Allgemeine Chemie I 2008/09 ÜBUNGSPRÜFUNG. Prof. J. Hulliger

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1 Allgemeine Chemie I 2008/09 ÜBUNGSPRÜFUNG Prof. J. Hulliger

2 Aufgabe 1 (1 Punkt) Vervollständigen Sie nachstehende Reaktionen, (stöchiometrische Koeffizienten, Pfeile, Zustände wie ionisch, aq, solv. etc.) a) Fe (s) + O 2 (g).. Fe 2 O 3 (s) b) CH 3 COOH (aq) + H 2 O (l)... c) P 2 O 5 (s) + H 2 O (l).. d) Al (s) + HCl (g).. AlCl 3 (s) + H 2 (g) (Pro vollständig korrekt notierte Rk Punkte)

3 Aufgabe 2 (1 Punkt) Eine ideale Gasprobe mit Druck p 1 = 75 kpa nimmt bei konstanter Temperatur ein Volumen V 1 = 360 ml ein. Welches Volumen V 2 liegt für einen Druck von 100 kpa vor? Verwendete Schlussformel gültiges Zahlenresultat mit Einheiten (Formel : 0.5 P, Resultat : 0.5 P)

4 Aufgabe 3 (1 Punkt) a) 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 : b) Wie lautet die Bragg sche Gleichung für Diffraktion von Röntgenstrahlen? (a1 a4 : 0.2 Punkte, b) : 0.2 Punkte)

5 Aufgabe 4 (2 Punkte) a) Wie gross ist G 0 R für die Reaktion 2 NO (g) + O 2 (g) 2 NO 2 (g)? Ist die Reaktion spontan, auf welcher Seite liegt das Gleichgewicht? G 0 f ( NO 2 ) = 51.84, G 0 f (NO) = [kj/mol]. T = 298 K. Zahlenresultat mit Einheiten Verbale Antworten ( a) Zahlenwert mit Einheiten : 0.8 Punkte ; spontan/nicht spontan sowie Lage Gleichgewicht : 0.2 Punkte )

6 Aufgabe 4 (Fortsetzung) b) Die Verbrennung CH 4 (g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O (l) ergibt kalorimetrisch ( V = 0) ein U R von kj/mol. Wie gross ist H R dieser Reaktion? R = kj/molk, T = 298 K. Hinweis : H 2 O ist flüssig! Zahlenwert mit Einheiten relevante Formel ( b) Zahlenwert mit Einheiten : 0.75 Punkte, relevante Formel : 0.25 Punkte. )

7 Aufgabe 5 (2 Punkte) a) 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. pk a (HA) = 4.0 relevante Formel Zahlenwert für ph b) Berechnen Sie die Konzentrationen [H 3 O + ] (aq) und [NO 2 - ] (aq) der Dissoziationsreaktion von HNO 2 (aq) bei [HNO 2 ] 0 = 0.1 mol/l. K s = mol/l. Keine Autoprotolyse des H 2 O berücksichtigen. Systematisches Vorgehen, gemäss Vorlesung gefordert. b1) Reaktionsgleichung :

8 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. )

9 Aufgabe 6 (1Punkt) Beurteilen Sie qualitativ (mit kurzer Begründung) die Lage folgender Gleichgewichte : entsprechender Pfeil mit Farbe markieren. a) AgF (s) + KI (s) AgI (s) + KF (s) b) Pyridin (g) + I 2 (g)... c) [Cd(NH 3 ) 4 ] 2+ (aq) + 4 CN - (aq) [Cd(CN) 4 ] 2- (aq) + 4 NH 3 (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 )

10 Aufgabe 7 (1Punkt) In Wasser lösen sich mol Ag 2 CrO 4 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. )

11 Aufgabe 8 (1 Punkt) Zeichnen Sie je einen cis-komplex (i) quadratisch planar, (ii) oktaedrisch. Sie wählen ein realistisches Beispiel für M n+ sowie L 1 und L 2 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 )

12 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 =

13 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.

14 Aufgabe 9 (Fortsetzung) g) Was bedeutet kinetische kontrollierte Reaktion? h) Was bedeutet kinetisch stabilisiertes Produkt? i) Was muss gelten bezüglich G 0, um thermodynamisch stabile Verbindungen zu erhalten? f k) Was sagt der Satz von Hess? (Formel) (Pro richtige Antwort : 0.3 Punkte. Komplizierte Ausführungen, welche keine Normbegriffe, Formeln, Zeichen etc. verwenden, werden nicht bewertet).

15 Aufgabe 10 (1 Punkt) Kann Cl 2 (g) Jodid (I - (aq)) zu I 2 (s) oxidieren? Reduktionspotential für Cl 2 (g) : V Reduktionspotential für I 2 (s) : V Sie berechnen den Wert von E 0 R und beurteilen die Gleichgewichtslage : Chemische Reaktion : Relevante Gleichung für E 0 R Zahlenwert mit Vorzeichen und Einheiten von E 0 R Beurteilung des Gleichgewichts (verbal) (Für jeden korrekten Schritt (Box) : 0.25 Punkte. Falsches Vorzeichen für E 0 R : 0 Punkte)

16 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 mol/l Bariumhydroxid Lösung titriert. R = kpa L / mol K K =?