Übungsaufgaben mit Lösungen

Hausaufgaben bitte entweder:
- auf Papier schriftlich erledigen oder
- per email an Herrn Apelt senden: Reinhard.Apelt@web.de
Chemiefragen 10.Klasse:
A) Organische Verbindungen – Kohlenwasserstoffe
B) Erdöl – Energieträger und Rohstoffquellen
C) Alkohole – Aldehyde – Carbonsäuren
D) Ester
E) Seifen und Waschmittel
F) Kohlenhydrate
im Anschluss zur Kontrolle einige:
Antworten und Musterlösungen
A) Organische Verbindungen - Kohlenwasserstoffe
1. Zeigen Sie Unterschiede zwischen anorganischer und organischer Chemie
auf.
2. Nennen Sie einige typische Eigenschaften organischer Verbindungen und
bringen Sie jeweils ein Beispiel dafür.
3. Zählen Sie die Elemente auf, die in organischen Verbindungen am häufigsten
vorkommen.
4. Wie kann nachgewiesen werden, dass im Mehl Kohlenstoff-Verbindungen
enthalten sind ?
5. In welchen Modifikationen kommt der Kohlenstoff in der Natur vor ? Worin
unterscheiden sich die Modifikationen ?

6. Wie kann man die organischen Verbindungen nach dem Bau des Kohlenstoff-
Gerüstes ihrer Moleküle unterteilen ?
7. Zeichnen Sie die Molekülstruktur einer ringförmigen und einer kettenförmigen
Kohlenstoffverbindung mit 6 C-Atomen.
8. Zeichnen Sie ein Modell des Methanmoleküls, an dem der räumliche Bau zu
erkennen ist.
9. In welchen, in der Natur vorkommenden Gasen ist Methan Hauptbestandteil ?
10. Wie entsteht Methan in der Natur ?
11. Formulieren Sie die Verbrennung von Methan.
12. Was versteht man unter einer homologen Reihe ? Aufzuzeigen am Beispiel
der Alkane.
13. Wie lautet die allgemeine Summenformel der Alkane ?
14. Was versteht man unter einem Radikal ? Beispiel.
15. Wie ist die Änderung des Aggregatzustandes innerhalb der homologen
Reihe der Alkane zu erklären ?
16. Erklären Sie das Löslichkeitsverhalten der Alkane.
17. Erklären und ordnen Sie die Begriffe „wasserfeindlich“, „wasserfreudlich“,
„fettfeindlich“ und „fettfreundlich“.
18. Stellen Sie die Strichformeln für folgende Verbindungen auf:
a) 2,2-dimethyl-pentan ; 2,2-dimethyl-propan
b) 1,3-dibrom-butan ; 2-methyl-3-ethyl-hexan
c) 1,1-dichlor-ethan ; 1,2-dichlor-ethan
d) 1,2,3-tribrom-propan
19. Stellen Sie die Reaktionsgleichungen für die vollkommene Verbrennung von
Pentan auf.
20. Was versteht man unter Substitution ?
21. Weshalb spielt die Substitution eine große Rolle bei der Erzeugung von
synthetischen „Designer-Drogen“ ?
22. Formulieren Sie die stufenweise Substitution des Methans mit Chlor.
Benennung der Produkte.

23. Was versteht man unter Dehydrierung ?
24. Klären Sie die Begriffe „gesättigte“ und „ungesättigte“ Kohlenwasserstoffe.
25. Geben Sie eine eindeutige Unterscheidungsreaktion für Ethan und Ethen an.
26. Definieren Sie die Begriffe „Addition“, „Hydrierung“ und „Polymerisation“.
27. Formulieren Sie die Addition von Brom an Ethen.
28. Beschreiben Sie einen Versuch zur Ethin-Gewinnung im Labor.
Formulierung.
29. Beim Schweißen wird Ethin mit Sauerstoff verbrannt. Formulieren Sie diese
Verbrennungsreaktion.
30. Welche Schreibweisen für Benzol sind heute üblich ? Erläuterung.
B) Erdöl – Energieträger und Rohstoffquellen
31. Welche Gefahren stehen beim Transport von Erdöl im Vordergrund ?
32. Welche Möglichkeiten der Verarbeitung von Erdöl ergeben sich aus seiner
Zusammensetzung ?
33. Nennen Sie die Hauptfraktionen, die bei der fraktionierten Destillation von
Erdöl anfallen.
34. Geben Sie Anwendungsgebiete für Erdölbestandteile an.
35. Was geschieht beim Cracken ? Beispiel mit Formelgleichung.
36. Erklären Sie an einem Beispiel den Vorgang des Reformierens von Alkanen.
37. Klären Sie die Zusammensetzung von Autobenzin, Dieselkraftstoff, Heizöl
und Flüssiggas.
38. Was besagt die Octanzahl ? Wie wird beim Benzin eine hohe Octanzahl
erreicht ?
39. Welche Schadstoffe entstehen bei der Verbrennung von
Mineralölprodukten ?

C) Alkohole – Aldehyde – Carbonsäuren
40. Zeichnen Sie zwei Strukturformeln, die der Summenformel C2H6O
entsprechen.
41. Wie kann experimentell die Struktur des Ethanols abgeleitet werden ?
42. Wodurch unterscheiden sich Hydroxyl- und Hydroxidgruppe ?
43. Wie reagiert Ethanol
a) mit Natrium und
b) mit heißem Kupferoxid. - Reaktionsgleichungen.
44. Erklären Sie am Beispiel des Ethanols die Polarisierung von
Atombindungen.
45. Inwiefern zeigen sich bei niederen Alkoholen Ähnlichkeiten mit
dem Wasser ?
46. Begründen Sie die Änderung der Wasserlöslichkeit innerhalb der homologen
Reihe.
47. Stellen Sie die vielseitigen Verwendungsmöglichkeiten von Methanol und
Ethanol zusammen.
48. Durch welche Reaktion kann man Methanol und Ethanol unterscheiden ?
49. Worauf beruht die unterschiedliche Viskosität von Ethanol und Glycerin ?
50. Worauf führen Sie die gute Wasserlöslichkeit von Glycerin zurück ?
51. Zeigen Sie die vielseitige Verwendbarkeit von Glycerin auf.
52. Zeichnen Sie die funktionelle Gruppe der Aldehyde.
53. Erklären Sie die chemische Umwandlung von Wein in Essig.
54. Geben Sie am Beispiel der Essigsäure einen Überblick über allgemeine
Säureeigenschaften.
55. Wie heißt die funktionelle Gruppe der Essigsäure ? Zeichnen Sie die
Strukturformel.
56. Klären Sie die Begriffe „Eisessig“, „Speiseessig“, „Weinessig“, „Fettsäuren“,
und „Carbonsäuren“.

57. Wie ändern sich Löslichkeitsverhalten und Aggregatzustand in der
homologen Reihe der Alkansäuren ? Begründung.
58. Geben Sie die Formeln an für: Ameisensäure, Palmitinsäure und
Stearinsäure.
59. Wie kann experimentell nachgewiesen werden, dass die Ölsäure eine
ungesättigte Fettsäure ist ?
60. Definieren Sie den Begriff „essentiell“ am Beispiel der ungesättigten
Fettsäuren.
61. Nennen Sie 2 essentielle Fettsäuren.
62. Welche Säure entsteht bei der Hydrierung von Ölsäure C15H29-COOH)?
D) Ester
63. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Bildung des Propansäure-
Methanol-Esters.
64. Definieren Sie den Begriff „Kondensation“.
65. Warum kommt es bei der Esterbildung nicht zu einer 100 %igen
Esterausbeute ?
66. Definieren Sie die Begriffe „Veresterung“, „Verseifung“ und „Hydrolyse“.
67. Welche Wirkung hat der Zusatz von konz. Schwefelsäure bei der Gewinnung
von Essigsäure-Ethanol-Ester ?
68. Was entsteht bei der Verseifung von Ameisensäure-Ethanol-Ester mit
verdünnter Natronlauge ?
69. Worin unterscheidet sich Veresterung und Neutralisation ?
70. Geben Sie einige Verwendungsmöglichkeiten für Ester an.
71. Nennen Sie Beispiele für das Vorkommen und die Bedeutung der Fette.
72. Erklären Sie den chemischen Aufbau der Fette an einem Beispiel.
73. Warum sind Fette wasserunlöslich ?

74. Worin besteht der chemische Unterschied zwischen „Mineralölen“ und
„Speiseölen“ ?
75. Wie kann nachgewiesen werden, ob in einem Fett ungesättigte Fettsäuren
vorkommen ?
76. Erläutern Sie an einem Beispiel das Prinzip der Fetthärtung.
77. Woraus wird Margarine hergestellt ?
78. Wie kann durch eine einfache Reaktion Butter und Margarine unterschieden
werden ?
E) Seifen und Waschmittel
79. Was entsteht beim Kochen eines Fettes mit Natronlauge ? Formulierung.
80. Erklären Sie mit einer Skizze das Zustandekommen der
Oberfächenspannung des Wassers.
81. Nennen und erörtern Sie die Phasen des Waschvorgangs.
82. Was versteht man unter Tensiden ?
83. Geben Sie einen Überblick über die Bestandteile eines Vollwaschmittels.
84. Welches Ziel verfolgen die Dosierempfehlungen auf
Waschmittelpackungen ?
F) Kohlenhydrate
85. Erklären Sie die Bezeichnung Kohlenhydrate,
86. Welche funktionellen Gruppen kommen in der Glucose vor ?
87. Wie verläuft die Schiffsche Probe mit Glucose ?
88. Stellen Sie eine einfache Strukturformel der Glucose auf.
89. Worauf sind der süße Geschmack und die gute Wasserlöslichkeit der
Glucose zurück zu führen ?
90. Warum kann man Glucose als lebenswichtige Substanz bezeichnen ?

91. Erklären Sie am Beispiel der Kohlenhydrate die Begriffe „Isomerie“ und
„Kondensation“.
Antworten und Musterlösungen
14. Ein Radikal ist ein Atom oder ein Molekül, das ein ungepaartes
Elektron hat. Es ist dadurch chemisch sehr aggressiv !
Beispiel: Methyl CH3 (da wurde dem Methan 1 H entzogen)
15. Je länger die Alkan-Moleküle werden, desto schwerer werden sie
auch und desto stärker können sie sich gegenseitig anziehen
(Massenanziehungskraft). Deshalb steigen innerhalb der homologen Reihe
die Schmelz- und Siedepunkte.
18.
a) 2,2-dimethyl-pentan ; 2,2-dimethyl-propan
CH3
CH3
| |
CH3 – C – CH2 – CH2 – CH3 CH3 – C – CH2
| |
CH3
CH3
b) 1,3-dibrom-butan ; 2-methyl-3-ethyl-hexan
Br Br CH3 C2H5
| | | |
CH2 – CH – CH2 – CH3 CH3 – CH – CH – CH2 – CH2 – CH3
c) 1,1-dichlor-ethan ; 1,2-dichlor-ethan
Cl Cl Cl
| | |
Cl – CH – CH3
CH2 – CH2
d) 1,2,3-tribrom-propan
Br Br Br
| | |
CH2 – CH – CH2
19. C5H12 + 8 O2 5 CO2 + 6 H2O + Energie
20. Substitution ist das Ersetzen einzelner Atome oder Atomgruppen durch andere.
Beispiel: Substitution eines H-Atoms im Propan durch Fluor ergibt das neue Molekül
1-Fluor-Propan.

24. Gesättigte Kohlenwasserstoffe (= Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff und
Wasserstoff bestehen) enthalten keine Doppelbindungen. Ungesättigte KWs besitzen
dagegen mindestens eine Doppelbindung, weil ihnen Wasserstoffatome fehlen.
27. CH2 = CH2 + Br2 CH2Br – CH2Br + Energie
28. Wasser reagiert mit Calciulcarbid unter Aufschäumen und Brodeln. Das freiwerdende
Gas ist Ethin. CaC2 + 2 H2O Ca(OH)2 + CH Ξ CH
29. Schweissen: C2H2 + 2,5 O2 2 CO2 + H2O + Energie
42. Beide Gruppen bestehen aus 1 O-Atom und 1 H-Atom ( – OH). Die Hydroxidgruppe ist
allerdings negativ geladen (– OH minus) und kommt nur in Laugen vor. Die
Hydroxylgruppe ist dagegen ungeladen und findet sich bei Alkoholen.
62. FG: C15H29-COOH + H2 C15H31-COOH
WG: Ölsäure + Wasserstoff Palmitinsäure
63. FG: C2H5 – COOH + HO – CH3 C2H5 – COO – CH3 + H2O
WG: Propansäure + Methanol Propansäure-Methanol-Ester + Wasser
67. Konzentrierte Schwefelsäure ist gierig nach Wasser. Wenn in der Estergleichung das
entstehende Wasser gleich durch die Schwefelsäure gebunden wird, dann verschiebt sich
das Gleichgewicht der Reaktion. Es wird dadurch mehr Ester gebildet!
68. HCO – O – C2H5 + H2O HCOOH + C2H5-OH
Wenn Ameisensäure-Ethanol-Ester mit verdünnter (Wasser!) Natronlauge
reagiert, dann entsteht Ameisensäure und Ethanol. Die Ameisensäure wird
anschließend von der Natronlauge neutraliesiert.
74. Mineralöle sind längerkettige Alkane (ab 12 C-Atome) und bestehen nur aus
Kohlenstoff und Wasserstoff. Speiseöle sind dagegen Ester aus 3
Carbonsäuren und 1 Glycerinmolekül. Sie enthalten außer C und H auch das
Element Sauerstoff.