Gase und Stoffmenge: Probe-Klassenarbeit – Chemie Klasse 9

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Bearbeitungszeit45 Minuten

Punkteverteilung

Bereich	Aufgaben	Punkte
AFB I · Reproduzieren	A1 – A4	16 P · 32 %
AFB II · Zusammenhänge	A5 – A8	22 P · 44 %
AFB III · Beurteilen	A9 – A10	12 P · 24 %
Gesamt	10 Aufgaben	50 P

Hilfsmittel: Taschenrechner, Periodensystem. Werte: H 1, C 12, N 14, O 16, Na 23, Mg 24, S 32, Cl 35,5, Ca 40, Fe 56 g/mol · V_m = 22,4 L/mol (0 °C) bzw. 24 L/mol (20 °C) · N_A = 6,022 · 10²³ mol⁻¹.

AFB I

Wissen und Reproduzieren

16 Punkte

Molekülformeln lesen

AFB I 4 Punkte

Gib an, wie viele Atome bzw. Moleküle gezählt werden.

a) Atome insgesamt in einem Molekül Propan C₃H₈ 1 P

Anzahl =

b) Wasserstoffatome in 4 H₂O 1 P

Anzahl =

c) Sauerstoffatome in 2 CO₂ 1 P

Anzahl =

d) Atome insgesamt in 2 NH₃ 1 P

Anzahl =

Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 3 + 8 = 11 (1 P) b) 4 · 2 = 8 (1 P) c) 2 · 2 = 4 (1 P) d) 2 · (1 + 3) = 8 (1 P). Koeffizient vervielfacht das ganze Molekül, Index nur das Atom davor.

Aussagen zu Gasen

AFB I 4 Punkte

Welche Aussagen sind richtig?

Wähle alle richtigen Aussagen aus. (mehrere Antworten richtig) 4 P

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Erwartungshorizont: Richtig sind die 1. Aussage (Gesetz von Avogadro) und die 3. (Sauerstoff ist zweiatomig). Falsch: gleiche Teilchenzahl, aber O₂ ist 16-mal so schwer wie H₂; Avogadro gilt nur für Gase. Je richtige Auswahl 2 P, je Fehlklick 2 P Abzug.

Molare Massen

AFB I 4 Punkte

Berechne die molaren Massen (H 1, C 12, N 14, O 16, Mg 24, S 32 g/mol).

a) Sauerstoffgas O₂ 1 P

M = g/mol

b) Methan CH₄ 1 P

M = g/mol

c) Magnesiumoxid MgO 1 P

M = g/mol

d) Schwefelsäure H₂SO₄ 1 P

M = g/mol

Lösung anzeigen (nach Auswerten freigeschaltet)

Erwartungshorizont: a) 2 · 16 = 32 g/mol b) 12 + 4 · 1 = 16 g/mol c) 24 + 16 = 40 g/mol d) 2 · 1 + 32 + 4 · 16 = 98 g/mol — je 1 P.

Umrechnen über die Stoffmenge

AFB I 4 Punkte

Bestimme jeweils die gesuchte Größe (N_A = 6,022 · 10²³ mol⁻¹, M(Mg) = 24 g/mol, M(H₂O) = 18 g/mol).

a) Stoffmenge von 12 g Magnesium 1 P

n = mol

b) Masse von 3 mol Wasser 1 P

m = g

c) Volumen von 0,5 mol Stickstoff bei Normbedingungen (V_m = 22,4 L/mol) 1 P

V = L

d) Stoffmenge von 3,011 · 10²³ Molekülen 1 P

n = mol

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Erwartungshorizont: a) n = 12 g : 24 g/mol = 0,5 mol b) m = 3 mol · 18 g/mol = 54 g c) V = 0,5 mol · 22,4 L/mol = 11,2 L d) n = 3,011 · 10²³ : 6,022 · 10²³ mol⁻¹ = 0,5 mol — je 1 P.

AFB II

Zusammenhänge herstellen

22 Punkte

Gaskartusche zum Campen

AFB II 6 Punkte

Eine Campinggas-Kartusche enthält 116 g Butan (C₄H₁₀). Beim Kochen strömt das Gas bei 20 °C und 1013 hPa aus.

a) Berechne die molare Masse von Butan. 2 P

M = g/mol

b) Berechne die Stoffmenge Butan in der Kartusche. 2 P

n = mol

c) Ermittle das Volumen, das das Butan als Gas einnimmt. 2 P

V = L

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Erwartungshorizont: a) M = 4 · 12 + 10 · 1 = 58 g/mol (2 P) b) n = 116 g : 58 g/mol = 2 mol (2 P) c) V = 2 mol · 24 L/mol = 48 L (2 P; mit 22,4 L/mol → 1 P Abzug, da 20 °C angegeben).

Chlorwasserstoff herstellen

AFB II 6 Punkte

Wasserstoff und Chlor reagieren nach H₂ + Cl₂ → 2 HCl. Es werden 5 L Wasserstoff vollständig umgesetzt; alle Gase haben 20 °C und 1013 hPa.

a) Gib das Volumen Chlor an, das verbraucht wird. 2 P

V(Cl₂) = L

b) Gib das Volumen Chlorwasserstoff an, das entsteht. 2 P

V(HCl) = L

c) Berechne die Anzahl der HCl-Moleküle. Gib den Faktor vor 10²³ an (zwei Nachkommastellen). 2 P

N = · 10²³

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Erwartungshorizont: a) Volumenverhältnis H₂ : Cl₂ = 1 : 1 → 5 L (2 P) b) H₂ : HCl = 1 : 2 → 10 L (2 P) c) n = 10 L : 24 L/mol ≈ 0,417 mol; N = 0,417 mol · 6,022 · 10²³ mol⁻¹ ≈ 2,51 · 10²³ (2 P).

Ein Stück Tafelkreide

AFB II 5 Punkte

Ein Stück Tafelkreide besteht aus 5 g Calciumcarbonat CaCO₃ (M = 100 g/mol).

a) Berechne die Stoffmenge Calciumcarbonat. 2 P

n = mol

b) Bestimme die Anzahl der Sauerstoffatome im Kreidestück. Gib den Faktor vor 10²² an (zwei Nachkommastellen). 3 P

N(O) = · 10²²

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Erwartungshorizont: a) n = 5 g : 100 g/mol = 0,05 mol (2 P) b) Jede Formeleinheit enthält 3 O-Atome: n(O) = 0,15 mol (1 P); N = 0,15 mol · 6,022 · 10²³ mol⁻¹ ≈ 9,03 · 10²² (2 P).

Das unbekannte Gas

AFB II 5 Punkte

Ein Kolbenprober enthält 3 L eines farblosen Gases bei 20 °C und 1013 hPa. Die Gasportion hat eine Masse von 5,5 g.

a) Berechne die Stoffmenge der Gasportion. 2 P

n = mol

b) Ermittle die molare Masse des Gases. 3 P

M = g/mol

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Erwartungshorizont: a) n = 3 L : 24 L/mol = 0,125 mol (2 P) b) M = 5,5 g : 0,125 mol = 44 g/mol (2 P); das passt zu Kohlenstoffdioxid CO₂ (1 P).

AFB III

Verallgemeinern und beurteilen

12 Punkte

Aussagen beurteilen

AFB III 6 Punkte

Beurteile die Aussagen.

Wähle alle wahren Aussagen aus. (mehrere Antworten richtig) 6 P

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Erwartungshorizont: Wahr sind 1 (1 mol = 6,022 · 10²³ Teilchen), 3 (0,5 mol gegenüber 0,03125 mol) und 5 (n = m : M, M konstant). Falsch: V_m gilt nur für Gase; Sauerstoffgas ist O₂ mit 32 g/mol; aus 4 L Edukten entstehen nur 2 L NH₃. Je richtige Auswahl 2 P, je Fehlklick 2 P Abzug.

A10

Magnesium verbrennen

AFB III 6 Punkte

Magnesium verbrennt mit greller Flamme: 2 Mg + O₂ → 2 MgO. Es verbrennen 4,8 g Magnesium (M(Mg) = 24 g/mol, M(MgO) = 40 g/mol, 20 °C).

a) Berechne die Stoffmenge Magnesium. 1 P

n = mol

b) Ermittle das Volumen Sauerstoff, das verbraucht wird. 2 P

V(O₂) = L

c) Berechne die Masse des entstehenden Magnesiumoxids. 2 P

m(MgO) = g

d) Ein Mitschüler behauptet, es entstünden 4,8 g + 2,4 g = 7,2 g Magnesiumoxid. Überprüfe seine Rechnung: Wie viel Gramm Sauerstoff werden tatsächlich gebunden? 1 P

m(O₂) = g

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Erwartungshorizont: a) n = 4,8 g : 24 g/mol = 0,2 mol (1 P) b) n(O₂) = 0,1 mol, V = 0,1 mol · 24 L/mol = 2,4 L (2 P) c) n(MgO) = 0,2 mol, m = 0,2 mol · 40 g/mol = 8 g (2 P) d) m(O₂) = 0,1 mol · 32 g/mol = 3,2 g (1 P). Der Mitschüler hat Liter und Gramm addiert; richtig: 4,8 g + 3,2 g = 8 g (Massenerhaltung).

Ergebnis

Erreicht

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Prozent

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Note

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Aufgabe	Thema	Punkte

Notenschema

Punkte	Note	Beurteilung
46 – 50 P	1	sehr gut
40 – 45 P	2	gut
30 – 39 P	3	befriedigend
22 – 29 P	4	ausreichend
12 – 21 P	5	mangelhaft
0 – 11 P	6	ungenügend