Korrekturvorlage. Frage 1

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1 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 1 von 11 Punkte Korrekturvorlage Matrikelnummer: Name: Vorname: Bitte eintragen achsemester: achrichtung: Bitte ankreuzen: Chemie Biologie Biotechnologie Pharmazie rage 1 a) In einem Holzgegenstand werden vier mal weniger 14 CZerfälle pro Minute und Gramm Kohlenstoff gemessen als im Holz eines lebenden Baumes. Wie alt ist der Holzgegenstand? (Halbwertszeit 14 C : 5700 Jahre) Jahre... b) Welches Element ist jeweils das Produkt der folgenden radioaktiven Strahlungsprozesse: 14 6 C, βstrahlung N Ra, αstrahlung Rn Tc *, γstrahlung Tc... rage 2 Die Linie im Emissionsspektrum des WasserstoffAtoms, die dem Übergang eines Elektrons von der Schale n = 2 in die Schale n = 1 zuzuordnen ist, liegt bei etwa 120 nm. Welchem Übergang ist eine Emissionslinie bei der vierfachen Wellenlänge zuzuordnen? n = 4 n = 2... Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 1

2 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 2 von 11 Punkte a) Welches der nachfolgend angegebenen Elemente rage 3 Na Cl S I hat die Kleinste Ionisierungsenergie? hat den Kleinsten Atomradius? hat die Größte Ionisierungsenergie?...Na......Cl......Cl... b) Geben Sie die Valenzelektronenkonfiguration folgender Elemente bzw. Ionen an: Element bzw. Ion Valenzelektronenkonfiguration? Mg 3s 2... Br 4s 2 4p 5 e 3+ 3d 5... c) Welches Teilchen der nachfolgend angegebenen Paare hat den jeweils größeren Radius? Teilchenpaar Teilchen mit größerem Radius? Br, Br. Mg 2+, Ca 2+ Ca 2+. e 2+, e 3+ e rage 4 Zu einem Liter einer gesättigten AgClLösung gibt man 0.1 Mol AgN 3. Dieses löst sich auf, es fällt eine geringe Menge eines weißen Niederschlages aus. Wie ist jetzt die Cl Konzentration in der Lösung? (Löslichkeitsprodukt AgCl : mol 2 /L 2 ) 10 9 mol/l. Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 2

3 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 3 von 11 Punkte rage 5 Zeichnen Sie die Valenzstrichformeln folgender Moleküle: Verbindung Valenzstrichformel? C 2 C + C C N. N S 2 S rage 6 Beschreiben Sie folgende Moleküle durch mesomere Grenzformeln: Verbindung Mesomere Grenzformeln? HN 3 H N + H N + H 2 P 4 H P P H H H Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 3

4 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 4 von 11 Punkte rage 7 Skizzieren Sie folgende Moleküle so, dass der räumliche Bau deutlich wird, und beschreiben Sie den Molekülbau (z.b tetraedrisch ): Verbindung Skizze der Struktur der Verbindung Molekülbau P 5 trigonalbipyramidal (3) P.. Cl 5 quadratischpyramidal (3) Cl.. Xe Xe 3 trigonalpyramidal (3). rage 8 Kalium bildet an trockener Luft das Salz K 2. a) Zeichnen Sie die Valenzstrichformel des Anions!.... Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 4

5 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 5 von 11 Punkte b) Skizzieren Sie das MolekülorbitalSchema des Anions (nur M s berücksichtigen, die aus A s der zweiten Schale hervorgehen). Bezeichnen Sie die Molekülorbitale nach ihrer Symmetrie und dem bindenden / antibindenden Charakter (σ / σ *, π / π * ). σ * π * 2p π (3) σ σ * 2s σ A s M s A s... c) Welche Bindungsordnung liegt vor? 1.5 rage 9 Berechnen Sie den phwert einer 0.01 M wässrigen Lösung einer Carbonsäure mit pk S = 5. ph = ½ ( pk S lg c 0 ) = ½ ( 5 ( 2 )) = 3.5 Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 5

6 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 6 von 11 Punkte rage 10 Aus einem Liter einer 0.1 M Lösung von Essigsäure ( pk S = 4.8 ) in Wasser wollen Sie durch Zugabe von NaHLösung ( Konzentration 1 M ) einen Acetatpuffer mit optimaler Puffer Kapazität herstellen: a) Wieviel ml NaHLösung müssen Sie zugeben? 50 b) Welcher phwert stellt sich dann ein? 4.8 rage 11 1 Liter Salzsäure der Konzentration 10 2 M wird mit NaHLösung der Konzentration 1 M titriert. Skizzieren Sie in einem Diagramm den Verlauf des phwertes in Abhängigkeit von der zugegebenen Menge (in ml) NaHLösung. Geben Sie den phwert zu Beginn der Titration und am Äquivalenzpunkt sowie die zugegebene NaHMenge am Äquivalenzpunkt an. (4). Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 6

7 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 7 von 11 Punkte rage 12 a) Die Abbildung unten stellt einen Ausschnitt aus einer dichtesten Kugelpackung dar, wobei zwei übereinanderliegende Kugelschichten coplanar zur Papierebene liegen. (Schicht A : durchgezogene Linie, Schicht B : gestrichelte Linie). Markieren Sie die Lage je einer Tetraederlücke ( mit T ) und ktaederlücke ( mit )! T T T T. b) Ein Salz ist aus Magnesium, Aluminium und xidionen aufgebaut. In einer kubischdichtesten Kugelpackung der xidionen besetzen die Mg 2+ Ionen ein Achtel aller Tetraederlücken und die Al 3+ Ionen die Hälfte der ktaederlücken. Welche Summenformel hat das Salz? MgAl 2 4 c) Zeichnen Sie die Elementarzelle einer kubischdichtesten Kugelpackung! rage 13 a) Ein ideales Gas wird in einem geschlossenen Gefäß von 300 K auf 450 K erhitzt. Um welchen aktor steigt der Druck? 1.5 Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 7

8 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 8 von 11 Punkte b) Berechnen Sie, um welchen aktor die Durchschnittsgeschwindigkeit von WasserstoffMolekülen größer ist als die von Wassermolekülen bei gleicher Temperatur in der Gasphase, ideales Verhalten vorausgesetzt (Atomgewicht : 16 u). 3kT v m 1 1 m2 18 = = = = 9 = 3 v2 3kT m1 2 m 2 (3) aktor 3 rage 14 Schreiben Sie Gleichungen für folgende Beziehungen auf: a) reie Energie G = unktion der Gleichgewichtskonstanten Κ: G = RT lnk b) Enthalpie H = unktion von G, Entropie S und Temperatur T: H = G + T S... c) Geschwindigkeitskonstante k = unktion von Aktivierungsenergie E a und Temperatur T: k = A. exp(e A /RT)... d) Energie E = unktion der requenz ν elektromagnetischer Strahlung E = h. ν... Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 8

9 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 9 von 11 Punkte rage 15 a) Zeichnen sie die Strukturformel des Krebsmedikaments Cisplatin: Cl Cl Pt NH 3 NH 3 b) Zeichnen sie ein Stereoisomeres von Cisplatin: Cl Pt NH 3 H 3 N Cl c) Skizzieren Sie die energetische Aufspaltung der drbitale und deren Besetzung mit Elektronen für ein highspin e 2+ Ion im oktaedrischen Kristallfeld! Aufspaltungsschema und Elektronenbesetzung: E (3) d) Welchen Magnetismus (diamagnetisch oder paramagnetisch) zeigen folgende Verbindungen: Verbindung Magnetismus [e(h 2 ) 6 ](S 4 ) paramagnetisch K 4 [e(cn) 6 ] diamagnetisch NaCl diamagnetisch Cisplatin diamagnetisch.. Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 9

10 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 10 von 11 Punkte rage 16 ormulieren Sie die Reaktionsgleichungen für folgende Umsetzungen: a) Reaktion von Natrium mit Wasser Na + H 2 NaH + ½ H 2 b) Reaktion von Aluminium mit Schwefel zu Aluminiumsulfid 2 Al + 3 S Al 2 S 3 c) Reaktion von Iodid mit H 2 2 in saurer wässriger Lösung 2 I + H H + I H 2 d) xidation von e 2+ Ionen in saurer wässriger Lösung durch Permanganat ormulieren Sie hier zunächst die beiden Redoxteilgleichungen und dann die Gesamtreaktion. Mn H e Mn H 2 5 e 2+ 5 e e (4) (oder: e 2+ e 3+ + e ) 5 e 2+ + Mn H + 5 e 3+ + Mn H 2 d) Abscheidung von Kalk beim Kochen von Leitungswasser Ca(HC 3 ) 2 CaC 3 + C 2 + H 2 Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 10

11 Klausur Grundvorlesung Testat vom Seite 11 von 11 Punkte rage 17 a) Berechnen Sie das Potential E einer e 2+ /e 3+ Halbzelle ( E = 0.77V ) bei 25 C gegenüber der Normalwasserstoffelektrode, wenn [e 2+ ] = 0.1 mol/l und [e 3+ ] = 0.01 mol/l betragen. E = E V / 1 lg ( [e 3+ ] / [e 2+ ] ) E = 0.77 V V (1) (3) E 0.71 V b) Damit die oben beschriebene Zelle Strom liefert, sind die Halbzellen durch eine Salzbrücke mit konzentrierter KClLösung verbunden. Wandern auf der H 2 /H + Seite bei Stromfluß H + Ionen in die Salzbrücke hinein oder K + Ionen aus ihr heraus? H + Ionen wandern in die Salzbrücke hinein rage 18 a) N 2 steht bei Raumtemperatur im Gleichgewicht mit N 2 4. Bei Temperaturerhöhung steigt der prozentuale Anteil von N 2 im Gleichgewicht. Ist die Reaktion von N 2 zu N 2 4 endotherm oder exotherm? exotherm b) Verschiebt sich das Gleichgewicht für die Reaktion von S 2 (g) mit 2 (g) zu S 3 (g) bei Druckerhöhung nach rechts oder nach links? nach rechts c) Beim Auflösen von Natriumacetat in Wasser kühlt sich die Lösung ab. Ist die Kristallisation von Natriumacetat aus wässriger Lösung ein endothermer oder exothermer Vorgang? exotherm d) Wie verschiebt sich das Gleichgewicht für die Bildung von N aus NH 3 und 2 bei Zusatz eines Katalysators? gar nicht Viel Erfolg! Testat, , Grundvorlesung Chemie, Seite 11