a.) Wie groß ist die Reaktionsenthalpie für die Diamantbildung aus Graphit? b.) Welche Kohlenstoffform ist unter Standardbedingungen die stabilere?

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1 Chemie Prüfungsvorbereitung 1. Aufgabe Folgende Reaktionen sind mit ihrer Enthalpie vorgegeben C (Graphit) + O 2 CO 2 R = 393,43 KJ C (Diamant) + O 2 CO 2 R = 395,33 KJ CO 2 O 2 + C (Diamant) R = +395,33 KJ a.) Wie groß ist die Reaktionsenthalpie für die Diamantbildung aus Graphit? b.) Welche Kohlenstoffform ist unter Standardbedingungen die stabilere? Antwort: C (G) + O 2 CO 2 Seite der zweiten Gleichung vertauschen: CO 2 C (D) + O 2 ( R = +395,33 KJ) Addieren: C (G) C (D) R = +1,9 KJ zu b.) Graphit stabiler, weil geringere R Aktivierungsenergie 2. Aufgabe Formulieren Sie die beim Entladen und Laden des Bleiakkus ablaufenden chemischen Vorgänge! Entladen Pb + PbO SO 4 2PbSO O Laden Anode () Pb + SO 4 2 PbSO 4 + 2e Kathode (+) PbO 2 + SO O + +2e 2PbSO O Bleiüberspannung: kann sich kein Wasserstoff bilden

2 3. Aufgabe a.) Formulieren sie die Redoxgleichung wenn folg. Teilreaktionen ablaufen: Mn O MnO O + + 5e E 0 = 1,51 V (*2) 2 Cl Cl 2 + 2e E 0 = 1,36 V (*5) die Gleichung mit dem positiveren E Wert wird umgedreht: ausgleichen: Red. 2MnO O + +10e 2Mn O addieren: 10Cl 5Cl e Oxid. 2MnO O Cl 2Mn Cl O b.) Geben sie die Oxidations und Reduktionsvorgänge sowie Oxidations und Reduktionsmittel an! Oxidationsmittel: Permanganat MnO 4 (wird selbst reduziert) Reduktionsmittel: Chlor (wird selbst oxidiert) Oxidationsvorgänge und Reduktionsvorgänge wie oben 4. Aufgabe Eisen ist mit einem Korrosionsschutz von a.) Zink b.) Zinn versehen. Die Überzüge sind zum Teil freigelegt. Beschreiben Sie die Teilreaktionen am neg. und pos. Pol unter Korrosionsbedingungen (alk. Medium) und benutzen sie dazu folg. Standardpotentiale: Fe/Fe 2+ 0,44 Zn/Zn 2+ 0,76 Sn/Sn 2+ 0,14 a.) Eisen ist edler da E höher ist Anode: Zn Zn e (Zn2+ +2O Zn(O) 2 ) Kathode: O O + 4e 4O Sauerstoffkorrosion b.) Eisen unedler Kathode: O O + 4e 4O Anode: Fe Fe 2+ +2e (evtl. noch Fe O Fe(O) 2 )

3 5. Aufgabe Wie ist die Elektronenkonfiguration von Mangan? Ordnungszahl = 25 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 5 Ordnungszahl = 50 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 10 4p 6 4d 10 5s 2 5p 2 6. Aufgabe Welche Unterschiede bestehen in der Elektronenanordnung zwischen aupt und Nebengruppenelementen? Wie ändern sich die metallischen Eigenschaften innerhalb d. Gruppen und Perioden des PSE? (Begründung) weiter weg vom Atomkern können leichter abgegeben werden 7. Aufgabe Welche Bindungsarten liegen bei folg. Verbindungen vor? LiF Ionenbindung (Fl. hat sehr gr. Anziehungskraft zieht Li an sich ran) N 3 Atombindung sp 3 (gemeinsame Nutzung von Elektronenpaaren) Al 2 O 3 Ionenbindung C 2 4 Atombindung sp 2 Cl Atombindung sp 3 Valenzstrichformeln

4 ChemieVorbereitung 1. Geben Sie die Eigenschaften der drei Bausteine der Atome an! a.) Name Ladung Ort Elektronen negativ Atomhülle Protonen positiv Atomkern Neutronen neutral Atomkern b.) Name Elektronen Protonen Neutronen Al P Ti c.) Oxidationsstufen: Al +3 P 5, 3, 3 Ti 3, 1 2. Geben Sie die folgenden Verbindungen in Valenzstrichformeln und die geometrische Anordnung an! CCl 4 N 3 CO 2 NO 3 Cl O Cl C Cl N O C O O N O Cl

5 3.) Erklären Sie am Bsp. des Ammoniak die SäureBaseTheorie von Brônsted und Lewis N O N O + Laut Brônsted: Säure: + Abgabe Base: + Aufnahme laut Lewis: N + N + Lewis Base freies Elektronenpaar Lewis Säure kann Elektronen aufnehmen 4. a) Geben Sie von den Elementen mit der Ordnungszahl 11, 13, 15 die Formeln der Chloride mit maximalen Chlorgehalt an. b.) Welche Bindungsarten liegen vor? NaCl (Ionenbindung);AlCl 3 (polarisierte Atombindung) ; PCl 5 (polarisierte Atombindung) EN = 1,8 (>1,7!) EN = 1,3 (<1,7!) EN = 0,7 (<1,7!) 5.) 2SO 2 + O 2 2 SO 3 (exotherm) a) Wie kann diese Gleichgewichtreaktion beeinflusst werden, so dass eine maximale SO 3 Ausbeute erreicht wird? (drei Möglichkeiten mit Begründung) Prinzip von Le Chatelier durch Temperatur: kühlen, da exotherm durch Druck: Druck der Ausgangsstoffe erhöhen, da größerer Volumenanteil (2+1 2) durch Konzentration: Endstoffe verringern und ein Ausgangsstoff erhöhen

6 6.) a.) Erläutern Sie die Wirkungsweisen von intakten Chromschutzschichten auf Eisen b.) Geben sie die Gleichung der elektrochemischen Korrosion für die Anode und Kathode an im alkalischen Medium, wenn die Chromschicht defekt ist. c.) Welche Folgereaktion läuft mit den aufgelösten Metallionen ab! (Chrom Potential ist negativer als Eisen Potential) a.) ein intakter Chromüberzug bildet am Rand der Schicht Chromoxid welches Wetterfest (nicht porös, fest) also gegen äußere Umwelteinflüsse resistent ist. b.) Kathode: Fe e Fe Anode: Cr 2e + Cr 2+ (Zersetzung von Chrom) Fe O Fe(O) 2 4 Fe O 2 2 O + 2Fe 2 O 3 2 O 7. Erläutern sie die Ursachen der elektrischen Leitfähigkeit der Metalle Da Metalle untereinander eine Metallbindung eingehen, wo die Valenzelektronen frei beweglich sind und somit den elektrischen Strom leiten. Die Atomrümpfe haben eine Gitterstruktur. 8. Erläutern Sie ein technisches Rauchgasentschwefelungsverfahren! (mit Gleichung) CaCO3 + SO2 CaSO3 + CO 2 Kalk Die Abgase werden durch die REA geführt. In der Anlage befindet sich Kalk, der durch Erhitzung zu Gips (CaO) und CO 2 geteilt wird. Der Kalk reagiert mit dem SO 2 des Abgases zu CaSO 3. CaCO 3 T CaO + CO 2 CaO + SO2 CaSO 3

7 10. Berechnen Sie den pwert: a.) 10 2 mol/l Cl b.) 10 2 mol/l 2SO4 c.) 0,8 mol/l NaO d.) 0,3 mol/l CN pks = 9,25 p = log c( 3 O + ) po = log c(o ) a.) Cl + 2 O 3 O + + Cl 0,01 mol/l [Cl] = 0,01 mol/l [ 3 O + ] (da vollständiger Umsatz) p = 2 b.) 2 SO O 3 O + + SO 4 0,01 mol/l [ 2 SO 4 ] = 0,01 mol/l [ 3 O + ] (da vollständiger Umsatz) p = 2 c.) NaO O + Na + 0,8 mol/l [NaO] = 0,8 mol/l [O ] (da vollständiger Umsatz) po = 1 p = 13 d.) CN + 2 O 3 O + + CN pk s = 9,25 K g = 10 9,25 K g = + c[ 3O ] c[cn ] = c[cn] + c²[3o ] c[cn] da c [ 3 O + ]= c[cn ] 10 9,25 = + c²[3o ] 0,3 0,3 10 9,25 = c²[ 3 O + ] + c²[3o ] = 1,298 *10 5 mol/l davon ln! p = 11,25

8 11. 2KClO 3 2 KCl + 3O 2 Bei der Reaktion entstehen 100g KCl a.) Wie viel Gramm KClO 3 wurden eingesetzt? b.) Wie viel Liter Sauerstoff werden unter Normalbedingungen erhalten? a.) m 100g 2KClO 3 2 KCl + 3O 2 2*39+35,5+3*16 2*(39+35,5) =161,5 g/mol = 149 g/mol m 161,5g/ mol = 100g 149g / mol 100g *161,5g/ mol m= 149g/ mol m=108,4 g b.) 108,4g x 2KClO 3 2 KCl + 3O 2 161,5 g/mol 22,4l/mol 108,4g 161,5g/ mol x = 15l = x 22,4l / mol g NaO werden mit Wasser zu 500 ml Lösung gelöst. a.) Berechnen sie die molare Konzentration b.) geben sie die Gleichung der Neutralisation mit NO 3 c.)wie viel 1molare NO 3 Lösung wird zur Neutralisation von einem Liter der o.g. Lösung benötigt? 9. MnO 4 und Sn 2 reagieren zu MnO 2 und Sn 4 in basischer Lösung. Geben Sie an: a.)oxidationszahlen der MnVerbindung und Zahl der ausgetauschten Elektronen beim Oxidationsvorgang und Reduktionsvorgang b.)oxidationsmittel und Reduktionsmittel c.)redoxgleichung a.) MnO 4 + Sn 2+ +O MnO 2 + Sn 4+

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