KdC AC

Warum hat Stickstoff eine deutlich höhere erste Ionisierungsenergie als Sauerstoff?

Wegen der stabilen, halb-besetzten p-Unterschale (2p3)

Warum ist molekularer Stickstoff N2 chemisch so inert (reaktionsträge)?

Aufgrund der extrem starken Dreifachbindung mit einer hohen Bindungsenergie von +950 kJ

Mit welchem Element reagiert Stickstoff als einzigem bei Raumtemperatur spontan?

Mit Lithium zu Li3N

Nenne zwei Labor-Darstellungsmethoden für Stickstoff.

Thermolyse von Aziden (NaN3) und Synproportionierung von NH4Cl und NaNO2

Wie man NH3 herstellt und Reaktionsgleichung?

der Haber-Bosch-Verfahren. 3H2 + N2 -- 2NH3

Welche Bedingungen (Druck, Temperatur, Kat.) werden beim Haber-Bosch-Verfahren genutzt?

400-500 °C, ca. 300 bar und ein Eisenoxid-Katalysator Fe3O4

Was ist Lachgas und wofür wird es verwendet?

N2O; es wird als Narkosegas, in der Lebensmittelindustrie und zur Leistungssteigerung in Motoren genutzt

Warum ist NO (Stickstoffmonoxid) ein Radikal?

Es besitzt ein ungepaartes Elektron in den antibindenden $\pi$-Orbitalen

Was ist Königswasser (Aqua Regia)?

Eine Mischung aus 1 Teil konz. HNO3 und 3 Teilen konz. HCl

Welches Verfahren dient zur technischen Herstellung von Salpetersäure?

Das Ostwald-Verfahren (katalytische Verbrennung von NH3; NO reagiert mit O2, disproportinierung/recycling NO

Nenne die thermodynamische Stabilität der Phosphor-Allotrope.

Weiß < Rot < Violett < Schwarz

Warum ist Phosphonsäure (H3PO4) nur eine zweibasige Säure?

Weil nur die an Sauerstoff gebundenen H-Atome azide sind; ein H ist direkt am P gebunde

Wie wird weißer Phosphor technisch gewonnen?

Durch elektrische Schmelzreduktion von Apatit mit Koks und Kies (SiO2) in Lichtbogenofen

Wofür wird gasförmiger Stickstoff in der Industrie hauptsächlich verwendet?

Als Schutzgasatmosphäre bei der Produktion von Stahl, Glas und elektronischen Bauteilen sowie für Lebensmittelverpackungen.

Wie lautet die Reaktionsgleichung für die thermische Zersetzung von Natriumazid?

2NaN3 -- 2Na + 3N2

Was ist der Hauptunterschied in der Oxidationskraft zwischen verdünnter und konzentrierter Salpetersäure bei unedlen Metallen?

Konzentrierte $HNO3 führt bei Metallen wie Al, Fe und Cr zur Passivierung, während verdünnte $HNO3nicht oxidierend wirkt.

In welchen Alltagsprodukten findet man roten Phosphor?

In Streichhölzern und Feuerwerkskörpern.

Wie reagiert Calciumphosphid mit Wasser (Hydrolyse)?

Es entsteht extrem giftiges Phosphan-Gas (PH3) und Calciumhydroxid

Was ist der chemische Unterschied zwischen Superphosphat und Doppelsuperphosphat?

Superphosphat wird mit Schwefelsäure hergestellt (Ca(H2PO4)2), während Doppelsuperphosphat durch Reaktion mit Phosphorsäure entsteht (Ca(H2PO4)2)

Nenne die Oxidationsstufen von Stickstoff

N2O=+1, NO=+II, N2O3= +III, NO2= +IV, N2O5= +V

Welche Reaktion findet im Ostwald-Verfahren und mit welcher Katalysator?

Mit Pt, Rh Netz, Salpetersäure Herstellung HNO3

Welche Farbe hat Sauerstoff im flüssigen und festen Zustand?

Im flüssigen Zustand ist er bläulich und als Feststoff bildet er hellblaue Kristalle

Was ist der Unterschied zwischen Triplett- und Singulettsauerstoff?

Triplettsauerstoff (3^O2) ist der stabile Grundzustand, während Singulettsauerstoff (1^O2) kurzlebig, sehr reaktiv und energiereicher ist

Nenne zwei Methoden zur Darstellung von Sauerstoff im Labor.

Thermolyse von Oxiden (z. B. HgO) oder Peroxiden (H2O2) und die Zersetzung von KClO3 mit MnO2 als Katalysator

Wie wird Sauerstoff technisch im großen Maßstab gewonnen?

Durch das Linde-Verfahren (Verflüssigung von Luft und anschließende fraktionierte Destillation)

Nenne drei wichtige industrielle Verwendungszwecke von Sauerstoff.

Schweißen und Schneiden (Stahl), Atemgas in Krankenhäusern

beim Tauchen und als Oxidationsmittel in der Raketentechnik

Nenne drei wichtige industrielle Verwendungszwecke von Sauerstoff.

Schweißen und Schneiden (Stahl), Atemgas in Krankenhäusern

beim Tauchen und als Oxidationsmittel in der Raketentechnik

Warum ist Wasser ein Dipol?

Wegen der gewinkelten Geometrie und der hohen Elektronegativitätsdifferenz zwischen O und H

Welches Verfahren wird heute zur technischen Herstellung von 95 % des H2O2-Bedarfs genutzt?

Das Anthrachinonverfahren

Was sind Hyperoxide und nenne ein Beispiel.

Verbindungen mit dem Anion O2^-, wie zum Beispiel Kaliumhyperoxid KO2

Warum ist Diamant härter als Graphit, obwohl beide aus Kohlenstoff bestehen?

Diamant besitzt eine steife 3D-Raumnetzstruktur aus tetraedrischen kovalenten Bindungen sp3, während Graphit aus lose gestapelten Schichten besteht

Ist Diamant bei Standardbedingungen thermodynamisch stabil?

Nein, er ist metastabil und wandelt sich bei sehr hohen Temperaturen T > 1700 in Graphit um

Nenne die drei Haupttypen von Carbiden.

Salzartige Carbide (z. B. CaC2), kovalente Carbide (z. B. SiC) und metallische Einlagerungscarbide(WC)

Wie lautet die Reaktionsgleichung für das Boudouard-Gleichgewicht?

C + CO2 -- 2 CO (endotherm)

Warum ist Kohlenmonoxid (CO) für Menschen giftig?

Es komplexiert das Eisen im Blut (Hämoglobin) stärker als Sauerstoff

Was definiert die "verbotene Zone" bei einem Halbleiter?

Die Bandlücke (Eg) zwischen dem besetzten Valenzband und dem leeren Leitungsband

Welches Verfahren wird technisch zur Herstellung von Silizium-Einkristallen genutzt?

Das Tiegelziehen nach Czochralski

Nenne die kristallinen Modifikationen von SiO2.

Quarz, Tridymit und Cristobalit

Wie wird Glas im physikalischen Sinne definiert?

Als amorpher Festkörper bzw. eine unterkühlte, gefrorene Flüssigkeit

Warum leitet Graphit elektrischen Strom nur parallel zu den Schichten?

Die Elektronen sind innerhalb der Schichten delokalisiert (leitend), aber der Schichtabstand von 335 pm ist zu groß für eine Leitung senkrecht dazu.

Nenne zwei Anwendungsbereiche von Graphen.

Transistormaterial(Computer Chips), Energiespeicher und Solarzellen.

Wofür wird synthetischer Graphit in der Technik verwendet?

Als Graphitelektroden, Moderator in Kernreaktoren oder als Schmiermittel.

Welche besondere physikalische Eigenschaft besitzt Graphen?

Es hat die höchste bekannte Zugfestigkeit und ist eine einlagige 2D-Schicht.

Wie ist die Struktur von Kohlenstoff-Nanotubes (CNTs) aufgebaut?

Sie bestehen aus $sp^2$-hybridisierten Kohlenstoff-Sechsecken mit Endkappen aus Fünfecke

Warum sind Edelgase unter Standardbedingungen einatomig?

Da ihre Valenzschalen voll besetzt sind, haben sie keine Neigung, chemische Bindungen mit sich selbst oder anderen Atomen einzugehen.

Welches Edelgas hat die höchste Häufigkeit in der Erdatmosphäre?

Argon, mit einem Anteil von etwa 0,93 Vol-%.

Welches Edelgas wird für die Kühlung von supraleitenden Magneten verwendet?

Helium, aufgrund seines extrem niedrigen Siedepunkts von 4,2 K.

Wie lautet die Summenformel der ersten Xenon-Fluor-Verbindung?

XeF2 (Xenondifluorid).

Welche drei Isotope des Wasserstoffs werden unterschieden?

Protium (H)Deuterium (D) und Tritium (T)

Wie lautet die wichtigste technische Methode zur Herstellung von Wasserstoff?

Steam Reforming (Dampfreformierung) von Methan. Ni Kat.

Was passiert bei der CO-Konvertierung (Water-Gas Shift Reaction)?

Kohlenmonoxid reagiert mit Wasserdampf zu Kohlendioxid und weiterem Wasserstoff

Wofür wird der Großteil des industriell produzierten Wasserstoffs verwendet?

Für die Ammoniaksynthese nach dem Haber-Bosch-Verfahren.

Welche Arten von Hydriden gibt es?

Salzartige (ionische)(CaH2,LiH) , kovalente(CH4,HCl) und metallische Hydride(PdH0,8).

Was ist ein Beispiel für ein metallisches Hydrid?

TiH2 oder LaNi5H6, die als Wasserstoffspeicher dienen können.

Warum werden Edelgase als "Schutzgase" bezeichnet?

Weil sie aufgrund ihrer Reaktionsträgheit empfindliche chemische Reaktionen vor Oxidation oder anderen Einflüssen schützen