Probe-Klassenarbeit

Erwartungshorizont: Wasserstoffbrücke → Anziehung zwischen \(\delta^+\)-H und freiem Elektronenpaar an F, O, N; Hydrathülle → Wassermoleküle um ein gelöstes Ion; Gitterenergie → Energie zum Trennen der Ionen; Anomalie → größte Dichte bei 4 °C, Eis leichter als Wasser (je 1 P). Übrig: Lösungswärme, Van-der-Waals-Kräfte.

Erwartungshorizont: a) 4 °C (1 P) b) \(V = \dfrac{150\ \mathrm{g}}{0{,}917\ \mathrm{g/cm^3}} \approx 163{,}6\ \mathrm{cm^3}\) (2 P) c) 4: zwei H-Atome und zwei freie Elektronenpaare (1 P).

Erwartungshorizont: Richtig: Propan-1-ol (H an O), Methylamin (H an N), Fluorwasserstoff (H an F). Falsch: Chlormethan (Dipol, aber H nur an C), Dimethylether (freie Paare am O, aber kein H an O), Ethan (unpolar). Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.

Erwartungshorizont: a) \(\mathrm{Ca(NO_3)_2(s)} \xrightarrow{\mathrm{H_2O}} \mathrm{Ca^{2+}(aq)} + 2\,\mathrm{NO_3^-(aq)}\); Ladungsbilanz \(+2 + 2\cdot(-1) = 0\), das Nitrat-Ion bleibt ganz (2 P). b) 3 Ionen je Formeleinheit: \(0{,}4\ \text{mol} \cdot 3 = 1{,}2\ \text{mol}\) (2 P).

Erwartungshorizont: a) Schritt \(-41{,}3 - (-60{,}3) = 19\ \text{°C}\); erwartet \(-60{,}3 - 19 = -79{,}3\ \text{°C}\) (2 P). b) \(100 - (-79{,}3) = 179{,}3\ \text{°C}\) (2 P). c) Zusätzliche Wasserstoffbrücken \(\mathrm{O{-}H\cdots O}\); \(\mathrm{H_2O}\) ist sogar das kleinste Molekül der Reihe, und die Atombindungen bleiben beim Sieden erhalten (2 P).

Erwartungshorizont: a) \(E_\text{Lösung} = 704 + (-712) = -8\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{mol}}\) (2 P) b) negativ → exotherm, wärmer (1 P) c) \(Q = 0{,}5 \cdot 8 = 4{,}0\ \text{kJ}\); \(\Delta\vartheta = 4{,}0 : 0{,}418 \approx 9{,}6\ \text{°C}\) (2 P) d) Hydratation (1 P).

Erwartungshorizont: 1 Ionenverbindung (Natriumfluorid), 2 unpolare Molekülverbindung (Naphthalin), 3 polare Molekülverbindung (Harnstoff), 4 Ionenverbindung (Calciumoxid), 5 polare Molekülverbindung (Aceton). Je 1 P.

Erwartungshorizont: Richtig: H-Atome zum Anion; Mg²⁺ bindet fester (doppelte Ladung, kleineres Ion); Hydratation setzt Energie frei. Falsch: keine Elektronenpaarbindung, nur Ion-Dipol-Anziehung; Heptan ist unpolar und hydratisiert nicht; die Ionen bleiben Ionen. Punkte anteilig, je Fehlklick Abzug.

Erwartungshorizont: a) \(0{,}917 : 1{,}000 = 91{,}7\ \%\) (2 P). b) Richtig: Seen würden von unten zufrieren; Hohlräume im Brückengitter; Tiefenwasser ≈ 4 °C. Falsch: Die Masse bleibt gleich; unter 4 °C dehnt sich Wasser beim Abkühlen aus (Anomalie); Eis hat die kleinste Dichte (4 P, anteilig).

Erwartungshorizont: a) Je Gramm: \(\mathrm{NH_4NO_3}\) \(26 : 80 \approx 0{,}33\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{g}}\), \(\mathrm{KNO_3}\) \(35 : 101 \approx 0{,}35\ \tfrac{\text{kJ}}{\text{g}}\); \(\mathrm{CaCl_2}\) gibt Wärme ab (2 P). b) \(n = 40 : 80 = 0{,}5\ \text{mol}\); \(Q = 0{,}5 \cdot 26 = 13\ \text{kJ}\) (2 P). c) In 100 g Wasser lösen sich nur 32 g \(\mathrm{KNO_3}\) (≈ 11 kJ), aber weit über 100 g \(\mathrm{NH_4NO_3}\) — die Löslichkeit entscheidet, nicht nur der Wert je Gramm (2 P).