Übungsaufgaben für Studierende des Maschinenbaus

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1 Übungsaufgaben für Studierende des Maschinenbaus Diese Übungsaufgaben für Studierende des Maschinenbaus dienen nur der persönlichen Lernerfolgskontrolle. Es handelt sich nicht um aktuelle Klausuraufgaben!!! (Multiple-Choice Klausuren gibt es seit einigen Jahren nicht mehr) In den Übungsaufgaben sind jeweils 5 Antworten a-e angeführt. Es können keine, eine oder mehr als eine (bis zu fünf) der angegebenen Antworten richtig sein. Die Formulierung einer Frage im Plural bedeutet nicht unbedingt, daß mehr als eine Antwort richtig ist oder dass überhaupt eine Antwort richtig ist. 1. Womit ist die magnetische Quantenzahl m verknüpft? a) mit der räumlichen Orientierung des Orbitals; b) mit der geometrischen Form (Symmetrie) des Orbitals; c) mit der Energie eines Orbitals in Abwesenheit eines magnetischen Feldes; d) mit dem effektiven Volumen des Orbitals; e) mit der Hybridisierung des Orbitals. 2. Welche der folgenden Aussagen beschreibt nach der Bohrschen Theorie den Prozeß, der für das Emissionsspektrum des atomaren Wasserstoffs verantwortlich ist? a) Elektronen werden auf höherenergetische Umlaufbahnen angeregt und senden Licht aus, wenn sie auf Umlaufbahnen mit geringerer Energie übergehen; b) das Wasserstoffatom emittiert Licht, wenn Elektronen auf höhere Energieniveaus angeregt werden; c) das Wasserstoffatom absorbiert Licht, wenn Elektronen auf energiereichere Umlaufbahnen angeregt werden; d) beim Übergang auf Umlaufbahnen mit niedrigerer Energie verlieren die Elektronen Anregung und emittieren Licht, wenn sie auf die höherenergetischen Umlaufbahnen zurückkehren; e) das Wasserstoffatom absorbiert Licht, wenn Elektronen durch Ionisation vollständig entfernt werden. 3. Durch welche der folgenden Elektronenkonfigurationen werden Anionen im angeregten Zustand beschrieben? a) 3 Li: 1s 2 2p 1 b) 1 H: 1s 2 c) 16 S: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 d) 7 N: 1s 2 2s 1 2p 3 e) 9 F: 1s 2 2s 2 2p 5 3s 1 4. Welche Elektronenkonfiguration haben Halogene? a) ns 2 np 4 b) ns 1 np 6 c) ns 2 np 5 d) nd 7 e) ns 1 np 5

2 5. Welche der folgenden Größen bezeichnet man in der Thermodynamik als Zustandsvariable a) Druck b) Aggregatzustand c) Brechungsindex d) Volumen e) Dichte 6. Welche der folgenden Moleküle besitzen ein permanentes elektrisches Dipolmoment: a) SF 4 b) PF 5 c) SO 2 d) PF 3 e) SiF 4 7. Bei einem Ionengitter spielen folgende Wechselwirkungen eine Rolle: a) Anziehung zwischen Kationen und Anionen; b) Anziehung zwischen Elektronen und Neutronen; c) elektrostatische Anziehung; d) Überlappung von s- und p-orbitalen; e) Anziehung zwischen Kationen und dem delokalisierten Elektronengas aus Valenzelektronen. 8. Welche der folgenden Spezies besitzen eine lineare Struktur? a) HCN b) O 3 c) NO 2 + d) SO 2 e) CO 2 9. Welche Aussagen sind richtig: -Bindungen zeichnen sich aus durch a) die Überlappung von zwei s-orbitalen; b) die Überlappung von einem d- und einem s-orbital; c) die Überlappung von einem p- und einem s-orbital; d) einen höheren Bindungsgrad im Vergleich zu einer -Bindung; e) Dipol-Dipol-Wechselwirkungen zwischen den beteiligten Atomen. 10. Bei welchen Molekülen treten Wechselwirkungen auf Grund von Wasserstoffbrückenbindungen auf (Aggregatzustand in Klammern)? a) H 2 (f) b) HF (fl) c) NH 3 (fl) d) CH 3 COOH (fl)

3 11. Der ph-wert einer Lösung wird von 5 auf 10 verdoppelt. Welche Aussagen sind richtig? a) die Konzentration der Hydroxidionen verdoppelt sich; b) die Konzentration der H 3 O + - Ionen nimmt um den Faktor 10 5 zu; c) die Konzentration der Hydroxidionen erhöht sich um das fache; d) der poh-wert der Lösung halbiert sich; e) der Wert des Ionenprodukts des Wassers nimmt zu. 12. Wie groß ist c[h 3 O + ] in 0.1 molarer Natronlauge? (L = Liter) a) 0.1 mol/l b) mol/l c) 1*10-9 mol/l d) 0.9 mol/l e) 0.1*10-12 mol/l 13. In welchen der folgenden Spezies beträgt die Oxidationszahl des Sauerstoffs nicht -2? a) H 2 O b) O 2 2- c) O 2 d) H 2 O 2 e) Fe 2 O Wie lauten die Oxidationszahlen der Elemente in CaSO 4? a) Ca +2, S +4, O -4 b) Ca +1, S -6, O -2 c) Ca +2, S +6, O -2 d) Ca -1, S -4, O +2 e) Ca +1, S +3, O Bei welchen der folgenden Reaktionen handelt es sich um Redox-Reaktionen? a) Cu + 4 HNO 3 --> Cu(NO 3 ) NO H 2 O b) 2 H 2 SO NaBr --> Na 2 SO 4 + SO H 2 O + Br 2 c) 6 LiH + 2 BF 3 --> 6 LiF + B 2 H 6 d) CaCO HCl --> CaCl 2 + CO 2 + H 2 O e) Zn + 2 HCl --> ZnCl 2 + H Wie hoch ist der Massenanteil des Aluminiums in Aluminiumbromid? (Atommassen: Al 27, Br 80) a) 53% b) 10% c) 25% d) 14% e) 34%

4 17. Wieviel mol Eisen können maximal entstehen, wenn 30 mol Fe 2 O 3 mit 60 mol CO nach folgender Gleichung zur Reaktion gebracht werden: Fe 2 O 3 (f) + 3 CO (g) 2 Fe (f) + 3 CO 2 (g) a) 10 mol b) 30 mol c) 40 mol d) 60 mol e) 80 mol. 18. Je stärker ein Anion durch Delokalisierung von Elektronen stabilisiert ist, um so schwächer ist es als Base und um so stärker ist seine korrespondierende Säure. In welcher der folgenden Reihen sind die Verbindungen richtig nach ihrer Acidität geordnet? a) HClO 4 > HClO 3 > HClO 2 b) H 2 SO 4 > H 2 SO 3 c) HCl > HBr > HI; d) HNO 2 > HNO 3 e) H 2 S > H 2 SO Atomare Dimensionen sind von der Größenordnung a) m b) 10-8 cm c) 1 Å d) 100 pm e) km 20. Der Zusammentritt von mindestens zwei Atomen He führt a) zur Bildung des Moleküls He-He b) zur Bildung von He=He c) zur Bildung der polaren Species He + He - d) es findet keine Reaktion statt e) es bildet sich ein polymeres Aggregat aus He-He-Ketten. 21. Die Hauptquantenzahl n eines Atoms bezeichnet a) die Zahl der Außenelektronen b) die Zahl der s-orbitale c) die Zahl der d-orbitale d) die Zahl der Valenzorbitale e) die Gesamtzahl der Orbitale eines Atoms 22. Welche der nachstehend angegebenen Kombinationen von Quantenzahlen sind möglich (sind nicht "verboten")? a) n =1, l =1, s= 1/2 b) n =1, l =0, s= 1 c) n =2, 1=0, s=1/2 d) n =2, l =1, s=1 e) n =3, l =1, s= 2

5 23. Was versteht man unter Isobaren (von Elementen)? a) Nuklide gleicher Kernladungszahl, aber verschiedener Neutronenzahl; b) Nuklide unterschiedlicher Kernladungszahl, aber gleicher Masse; c) angeregte Atomkerne; d) Atomkerne unterschiedlicher Massenzahl; e) Nuklide unterschiedlicher Neutronenzahl, aber mit gleicher Elektronenzahl. 24. In welcher der nachstehenden Verbindungen sind die Bindungen als vorwiegend kovalent zu bezeichnen? a) H 2 b) HI c) SiH 4 d) NH 3 e) NaH 25. Die Löslichkeit von AgI in Wasser beträgt: (L = Liter) a) [mol 2 L -2 ] b) [mol L -1 ] c) 10-8 [mol 2 L -2 ] d) 2.35 x 10-2 [gl -1 ] e) 235 [gl -1 ] (KL = ; M (AgI) = 235 g * mol -1 ) 26. Das Ionenprodukt des Wassers besitzt den Wert a) 6.02 * b) 1.8 * c) d) e) Eine Säure ist in wäßriger Lösung gekennzeichnet durch a) eine Elektronenlücke b) durch ihre Befähigung, H + -Ionen abzugeben c) durch das Vorliegen eines einsamen Elektronenpaars d) durch ihre Befähigung zur Aufnahme von Hydroniumionen e) durch ihre Befähigung, OH- -Ionen aufzunehmen L einer 0.1 M wäßrigen Lösung von NaOH besitzen den ph-wert 13. Welches ist der ph-wert von 1 L der gleichen Natronlauge? a) 1 b) 7 c) -6.5 d) 0 e) 26 f) anderer Wert

6 29. Welche der folgenden Reaktionen (im Sinne der Pfeilrichtung) sind Reduktionsvorgänge? a) Zn Zn e b) Li + e Li - c) Fe 2+ e + Fe 3+ d) Fe 3+ + e Fe 2+ e) F 2 + 2e 2F Wie hoch ist der Massenanteil des Berylliums in Berylliumfluorid (Atommassen: Be= 9; F= 19 g. mol -1 )? a) 9% b) 38% c) 33% d) 19% e) 50% 31. Der Durchmesser eines Atoms beträgt ca. a) m b) m c) 10-5 m d) 100 pm e) 100 nm. 32. Ein Satz 3d-Orbiale darf maximal wieviele Elektronen aufnehmen: a) 2 b) 3 c) 5 d) 6 e) Welche der folgenden Eigenschaften weisen Halogene auf? a) leichter Verlust eines Außenelektrons b) elektrische Leitfähigkeit c) niedrigen Schmelzpunkt d) hohes positives Standartpotential e) Reaktion mit Wasser unter Wasserstoffentwicklung. 34. Für das Stickstoffatom im Salpetersäuremolekül (HNO 3 ) gelten: a) es ist vierbindig b) es trägt eine formal positive Ladung c) es kann oxidiert werden d) es ist pyramidal koordiniert e) es trägt ein Wasserstoffatom als Bindungspartner

7 35. Welche folgender Spezies sind paramagnetisch? a) das Sauerstoffatom b) das Sauerstoffmolekül c) das Ozonmolekül; d) das Oxidion e) das Peroxidion ml einer 0.1 M Schwefelsäure-Lösung enthalten wieviel Schwefelsäure? a) 0.01 g b) 0.01 Mol c) 9.8 g d) 0.98 g e) 0.49 g (Atommassen: H=1, O=16, S=32 g mol -1 ) 37. Bariumhydroxid Ba(OH)2 ist vollständig dissoziiert im Wasser. Welchen ph-wert besitzt eine M Lösung? a) b) 0.01 c) 2 d) 7 e) Welche Aussagen gelten für die Essigsäure (CH 3 COOH, pks 4.75) in wäßriger Lösung? a) sie ist eine schwache Säure b) sie dissoziiert in zwei Ionen c) ihr ph-wert (in wäßriger Lösung) wird gegeben durch -log (Konz. der Essigsäure in Mol/l) d) ihr ph-wert ist immer < 7 (bei endlicher Konzentration) e) sie kann durch stärkere Säuren neutralisiert werden 39. In welchen der folgenden Spezies beträgt die Oxidationszahl des Stickstoffs nicht +3? a) NH 3 b) N 2 O 3 c) HNO 2 d) Ag + NO 2- e) NO Welche Komponenten unreiner Luft führen zum "sauren Regen"? a) Kohlenstoffoxide b) Chloroxide c) Ozon d) Stickoxide e) Schwefeloxide.

8 41. Welche Verbindungsgruppen beschädigen die Ozonschicht? a) Autoabgase b) Schwefeloxide c) unverbrannte Kohlenwasserstoffe d) Stickoxide e) flüchtige Halogenverbindungen. 42. Wasserstoffbrücken spielen eine wichtige strukturelle Rolle in welchen folgenden Verbindungen? a) Kohlenwasserstoffe b) Metalloxide c) Proteine d) Wasserstoff e) Eis 43. Ein chemisches Element ist gekennzeichnet durch welche der folgenden Eigenschaften seiner Atome? a) gleiche Massenzahl b) gleiche Neutronenzahl c) gleiche Protonenzahl d) gleiche Oxidationszahl e) gleiche Kernladungszahl 44. Welche der folgenden Teilchen enthalten 18 Elektronen? (Ordnungszahlen: H: 1, C: 6, O: 8, P: 15, S: 16, Ca: 20) a) H 2 S b) Ca 2+ c) O 2 2- d) PH 2 - e) CO Die geometrische Form von Atomorbitalen eines Atoms wird bestimmt durch: a) Spinquantenzahl b) Anzahl der Protonen c) Anzahl der Elektronen d) Nebenquantenzahl e) Hauptquantenzahl 46. Eine Ionenverbindung wird gebildet durch: a) Überlappung von s- und p-orbitalen b) Anziehung zwischen Kation und Anion c) Anziehung zwischen Elektron und Neutron d) elektrostatische Anziehung

9 47. Welche der nachfolgenden Elektronenkonfigurationen sind nicht erlaubte Zustände? a) 1s 2 2s 2 2px 2 2py 1 pz 1 b) 1s 3 2s 2 2px 1 2py 1 2pz 1 c) 1s 2 2s 2 2px 3 2py 1 2pz 0 d) 1s 2 2s 2 2px 1 2py 1 2pz 1 3s 1 e) 1s 2 2s 3 2px 1 2py 1 2pz Aus welchen Größen läßt sich die Wertigkeit eines Elements herleiten? a) Ladungszahl des Ions b) Anzahl der Protonen eines Atoms c) Koordinationszahl d) Bindigkeit (Kovalenz) eines Atoms e) Atommasse. 49. Welche der folgenden Stoffe sind homogene Gemische? a) Milch b) 0.1 molare Salzsäure c) Granit d) Luft e) Sauerstoff 50. In welcher Verbindung liegen kovalente Bindungen vor? a) CO 2 b) NaCl c) SiH 4 d) O 2 e) CaF In welchen Verbindungen hat der Schwefel die Oxidationszahl +4? a) H 2 SO 4 b) SF 4 c) Na 2 S d) SO 2 F 2 e) H 2 SO Wie groß ist die Molarität einer Lösung von 426 g Natriumsulfat in 2 Litern wäßriger Lösung? a) 4 b) 3 c) 2.5 d) 1.5 e) Welchen ph-wert besitzt eine molare Salzsäure? a) b) 14-3 = 11 c) -3 d) 3 e) 10

10 54. Die Reduktion eines Elementes (frei oder in Form einer Verbindung) wird erreicht durch a) Reaktion mit Sauerstoff b) Aufnahme von Elektronen c) Abgabe von Protonen; d) Elektrolyse e) Abgabe von Elektronen. 55. Für eine Reaktion, die sich im Gleichgewicht befindet, gilt: a) Δ G > 0 b) Gleichgewichtskonstante K = 0 c) Δ G = 0 d) Δ H - T Δ S = 0 e) Reaktionsgeschwindigkeit = Bei welchen der folgenden Stoffe liegen Ionengitter vor: a) Schwefel (fest) b) Magnesium (fest) c) Magnesiumoxid (fest) d) Wasser (fest) e) Natriumsulfat (fest) 57. In der galvanischen Kette Zink/Kupfer läuft folgender Vorgang ab: a) Zn wird oxidiert b) Cu wird oxidiert c) Zn wird reduziert d) Cu wird reduziert e) keine Reaktion 58. Wie viel verschiedene Quantenzustände vermögen Elektronen mit der Nebenquantenzahl 2 einzunehmen? a) 12 b) 6 c) 2 d) 10 e) In welcher der folgenden Verbindungen liegen kovalente Bindungen vor? a) HCl b) KI c) SO 2 d) CO 2 e) SiF 4

11 60. Welches der folgenden Elemente besitzt die niedrigste Elektronegativität? a) O b) C c) K d) H e) N 61. π-bindungen entstehen durch: a) Überlappung von zwei s-orbitalen b) Überlappung von zwei p-orbitalen c) Überlappung von einem s- und einem p-orbital d) elektrostatische Anziehung e) magnetische Wechselwirkung 62. Die Oxidation eines Elements kann zustande kommen durch: a) Reaktion mit Wasserstoff b) Aufnahme von Elektronen c) Aufnahme von Protonen d) Reaktion mit Fluor e) Abgabe von Elektronen. 63. Welchen ph-wert besitzt eine 0.01 molare Salzsäure? a) 1/100 b) 14-2 = 12 c) -2 d) 2 e) Ein Nichtmetalloxid wird mit Wasser umgesetzt. Die erhaltene Lösung kann folgende Eigenschaften aufweisen: a) alkalisch b) sauer c) neutral d) gefärbt e) oxidierend 65. In Sulfiden besitzt der Schwefel die Oxidationszahl: a) +4 b) 0 c) +6 d) -2 e) -3

12 66. Wie groß ist der Massenanteil des Calciums im Calciumbromid? Atommasse von Brom = 80 g mol -1 a) 10% b) 20% c) 25% d) 30% e) 35% 67. Wieviel Liter Gasvolumen (gerundet) nehmen unter Normalbedingungen 24 g Methan, CH 4, ein? Atommasse von C= 12 g mol -1 a) 10 b) 34 c) 5 d) 18 e) 53