Schwerpunktfach BIOLOGIE und CHEMIE. Chemie-Teil

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1 Maturaprüfung 2010 Note: Name:... Klasse:... Punktzahl:... Schwerpunktfach BIOLOGIE und CHEMIE Chemie-Teil Lehrpersonen: Dr. Zoltàn Molnar, Dr. Małgorzata Simson Prüfungsdatum und -Zeit:..tag,. Mai 2010,.. h Prüfungsdauer: Stunden Allgemeine Hinweise: Wenn nicht anders vermerkt, müssen die Antworten, um die volle Punktzahl zu erreichen, ausführlich genug und klar begründet sein, sowie leserlich dargestellt sein. Ebenso müssen bei Berechnungen die in die verwendeten Formeln eingesetzte Zahlenwerte und die Lösungswege lückenlos ersichtlich sein. Die Resultate sind mit drei Ziffern und wenn sinnvoll mit Zehnerpotenzen anzugeben. Die Aufgaben müssen auf den Aufgabenblättern (... Seiten) gelöst werden. Bei Platzmangel dürfen Zusatzblätter abgegeben werden. (Versehen mit Name, Vorname Klasse und Fach) Die Aufgabenblätter und allfällige Zusatzblätter müssen am Schluss vollständig abgegeben werden. Hilfsmittel: Taschenrechner TI 84, Speicher gelöscht Tabellen (Periodensystem, Säure-Base-Tabelle, Redox-Reihe, Formelsammlung) werden von den Lehrpersonen zur Verfügung gestellt. Bewertung: Das Punktemaximum beträgt 58 Punkte. Für die Note 6 ist nicht die volle Punktzahl erforderlich. Der Notenmassstab ist linear. Der Chemie- und der Biologieteil werden in der Notengebung jeweils 1:1 gewichtet. Viel Erfolg! 1

2 Bindungsarten, Verbindungstypen 1. Wie sind die Atome in den folgenden Stoffen miteinander verknüpft? Stellen Sie dies in chemisch korrekter Schreibweise der Bindungsarten dar (Stellen Sie die Struktur der kleinsten Teilchen dar (mesomere Übergangsformen nicht vergessen) und geben Sie die Art der Bindung an. (K3) a) O 2 (4.5) b) MgS c) SO 2 d) LiNO 3 2

3 Eigenschaften von Stoffen 2. Ordnen Sie folgende Verbindungen nach zunehmender Siedetemperatur (1 = tiefste). Begründen Sie die Reihenfolge, indem Sie die Strukturformeln zeichnen, die auftretenden Kräfte auflisten und vergleichen. (K3) (4x1) CH 2 O K 2 O N 2 H 2 C 2 H 2 3

4 3. Zeichnen Sie jeweils das Isomer von C 3 H 9 N, welches a) möglichst gut b) möglichst schlecht wasserlöslich ist. Begründen Sie (2-3 Sätze). (K3) (1.5) 4. Giesst man die Lösungen von Calciumbromid und Natriumcarbonat zusammen, so bildet sich eine Fällung (ein Niederschlag), d.h. es entsteht eine trübe Lösung. a) Wie bezeichnet man eine solche trübe Lösung wissenschaftlich (Fachwort)? (K1) b) Schreiben Sie auf, welche Ionen in den beiden Lösungen vorkommen. Formulieren Sie anschliessend die vollständige Reaktionsgleichung und kreisen Sie darin die Fällung ein. (K3) (2.5) 4

5 Hartes Wasser 5. a) Erklären Sie anhand von Reaktionsgleichungen mit Kommentar, wie es zur Bildung von hartem Wasser kommt. (K3) b) Warum bildet sich ein Kalkbelag in den Heisswasserleitungen der Kaffeemaschine? Erklärung in 2 4 Sätzen. (K3) 5

6 Stöchiometrie 6. Wie viele Moleküle (Stückzahl) Acetylsalicylsäure ( Aspirin, Formel vgl. Abbildung) nimmt man mit einer Tablette ein, die 500 mg Aspirin enthält? (K3) HO O O O Photosynthese 7. a) Schreiben Sie die korrekte Reaktionsgleichung für die Photosynthese. (K1) b) Sie geben Ihrer Zimmerpflanze 1 dl Wasser. Wie viel Gramm Traubenzucker kann sie damit rein theoretisch maximal erzeugen? Wie viele Liter Sauerstoff würde sie bei N.B. gleichzeitig freisetzen? (K3) 6

7 8. Die Untersuchung einer Reinsubstanz ergab folgende Daten für die fragliche Verbindung (Angaben in Massen-Prozenten): C 51,05 %, H 8,75 %, F: 40,38 %. 47,05 g dieser Substanz nahmen bei N.B. 11,2 Liter Volumen ein. Welche Summenformel hat die untersuchte Verbindung? (K3) Säuren und Basen 9. Wie viel Natriumoxid benötigen Sie, um 125 ml Natronlauge (NaOH aq ) mit einem ph-wert von 13,5 herzustellen? (auf zwei Kommastellen genau) (K3) (2.5) 7

8 10. Schlagen Sie jeweils zwei Chemikalien vor, aus welchen man im Labor in einer vollständig ablaufenden Säure/Base-Reaktion folgende Stoffe herstellen könnte: a) CO 2 b) Na 2 SO 4 Formulieren Sie die dazu gehörigen vollständigen Reaktionsgleichungen. (K3) (2x2) ph-wert, Titration 11. a) Berechnen Sie den ph-wert einer 0.1 molaren Essigsäure-Lösung. (K1) b) Zeichnen Sie den Verlauf der Titrationskurve von 8 ml 0.1 molarer Essigsäure-Lösung mit 0.1 molarer Natronlauge (= X) ein. (K2) c) Die Titrationskurve hat den Äquivalenzpunkt bei ml X und einen Wendepunkt (zwischen dem Start und dem Äquivalenzpunkt) bei.. ml X und ph =.. (auf zwei Kommastellen genau) (K2) ph ml X 8

9 Oxidationszahlen, Redox-Reaktionen ja/nein? 12. a) Bestimmen Sie bei sämtlichen Atomen in den Beispielen 1.) 3.) die Oxidationszahlen und schreiben Sie diese direkt über das jeweilige Atom-Symbol. (K3) b) Liegt jeweils eine Redox-Reaktion vor? (K2) Falls nein: Begründen Sie, warum. Falls ja: Welche Atomsorte wird in der Hinreaktion oxidiert? Unterstreichen Sie sie rot. Welche Atomsorte wird in der Hinreaktion reduziert? Unterstreichen Sie sie blau. 1.) 2 KClO 2 KCl + O 2 2.) Ca(NO 3 ) HCl 2 HNO 3 + CaCl 2 3.) CH CO 2 4 CO + 2 H 2 O 13. Man leitet Wasserstoffgas in die Lösung von Eisen(III)-chlorid ein, und der ph-wert (Unzutreffendes streichen) sinkt / steigt / bleibt konstant. (K2) Formulieren Sie die vollständige Reaktionsgleichung dazu. (Redox- und Stoffgleichung) (K3) 9

10 14. Was passiert, wenn man ein Stück Calcium ins Wasser wirft? a) Formulieren Sie die vollständige Reaktionsgleichung. (K3) b) Was passiert dabei mit dem Calcium (Beobachtung)? (K2) c) Welche Art von Lösung liegt am Ende vor? Wie kann man das nachweisen? (K2) 15. Sie wollen aus Rost [Eisen(III)-oxid] Eisen herstellen. Schlagen Sie eine geeignete Chemikalie vor und formulieren Sie damit die vollständige Reaktionsgleichung. (K3) 10

11 Organische Chemie 16. Zeichen Sie die Skelettformeln folgender Verbindungen: (K3) a) 1,4-Dimethylbenzol b) Phenylamin c) 3-Z-Pentensäuremethylester (para-xylol, im Nitroverdünner enthalten) (3,5) 17. Benennen Sie die abgebildeten Moleküle mit dem systematischen Namen gemäss der IUPAC-Nomenklatur. (K3) a) b) c) (5.5) OH OH O O a) b) c) 18. Beim Sommerpicknick fällt die Ameise Charly in Ihr Cocktailglas. Vor Schreck setzt die Ameise als Abwehr Ameisensäure (Methansäure) frei. a) Zeichnen Sie die Lewis-Formel von Ameisensäure und Trinkalkohol. (K1) b) Lassen Sie die beiden Moleküle miteinander reagieren. Zeichnen Sie die Lewisformel des Hauptproduktes und benennen Sie es korrekt. (K3) (3) 11

12 19. In der Natur gibt es zahlreiche chirale Substanzen. a) Chinin, welches aus der Chinarinde isoliert werden kann, ist chiral und ist das am längsten bekannte wirksame Malariamittel. Kreisen Sie im Chininmolekül alle chiralen Zentren ein und kennzeichnen Sie sie mit einem Stern. (K2) (6) H HO N O N b) Bestimmen Sie die absolute Konfiguration (R oder S) der beiden chiralen Zentren im unten abgebildeten Molekül. (Herleitung ersichtlich darstellen) (K3) * * c) Zeichnen Sie die Skelettformel eines beliebigen Fett-Moleküls, das nicht chiral ist. Erklären Sie, weshalb Ihr Molekül nicht chiral ist. (K3) 12