Probeklausur

Erwartungshorizont:

• a) \(n(\ce{CO2}) = 0{,}75 : 44{,}01 = 17{,}0\,\text{mmol}\); \(\bar v = 17{,}0 : 60 \approx 0{,}284\,\text{mmol/s}\). (3 BE)
• b) \(n(\ce{HCl}) = 2 \cdot 17{,}0 = 34{,}1\,\text{mmol}\) → \(\Delta c = 0{,}341\,\text{mol/L}\); \(\bar v = 0{,}341 : 60 \approx 5{,}68 \cdot 10^{-3}\,\text{mol/(L·s)}\). (3 BE)
• c) Säure wird verbraucht → geringere Konzentration → weniger Stöße pro Zeit; die Stücke werden kleiner, die Oberfläche sinkt. Keine Rückreaktion: offenes System, CO₂ entweicht. E_A ist konstant. (4 BE)
• d) Pulver: größere Oberfläche → v₀ größer, Endmasse gleich (HCl begrenzt). Doppelte Konzentration: v₀ größer, doppelte Stoffmenge HCl → doppelt so viel CO₂ (2,86 g statt 1,43 g; Marmor bleibt im Überschuss). 10 °C: v₀ kleiner, Endmasse gleich. Verdünnen auf 200 mL: halbe Konzentration → v₀ kleiner, gleiche Stoffmenge HCl → gleiche Endmasse. (4 BE)
• e) \(\Delta\vartheta = 20\,°\text{C}\) → Faktor \(2{,}5^2 = 6{,}25\); \(t = 90 : 6{,}25 = 14{,}4\,\text{s}\). (3 BE)
• f) Richtig: Katalysator (kleinere E_A), Pulver (Oberfläche). Falsch: Die Stoßzahl steigt je 10 °C nur um knapp 2 %, entscheidend ist der Energieanteil. (3 BE)

Erwartungshorizont:

• a) Produkte im Zähler, Edukte im Nenner; \(\Delta n = 0\) → ohne Einheit. (2 BE)
• b) \(\sqrt{19} = 4{,}359 = \dfrac{x}{1{,}00 - x}\) → \(x = 4{,}359 : 5{,}359 \approx 0{,}813\,\text{mol/L}\). Probe: \(0{,}813^2 : 0{,}187^2 \approx 19\). (4 BE)
• c) K sinkt beim Erwärmen → die Rückreaktion ist die endotherme Richtung → Hinreaktion exotherm (Δ_rH < 0). (3 BE)
• d) \(Q = (1{,}00 \cdot 0{,}60) : (0{,}20 \cdot 0{,}30) = 10 > K = 7{,}2\) → die Rückreaktion überwiegt, bis \(Q = K\). (3 BE)
• e) Druck: gleich viele Gasteilchen, keine Verschiebung. NO₂-Überschuss und NO-Entzug: Q < K → mehr SO₃. Erwärmen: K sinkt (exotherm) → weniger SO₃. Katalysator: nur schneller. (5 BE)
• f) \(\Delta_r H^\circ = -R \cdot \ln(19 : 92) : \left(\tfrac{1}{900} - \tfrac{1}{700}\right) \approx -41\,\text{kJ/mol}\) — exotherm, passend zu c). (3 BE)

Erwartungshorizont:

• a) \(L = \sqrt{1{,}8 \cdot 10^{-10}} \approx 1{,}34 \cdot 10^{-5}\,\text{mol/L}\). (3 BE)
• b) \(K_L = (2L)^2 \cdot L = 4L^3\) → \(L = \sqrt[3]{1{,}1 \cdot 10^{-12} : 4} \approx 6{,}50 \cdot 10^{-5}\,\text{mol/L}\). (3 BE)
• c) L(Ag₂CrO₄) ≈ 5-mal L(AgCl), obwohl K_L kleiner ist — andere Einheit, anderer Formeltyp. AgBr ist am schwersten löslich (L ≈ 7 · 10⁻⁷ mol/L). (3 BE)
• d) Verdünnung auf das Doppelte: \(c = 1{,}0 \cdot 10^{-5}\,\text{mol/L}\), \(Q = 1{,}0 \cdot 10^{-10}\). AgBr: \(Q > K_L\) → Fällung. AgCl: \(Q < 1{,}8 \cdot 10^{-10}\) → keine Fällung. (4 BE)
• e) \(c(\ce{Ag+}) = K_L : c(\ce{Cl-}) = 1{,}8 \cdot 10^{-10} : 0{,}010 = 1{,}8 \cdot 10^{-8}\,\text{mol/L}\) — gleichioniger Zusatz senkt L fast um den Faktor 1000. (3 BE)
• f) Für AgCl genügt bei c(Cl⁻) ≈ 0,1 mol/L schon c(Ag⁺) ≈ 10⁻⁹ mol/L, für Ag₂CrO₄ (c(CrO₄²⁻) ≈ 10⁻² mol/L) erst ≈ 10⁻⁵ mol/L → AgCl fällt zuerst, Chromat färbt am Endpunkt. Menge des Bodenkörpers ändert c nicht (heterogenes GG); Chromat wird verbraucht, ist kein Katalysator. (4 BE)