Probeklausur

Erwartungshorizont:

• a) Die π-Elektronen greifen H⁺ an; H bindet an das CH₂-Ende, es entsteht das sekundäre Carbokation (zwei Alkylreste, +I), Wasser greift an, H⁺ wird zurückgebildet → Propan-2-ol (Markownikow). (3 BE)
• b) Stufe 1 Addition, Stufe 2 Kondensation (Veresterung), Wasserabspaltung aus einem Molekül Eliminierung, Propan-2-ol → Propanon Oxidation (sekundärer Alkohol → Keton). (4 BE)
• c) \(2{,}3 = \dfrac{x^2}{(1{,}0 - x)(2{,}0 - x)}\) → \(1{,}3x^2 - 6{,}9x + 4{,}6 = 0\) → \(x \approx 0{,}782\,\text{mol}\) (zweite Lösung 4,53 mol entfällt) → Ausbeute ≈ 78,2 %. (4 BE)
• d) \(n(\text{Propen}) = 100 : 42{,}08 \approx 2{,}38\,\text{mol}\); \(\eta_\text{ges} = 0{,}90 \cdot 0{,}782 \approx 0{,}704\); \(m = 2{,}38 \cdot 0{,}704 \cdot 102{,}13\,\text{g} \approx 171\,\text{g}\). (4 BE)
• e) Wasserentzug und Eduktüberschuss verschieben das Gleichgewicht (Le Chatelier). Der Katalysator beschleunigt nur die Einstellung, K_c bleibt; nach Erreichen des Gleichgewichts ändert Warten nichts. (3 BE)
• f) Die Säure gibt die OH-Gruppe ab, der Alkohol nur das H-Atom → ¹⁸O bildet die Brücke C(=O)–¹⁸O–C im Ester; das Wasser ist unmarkiert. (2 BE)

Erwartungshorizont:

• a) Start: Homolyse von Cl₂ im Licht. Fortpflanzung: Cl• holt ein H-Atom (es entstehen HCl und ein Alkyl-Radikal), das Radikal reagiert mit Cl₂ unter Rückbildung von Cl•. Ionen und H• treten nicht auf. (3 BE)
• b) Anteil = 3550 : (3550 + 1450) = 71,0 %; die Fläche, nicht die Höhe ist maßgeblich. (3 BE)
• c) Reaktivität pro H: sekundär 71,0 : 4 = 17,75; primär 29,0 : 6 = 4,83 → Verhältnis ≈ 3,67 : 1 (Literatur 3,8). (4 BE)
• d) Sekundär: \(413 - 431 = -18\,\text{kJ/mol}\); primär: \(423 - 431 = -8\,\text{kJ/mol}\). Die sekundäre C–H-Bindung ist schwächer, weil das sekundäre Radikal (zwei Alkylreste, +I) stabiler ist → exothermer, kleinere Aktivierungsenergie, schneller. (4 BE)
• e) Die H-Abstraktion durch Br• ist endotherm; der Übergangszustand ähnelt dem Radikal, die Stabilitätsunterschiede schlagen voll durch (prim. : sek. ≈ 1 : 80) → fast nur 2-Brombutan (Reaktivitäts-Selektivitäts-Prinzip). (3 BE)
• f) Starkes Nucleophil in hoher Konzentration → S_N2 mit Walden-Umkehr; polares protisches Wasser → Heterolyse, planares Carbokation → S_N1, Racemat; starke Base bei hoher Temperatur → Eliminierung von HCl zu But-1-en/But-2-en. (3 BE)

Erwartungshorizont:

• a) Erwartet 3 · 120 = 360 kJ/mol, gemessen 208 kJ/mol → \(E_\text{M} = 360 - 208 = 152\,\text{kJ/mol}\) (≈ 150). (3 BE)
• b) 1,4-Dien: 2 · 120 = 240 → keine Konjugation, keine Stabilisierung; 1,3-Dien: 240 − 232 = 8 kJ/mol. Benzol ist energieärmer als Cyclohexatrien; E_M ist eine Differenz, keine Reaktionsenthalpie. (3 BE)
• c) Aromatisches Sextett bleibt nur bei Substitution erhalten; eine Addition kostete die ≈ 150 kJ/mol Mesomerieenergie. (2 BE)
• d) \(10^{10{,}0 - 7{,}2} = 10^{2{,}8} \approx 631\). (3 BE)
• e) –OH: freies Elektronenpaar, +M überwiegt → o/p, aktivierend. –NO₂: −M → m, desaktivierend. –Cl: −I überwiegt (langsamer), +M lenkt o/p. –CH₃: kein M-Effekt, +I → schwach aktivierend, o/p. (4 BE)
• f) Richtig: Delokalisierung im Phenolat; zusätzliche Grenzstruktur mit Ladung an der NO₂-Gruppe nur aus p-Stellung (3-Nitrophenol: nur −I). Falsch: Das freie Elektronenpaar des Anilin-N ist in den Ring delokalisiert → schwächere Base (pK_B 9,4); Säurestärke folgt aus der Stabilität des Anions, nicht aus der Zahl der O-Atome. (3 BE)
• g) Gemessene Bindungslängen (139 pm), ein einziges 1,2-Dibrombenzol und die Mesomerieenergie belegen das delokalisierte Elektronensextett im ebenen Ring. (2 BE)