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Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 1 von 1 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 1 -
Korrekturvorlage Matrikelnummer:
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Chemie Chemie Lehramt Biotechnologie
Fachsemester: Fachrichtung:
Pharmazie Bitte prüfen Sie Ihre Klausur sofort auf Vollständigkeit (Seiten fortlaufend nummeriert von 1 bis 12, Fragen von 1 bis 16) und Lesbarkeit. Spätere Reklamationen werden nicht berücksichtigt!
Frage 1 a) I131
53 hat eine Halbwertszeit von 8 Tagen. Wie lange dauert es, bis 87.5 % davon zerfallen sind? (2) 24 Tage ........................................................................................................................................... b) Welches Isotop entsteht als Zerfallsprodukt? ( I131
53 ist ein β--Strahler)
(1)
c) Die Halbwertszeiten von Isotopen, die in der Radiodiagnostik eingesetzt werden, liegen im Bereich von (bitte richtiges ankreuzen): ( ) Millisekunden ( ) Sekunden bis Minuten ( x ) Stunden bis Tagen ( ) > 1000 Jahre (1) d) Als Radiodiagnostika werden bevorzugt eingesetzt (bitte richtiges ankreuzen): ( ) α-Strahler ( ) β-
-Strahler ( x ) γ-Strahler (1)
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 2 von 2 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 2 -
Frage 2
Markieren Sie unter Beachtung der jeweils in Klammern angegebenen Einheit, in welcher Größenordnung die folgenden Parameter liegen (bitte das ankreuzen, was dem tatsächlichen Wert am nächsten kommt)
(6)
<0.1 1 10 100 1000 >10 000
C-C-Bindungslänge (pm) x
Bindungsenergie N2 (kJ/Mol) x
Wellenlänge rotes Licht (mm) x
Gewicht H-Atom (Gramm) x
Molvolumen ideales Gas (L) x
Normalpotential F2 / 2 F- (V) x
...........................................................................................................................................
Frage 3 a) Im Emissionsspektrum des Wasserstoffatoms gibt es zwei Linien, deren Wellenlängen sich genau um den Faktor 5 unterscheiden. Welchen beiden Übergängen (von n=x nach n=y) sind diese Linien zuzuordnen? n=4 nach n=1 und n=4 nach n=2
(3) b) Nach de Broglie kann jedem fliegenden Teilchen eine Wellenlänge zugeordnet werden. Um welchen Faktor ändert sich die Wellenlänge eines fliegenden Teilchens, wenn seine Geschwindigkeit sich halbiert?
Faktor 2 (1)
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 3 von 3 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 3 -
Frage 4
a) Geben Sie die Valenzelektronenkonfiguration folgender Elemente bzw. Ionen an: Element bzw. Ion Valenzelektronenkonfiguration?
Al 3s23p1 (1) …………………………………………………………... ………………………………… S 3s23p4 (1) ……………………………………………………………………………………………… Ni2+ 3d8 (1) ……………………………………………………....................................………………… Pt2+ 5d8 (1) ……………………………………………………………………………………………… b) Geben Sie an , welches Salz jeweils die größte Gitterenergie hat: Salzpaar Salz mit größerer Gitterenergie NaCl, MgO MgO (1) ………………………………………………………………………………………………. LiF, CsBr LiF (1) …………………………………………………………………………….…………………
Frage 5
Die effektive Komplexbildungskonstante K für den Metallkomplex [Sr(EDTA)]2- (EDTA ist ein Chelatligand) hat bei pH 7 und 25°C etwa den Wert 106 M-1. Das Löslichkeitsprodukt L von SrSO4 beträgt 10-6 mol2/L2 bei 25°C. Finden Sie durch eine Rechnung heraus, ob bei pH 7 und 25°C aus einer 1 M Sr(EDTA)-Lösung in Gegenwart von 0.1 M Sulfat ein SrSO4-Niederschlag ausfällt oder nicht.
(4) L(SrSO4) = [Sr2+]·[SO4
2-] = 10-6 M2
10-3 M Sr2+ · 10-1 M SO42- = 10-4 M2 > 10-6 M2
���� Löslichkeitsprodukt überschritten ���� SrSO4 fällt aus
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 4 von 4 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 4 -
Frage 6
Zeichnen Sie die Valenzstrichformeln folgender Moleküle und geben Sie die Oxidationsstufen aller Atome in römischen Ziffern an (Formalladungen müssen hier nicht angegeben werden). Verbindung Valenzstrichformel? CO2 (2) .................................................................................................................................................
BF4- (2)
................................................................................................................................................. HClO4 (2) .................................................................................................................................................
Frage 7 Beschreiben Sie folgende Moleküle durch mesomere Grenzformeln und geben Sie für alle Atome die Formalladungen an (wenn ≠ 0, in arabischen Ziffern): Verbindung Mesomere Grenzformeln ? NO2 (3) ................................................................................................................................................. N2O (3)
O C O-II +IV -II
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 5 von 5 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 5 -
Frage 8
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 SF6 oktaedrisch (3) ………………………………………………………………………………………………….. I3
- linear (3)
…………………………………………………………………………………………………..
Frage 9
a) Skizzieren Sie das Molekülorbital-Schema für das kurzlebige Molekül H2+
(2)
................................................................................................................................................................... b) Welche Bindungsordnung liegt vor?
0.5 (1)
...................................................................................................................................................
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 6 von 6 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 6 -
c) Skizzieren Sie das Energiebänder-Modell für einen Isolator und für einen Halbleiter.
(3)
Frage 10 Welchen pH-Wert haben folgende wäßrige Lösungen: a) 0.01 M HCl 2 (1) ................................................................................................................................................... b) 10-1 M NaOH 13 (1) ................................................................................................................................................... c) 0.5 • 10-5 M H2SO4 4 (1) ................................................................................................................................................... d) 0.01 M Natriumacetat pKs (Essigsäure) = 4.8 (Rechenweg angeben). (2) pOH = ½(pKB – lg[Acetat]) pKB = 14 - pKS = ½(9.2 – lg[10-2]) = 5.6 pH = 14 – pOH = 8.4
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 7 von 7 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 7 -
e) Skizzieren Sie den Verlauf der Titration einer 0.01 M Essigsäure mit Natronlauge (pH-Wert in Abhängigkeit von den zugegebenen Äquivalenten NaOH). Geben Sie an, bei welchen pH-Werten die mathematischen Wendepunkte der Titrationskurve liegen. pKs (Essigsäure) = 4.8.
(3)
................................................................................................................................................... f) Bei welchem pH-Wert hat ein NH4
+/NH3-Puffer optimale Pufferwirkung (pKB (NH3) = 4.8)
(1) 9.2 g) Erläutern Sie durch eine Reaktionsgleichung, wieso eine wäßrige Lösung von [Fe(OH2)6](NO3)3 sauer ist?
(2) [Fe(OH2)6]3+ →→→→ [Fe(OH2)5(OH)]2+ + H+
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 8 von 8 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 8 -
Frage 11 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 Oktaederlücke ( mit O )!
(2)
(2)
.................................................................................................................................................. c) Skizzieren Sie die Elementarzelle von NaCl.
(3) ...................................................................................................................................................
T TO OO
TT
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 9 von 9 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 9 -
Frage 12 a) Zeichnen sie die Strukturformel des Krebsmedikaments Cisplatin:
(2) ................................................................................................................................................... b) Zeichnen sie ein Stereoisomeres von Cisplatin:
(1) ................................................................................................................................................... c) Skizzieren Sie die energetische Aufspaltung der d-Orbitale und deren Besetzung mit Elektronen für ein high-spin Fe3+-Ion im oktaedrischen Kristallfeld!
Aufspaltungsschema und Elektronenbesetzung: (3) ................................................................................................................................................... d) Wie viele ungepaarte Elektronen pro Fe-Ion hat die Verbindung K3[Fe(CN)6].
1 (1) e) Wie nennt man die lichtinduzierten Elektronenübergänge, die z.B. im Falle des Fe(III)-Thiocyanat-Komplexes sehr intensive Farben von Übergangsmetallkomplexen hervorrufen, aber keine Übergänge zwischen Energieniveaus innerhalb der d-Schale sind ?
Charge-Transfer-Übergänge (1) …………………………………………………………………………………………………..
PtNH3Cl
NH3Cl
PtNH3Cl
ClH3N
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 10 von 10 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 10 -
Frage 13 Formulieren Sie die Reaktionsgleichungen für folgende Umsetzungen: a) Reaktion von Kupfer(II)oxid mit Wasserstoff bei 500°C CuO + H2 →→→→ Cu + H2O (2) ................................................................................................................................................... b) Reduktion von Eisen(III)oxid durch Aluminium (Thermit-Reaktion) Fe2O3 + 2 Al →→→→ 2 Fe + Al2O3 (2) ................................................................................................................................................... c) Auflösen von Silber(I)chlorid durch Ammoniak AgCl + 2 NH3 →→→→ [Ag(NH3)2]+ + Cl- (2) ................................................................................................................................................... d) Disproportionierung von Chlor in alkalischer Lösung Cl2
+ 2 OH- →→→→ Cl- + ClO- + H2O (2) ................................................................................................................................................... e) Auflösen von Kalk (Suspension in Wasser) durch Einleiten von CO2 CaCO3 + CO2 + H2O →→→→ Ca(HCO3)2 (3) ...................................................................................................................................................
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 11 von 11 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 11 -
Frage 14
a) Berechnen Sie das Potential E einer Wasserstoffelektrode mit pH 4 und p(H2) = 1 atm bei 25 °C gegenüber der Normalwasserstoffelektrode.
E = E°°°° + 0.059V / 2 · lg ( [H+]2 / p(H2) ) (3)
E = 0 V + 0.059 V · (-8) E ≈≈≈≈ -0.24 V ................................................................................................................................................... b) Formulieren Sie die Redox-Teilgleichungen für die stromliefernde Reaktion in einer Zink-Kohle-Batterie (=Leclanche-Element). Komplexbildungsgleichgewichte können vernachlässigt werden.
Zn →→→→ Zn2+-+ 2 e- (2)
MnO2 + e- + H+ →→→→ Mn(O)OH (als richtig anerkannt wird auch MnO2 + 2 e- + 2 H+ →→→→ Mn(OH )2) ...................................................................................................................................................
c) Formulieren Sie die Redox-Teilgleichung für die Metall-Auflösung bei Kontakt eines verzinkten Eisenblechs mit Wasser und Luft. Zn →→→→ Zn2+ + 2 e-
(1) ...................................................................................................................................................
Frage 15 Die Reaktion eines Edukts zum Produkt verläuft über einen Übergangszustand. Zeichnen Sie zunächst das Energieprofil der Reaktion (Abzisse: Reaktionskoordinate; Ordinate: ∆G) und dann in das selbe Diagramm das Energieprofil in Gegenwart eines Katalysators.
(3)
Klausur Grundvorlesung Testat vom 11.1.2005 Seite 12 von 12 Punkte
Testat, 11.1.2005, Grundvorlesung Chemie, Seite - 12 -
Frage 16 a) Die Reaktion von NO2 zu N2O4 ist exotherm. Verschiebt sich bei Temperaturerhöhung das Gleichgewicht nach rechts oder nach links ? nach links (1) ................................................................................................................................................... b) Verschiebt sich bei Druckerhöhung das unter a) beschriebene Gleichgewicht nach rechts oder nach links ? nach rechts (1) ................................................................................................................................................... c) Wie ändert sich bei Druckerhöhung die Gleichgewichtskonstante der unter a) beschriebenen Reaktion (wird kleiner, wird größer, bleibt gleich) ? bleibt gleich (1) ................................................................................................................................................... d) Die Membran einer lebenden Zelle ist durchlässig für Wassermoleküle, aber nicht ohne weiteres für Ionen wie Na+ und K+. Was passiert mit einer Zelle in reinem (deionisierten) Wasser (Zelle platzt, Zelle schrumpft, Zelle bleibt unverändert) ? Zelle platzt (1) ................................................................................................................................................... e) Ist die Kristallisation von Natriumacetat aus wässriger Lösung ein endothermer oder exothermer Vorgang ? exotherm (1) ................................................................................................................................................... f) Ist folgende Aussage richtig oder falsch: Eine blaue Lösung von Kupfer(II)-sulfat absorbiert hauptsächlich blaues Licht der Wellenlänge ca. 650 nm ? falsch (1) ................................................................................................................................................... g) Ist die Zersetzung von H2O2 (als 30%ige Lösung in Wasser) durch festes MnO2 eine homogene oder eine heterogene Katalyse? heterogen (1) ...................................................................................................................................................
Viel Erfolg!