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Question 1Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage beschreibt die Elektronenpaarbindung im H₂-Molekül nach dem Orbitalmodell zutreffend?

  1. Zwei 1s-Orbitale überlappen und bilden ein π-bindendes Molekülorbital, das mit zwei Elektronen gleichen Spins besetzt ist.
  2. Ein 1s-Elektron wird vollständig auf das andere H-Atom übertragen, sodass ein Ionengitter entsteht.
  3. Die beiden 1s-Orbitale bleiben unverändert und die Bindung beruht allein auf Dipol-Dipol-Kräften.
  4. Zwei 1s-Orbitale überlappen und bilden ein σ-bindendes Molekülorbital, das mit zwei Elektronen entgegengesetzten Spins besetzt ist. Correct answer.

Explanation

Bei der kovalenten Bindung überlappen Atomorbitale zu Molekülorbitalen. Die kopflineare Überlappung zweier 1s-Orbitale ergibt ein σ-Orbital, das nach dem Pauli-Prinzip mit zwei Elektronen entgegengesetzten Spins besetzt wird.

Question 2Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Beobachtung ist bei der Reaktion von Magnesium mit Salzsäure zu erwarten?

  1. Die Reaktion verläuft ohne sichtbare Veränderung, da Magnesium edler als Wasserstoff ist.
  2. Es entsteht ein farbloses, brennbares Gas, und das Metall löst sich unter Gasentwicklung auf. Correct answer.
  3. Es entsteht ein braunes Gas, und die Lösung färbt sich intensiv blau.
  4. Es bildet sich ein weißer Niederschlag, während das Metall unverändert bleibt.

Explanation

Magnesium steht in der Spannungsreihe unedler als Wasserstoff und verdrängt ihn aus der Säure. Dabei entstehen Magnesiumionen und elementarer Wasserstoff, der als farbloses, brennbares Gas entweicht.

Question 3Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage zum chemischen Gleichgewicht einer exothermen Reaktion ist korrekt?

  1. Ein Katalysator verschiebt die Gleichgewichtslage zugunsten der Produkte.
  2. Eine Temperaturerhöhung verschiebt das Gleichgewicht zur Seite der Edukte. Correct answer.
  3. Eine Temperaturerhöhung verschiebt das Gleichgewicht zur Seite der Produkte.
  4. Die Gleichgewichtskonstante ist unabhängig von der Temperatur.

Explanation

Nach dem Prinzip von Le Chatelier weicht ein System einer Temperaturerhöhung aus, indem es die endotherme Richtung begünstigt. Bei einer exothermen Hinreaktion ist die Rückreaktion endotherm, sodass sich das Gleichgewicht zu den Edukten verschiebt.

Question 4Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche funktionelle Gruppe kennzeichnet eine Carbonsäure?

  1. –CHO
  2. –COOH Correct answer.
  3. –COO–R
  4. –OH

Explanation

Carbonsäuren enthalten die Carboxygruppe –COOH, in der eine Carbonylgruppe direkt an eine Hydroxylgruppe gebunden ist. Diese Kombination erklärt die sauren Eigenschaften durch Abgabe des Hydroxylprotons.

Question 5Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welchen pH-Wert hat eine wässrige Lösung mit c(H₃O⁺) = 1·10⁻³ mol/L bei 25 °C?

  1. pH = 7
  2. pH = 11
  3. pH = 3 Correct answer.
  4. pH = 1

Explanation

Der pH-Wert ist der negative dekadische Logarithmus der Oxoniumkonzentration. Mit c = 10⁻³ mol/L ergibt sich pH = 3, also eine saure Lösung.

Question 6Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Kraft hält die DNA-Doppelhelix hauptsächlich zusammen?

  1. Kovalente Bindungen zwischen den Basen beider Stränge
  2. Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Desoxyriboseresten
  3. Wasserstoffbrückenbindungen zwischen komplementären Basen Correct answer.
  4. Ionenbindungen zwischen Phosphatgruppen und Zuckern

Explanation

Die beiden Stränge sind über Wasserstoffbrücken zwischen komplementären Basen verbunden: A paart mit T über zwei, G mit C über drei Brücken. Die kovalenten Bindungen bestehen innerhalb eines Strangs im Zucker-Phosphat-Rückgrat.

Question 7Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Was beschreibt die Oxidationszahl eines Atoms in einer Verbindung?

  1. Die tatsächliche Anzahl der Elektronen in der äußersten Schale des Atoms
  2. Die hypothetische Ladung, die es bei vollständiger Zuordnung der Bindungselektronen zum elektronegativeren Partner hätte Correct answer.
  3. Die Anzahl der Protonen im Kern des Atoms
  4. Die Anzahl der kovalenten Bindungen, die das Atom im Molekül eingeht

Explanation

Die Oxidationszahl ist eine formale Rechengröße, bei der jedes Bindungselektron dem elektronegativeren Atom zugerechnet wird. Sie erlaubt das Aufstellen von Redoxgleichungen, obwohl sie keine reale Ladung darstellt.

Question 8Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage zur Konzentrationsangabe Molalität ist korrekt?

  1. Sie gibt die Stoffmenge des gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösungsmittel an. Correct answer.
  2. Sie gibt die Stoffmenge des gelösten Stoffes pro Liter Lösung an.
  3. Sie gibt die Masse des gelösten Stoffes pro Liter Lösungsmittel an.
  4. Sie gibt das Volumen des gelösten Stoffes pro Kilogramm Lösung an.

Explanation

Die Molalität b ist definiert als Stoffmenge des Gelösten je Kilogramm Lösungsmittel. Da sie sich auf eine Masse bezieht, ist sie im Gegensatz zur Molarität temperaturunabhängig.

Question 9Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Wie viele Stereoisomere existieren für 2-Chlorbutan?

  1. Nur eines, da das Molekül achiral ist
  2. Vier, nämlich zwei Enantiomerenpaare
  3. Drei, nämlich ein Enantiomer und ein Diastereomer
  4. Zwei, nämlich ein Enantiomerenpaar Correct answer.

Explanation

C2 von 2-Chlorbutan trägt vier verschiedene Substituenten (H, Cl, CH₃, C₂H₅) und ist ein Stereozentrum. Damit existieren genau zwei spiegelbildliche Enantiomere, das (R)- und das (S)-Isomer.

Question 10Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Ein Reaktionssystem erreicht bei 298 K einen Gleichgewichtszustand. Welche Aussage über die Geschwindigkeiten gilt dann?

  1. Beide Geschwindigkeiten sind null, da keine Umsetzung mehr stattfindet.
  2. Die Geschwindigkeit der Hinreaktion ist größer als die der Rückreaktion.
  3. Die Geschwindigkeit der Rückreaktion ist größer als die der Hinreaktion.
  4. Die Geschwindigkeit der Hinreaktion ist gleich der Geschwindigkeit der Rückreaktion. Correct answer.

Explanation

Im dynamischen Gleichgewicht laufen Hin- und Rückreaktion ständig weiter, aber mit gleicher Geschwindigkeit. Dadurch bleiben die Konzentrationen konstant, obwohl auf Teilchenebene Umsetzungen stattfinden.

Question 11Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Für eine Reaktion A → B gilt: Die Verdopplung der Anfangskonzentration von A verdoppelt die Anfangsgeschwindigkeit. Welche Aussage zur Kinetik ist zutreffend?

  1. Die Reaktion ist dritter Ordnung bezüglich A.
  2. Die Reaktion ist nullter Ordnung bezüglich A.
  3. Die Reaktion ist erster Ordnung bezüglich A. Correct answer.
  4. Die Reaktion ist zweiter Ordnung bezüglich A.

Explanation

Bei einer Reaktion erster Ordnung ist v = k·c(A); eine Verdopplung von c(A) verdoppelt daher v. Bei zweiter Ordnung würde sich die Geschwindigkeit vervierfachen, bei nullter Ordnung unverändert bleiben.

Question 12Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welches Produkt entsteht bei der vollständigen Verbrennung von Ethanol in ausreichend Sauerstoff?

  1. Essigsäure und Methan
  2. Ethanal und Wasser
  3. Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff
  4. Kohlenstoffdioxid und Wasser Correct answer.

Explanation

Bei vollständiger Verbrennung eines organischen Stoffes werden alle Kohlenstoffatome zu CO₂ und alle Wasserstoffatome zu H₂O oxidiert. Die Summengleichung lautet C₂H₅OH + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O.

Question 13Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Warum leitet eine Kochsalzlösung den elektrischen Strom, während festes Natriumchlorid dies nicht tut?

  1. In der Lösung sind die Ionen beweglich, im Kristall sind sie in festen Gitterpositionen gebunden. Correct answer.
  2. In der Lösung entstehen freie Elektronen, die den Strom transportieren.
  3. Die Lösung enthält undissoziierte NaCl-Moleküle, die als Ladungsträger wirken.
  4. Festes Natriumchlorid enthält keine Ionen, sondern nur Moleküle.

Explanation

Die elektrische Leitfähigkeit von Elektrolytlösungen beruht auf beweglichen Ionen. Beim Lösen wird das Ionengitter durch Hydratation aufgebrochen, sodass Na⁺ und Cl⁻ wandern können; im festen Kristall sind sie ortsfest.

Question 14Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Rolle hat der Elektronendonator in einer Redoxreaktion?

  1. Er senkt die Aktivierungsenergie und wirkt als Katalysator.
  2. Er gibt Protonen ab und wirkt als Brønsted-Säure.
  3. Er gibt Elektronen ab und wird dabei oxidiert. Correct answer.
  4. Er nimmt Elektronen auf und wird dabei reduziert.

Explanation

Ein Reduktionsmittel gibt Elektronen an den Reaktionspartner ab und erhöht dabei seine eigene Oxidationszahl, wird also oxidiert. Der Elektronenakzeptor nimmt diese Elektronen auf und wird reduziert.

Question 15Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage erklärt die hohe Siedetemperatur von Wasser im Vergleich zu Schwefelwasserstoff korrekt?

  1. Wasser hat eine geringere molare Masse und verdampft daher schwerer.
  2. Wasser bildet Wasserstoffbrückenbindungen, H₂S dagegen nur schwächere Dipol-Dipol-Wechselwirkungen. Correct answer.
  3. Wasser ist eine Ionenverbindung und wird durch ionische Kräfte zusammengehalten.
  4. H₂S ist unpolar und kann daher keine zwischenmolekularen Kräfte ausbilden.

Explanation

Der stark elektronegative Sauerstoff bindet Wasserstoffatome, die an freie Elektronenpaare benachbarter Moleküle anlagern und Wasserstoffbrücken bilden. Diese sind deutlich stärker als die Dipol-Dipol-Kräfte im weniger polaren H₂S.

Question 16Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Bei der Titration von 25,0 mL Essigsäure der Konzentration 0,100 mol/L mit Natronlauge der Konzentration 0,100 mol/L wird der Äquivalenzpunkt erreicht. Welches Volumen Natronlauge wurde verbraucht?

  1. 12,5 mL
  2. 25,0 mL Correct answer.
  3. 100,0 mL
  4. 50,0 mL

Explanation

Essigsäure und Natronlauge reagieren im Stoffmengenverhältnis 1:1. Da beide Lösungen die gleiche Konzentration haben, ist das verbrauchte Volumen gleich dem Probenvolumen von 25,0 mL.

Question 17Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Eigenschaft macht ein Molekül chiral?

  1. Es enthält ein delokalisiertes π-System, wie es in aromatischen Ringen vorliegt.
  2. Es enthält mindestens eine Doppelbindung, die eine cis-trans-Isomerie ermöglicht.
  3. Es besitzt ein Kohlenstoffatom mit vier verschiedenen Substituenten und ist mit seinem Spiegelbild nicht deckungsgleich. Correct answer.
  4. Es besitzt eine polare Bindung, wodurch ein Dipolmoment entsteht.

Explanation

Chiralität liegt vor, wenn ein Molekül und sein Spiegelbild nicht durch Drehung zur Deckung gebracht werden können, häufig durch ein Stereozentrum mit vier verschiedenen Resten. Cis-trans-Isomerie und Polarität allein erzeugen keine Chiralität.

Question 18Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Warum wirkt ein Puffersystem aus Essigsäure und Natriumacetat einer pH-Änderung entgegen?

  1. Der Puffer neutralisiert Säuren und Basen vollständig zu Wasser und einem Neutralsalz.
  2. Die Pufferkapazität beruht auf der vollständigen Dissoziation beider Komponenten.
  3. Die Pufferlösung enthält keine freien Ionen und kann daher keine Ladungen aufnehmen.
  4. Zugegebene Oxoniumionen werden von Acetat-Ionen abgefangen, zugegebene Hydroxidionen von Essigsäuremolekülen. Correct answer.

Explanation

Im Puffer liegen die schwache Säure und ihre konjugierte Base in vergleichbaren Konzentrationen vor. Zugesetzte H₃O⁺ protonieren Acetat, zugesetzte OH⁻ werden von Essigsäure neutralisiert, sodass sich der pH-Wert kaum ändert.

Question 19Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage beschreibt die Wirkung eines Katalysators auf eine Reaktion korrekt?

  1. Er erhöht die Reaktionsenthalpie, damit die Produkte schneller entstehen.
  2. Er senkt die Aktivierungsenergie durch einen alternativen Reaktionsweg, ohne die Reaktionsenthalpie zu verändern. Correct answer.
  3. Er verschiebt die Gleichgewichtslage vollständig auf die Produktseite.
  4. Er wird bei der Reaktion verbraucht und muss kontinuierlich nachdosiert werden.

Explanation

Ein Katalysator eröffnet einen energetisch günstigeren Reaktionsweg mit niedrigerer Aktivierungsenergie. Die Enthalpiedifferenz zwischen Edukten und Produkten bleibt gleich, ebenso die Gleichgewichtslage.

Question 20Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die Löslichkeit von Kohlenstoffdioxid in Wasser ist zutreffend?

  1. CO₂ ist unpolar und löst sich daher praktisch nicht in Wasser.
  2. CO₂ löst sich als starke Base und erhöht den pH-Wert der Lösung.
  3. CO₂ bildet mit Wasser ein unlösliches Salz, das ausfällt.
  4. CO₂ reagiert mit Wasser zu Kohlensäure, weshalb die Lösung sauer reagiert. Correct answer.

Explanation

Gelöstes CO₂ reagiert teilweise mit Wasser zu H₂CO₃, das in Protonen und Hydrogencarbonat dissoziiert. Dadurch sinkt der pH-Wert, weshalb kohlensäurehaltige Lösungen sauer reagieren.

Question 21Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Für das Gleichgewicht N₂ + 3 H₂ ⇌ 2 NH₃ (exotherm) soll die Ammoniakausbeute erhöht werden. Welche Maßnahmenkombination ist nach Le Chatelier sinnvoll?

  1. Druckerniedrigung und Temperaturerhöhung
  2. Temperaturerhöhung und Entfernung von Ammoniak
  3. Zugabe eines Katalysators und Druckerhöhung
  4. Druckerhöhung und Temperatursenkung Correct answer.

Explanation

Bei Druckerhöhung verschiebt sich das Gleichgewicht zur Seite mit weniger Gasteilchen, also zu 2 NH₃. Da die Hinreaktion exotherm ist, begünstigt eine Temperatursenkung zusätzlich die Produktbildung, wenngleich die Reaktionsgeschwindigkeit sinkt.

Question 22Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Ein galvanisches Element besteht aus einer Zn/Zn²⁺-Halbzelle (E° = –0,76 V) und einer Cu/Cu²⁺-Halbzelle (E° = +0,34 V). Welche Zellspannung ist zu erwarten?

  1. 0,00 V, da sich die Potenziale aufheben
  2. 1,10 V, wobei Zink oxidiert wird Correct answer.
  3. –1,10 V, wobei Kupfer oxidiert wird
  4. 0,42 V, wobei Kupfer oxidiert wird

Explanation

Die Zellspannung ergibt sich als Differenz der Standardpotenziale: 0,34 V – (–0,76 V) = 1,10 V. Das unedlere Zink gibt Elektronen ab und wird oxidiert, Kupferionen werden reduziert.

Question 23Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Warum ist die elektrolytische Abscheidung von Aluminium aus wässriger Lösung nicht möglich?

  1. Aluminiumionen sind in Wasser unlöslich und liegen daher nicht als bewegliche Ionen vor.
  2. Die Elektrolyse von Wasser würde das Aluminium sofort wieder oxidieren, aber nur bei niedrigem pH-Wert.
  3. Aluminium ist edler als Wasserstoff und kann deshalb nicht abgeschieden werden.
  4. Wasserstoff wird wegen seines günstigeren Reduktionspotenzials bevorzugt abgeschieden, bevor Aluminiumionen reduziert werden. Correct answer.

Explanation

In wässriger Lösung konkurrieren die Reduktion von Wasser bzw. Oxoniumionen mit der Reduktion der Aluminiumionen. Da die Wasserstoffabscheidung ein deutlich positiveres Potenzial besitzt, wird bevorzugt Wasserstoff gebildet; technisch erfolgt die Aluminiumgewinnung daher in einer Schmelzflusselektrolyse.

Question 24Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Bei einer Reaktion erster Ordnung sind nach 10 Minuten noch 50 % des Edukts vorhanden. Wie viel Prozent sind nach 30 Minuten noch vorhanden?

  1. 0 %
  2. 33 %
  3. 25 %
  4. 12,5 % Correct answer.

Explanation

Bei einer Reaktion erster Ordnung folgt der Umsatz einem exponentiellen Zerfall mit konstanter Halbwertszeit. Nach drei Halbwertszeiten von je 10 Minuten verbleiben (1/2)³ = 1/8, also 12,5 % des Edukts.

Question 25Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage zur Mesomerie des Benzolmoleküls ist korrekt?

  1. Die sechs π-Elektronen sind über den gesamten Ring delokalisiert, was die besondere Stabilität erklärt. Correct answer.
  2. Die Doppelbindungen wechseln ständig ihre Position, sodass das Molekül instabil ist.
  3. Benzol enthält drei isolierte Doppelbindungen und verhält sich wie ein Alken.
  4. Die Delokalisierung betrifft nur die σ-Bindungen des Kohlenstoffgerüsts.

Explanation

Benzol ist planar und die sechs p-Orbitalen überlappen zu einem geschlossenen π-System mit sechs delokalisierten Elektronen. Diese Delokalisierung nach der Hückel-Regel erklärt die aromatische Stabilität und die im Vergleich zu Alkenen geringere Reaktivität.

Question 26Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Hybridisierung besitzt das zentrale Kohlenstoffatom im Methanmolekül CH₄?

  1. sp³d
  2. sp³ Correct answer.
  3. sp
  4. sp²

Explanation

Im Methan ist das Kohlenstoffatom tetraedrisch von vier Wasserstoffatomen umgeben; daraus ergibt sich eine sp³-Hybridisierung mit Bindungswinkeln von etwa 109,5°. Die vier gleichwertigen bindenden Elektronenpaare besetzen dabei vier hybridisierte Orbitale.

Question 27Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Bindungskräfte halten die Bausteine eines Ionenkristalls wie Natriumchlorid zusammen?

  1. Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Gitterbausteinen
  2. Unpolare Elektronenpaarbindungen zwischen benachbarten Chloridionen
  3. Elektrostatische Anziehung zwischen entgegengesetzt geladenen Ionen Correct answer.
  4. Wasserstoffbrückenbindungen zwischen Natrium- und Chloridionen

Explanation

Im Ionengitter sind Natriumkationen und Chloridanionen regelmäßig angeordnet und werden durch elektrostatische Coulomb-Kräfte zusammengehalten. Diese starken Anziehungskräfte erklären die hohen Schmelztemperaturen von Salzen.

Question 28Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Wie ändert sich die Lage des Gleichgewichts einer exothermen Synthesereaktion, wenn die Temperatur erhöht wird?

  1. Das Gleichgewicht verschiebt sich zur Eduktseite. Correct answer.
  2. Das Gleichgewicht verschiebt sich zur Produktseite.
  3. Die Gleichgewichtslage bleibt unverändert, nur die Geschwindigkeit steigt.
  4. Das Gleichgewicht verschiebt sich unabhängig von der Reaktionsenthalpie immer zur Seite der größeren Molzahl.

Explanation

Nach dem Prinzip von Le Chatelier weicht ein System einer Temperaturerhöhung aus, indem es die endotherme Richtung begünstigt. Bei einer exothermen Hinreaktion ist die Rückreaktion endotherm, sodass sich das Gleichgewicht zur Eduktseite verschiebt.

Question 29Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage beschreibt die Rolle des Oxidationsmittels in einer Redoxreaktion korrekt?

  1. Es nimmt Elektronen auf und wird dabei selbst reduziert. Correct answer.
  2. Es senkt die Aktivierungsenergie, ohne selbst umgesetzt zu werden.
  3. Es gibt Elektronen ab und wird dabei selbst oxidiert.
  4. Es überträgt Protonen und wirkt dadurch als Säure.

Explanation

Ein Oxidationsmittel ist der Elektronenakzeptor einer Redoxreaktion; durch die Aufnahme von Elektronen sinkt seine Oxidationszahl, es wird also reduziert. Das Gegenstück, das Reduktionsmittel, gibt Elektronen ab und wird oxidiert.

Question 30Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Eigenschaft unterscheidet Enantiomere voneinander?

  1. Sie haben unterschiedliche Siedetemperaturen.
  2. Sie unterscheiden sich in der Anzahl ihrer kovalenten Bindungen.
  3. Sie drehen die Ebene polarisierten Lichts in entgegengesetzte Richtungen. Correct answer.
  4. Sie weisen unterschiedliche Summenformeln auf.

Explanation

Enantiomere sind spiegelbildliche, nicht zur Deckung bringbare Isomere; sie drehen linear polarisiertes Licht entgegengesetzt. In achiraler Umgebung sind ihre physikalischen Eigenschaften wie Siedetemperatur praktisch gleich.

Question 31Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Was ist die Oxidationszahl des Stickstoffs im Nitration NO₃⁻?

  1. −3
  2. +3
  3. +4
  4. +5 Correct answer.

Explanation

Sauerstoff erhält in Verbindungen die Oxidationszahl −2, drei Sauerstoffatome ergeben also −6. Die Gesamtladung des Ions ist −1, daraus folgt für Stickstoff x − 6 = −1, also x = +5.

Question 32Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die elektrische Leitfähigkeit von Graphit im Vergleich zu Diamant ist zutreffend?

  1. Graphit leitet, weil seine Kohlenstoffatome vollständig ionisiert vorliegen.
  2. Diamant leitet besser, weil seine C–C-Bindungen kürzer sind.
  3. Beide Modifikationen leiten gleich gut, da sie aus Kohlenstoff bestehen.
  4. Graphit leitet, weil delokalisierte π-Elektronen entlang der Schichten beweglich sind. Correct answer.

Explanation

Im Graphit ist jedes Kohlenstoffatom sp²-hybridisiert; die verbleibenden p-Elektronen bilden ein delokalisiertes π-System, in dem Ladungsträger beweglich sind. Im Diamant sind alle vier Valenzelektronen in σ-Bindungen fest gebunden, daher ist er ein Isolator.

Question 33Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Bei der radikalischen Chlorierung von Methan entsteht Chlormethan. Welcher Schritt der Radikalkettenreaktion liefert das Methylradikal?

  1. Die Spaltung von Cl₂ durch UV-Licht in zwei Chlorradikale
  2. Die Reaktion von Chlormethan mit einem Chlorradikal
  3. Die Reaktion eines Chlorradikals mit Methan unter Bildung von HCl und ·CH₃ Correct answer.
  4. Die Rekombination zweier Methylradikale zu Ethan

Explanation

In der Kettenfortpflanzung abstrahiert das Chlorradikal ein Wasserstoffatom vom Methan und bildet dabei Chlorwasserstoff und das Methylradikal. Dieses reagiert anschließend mit Cl₂ weiter zum Chlormethan und einem neuen Chlorradikal.

Question 34Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die nucleophile Substitution am gesättigten Kohlenstoff (S_N2) ist korrekt?

  1. Sie verläuft in einem Schritt über einen pentakoordinierten Übergangszustand. Correct answer.
  2. Ihre Geschwindigkeit hängt nur vom Nucleophil und nicht vom Substrat ab.
  3. Sie verläuft über ein planares Carbokation als Zwischenstufe.
  4. Sie bevorzugt tertiäre Halogenalkane wegen der größeren Polarität.

Explanation

Bei der S_N2-Reaktion greift das Nucleophil gleichzeitig an, während die Abgangsgruppe austritt; es entsteht ein Übergangszustand mit fünffach koordiniertem Kohlenstoff. Die Reaktionsgeschwindigkeit ist von beiden Partnern abhängig und nimmt mit zunehmender Substitution am Reaktionszentrum ab.

Question 35Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die elektrolytische Gewinnung von Chlor aus wässriger Natriumchloridlösung ist korrekt?

  1. An der Kathode entsteht Chlor durch Reduktion von Chloridionen.
  2. Es entsteht ausschließlich Natriummetall an der Kathode.
  3. An der Anode entsteht Chlor durch Oxidation von Chloridionen. Correct answer.
  4. An der Anode entsteht Wasserstoff durch Oxidation von Wasser.

Explanation

Bei der Chloralkali-Elektrolyse werden Chloridionen an der Anode oxidiert, wobei Chlorgas entsteht. An der Kathode wird Wasser reduziert, sodass Wasserstoff und Hydroxidionen gebildet werden; Natriummetall entsteht wegen des positiven Redoxpotenzials von Wasser nicht.

Question 36Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die Konzentrationsabhängigkeit der Zellspannung eines galvanischen Elements ist korrekt?

  1. Die Zellspannung ist unabhängig von den Ionenkonzentrationen, solange die Temperatur konstant bleibt.
  2. Die Zellspannung hängt nur vom Elektrodenmaterial ab und nicht vom Elektrolyten.
  3. Die Zellspannung sinkt, wenn die Konzentration der reduzierten Form an der Kathode sinkt.
  4. Nach der Nernst-Gleichung steigt die Zellspannung, wenn die Konzentration der oxidierten Form an der Kathode sinkt. Correct answer.

Explanation

Das Elektrodenpotenzial folgt der Nernst-Gleichung E = E° + (RT/zF)·ln(c_ox/c_red). Sinkt die Konzentration der oxidierten Form an der Kathode, steigt das Kathodenpotenzial und damit die Zellspannung.

Question 37Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die Säurestärke von Essigsäure und Chloressigsäure ist korrekt?

  1. Chloressigsäure ist stärker, weil sie mehr Wasserstoffatome besitzt.
  2. Essigsäure ist stärker, weil die Methylgruppe Elektronen abzieht.
  3. Chloressigsäure ist stärker, weil der elektronegative Chlorrest das Anion durch induktiven Effekt stabilisiert. Correct answer.
  4. Beide Säuren sind gleich stark, da sie dieselbe funktionelle Gruppe besitzen.

Explanation

Das Chloratom zieht über den induktiven Effekt Elektronendichte aus der Carboxylatgruppe ab und stabilisiert so das konjugierte Anion. Dadurch ist die Säurekonstante von Chloressigsäure größer als die von Essigsäure.

Question 38Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage beschreibt die Wirkung eines Puffers aus Ammoniak und Ammoniumchlorid korrekt?

  1. Der Puffer hält den pH-Wert bei jeder Säuremenge exakt konstant.
  2. Der Puffer wirkt nur, wenn beide Komponenten in sehr unterschiedlichen Konzentrationen vorliegen.
  3. Zugesetzte Säure wird durch Ammoniak abgefangen, zugesetzte Base durch Ammoniumionen. Correct answer.
  4. Zugesetzte Säure wird durch Chloridionen neutralisiert.

Explanation

Ein Puffer enthält ein Säure-Base-Paar, das beide Richtungen abpuffert: Ammoniak neutralisiert zugeführte Protonen, Ammoniumionen reagieren mit zugeführter Base. Die Pufferkapazität ist am größten, wenn die Konzentrationen beider Komponenten ähnlich sind.

Question 39Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die galvanische Korrosion von Eisen ist korrekt?

  1. Eisen oxidiert als unedleres Metall und wirkt gegenüber Sauerstoff als Reduktionsmittel. Correct answer.
  2. Korrosion findet nur in vollständig sauerstofffreiem Wasser statt.
  3. Eine Zinkschicht fördert die Korrosion, weil Zink unedler als Eisen ist.
  4. Eisen wird reduziert, während Sauerstoff oxidiert wird.

Explanation

Bei der Korrosion gibt Eisen Elektronen ab und geht als Fe²⁺ in Lösung; es wird oxidiert und wirkt damit als Reduktionsmittel gegenüber Sauerstoff. Sauerstoff wird an der Kathode reduziert.

Question 40Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Bei einer Reaktion A + B → C wird die Konzentration von A verdoppelt, während B konstant bleibt; die Anfangsgeschwindigkeit vervierfacht sich. Welche Aussage über das Geschwindigkeitsgesetz ist korrekt?

  1. Die Reaktion ist bezüglich A nullter Ordnung.
  2. Die Reaktion ist bezüglich A erster Ordnung.
  3. Die Reaktion ist bezüglich A dritter Ordnung.
  4. Die Reaktion ist bezüglich A zweiter Ordnung. Correct answer.

Explanation

Verdoppelt sich die Konzentration von A und vervierfacht sich die Geschwindigkeit, so gilt v ∝ c(A)², denn 2² = 4. Der Exponent bezüglich A ist damit 2, die Reaktion ist in A zweiter Ordnung.

Question 41Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über das Löslichkeitsprodukt eines schwer löslichen Salzes ist korrekt?

  1. Das Löslichkeitsprodukt gilt nur für gut lösliche Salze.
  2. Das Löslichkeitsprodukt ist bei gegebener Temperatur konstant und beschreibt das Produkt der Ionenaktivitäten in gesättigter Lösung. Correct answer.
  3. Das Löslichkeitsprodukt ändert sich mit der Menge des ungelösten Bodenkörpers.
  4. Ein größeres Löslichkeitsprodukt bedeutet immer eine geringere Löslichkeit.

Explanation

Das Löslichkeitsprodukt K_L ist das Produkt der Ionenaktivitäten einer gesättigten Lösung und hängt nur von der Temperatur ab. Der Bodenkörper beeinflusst die Lage des Gleichgewichts nicht, solange er vorhanden ist.

Question 42Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die Reaktion von Ethanal mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin ist korrekt?

  1. Es entsteht ein gelb bis orange gefärbtes Hydrazon, das als Nachweis der Carbonylgruppe dient. Correct answer.
  2. Es entsteht ein Ester durch Veresterung mit dem Reagenz.
  3. Es entsteht ein Carbonsäurechlorid unter HCl-Abspaltung.
  4. Es entsteht ein Silberspiegel am Glasrand.

Explanation

Aldehyde und Ketone reagieren mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin unter Wasserabspaltung zu einem Hydrazon, das gelb bis orange ausfällt. Dieser Nachweis zeigt die Carbonylgruppe an.

Question 43Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die Fehling-Probe ist korrekt?

  1. Die Probe beruht auf der Oxidation des Aldehyds zum Alkohol.
  2. Die Probe weist Carbonsäuren durch Gasentwicklung nach.
  3. Ketone reduzieren die Fehling-Lösung ebenso schnell wie Aldehyde.
  4. Aldehyde reduzieren die blaue Kupfer(II)-Lösung zu rotem Kupfer(I)-oxid. Correct answer.

Explanation

Aldehyde werden durch die Fehling-Lösung oxidiert, während Kupfer(II)-Ionen zu Kupfer(I)-oxid reduziert werden und als roter Niederschlag ausfallen. Ketone reagieren unter diesen Bedingungen nicht.

Question 44Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Für eine Esterbildung aus Ethansäure und Ethanol gilt eine Gleichgewichtskonstante nahe 4. Welche Maßnahme erhöht die Ausbeute an Ester am wirksamsten?

  1. Ein Katalysator wird in großer Menge zugesetzt.
  2. Die Temperatur wird stark erhöht, ohne das Gleichgewicht zu berücksichtigen.
  3. Das entstehende Wasser wird fortlaufend entfernt. Correct answer.
  4. Die Konzentration des Ethanols wird verringert.

Explanation

Wird Wasser als Produkt laufend entzogen, verschiebt sich das Gleichgewicht nach dem Prinzip von Le Chatelier zur Produktseite. Ein Katalysator beschleunigt nur die Einstellung des Gleichgewichts, verändert aber nicht dessen Lage.

Question 45Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die Mesomerie des Carboxylat-Anions ist korrekt?

  1. Die Protonierung des Carboxylats ist unmöglich.
  2. Die negative Ladung sitzt ausschließlich an einem Sauerstoffatom, dessen Bindung kürzer ist.
  3. Die negative Ladung ist gleichmäßig auf beide Sauerstoffatome verteilt; beide C–O-Bindungen sind gleich lang. Correct answer.
  4. Das Carboxylat-Anion besitzt keine delokalisierten Elektronen.

Explanation

Im Carboxylat-Anion sind die beiden Sauerstoffatome durch Mesomerie gleichwertig; die negative Ladung ist über beide verteilt. Deshalb sind beide C–O-Bindungen gleich lang und liegen zwischen Einfach- und Doppelbindung.

Question 46Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Welche Aussage über die Reaktion von 2-Buten mit Brom beschreibt den Mechanismus korrekt?

  1. Es entsteht ein Keton durch Umlagerung.
  2. Es entsteht ein vicinales Dibromid durch elektrophile Addition über ein Bromonium-Ion. Correct answer.
  3. Es entsteht ein Alkohol durch nucleophile Substitution.
  4. Es entsteht eine Carbonsäure durch Oxidation.

Explanation

Brom addiert an die Doppelbindung in einer elektrophilen Addition; zunächst bildet sich ein cyclisches Bromonium-Ion, das durch Bromid geöffnet wird. Das Produkt ist ein vicinales Dibromid.

Question 47Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

In einem galvanischen Element aus Ag/Ag⁺ (E° = +0,80 V) und Fe/Fe²⁺ (E° = −0,44 V) werden beide Lösungen auf 1 mol/L eingestellt. Welche Zellspannung ergibt sich näherungsweise?

  1. 0,80 V
  2. 0,36 V
  3. −1,24 V
  4. 1,24 V Correct answer.

Explanation

Die Zellspannung ergibt sich als Differenz der Elektrodenpotenziale: E_Zelle = E_Kathode − E_Anode = 0,80 V − (−0,44 V) = 1,24 V. Silber ist das edlere Metall und bildet die Kathode.

Question 48Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Ein Molekül enthält zwei Stereozentren, aber eine intramolekulare Symmetrieebene. Welche Aussage über seine Stereoisomere ist korrekt?

  1. Es existiert ein meso-Isomer, das optisch inaktiv ist. Correct answer.
  2. Es existieren genau zwei Enantiomere ohne weitere Stereoisomere.
  3. Es existieren vier chirale Stereoisomere mit gleicher Drehung.
  4. Es existiert kein Stereoisomer, da die Symmetrieebene Chiralität ausschließt.

Explanation

Bei zwei Stereozentren sind maximal vier Konfigurationen möglich; eine davon kann bei vorhandener Symmetrieebene als meso-Form vorliegen. Das meso-Isomer ist mit seinem Spiegelbild identisch und daher optisch inaktiv.

Question 49Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Eine wässrige Lösung einer schwachen Säure HA hat c₀ = 0,10 mol/L und einen Dissoziationsgrad von 1,0 %. Welche Aussage über diese Lösung ist korrekt?

  1. Die Säurekonstante K_S beträgt etwa 1,0 · 10⁻².
  2. Der pH-Wert liegt bei etwa 3,0. Correct answer.
  3. Der pH-Wert liegt bei etwa 1,0.
  4. Die Lösung enthält keine undissoziierten HA-Moleküle.

Explanation

Bei einem Dissoziationsgrad von 1 % sind c(H₃O⁺) = 0,01 · 0,10 mol/L = 1,0 · 10⁻³ mol/L. Daraus folgt pH = −lg(10⁻³) = 3,0.

Question 50Fachliche Kenntnisse und Kompetenzen im Fach Chemie (Abiturprüfungsfach)

Bei einer Reaktion erster Ordnung mit einer Halbwertszeit von 20 s soll berechnet werden, welcher Anteil nach 60 s noch vorliegt. Welche Aussage ist korrekt?

  1. Es ist kein Edukt mehr vorhanden.
  2. Es sind noch 12,5 % des Edukts vorhanden. Correct answer.
  3. Es sind noch 25 % des Edukts vorhanden.
  4. Es sind noch 50 % des Edukts vorhanden.

Explanation

Bei einer Reaktion erster Ordnung halbiert sich die Konzentration in jeder Halbwertszeit. Nach 60 s sind drei Halbwertszeiten vergangen, also gilt (1/2)³ = 1/8, das entspricht 12,5 %.