Abi 1999 Chemie Gk Seite 1

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2 Abi 1999 Chemie Gk Seite 2 Hinweise für den Schüler Aufgabenauswahl: Von den 2 Prüfungsblöcken A und B ist einer auszuwählen. Bearbeitungszeit: Die Arbeitszeit beträgt 210 Minuten, zusätzlich stehen 30 Minuten für die Wahl des Prüfungsblockes zur Verfügung. Hilfsmittel: - nicht programmierbarer Taschenrechner - Tafelwerk, das an der Schule verwendet wird - Duden oder ein Nachschlagewerk zur Neuregelung der deutschen Rechtschreibung Sonstiges: Die chemische Zeichensprache und die chemischen Gesetzmäßigkeiten sind in angemessener Form anzuwenden, auch wenn es die Aufgabenstellung nicht unmittelbar fordert. Die Lösungen sind in sprachlich einwandfreier Form darzustellen. Für Berechnungen sind die Tabellen des Anhangs zu nutzen. Der Lösungsweg muß erkennbar sein. Die Ergebnisse der Berechnungen sind in einem sinnvollen Antwortsatz zu formulieren. Benötigte Chemikalien und Geräte sind schriftlich anzufordern. Entwürfe können ergänzend zur Bewertung nur herangezogen werden, wenn sie zusammenhängend konzipiert sind und die Reinschrift etwa Dreiviertel des erkennbar angestrebten Gesamtumfangs entspricht.

3 Abi 1999 Chemie Gk Seite 3 Block A Stoffliche und energetische Veränderungen bei chemischen Reaktionen 1. Propan gilt als umweltfreundliches Heizgas. Der Heizwert beträgt ( 6 BE) 45,9 MJ kg Entwickeln Sie die Reaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Propan, und berechnen Sie die molare Volumenarbeit bei Normbedingungen! Betrachten Sie alle Reaktionsteilnehmer als Gase! 1.2 Berechnen Sie die molare Reaktionsenthalpie aus dem Heizwert! 1.3 Stellen Sie die Zusammenhänge zwischen der Änderung der molaren inneren Energie, der molaren Volumenarbeit und der molaren Reaktionsenthalpie in einer Übersichtsskizze dar, und interpretieren Sie diese! 2. In einem Stahltank befindet sich Brauchwasser, das sauer reagiert. ( 7 BE) 2.1 Nach einigen Jahren ist dieser Tank unbrauchbar geworden. Geben Sie für den ablaufenden Redoxvorgang die Teilgleichungen an! 2.2 Unterbreiten Sie 2 Vorschläge, um die Lebensdauer solcher Tanks zu erhöhen, und begründen Sie diese! 2.3 Die sich ständig ändernde Eisen(II)-Ionenkonzentration könnte elektrochemisch bestimmt werden. Eine Eisenelektrode (Akzeptor) taucht in eine Eisen(II)-salzlösung der Konzentration c = 0,1 mol l -1. Eine weitere Eisenelektrode taucht in die Brauchwasserprobe. Beide Elektroden sind leitend verbunden. Es wird eine Spannung von 0,03 V gemessen. Berechnen Sie die Konzentration der Eisen(II)-Ionen in der Wasserprobe! 3. Neutralisationsenthalpien lassen sich aus Tabellenwerten oder experimentell ( 8 BE) ermitteln. 3.1 Berechnen Sie die molare Neutralisationsenthalpie für die Reaktion von Salpetersäure mit Natriumhydroxidlösung! Gehen Sie dabei von der Reaktionsgleichung in vereinfachter Ionenschreibweise aus! 3.2 Ermitteln Sie rechnerisch die sich ergebende Temperaturänderung der Lösung, wenn 20 ml Salpetersäure, c = 1 mol l 1, und 20 ml Natronlauge, c = 1 mol l, reagieren! 3.3 Experiment: Überprüfen Sie Ihre Angaben von 3.1 und 3.2 experimentell! Fordern Sie die benötigten Geräte an! Vergleichen Sie die Ergebnisse, und führen Sie im Bedarfsfall eine Fehlerbetrachtung durch! 4. Beim Lösen von Ionensubstanzen in Wasser entstehen oft saure oder basische ( 9 BE) Lösungen. 4.1 Erläutern Sie die Vorgänge im Teilchenbereich beim Lösen von Natriumhydroxid in Wasser unter Berücksichtigung energetischer Aspekte. Es ist eine Erwärmung der Lösung festzustellen. 4.2 Berechnen Sie den ph-wert einer Natriumhydroxidlösung und einer Natriumacetatlösung der Konzentration von jeweils c= 1 mol l!

4 Abi 1999 Chemie Gk Seite 4 Begründen Sie die Unterschiede! 5. Ammoniakmoleküle und Ammonium-Ionen können ineinander umgewandelt (10 BE) werden. 5.1 Erläutern Sie die Vorgänge beim Einleiten von gasförmigem Ammoniak in Wasser anhand der Reaktionsgleichung! 5.2 Wie verändert sich der ph-wert, wenn die Lösung von Aufgabe 5.1 längere Zeit in einem offenen Gefäß stehen bleibt? Begründen Sie Ihre Aussage! 5.3 Begründen Sie, daß ein Gemisch aus Ammoniakwasser und Ammoniumsalzlösung einen Puffer darstellt! Erklären Sie dessen Pufferwirkung bei Zugabe einer sauren bzw. einer basischen Lösung! 5.4 Ammoniumcarbonat wird bei der Herstellung bestimmter Backwaren als Treibmittel verwendet. Erklären Sie seine Wirkung anhand einer Reaktionsgleichung!

5 Abi 1999 Chemie Gk Seite 5 Block B Gesetzmäßigkeiten chemischer Reaktionen 1. Salpetersäure gehört zu den wichtigsten Grundchemikalien. Sie wird aus Stick- (11 BE) stoffdioxid, Wasser und Sauerstoff hergestellt. 1.1 Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Bildung der Salpetersäure! Bestimmen und begründen Sie die Reaktionsart! 1.2 Entscheiden Sie mit Hilfe von Berechnungen, ob die genannte Reaktion bei 25 0 C abläuft! Erläutern Sie an diesem Beispiel das Zusammenwirken der Triebkräfte der chemischen Reaktion! 1.3 Stickstoffdioxid ist ein braunes Gas, das mit dem farblosen Gas Distickstofftetraoxid im Gleichgewicht steht. Bei Temperaturerhöhung ist eine Farbvertiefung des Gasgemisches zu beobachten. Formulieren Sie zu diesem Gleichgewicht die Reaktionsgleichung, und entscheiden Sie, ob die Bildung des Distickstofftetraoxid exo- oder endotherm erfolgt! Geben Sie an und begründen Sie, wie sich die Temperaturerhöhung auf die Gleichgewichtskonstante auswirkt! 2. Viele Vorgänge im täglichen Leben, bei der technischen Herstellung lebens- (13 BE) wichtiger Produkte, bei Laboruntersuchungen und in Organismen basieren auf Säure-Base-Reaktionen. 2.1 Ammoniumsulfat ist ein Düngemittel. Welchen Einfluß kann eine Überdüngung auf den ph-wert des Bodens haben? Begründen Sie Ihre Entscheidung mit Hilfe der K S bzw. K B -Werte der Ionen des Salzes, und geben Sie eine Protolysegleichung an! 2.2 Erläutern Sie den Begriff korrespondierendes Säure-Base-Paar anhand der Reaktionsgleichung von 2.1! 2.3 Der ph-wert des Blutes wird u.a. über das Puffersystem H 2CO3 / HCO 3 bei etwa 7,4 konstant gehalten. Definieren Sie den Begriff Puffer, und erläutern Sie ausgehend von der Protolysegleichung dessen Wirkung bei Zuführung von Hydronium-Ionen! Bei starker Muskeltätigkeit wird Milchsäure (K S = 1,38 10 mol l ) erzeugt. Wie würde sich der ph-wert des Blutes bei Eintritt von 5 mmol Milchsäure in 5 l Blut ändern, wenn kein Puffersystem wirken würde? Hinweis: Die Milchsäure kann bei den Berechnungen als schwache Säure betrachtet werden. 2.5 Experiment: Bestimmen Sie die Konzentration der vorliegenden Natronlauge durch Titration mit Salzsäure, c = 0,1 mol l 1! Führen Sie die Titration mit 2 Proben durch! Die benötigten Geräte und der Indikator werden Ihnen zur Verfügung gestellt. 3. Die Reaktion zwischen Magnesium und Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure) ist ( 6 BE) gut geeignet, um verschiedene Größen zum Reaktionsverlauf zu bestimmen. 3.1 Skizzieren Sie eine Versuchsanordnung, mit der die Reaktionsenthalpie und

6 Abi 1999 Chemie Gk Seite 6 die Volumenarbeit bei dieser Reaktion festgestellt werden können! Geben Sie an, wie mit den experimentellen Daten die beiden Größen berechnet werden können! 3.2 Interpretieren Sie die Wertetabelle für die Reaktion zwischen Magnesiumspänen und verdünnter Chlorwasserstoffsäure, und geben Sie eine Erklärung für den festgestellten Sachverhalt! V H2 in ml t in s Mit Hilfe der Spannungsreihe sind qualitative und quantitative Aussagen über (10 BE) Redoxreaktionen möglich. 4.1 Diskutieren Sie den möglichen Ablauf der folgenden Reaktionen, und formulieren Sie gegebenenfalls die Reaktionsgleichung in verkürzter Ionenschreibweise! a) Kupferpulver in Eisen(II)-chloridlösung b) Eisenpulver in Eisen(III)-chloridlösung 4.2 Erläutern Sie Aufbau und Wirkungsweise eines galvanischen Elementes aus einer Nickel- und einer Silberhalbzelle! 4.3 Berechnen Sie die Konzentration der Silber(I)-Ionen in der unter 4.2 beschriebenen Zelle, wenn die Konzentration der Nickel(II)-Ionen 0, 2 mol l beträgt und 1 eine Zellspannung von 1,03 V gemessen wurde!