
Sie jeweils die Formel(n) der Oxide auf:
Bei Heizungsanlagen in Gebäuden:
...............................................................
....
Bei Blitzen in Gewittern:
...............................................................
...
Bei der Verbrennung von Benzin in
Motoren:
..........................................................
........
1.2 Schreiben Sie an die Formeln aus den Reaktionsgleichungen die Oxidationszahlen, die Ihnen
erlauben, festzustellen, ob es sich jeweils um eine Redoxreaktion handelt oder nicht. Bezeichnen Sie
dann die betreffenden Reaktionen im Bild mit dem Wort „Redox“.
1.3 Schreiben Sie für jede der im Bild vorkommenden Säuren die Formel eines Salzes auf und
benennen Sie das Salz:
1.4 Salzsäure setzt aus Calciumcarbonat CaCO3 Kohlensäure frei, die in Kohlenstoffdioxid und
Wasser zerfällt. Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen und geben Sie jeweils an, ob es sich um
a) eine Redoxreaktion, b) eine Protolyse oder c) keine von beiden handelt:
Aufgabe 2
HBrO3
KBr
NaBrO2
HBrO
____________
_____________
HBrO4
Brom
2.1 Tragen Sie unter die Elektronenschalenmodelle in die beiden ersten Kästen die
Namen der betreffenden Elemente ein und geben sie ihre Plätze (Gruppe, Periode)
im Periodensystem sowie ihre Atommassen an.
2.2 Geben Sie im dritten Kasten in der üblichen Schreibweise die Oxidationszahlen
aller Brom-Atome in den angegebenen Verbindungen an.
2.3 Bei den folgenden Aussagen handelt es sich um Trends im Periodensystem der
Elemente. Kreuzen Sie die richtigen Aussagen an.
Die Elektronegativität nimmt in den Gruppen von oben nach unten ab.
Die Ionenradien nehmen in den Perioden von links nach rechts zu.
Die Ionisierungsenergien nehmen in den den Perioden von links nach rechts zu.
Die Ionisierungsenergien nehmen in den Gruppen von oben nach unten ab.
Der Metallcharakter nimmt in den Gruppen von oben nach unten ab.
Aufgabe 3
3.1 Berechnen Sie aus den Angaben im
Diagramm die Gitterenergie (Gitterenthalpie) ∆HG von Natriumchlorid.
∆HG = ................... kJ/mol.
3.2 Verläuft der Elektronentransfer von
den Natrium- zu den Chloratomen, d.h.
die Bildung von Ionen, exotherm oder
endotherm? Bitte den falschen Begriff
streichen und begründen.
exotherm/endotherm, weil ..................
................................................................
................................................................
BORN-HABER-Kreisprozess zur NaCl-Synthese
3.3 Welcher der im BORN-HABER-Kreisprozess beteiligten Teilprozesse ist dafür
verantwortlich, dass die NaCl-Synthese exotherm verläuft? Nennen Sie den
Teilprozess (auf der durchgezogenen Linie) und begründen Sie, warum es gerade
dieser ist.
______________________________________ , weil .................................................
........................................................................................................................................
........................................................................................................................................
3.4 Für welche der folgenden Eigenschaften eines Salzes hat der Betrag der
Gitterenergie eine entscheidende Bedeutung? Bitte ankreuzen.
Schmelztemperatur
Farbe
Dichte
Wasserlöslichkeit
3.5
Beschriften
Sie
in
der
nebenstehenden
Modellzeichnung die Natrium-Ionen mit Na+ und die
Chlorid-Ionen mit Cl-.
3.6 Nennen Sie anhand dieser Zeichnung
Koordinationszahlen von Na+ und von ClNatriumchlorid-Gitter.
KZ(Na+) = ..........
KZ(Cl-) = ...........
die
im
Aufgabe 4
4.1. Beschriften Sie die Galvanische Zelle mit „+“(Pluspol),
„-„ (Minuspol), „D“ (Donator-Halbzelle) und „A“(AkzeptorHalbzelle).
4.2. Formulieren Sie die Elektrodenprozesse in den beiden
Halbzellen:
A: ................................................................................
D:.................................................................................
4.3. Wie verändert sich die Spannung U, wenn:
Die Zinksulfat-Lösung verdünnt wird?
U steigt/fällt
Die Kupfersulfat-Lösung verdünnt wird?
U steigt/fällt
4.4 Was geschieht, wenn man die beiden Elektroden in die Lösungen tiefer eintaucht?
Die Spannung der Zelle U: steigt / fällt / bleibt gleich (bitte zwei Begriffe streichen)
Die Stromstärke der Zelle I: steigt / fällt / bleibt gleich (bitte zwei Begriffe streichen)
4.5 Zeichnen Sie in die obige Skizze Pfeile ein, die den Stromfluss in der Zelle und außerhalb der
Zelle verdeutlichen. Schreiben Sie auf die Pfeile die Symbole bzw. Formeln der Teilchen, die
elektrische Ladung transportieren.
Aufgabe 5
Definieren Sie mit wenigen Worten folgende Begriffe:
Aktivierungsenergie:...........................................................................................................................
.........................................................................................................................................................
Katalysator:......................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
Reaktionsenthalpie:..........................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
Anode: ..............................................................................................................................................
...........................................................................................................................................................
Protolyse: .........................................................................................................................................
..........................................................................................................................................................
Aufgabe 6
Produkte
Hinreaktion
Prinzip von
Le Chatelier
Umkehrbare
Reaktion
Dynamisches
Gleichgewicht
Rückreaktion
Druck
Chemisches
Gleichgewicht
Konzentration
Edukte
MassenwirkungsGesetz
Freie Reaktionsenthalpie
GleichgewichtsKonstante K
Temperatur
Reaktionsgeschwindigkeit
Katalysator
Begriffsnetz (concept-map) zum Chemischen Gleichgewicht
Wählen Sie aus der folgenden Liste 8 zutreffende Relationen aus und tragen Sie
die entsprechende Zahl in die vorgesehenen Kästchen auf den Pfeilen des obigen
Begriffsnetzes ein. Jede Zahl darf nur einmal eingetragen werden.
Die eingetragenen Zahlen symbolisieren folgende Relationen:
1 ist ein(e)
9 erhöht
2 ist Teil von
10 beschreibt quantitativ
3 ist Voraussetzung für
11 führt zur Bildung von
4 beeinflusst
12 im Zähler steht die Konzentration der
5 beeinflusst nicht
13 im Nenner steht die Konzentration der
6 lässt sich berechnen mit
14 hat den Wert 0 im eingestellten
7 macht Aussage über den Einfluss von
15 stehen im GGW mit
8 laufen im GGW mit gleicher Geschwin- 16 wenn K < 1, liegt GGW auf Seite von
digkeit ab
17 wenn K > 1, liegt GGW auf Seite von
Aufgabe 7 (Bei 7.1 bis 7.3 müssen Sie keine Rechnungen und Begründungen aufschreiben)
100 ml Natronlauge NaOH(aq)
wurden
pH-metrisch
mit
Salzsäure, c = 0,25 mol/l titriert.
Die Messwerte sind im nebenstehenden Diagramm mit pH
als Ordinate dargestellt.
7.1.Zeichnen Sie in das vorgegebene Koordinatennetz mit
der Stromstärke I als Ordinate
die konduktometrische Titrationskurve ein, die man bei
dieser Titration erhalten würde.
Bezeichnen Sie diese Kurve
mit A.
7.2 100 ml BariumhydroxidLösung Ba(OH)2 der gleichen
Konzentration
wie
die
Natronlauge
werden
mit
Salzsäure, c = 0,25 mol/l titriert.
Zeichnen Sie die zu erwartende
konduktometrische
Titrationskurve ein und bezeichnen
Sie sie mit B.
7.3 Zeichnen Sie die zu erwartende pH-Titrationskurve ein, wenn 80 ml BariumhydroxidLösung der gleichen Konzentration wie die Natronlauge mit Salzsäure, c = 0,25 mol/l titriert
werden (Kurve C).
7.4 Berechnen Sie die Konzentration der titrierten Natronlauge und tragen Sie das Ergebnis
hier ein (Die Reaktionsgleichung und die Rechnungen bitte auf die Rückseite oder anderes
Blatt!).
c(NaOH) = ................. mol/l
7.5 Berechnen Sie die Masse des in der Ba(OH)2-Lösung von 7.2 gelösten Bariumhydroxids
und tragen Sie das Ergebnis hier ein. (Die Reaktionsgleichung und die Rechnungen bitte auf
die Rückseite oder anderes Blatt!).
m(Ba(OH)2) = .................. g
7.6 Berechnen Sie den pH-Wert der Salzsäure, c = 0,25 mol/l, die bei den Titrationen
eingesetzt wurde. Tragen Sie das Ergebnis hier ein.
pH =.....................
7.7 Welchen pH-Wert hat Essigsäure der gleichen Konzentration wie die Salzsäure aus 7.6 ?
(Rechnungen bitte auf die Rückseite oder auf anderes Blatt; Ergebnis hier eintragen!)
Angabe: pKs(H3CCOOH) = + 4,76
pH =.....................