3. Diskutieren Sie die Begriffe Ionisierungspotential, Elektronenaffinität, Elektronegativität anhand von mindestens je einem stofflichen Beispiel;

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1 Übungsaufgaben Allgemeine u. Anorg. Chemie / Nebenfach (zum Teil multiple choice!) 1. Wieviele Protonen, Neutronen und Elektronen enthalten die folgenden Atome bzw. Ionen? 3 H, 12 C, 19 F (-), 24 Mg (2+), 31 P (3-) ; 2. Beschreiben Sie die dem Periodensystem der Chemischen Elemente (PSE) zugrundeliegenden Gedankengänge und gehen Sie dabei auf die historische Entwicklung ein. 3. Diskutieren Sie die Begriffe Ionisierungspotential, Elektronenaffinität, Elektronegativität anhand von mindestens je einem stofflichen Beispiel; 4. Wo stehen im PSE die Elemente mit der höchsten Elektronegativität, wo die mit der geringsten? Diskussion. 5. Erklären Sie den Begriff der Gitterenergie und diskutieren Sie die Bedeutung der Gitterenergie in der Chemie von Halogeniden und Oxiden der Alkali- und Erdalkalimetalle. (z.b. Vergleich NaCl / MgO) 6. Vergleichen Sie die Eigenschaften von Kalium (Gruppe 1) und Kupfer (Gruppe11) qualitativ bezüglich a) ihrer Stellung in der Spannungsreihe b) ihrer Ionisierungsenergien c) ihrer Atomradien d) ihrer bevorzugten Oxidationszahlen e) des Verhaltens ihrer Kationen als harte oder weiche Lewis-Säuren Wie lassen sich die Unterschiede aus der unterschiedlichen Stellung im Periodensystem verstehen? 7. Natürliches 40 K ist radioaktiv. In welche(s) Nuklid(e) wandelt es sich um, welche Art von Strahlung wird dabei abgegeben? 8. a) Mit Sauerstoff beladenes Hämoglobin ist diamagnetisch, Sauerstoff-freies Hämoglobin ist paramagnetisch. Geben Sie eine Erklärung für dieses Phänomen an. b) Was ist oxidativer Stress, wie wehren sich Organismen dagegen? 9. Geben Sie die Gleichgewichtskonstanten K c für die Reaktionen 2A + B <==> 4C + D und

2 2 2C + 0.5D <==> A + 0.5B an. 10. Erklären und diskutieren Sie den Begriff Reaktionsgeschwindigkeit. Wodurch wird die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflußt? 11. Wieviel g Wasserstoff sind erforderlich, um 0.25 mol BaSO 4 bei erhöhter Temperatur zu BaS zu reduzieren? 12. Definieren Sie die Begriffe a. Hydrolyse, b. Puffergemisch, c. Autoionisation, d. Äquivalenzpunkt, e. Neutralpunkt Erklären sie die Endpunktsanzeige bei Säure- Base-Titrationen (mindestens je ein Beispiel für (a) - (e). 13. Berechnen Sie den ph-wert eines Gemisches aus 50 ml 0.1 M CH 3 COOH und 100 ml 0.1 M CH 3 COONa, jeweils in Wasser (pk S (CH 3 COOH) = 5). 14. Welche der nachstehenden Silberverbindungen ist leichter löslich, AgCl oder Ag 2 CrO 4? (pk L (AgCl) = 10; pk L (Ag 2 CrO 4 ) = 12). 15. Erklären Sie an je einem stofflichen Beispiel die Begriffe a) Säure-Base-Amphoterie b) Redox-Amphoterie 16. Wie ändert sich das Potential einer Ag/AgCl-Elektrode bei der Zugabe (a) einer wässrigen Lösung von NH 3, (b) bei der Zugabe einer wässrigen Kochsalzlösung? Erklärung und Diskussion. Beschreiben sie, wie die Kombination Ag/AgCl zur Bestimmung des Löslichkeitsproduktes von AgCl dienen kann. 17. Welche der folgenden Kombinationen von Quantenzahlen sind unmöglich? a) n = 0, l = 0; b) n = 3, l = 0; c) n = 2, l = 1, m = 0; d) n = 1, l = 1, m = +1; e) n = 1, l = 0, m = Das maximale Elektronen-Fassungsvermögen einer Schale im Atom, die durch die Hauptquantenzahl n charakterisiert ist, beträgt: a) n; b) 2n 2 ; c) n 2 ; d) n 3 ; e) 4n Welche der folgenden Teilchen sind auf Grund einfacher MO-Betrachtungen stabil? a) H 2 2- ; b) H 2 ; c) HHe - ; d) HHe + ; e) He 2

3 3 20. Welches der folgenden Elemente besitzt die höchste Ionisierungsenergie? a) Li; b) O; c) He; d) N; e) Br 21. Welches der folgenden Elemente besitzt die niedrigste Elektronegativität? a) F; b) N; c) O; d) H; e) Na 22. Welche Aussagen treffen zu? Der metallische Charakter der Elemente nimmt im Periodensystem a) von links nach rechts und von unten nach oben zu b) von rechts nach links und von oben nach unten zu c) in einer Periode von links nach rechts zu d) in einer Hauptgruppe von unten nach oben zu e) mit steigender Ordnungszahl zu 23. Welche der folgenden Teilchen besitzen ein magnetisches Moment (Paramagnetismus)? a) H - ; b) N; c) N 2 ; d) O + ; e) O In welchen der folgenden Moleküle liegt eine Dreifachbindung vor? a) Stickstoff; b) Ozon; c) Schwefeltrioxid; d) Kohlenmonoxid; e) Acetylen ( = Ethin) 25. Welche der folgenden Moleküle haben ein Dipolmoment? a) PF 3 ; b) CO; c) CCl 4 ; d) H 2 S; e) SO Welche der folgenden Verbindungen hat am stärksten ionischen Charakter? a) AlBr 3 ; b) H 2 S; c) CsF; d) NaCl; e) PH Welche der folgenden Teilchen sind tetraedrisch? a) SF 4 ; b) SiF 4 ; c) BH 4 - ; d) XeF 4 ; e) NH Welche Ausdrücke sind eng mit dem Begriff Mesomerie vereinbar? a) isomere Moleküle; b) Grenzformel; c) mittlerer Bindungsgrad; d) π-bindung; e) verschiedene Siedepunkte 29. In welchen Molekülen spielen Wechselwirkungen auf Grund von Wasserstoffbrückenbindung eine Rolle? a) H 2 S; b) HF; c) CH 3 COOH; d) SiH 4 ; e) HI

4 4 30. Das ideale Gasgesetz gilt am besten bei a) hohen Drucken und niedrigen Temperaturen b) kleinen Drucken und hohen Temperaturen c) hohen Drucken und hohen Temperaturen d) kleinen Drucken und niedrigen Temperaturen e) über den gesamten Druck- und Temperaturbereich 31. Wodurch unterscheidet sich eine Salzlösung vom reinen Lösungsmittel? a) Dampfdruckerniedrigung; b) Siedepunktserhöhung; c) Gefrierpunktserniedrigung; d) elektrische Leitfähigkeit; e) Farbänderung 32. Durch welche der folgenden Maßnahmen wird das Gleichgewicht CO 2 (g) + H 2 (g) <===> CO (g) + H 2 O (g) H = kj nach rechts verschoben? a) Erhöhung des Druckes b) Zugabe eines geeigneten Katalysators c) Erniedrigung von [H 2 ] d) Erhöhung der Temperatur e) Erniedrigung der Temperatur 33. NO ist eine endotherme Verbindung (bezogen auch N 2 und O 2 unter Standardbedingungen). Wie kommt es zum Auftreten von NO in Auto- und Kraftwerkabgasen? Welche Rolle spielt NO für die Bildung von Sommersmog (Reaktionsgleichungen)? Kommt NO in Organismen vor? 34. In welchen Teilchen hat H eine negative Oxidations- oder Ladungszahl? a) NaH; b) C 2 H 2 ; c) HF 2 - ; d) AlH 4 - ; e) SiH Der ph-wert einer Lösung mit c(h 3 O + ) = mol/l beträgt a) 4.85; b) 10-4 ; c) 3.15; d) 10.85; e) Welche der folgenden Lösungen kann als Puffer-Lösung benutzt werden? a) 0.10 M NH 4 Cl/0.10 M NH 3 ; b) 0.10 M Na(CH 3 CH 2 CO 2 )/0.05 M CH 3 CH 2 CO 2 H; c) 0.10 M NaH 2 PO 4 ; d) 0.10 M Na 2 SO 4 ; e) 0.10 M CdCl 2 /0.10 M HCl

5 5 37. Wieviele l Chlorgas (bei 0 C und Pa) werden bei der Elektrolyse von wasserfreien MgCl 2 in der Zeit erzeugt, die zur Herstellung von 1.00 kg Mg benötigt wird? Molmassen: Mg = 24.31; Cl = a) 690.5; b) 9218; c) 921.8; d) 92.2; e) 1921,5 Liter 38. Welche Reaktionspartner können sich auf Grund ihrer Stellung in der Spannungsreihe der Elemente direkt miteinander umsetzen? a) K + /Cl 2 ; b) Zn/H + ; c) Zn/Ag + ; d) Cu 2+ /Au; e) Zn 2+ /Mg 39. Eine galvanische Zelle Zn / 1M ZnSO 4 // 1 M CuSO 4 / Cu wird längere Zeit zur Stromerzeugung (Klemmenspannung zu Beginn 1.11 V) genutzt. Wie und warum ändert sich die Klemmenspannung? g einer Probe unreiner Oxalsäure H 2 C 2 O 4, benötigen 30.1 ml einer 0.12 M NaOH zur vollständigen Neutralisation. Wie hoch ist der Prozentgehalt an Oxalsäure in der Probe? Molmassen: H = 1.00; C = 12.01; O = 16.00; Na = a) 56 %; b) 62 %; c) 65 %; d) 68 %; e) 71.5 % 41. Bei der kinetischen Untersuchung einer homogenen Reaktion des Typs A + B + C ---> D + E wurde folgendes gefunden: 1) Werden [B] und [C] konstant gehalten, so verdoppelt sich die Bildungsgeschwindigkeit von E, wenn [A] verdoppelt wird. 2) Werden [A] und [C] konstant gehalten, so verneunfacht sich die Bildungsgeschwindigkeit von E, wenn [B] verdreifacht wird. 3) Die Reaktionsgeschwindigkeit ist unabhängig von [C]. Wie lautet das differentielle Geschwindigkeitsgesetz der Reaktion in der Form + dc (E)/dt =...? a) k [A] [B]; b) k [A] + [B] [C]; c) k [A] [B] 2 ; d) k [A] 2 [B]; e) k [A] 3 [B] Wie groß ist die molare Löslichkeit von PbS in Wasser? K L (PbS) = a) mol/l; b) mol/l; c) mol/l; d) mol/l; e) mol/l 43. Welche Stoffe reagieren in wässriger Lösung sauer? a) CH 3 Cl; b) Na 2 SO 4 ; c) NH 4 Cl; d) FeCl 3 ; e) CH 3 COONa 44. Was versteht man unter einem Isotop? a) Nuklide mit gleicher Kernladungszahl und verschiedener Neutronenzahl b) Nuklide mit gleicher Kernladungszahl und verschiedener Ordnungszahl

6 6 c) Nuklide mit verschiedener Kernladungszahl und gleicher Neutronenzahl d) angeregte Atomkerne e) Elementkerne unterschiedlicher Massenzahl 45. Die Nebenquantenzahl l beschreibt: a) das effektive Volumen des Atomorbitals b) die Energie eines Elektrons in diesem Atomorbital c) die Orientierung des Atomorbitals im Raum bezüglich eines Magnetfeldes d) die geometrische Form (Symmetrie) des Atomorbitals e) die Besetzung des Atomorbitals 46. Welche Werte kann die Spinquantenzahl s des Elektrons annehmen? a) +1; b) +1/2; c) 0; d) -1/2; e) Wie wird das maximale Elektronen-Fassungsvermögen einer Unterschale beschrieben? a) 2l + 3; b) 2l + 2; c) 4l + 2; d) l + 3; e) l/2 (l+3) 48. Wie ändert sich die 1. Ionisationsenergie (IE 1) eines Elementes im Periodensystem? a) Innerhalb einer elementgruppe nimmt IE 1 mit zunehmendem Wert der Kernladungszahl Z ab; b) Innerhalb einer Elementgruppe nimmt IE 1 mit zunehmendem Wert der Kernladungszahl Z zu; c) Innerhalb einer Periode nimmt IE 1 mit steigender Kernladungszahl Z zu; d) Innerhalb einer Periode nimmt IE 1 mit steigender Kernladungszahl Z ab; e) Es gibt keine Regelmäßigkeiten 49. Bei welchen der folgenden Angaben ist die Polarität der jeweiligen binären Verbinddung richtig gekennzeichnet? δ+ δ δ+ δ δ+ δ δ+ δ δ+ δ a) C H; b) C Cl; c) H F; d) C F; e) Cl F 50. Welche der folgenden Antworten sind falsch? Eine koordinative, kovalente Bindung ist dadurch gekennzeichnet, daß: a) Ein Element ein Elektron an ein anderes Element abgibt b) Zwei Elemente sich mehr als ein Elektronenpaar teilen c) Beide Elektronen der kovalenten Bindung vom gleichen Atom stammen d) Jedes Atom ein Elektron zur koordinativen Bindung liefert e) Eine Lewis-Säure/Lewis-Base-Reaktion stattfindet

7 7 51. Folgende Stoffe werden als Lewis-Säuren bezeichet: a) Stoffe, die Protonen aufnehmen (z.b. NH 3 ) b) Stoffe, die Protonen abgeben (z.b. H 2 SO 4 ) c) Stoffe mit einer "Elektronenlücke" (z.b. AlCl 3 ) d) Elektronenpaar-Akzeptoren (z.b. PF 5 ) e) Kationen, die zur Komplexbildung befähigt sind (z.b. Cu 2+, Fe 3+ ) 52. Welche der folgenden Moleküle bzw. Molekülionen weisen nach dem VSEPR Modell (Valence Shell Electron Pair Repulsion) tetraedrische Struktur oder gewinkelte (V-förmige) Geometrie auf? a) H 2 O; b) NH 4 + ; c) XeF 4 ; d) CF 4 ; e) ClF Welches Element hat die höchste Elektronegativität? a) Mg; b) H; c) P; d) Na; e) Br 54. In welcher Verbindung hat die Bindung den ausgeprägtesten ionischen Charakter? a) HI; b) H 2 S; c) HCl; d) NaF; e) NaCl 55. Bei der Reaktion Mg + Cl 2 ---> MgCl 2 reagiert das Chlor als a) Anion; b) Kation; c) Oxidationsmittel; d) Reduktionsmittel; e) Elektronen-Akzeptor 56. Eine wäßrige Lösung hat einen ph-wert von 9.0. Wieviele einzelne OH - -Ionen befinden sich in 1 mm 3 dieser Lösung? (N A = mol -1 ) a) ; b) ; c) ; d) ; e) Welche Faktoren bewirken die Fällung von festem Silberchlorid (AgCl) aus einer gesättigten, wäßrigen AgCl-Lösung? a) Zusatz von wäßriger, konzentrierter AgNO 3 -Lösung b) Zusatz von wäßriger, konzentrierter NaCl-Lösung c) Zusatz von kolloidalem Silber d) Abkühlung der AgCl-Lösung 58. Welche Eigenschaften sind kennzeichnend für einen starken Elektrolyten? a) Dissoziationsgrad α = 1; b) Dissoziationsgrad α = 0.1; c) ionischer Charakter; d) kovalenter Charakter; e) große Lösungsenthalpie 59. Welche der folgenden Verbindungen stellen in wäßriger Lösung starke Elektrolyte dar? a) NaCl; b) HCl; c) H 2 S; d) PbO 2 ; e) NH 3

8 g eines idealen Gases nehmen unter Normalbedingungen (T = K; P = Pa; R = J/K mol) ein Volumen von 16.8 l ein. Berechnen Sie seine Molmasse. a) 160 g/mol; b) 1600 g/mol; c) 12 g/mol; d) 120 g/mol; e) 0.16 kg/mol 61. Durch eine mit Kupfersulfat-Lösung gefüllte Elektrolysezelle zur Reinigung von Kupfer werden Coulomb geschickt. Wieviel Kupfer schlägt sich an der Kathode nieder? (M (Cu) = 63.54; Faraday-Konstante: Coulomb). a) mol; b) mol; c) mol; d) mol; e) mol 62. Eine wäßrige Lösung, die 96 g Amygdalin - eine zuckerähnliche Substanz aus Mandeln - auf 1 l Lösung enthält, hat einen osmotischen Druck von Pa bei 0 C. Welche relative Molmasse hat Amygdalin? a) 432 g/mol; b) 456 g/mol; c) 454 g/mol; d) 448 g/mol; e) 398 g/mol 63. Der Protolysegrad α einer schwachen Säure ist: a) eine Konstante; b) fällt beim Verdünnen; c) steigt beim Verdünnen; d) ist stets 0 und 1; e) ein Maß für die Säurestärke 64. Der ph-wert einer 0.7 molaren, wäßrigen, schwachen, einprotonigen Säure beträgt (K S = mol/l): a) 2.5; b) 4; c) 1.7; d) 3.31; e) Bei der Titration von wäßriger Ammoniak-Lösung mit H 2 SO 4 liegt der Äquivalenzpunkt a) im Sauren; b) im Alkalischen; c) beim Neutralpunkt; d) tritt nicht auf; e) jenseits der definierten ph-skala 66. Welche der folgenden Elemente lösen sich in 1 M HCl? a) Mg; b) Ag; c) Zn; d) Sn; e) Fe 67. Welche Verbindung entsteht bei der Oxidation von Natriumthiosulfat mit Iod unter sauren Bedingungen (Iodometrie)? a) Na 2 S 2 O 3 ; b) Na 2 S 2 O 6 ; c) Na 2 S 2 O 7 ; d) Na 2 S 4 O 6 ; e) Na 2 S 3 O Welche Valenzelektronenkonfiguration haben Halogene? a) ns 2 np 5 ; b) ns 1 np 6 ; c) ns 1 np 3 ; d) nd 7 ; e) ns 2 np Beschreiben und erklären sie die Stereochemie der Verbindungen XeOF 4, XeF 4, PF 5, SF 4, ClF 3, XeF 2, PF 3, BF 3, C 2 H 4, C 2 H 6, H 2 O 2

9 9 70. Beschreiben sie die Herstellung von 500 ml einer 0.1 molaren wässrigen Lösung von Schwefelsäure. (Zur Verfügung stehen 2 M Schwefelsäure und Wasser) 71. Wann liegt eine starke Säure bzw. eine stark saure Lösung vor? Wenn: a) α = 0.2; b) ph = 12; c) K S = 10-5 mol/l; d) ph = -1; e) α = Welche Teilchen sollten aufgrund der Stellung in der Spannungsreihe in wässriger Lösung miteinander reagieren? (a) Zn + Ag + ; (b) Zn + H3O + (c) Cu + Zn 2+ (d) Al + H3O + (e) I2 + Cl In der Auto-"Batterie" laufen beim Aufladen folgende Vorgänge ab: (a) elementares Blei wird oxidiert, (b) Blei(II)-Ionen werden oxidiert, (c) Blei(IV)-Ionen werden oxidiert, (d) Blei(IV)-Ionen werden reduziert, (e) Blei(II)-Ionen werden reduziert 74. Hohe Ozonkonzentrationen in der Biosphäre an Sonnentagen sind zurückzuführen auf: (a) Spaltung von Chloroxid durch Sonnenlicht (b) Spaltung von Kohlendioxid durch Sonnenlicht; (c) Spaltung von Schwefeldioxid durch Sonnenlicht; (d) Spaltung von Stickstoffdioxid durch Sonnenlicht; (e) Spaltung von Stickstoffmonoxid aus Autoabgasen durch Sonnenlicht. 75. In welcher der folgenden Reihen sind die Verbindungen richtig nach ihrer Acidität geordnet? (a) HClO 4 > H2SO4; (b) HCl > HOCl ; (c) HF > HBr ; (d) HNO 3 > HNO 2 ; (e) H 2 O > H 2 S. 76. Wie lautet die Oxidationszahl von Schwefel in Natriumthiosulfat?? a) - 1; b) +3; c) +2.5; d) + 2; e) - 2.5