AAAC – Klausurrelevante Fragen

mit Inhalten aus der 1. – 8. Vorlesung
klausurrelevante Fragen
1. Welche Quantenzahlen kennen Sie? Welche Informationen erhält man aus den
Quantenzahlen? (6 P)
2. Geben Sie für die folgenden Verbindungen den Namen, den Bindungstyp sowie
die Oxidationszahlen aller Elemente in den Verbindungen an!
a) CaS, NaAl, SiCl4, HF, KHSO4, S8, Na2SiO3, N2O (16 P)
b) Na2S, Pd0.99H0.01, HSiCl3, HBr, Ca(HCO3)2, S8, Na2SiO3, I2 (16 P)
3. Ordnen Sie unter Angabe der Namen den folgenden Verbindungen den entsprechenden
Bindungstyp zu! : AlH3, H2S, Pt0.96H0.04, CH4, LiF, J2, V, Au0.5Ag0.5, NH3 und HBr zu! (15 P)
4. Wie gewinnt man großtechnisch Stickstoff (Skizzieren Sie das entsprechende
Siedediagramm + Erklärungen!)? (5 P)
5. Existiert Helium atomar (als He) oder molekular (als He2)?
Begründen Sie Ihre Antwort bindungstheotetisch! (4 P)
6. Beschreiben Sie die Bindungsverhältnisse im Wassermolekül! Begründen Sie, warum die
schwefelhomologe Verbindung H2S gasförmig und nicht flüssig bzw. fest ist (entgegen
den sonstigen Tendenzen homologer Verbindungen der Elemente einer Hauptgruppe) !
(5 P)
7. Welches Element und welches mögliche existierende Ion besitzt die
Elektronenkonfiguration: [Ar] 4s2 3d6 ?
Welches Element und welches mögliche existierende Ion besitzt die
Elektronenkonfiguration: [Ne] 3s2 3p6 ?
(4 P)
8. Welche Information liefert die Magnetquantenzahl mℓ?
9. Geben Sie die Konfigurationen für die Valenzelektronen der Elemente Scandium und
Phosphor an!
10.
Was verstehen Sie unter einer Ionenbeziehung (Wodurch wird der Zusammenhalt der
„Elemente“ in dieser Beziehung bewirkt)? Geben Sie zwei Beisiele an!
11.
Nennen Sie 2 Beispiele für intermolekulare Wechselwirkungen! Erläutern Sie eine
davon näher!
12.
Geben Sie die Elektronenkonfigurationen für Titan und Germanium, außerdem für
Schwefel in der Oxidationszahl +4 an. Geben Sie die Säure an, in welcher Schwefel
die Oxidationszahl +4 besitzt.
13.
Erklären Sie das Prinzip der Atomspektroskopie! Wie ist ein Spektroskop prinzipiell
aufgebaut?
14.
In Form welcher Verbindungen können Halogene auftreten? Geben Sie jeweils 2
Beispiele für 2 Typen der chemischen Bindung an!
15.
Zeigen Sie schematisch das Vorhandensein von Wasserstoffbrückenbindungen im
Ammoniak und Wasser auf! Erklären Sie, wo die H-Brücke stärker ist.
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16.
Bezeichnen Sie die Verbindungen: RbCl, Na2SO3, H3PO3, SiCl4 und AlH3 !
Geben Sie die Elektronenkonfiguration für die elektrisch neutralen Elemente an,
welche in den Verbindungen die Kationen darstellen! (10 P)
17.
Erklären Sie, warum die Elemente der 1. und 2. Hauptgruppe bevorzugt
Ionenbeziehungen mit Elementen der 6. und 7. Hauptgruppe eingehen, im Gegensatz
zu den leichteren Elementen der 4. und 5. Hauptgruppe (5 P)
18.
Welche Bindungstypen (Arten der chemischen Bindung) kann das Element
Wasserstoff eingehen? Geben Sie jeweils ein Beispiel an! (6 P)
19.
Geben Sie zu den Elektronenkonfigurationen [Ar] 4s1 3d10 4p1 und [Xe]6s24f2
die zugehörigen Elemente an! Welches zweifach negativ geladene Ion
besitzt die Elektronenkonfiguration von Argon? (3 P)
20.
Welche Grenztypen der chemischen Bindung kennen Sie! Ordnen Sie
die Verbindungen: RbCl, SO3, NH3, Li2O, V und MgH2 zu und geben Sie
die Namen der Verbindungen an! (6 P)
21.
Nennen Sie jeweils 2 Beispiele für Übergangsmetalle und Halbmetalle! (2P)
22.
Wo findet man hinsichtlich der Einteilung im PSE Elemente mit vergleichbaren
Eigenschaften? (2P)
23.
Erklären Sie die Bindung im Fluormolekül vergleichend mit der VB- und
MO-Methode! (4P)
24.
Was verstehen Sie unter Wasserstoffbrückenbindung? Geben Sie 2 Beispiele für
Verbindungen an, wo diese wirksam ist und welche Eigenschaft(en) der Verbindungen
werden beeinflusst? (4P)
25.
Welches Element und welches dreifach positiv geladene Ion werden durch die
Elektronenkonfiguration [He] 2s2 2p6 beschrieben?
Geben Sie die verkürzte Elektronenkonfiguration für die folgenden Elemente an: Mg,
Ni, Sn. (5 P)
26.
Geben Sie die Namen der Verbindungen, die Oxidationszahlen der enthaltenen
Elemente und den Bindungstyp an! :KBr, AlH3, Se, CO2, Ne, Mg3N2 (11 P)
27.
Was verstehen Sie unter einem Orbital?
Welches Orbital wird durch die Quantenzahlen n = 3 und l = 1 beschrieben?
Geben Sie die möglichen Magnetquantenzahlen an und was bedeuten diese für das
Orbital? (4 P)
28.
Wie lautet die verkürzte Elektronenkonfiguration für die Elemente La, Ce und Lu? (3 P)
29.
Nennen Sie 2 Arten von Phasenübergängen mit den jeweils gegenläufigen Vorgängen!
(4 P)
30.
Wie wird Wasserstoff großtechnisch in Ländern mit hohen Energiepreisen hergestellt
(1 Bsp. ist ausreichend)? (2 P)
Erklären Sie die Bindung im Sauerstoffmolekül vergleichend mit der VB- und
MO-Methode! In Form welcher Spezies kann Sauerstoff noch auftreten? (6 P)
31.
32.
Geben Sie die Elektronenkonfigurationen für die Valenzelektronen der Elemente
Silicium und Nickel an, sowie für das Ion Sr2+!
(3 P)
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33.
Was verstehen Sie unter intermolekularen
Wechselwirkungen? Erklären Sie diese und geben Sie jeweils ein Beispiel an! (4P)
34.
Geben Sie für das Element der 6. Hauptgruppe mit der Hauptquantenzahl 3 und das
Element der 2. Hauptgruppe mit der Hauptquantenzahl 4 die Elektronenkonfiguration,
die wichtigsten Oxidationszahlen, jeweils ein Beispiel für einen Verbindung in der das
Element auftritt und den entsprechenden Typ der chemischen Bindung an! (10 P)
35.
In welcher der beiden Sauerstoffspezies O2 bzw. O22- liegt die stärkere Bindung vor?
Geben Sie den Bindungsgrad und das magnetische Verhalten an (MO-Schema)!
36.
Woraus besteht Luft (Anteile angeben)? (2 P)
37.
Welches der beiden Moleküle sollte stabiler sein: Li2 oder He2? (Molekülorbitaltheorie)
38.
Nennen Sie ein Metall, ein Halbmetall und ein Nichtmetall und geben Sie für diese
jeweils die Elektronenkonfiguration an! (6 P)
39.
Wie sind die 1. Ionisierungsenergien der Elemente mit der allgemeinen
Edelgaskonfiguration [ns1] im Vergleich zu denen der anderen Hauptgruppen im PSE
einzuordnen? Welche Art der Bindung gehen diese Elemente daher ein? Geben Sie
zwei Beispiele an! (4 P)
40.
Erläutern Sie das Prinzip der Atomspektroskopie (AAS) und die Anwendung in der
chemischen Analyse! (6 P)
41.
Bei welchen Reaktionen wird Wasserstoff freigesetzt (1 Bsp.) bzw. wie wird dieser
großtechnisch hergestellt (1 Bsp.)? (4 P)
42.
Erklären Sie mit Hilfe des Siedediagramms, warum durch einfache Destillation aus
einer 30%igen Ethanol-Wasser-Mischung kein reines Ethanol gewonnen werden kann!
(Kennzeichnen und erklären Sie den Destillationsverlauf bei einer hinreichend langen
Kolonne!) (8 P)
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klausurrelevante Fragen
mit Inhalten ab der 15. Vorlesung sowie Inhalten aus den Seminaren
79.
Erklären Sie das amphotere Verhalten von Aluminium anhand entsprechender
Reaktionsgleichungen!
80.
Wie kommt Aluminium in der Natur vor (1 Bsp.)? Zeigen Sie anhand von
Reaktionsgleichungen das amphotere Verhalten von Aluminiumhydroxid!
81.
Was ist Bauxit? Wozu wird es verwendet? Erklären Sie in diesem Zusammenhang
das Bayer-Verfahren!
82.
Welchen Behandlungen muss "Rohbauxit" zur Gewinnung von reinem Aluminiumoxid
unterzogen werden und warum? Geben Sie die notwendigen Reaktionsgleichungen an!
83.
Welche Rolle spielt Kryolith: Na3AlF6 bei der Al-Herstellung?
84.
Nennen Sie jeweils ein grundlegendes Ausgangsprodukt für die Herstellung bzw.
Synthese von: - Ammoniak, - Schwefelsäure, - Aluminium, - sickstoffhaltige Düngemittel
85.
Wie wird Reinstsilicium hergestellt? Beschreiben Sie die Vorgänge anhand von
Reaktionsgleichungen und entsprechenden Erklärungen!
86.
Erklären Sie das Prinzip der Polykondensation von Orthokieselsäure mit Hilfe
entsprechender Reaktionsgleichungen! Welche Strukturtypen von Silicaten resultieren
daraus?
87.
Wie wird Fensterglas hergestellt? Geben Sie die entsprechende Reaktionsgleichung an!
Wie können die Eigenschaften von Glas weiter modifiziert werden?
88.
Was ist Glas? Wie wird es hergestellt (Reaktionsgleichung)? Wie können die
Eigenschaften von Glas durch so genannte Netzwerkwandler beeinflusst werden?
89.
Erklären Sie die Unterschiede im Reaktionsverhalten von NaCl und SiCl4 und deren
Ursache! Ordnen Sie den Bindungstyp zu!
90.
Was sind Silicone (…allg. und Bezeichnungen aufgrund unterschiedlichen
Vernetzungsgrages)? Wie können diese prinzipiell hergestellt werden?
91.
Erläutern Sie am Beispiel der Kieselsäure den Ablauf von Polykondensationsreaktionen.
Wie nutzt man die Polykondensationsreaktionen bei der Herstellung von Siliconen
(Polysiloxanen) ? Reaktionsgleichungen !
92.
Nennen Sie jeweils zwei Oxosäuren des Stickstoff und des Schwefel. Geben Sie die
Formeln und die Oxidationszahlen für Stickstoff und Schwefel in diesen Verbindungen
an!
93.
Wie erfolgt die Herstellung von Schwefelsäure ausgehend von der Schwefelgewinnung
über das Kontaktverfahren bis hin zur Säure?
(Angabe der notwendigen Reaktionsgleichungen mit entspr. Erklärungen!)
94.
Bei welchem Teilprozess der Schwefelsäureherstellung handelt es sich um das
Kontaktverfahren? Erläutern Sie die Reaktionsbedingungen!
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95.
Erklären Sie, warum beim Durchleiten von Schwefelwasserstoff durch Lösungen von
Schwermetallsalzen die Sulfide, wie As2S3, Sb2S3, Bi2S3, PbS, FeS und ZnS in
unterschiedlichen pH-Bereichen ausfallen!
96.
Erklären Sie das Prinzip der Rauchgasentschwefelung (Calciumverfahren) mit
entsprechenden Reaktionsgleichungen!
97.
Wie kann SO2 nutzbringend aus Industrieabgasen entfernt werden!
98.
Entwickeln Sie ein Schema zu wichtigsten Reaktionen und Verbindungen des Elements
Schwefel und erläutern Sie ihre Bedeutung oder technische Umsetzung!
Ergänzen Sie einzelne Relationen im Schema durch Reaktionsgleichungen!
99.
Nennen Sie Beispiele für das natürliche Vorkommen der Halogene (eins für jedes
der ersten vier Halogene)! Erklären Sie den vorherrschenden Bindungstyp näher!
100.
Chlorgas wird weltweit im Mio. t - Maßstab hergestellt. Wie erfolgt die großtechnische
Herstellung (Beschreiben Sie den Prozess mit den notwendigen Reaktionsgleichungen)?
101.
Wie wird großtechnische Chlor hergestellt (Skizze, Erläuterungen,
Reaktionsgleichungen)? Welches Nebenprodukt entsteht dabei?
102.
Ordnen Sie die Halogen–Wasserstoffverbindungen „HX“ für die Halogene der
2. – 5. Periode bezüglich ihrer Reaktivität!
103.
Geben Sie jeweils 2 Oxosäuren der Elemente Chlor und Stickstoff mit Name und
Formel, sowie Oxidationszahlen an!
104.
Was verstehen Sie unter einer komplexen Verbindung? Erklären Sie die Aufspaltung der
d-Orbitale im Oktaederfeld!
105.
Was verstehen Sie unter einem high-spin- und einem low-spin-Komplex?
106.
Was verstehen Sie unter der „Spektrochemischen Reihe“?
107.
Erklären Sie anhand der Aufspaltung der d-Orbitale im Oktaederfeld, warum Kobalt mit
der Oxidationszahl +3 nur in Gegenwart starker Liganden stabil ist!
108.
Erklären Sie die unterschiedlichen Stabilitäten der Oxidationsstufen des Eisens!
Welche sind das? Erklären Sie mit Hilfe der Aufspaltung der d-Orbitale im Oktaederfeld!
109.
Warum sind in wässriger Lösung Fe2+ - Ionen nicht stabil?
S.110. Geben Sie die Dissoziations- bzw. Protolysegleichgewichte der Phosphorsäure an!
Benennen Sie alle dabei entstehenden Anionen!
S.111. Geben Sie die Protolysegleichgewichte der Schwefelsäure an! Definieren Sie für die
letzte Stufe den pKs-Wert!
S.112 Welchen pH-Wert hat eine 0.002 molare Lösung von Kaliumhydroxid?
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S.113. In welchem Verhältnis steht die Konzentration der Hydroniumionen zu
in einer 0,1 molaren Salzsäure ?
Hydroxidionen
S.114. Die Hydroxidionenkonzentration im Kaffee beträgt: 10-9 mol/L. Welchen pH-Wert hat
demzufolge Kaffee?
S.115. Berechnen Sie die Konzentrationen der Wasserstoff- und Hydroxidionen, wenn der
pH-Wert einer Lösung 8,62 beträgt!
S.116. Bariumsulfat und Bleisulfat sind schwerlösliche Salze. Das Löslichkeitsprodukt von
Bariumsulfat beträgt bei 25°C 1.10-9 mol2/l2. Die Sulfationenkonzentration in einer
gesättigten Bleisulfatlösung beträgt bei 25°C 1,4142.10-4 mol/l.
Welches der beiden Sulfate ist das schwerer lösliche?
S.117. Welches der beiden schwerlöslichen Sulfide: Ag2S oder HgS liefert die höhere
Sulfidionenkonzentration in der Lösung?
KL für Ag2S = 5.10-51 mol3/l3,
KL für HgS = 2.10-54 mol2/l2.
S.118. Das Löslichkeitsprodukt von CaCO3 beträgt: KL = 5 · 10-12 mol2/L2. Wie groß ist demnach
die Stoffmenge der Calciumionen in 2 L H2O?
S.119. Das Löslichkeitsprodukt von Ag2CrO4 beträgt: L = 4 · 10-12 mol3/l3. Wie groß ist demnach
die Stoffmenge der Silberionen in 0,5 l H2O?
S.120. Die Auflösung von Silber in Salpetersäure erfolgt unter NO-Gasentwicklung.
Stellen Sie die Redoxgleichung auf und geben Sie Oxidationsmittel und Reduktionsmittel
an!
S.121. Formulieren Sie die stöchiometrisch richtige Reaktionsgleichung im basischen Medium
für die Reaktion: [Fe(CN)6]3- + Cr3+ + OH- Æ [Fe(CN)6]4- + CrO42- + H2O
(Oxidationszahlen, Oxidations- und Reduktionsmittel, Gesamtgleichung)
S.122. Verläuft die Zersetzung von Ammoniumcarbonat:
(NH4)2CO3 (s) Æ 2 NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g).
bei Standardbedingungen unter Wärmeabgabe oder -aufnahme?
Gegeben sind:
∆BH∅
= -927,80 kJ/mol
∆BH∅
(NH4)2CO3(s)
∆BH∅
∆BH
∅
∆BH∅
= -49,19 kJ/mol
NH3(g)
= -393,51 kJ/mol
CO2(g)
= -241,80 kJ/mol
H2O(g)
= -237,13 kJ/mol
H2O(l)
S.123. Entscheiden Sie, ob die Reaktion:
H2S (g) + 0,5 O2Æ S (g) + H2O (g).
bei T=298K unter Standardbedingungen thermodynamisch freiwillig ablaufen würde.
Würde dabei Wärme frei oder verbraucht? Wieviel?
∆BH∅ (kJ/mol)
∆BG∅ (kJ/mol)
H2S(aq)
-39,7
-27,8
H2S(g)
-20,6
-33,6
H2O(l)
-285,8
-237,1
H2O(g)
-241,8
-228,6
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S.124. Gegeben sind die Standardreaktionsenthalpien für folgende Reaktionen:
S (s) + O2 (g) Æ SO2 (g)
∆RH0 = -297 kJ/mol
S (s) + 3/2 O2 (g) Æ SO3 (g) ∆RH0 = -396 kJ/mol
Wie groß ist die Reaktionsenthalpie für die Reaktion:
SO2 (g) + ½ O2 (g) Æ SO3 (g).
S.125. Wasserstoff lässt sich über das sog. Steam-Reforming-Verfahren herstellen:
CH4(g) + H2O(g) ↔ CO(g) + 3 H2(g).
Berechnen Sie mit Hilfe der gegebenen Daten die Reaktionsenthalpie sowie die
Freie Reaktionsenthalpie. Welche Aussagen können Sie anhand der berechneten Werte
treffen? Wie kann das Gleichgewicht in Richtung der Produkte über Druck und
Temperatur beeinflusst werden?
∆RS0 = 214,63 J/(mol·K)
∆BH0 in kJ/mol
CH4(g)
-74,87
H2O(g)
-241,83
CO(g)
-110,54
S.126. Skizzieren Sie den Enthalpie –Temperaturverlauf [∆H = f(T)] für die Phasenumwandlung
(=Änderung von Aggregatzuständen) von Wasser zwischen -5 und 105°C !
S.127. Benennen Sie die folgenden Verbindungen: K3[Fe(CN)6] und [Cu(NH3)]Cl2 bzw. geben
Sie für die folgenden Verbindungen: Natriumtetrahydroxoaluminat(III) und
Hexaaquaeisen(II)sulfat die Formel an!
S.128. Benennen Sie die folgenden Komplexe bzw. geben Sie die Formel an!
a) Na2[Cu(OH)4]
b) [Pt(NH3)2Cl2]Cl2
c) Ammonium-aquopentachloroferrat(III)
d) Hexafluorosilicat(IV)-anion
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