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Musterlösung

Musterlösung: Mengenverhältnisse in der Chemie 1

Thema 1: Stoffmenge, molare Masse, molares Volumen

Aufgabe 1

Ergänze folgenden Lückentext mit den richtigen Begriffen aus der am Ende gegebenen Liste. Die Begriffe können auch gar nicht oder mehrfach verwendet werden.

Die Stoffmenge, abgekürzt mit dem Symbol n, besitzt die Einheit mol. Ein Mol entspricht \(6,022 \cdot 10^{23}\) Teilchen. Die Molmasse, abgekürzt mit dem Symbol M und der Einheit \(\frac {\text g}{\text {mol}}\), gibt an, wie viel Gramm ein mol eines Stoffes wiegt. Die Molmasse eines Elementes entspricht seiner Massenzahl, die im Periodensystem nachgeschaut werden kann. Die Molmasse einer Verbindung ergibt sich als Summe der Massenzahlen der Atome, die sie zusammensetzen.

Auswahlmöglichkeiten: Ordnungszahl / Molmasse / \(5 \cdot10^{-12}\) / °C / \(6,022 \cdot10^{-23}\) / Periodensystem / m / Kühlschrank / 3,14 / \(6,022 \cdot10^{23}\) / Masse / Verbindung / Stoffmenge / Stoffklasse / n / mol / \(\frac {\text g}{\text {mol}}\) / g / Massenzahl(en) / Atom(e) / M

  • Schwierigkeitsgrad:  1
  • Zeit:  5 Minuten
  • Punkte:  5

Aufgabe 2

Gib die Molmassen der folgenden Reinstoffe an:

C: 12 \(\frac {\text g}{\text {mol}}\) H2O: 18 \(\frac {\text g}{\text {mol}}\)
Cl2: 71 \(\frac {\text g}{\text {mol}}\) CaCO3: 100 \(\frac {\text g}{\text {mol}}\)
NaCl: 58,5 \(\frac {\text g}{\text {mol}}\) Ba3(PO4)2: 601 \(\frac {\text g}{\text {mol}}\)
  • Schwierigkeitsgrad:  2
  • Zeit:  6 Minuten
  • Punkte:  6

Aufgabe 3

Gegeben ist die Verbindung Siliciumtetrachlorid SiCl4.

  1. Berechne die Molmasse von Siliciumtetrachlorid.
    Molmasse M = \(\text M_{\text {SiCl}_4} = \text M_{\text {Si}}+4 \cdot \text M_{\text {Cl}}=28,066\ \frac {\text g}{\text {mol}}+4\cdot 35,453\ \frac {\text g}{\text {mol}}= 170\ \frac {\text g}{\text {mol}}\)
  2. Du hast 425 g SiCl4 in einem Reaktionsgefäß vorliegen. Wie viel mol sind das folglich?
    Stoffmenge n = \(\frac {m_{{SiCl}_4}}{M_{{SiCl}_4}}=\frac{425\text{ g}}{170\ \frac {\text g}{\text {mol}}}=2,5 \,\text {mol}\)  
  3. Wie viele Siliciumtetrachloridmoleküle liegen im Reaktionsgefäß vor?
    Anzahl der Moleküle: \(N_{{SiCl}_4} = n_{{SiCl}_4} \cdot N_A = 2,5\ \text {mol} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} = 1,5 \cdot 10^{24}\)  
  4. Wie viele Chloratome liegen im Reaktionsgefäß vor?
    Anzahl der Chloratome: Jedes \(SiCl_4\)-Molekül enthält 4 Chloratome, daher enthält das Reaktionsgefäß \(4 \cdot 1,5 \cdot 10^{24}\ SiCl_4\)-Moleküle = \(6 \cdot 10^{24}\ Cl\)-Atome.  
  • Schwierigkeitsgrad:  3
  • Zeit:  7 Minuten
  • Punkte:  7

Aufgabe 4

Ein Ballon, der mit Helium He gefüllt ist, hat ein Volumen von 120 l. 

  1. Welche Stoffmenge Helium befindet sich in dem Ballon? (Das molare Volumen Vvon Gasen bei 20 °C beträgt etwa 24 l.)
    \(n_{He} = \frac {V_{Ballon}}{V_M}= \frac {120\ \text {mol}}{24\ \text l} = 5\ \text{mol}\)
  2. Wie schwer ist das Helium in dem Ballon?
    \(m_{He}=n_{He} \cdot M_{He}= 5\ \text {mol} \cdot 4,0026\ \frac {\text g}{\text {mol}} = 20\ \text g\)
  3. Wie schwer ist die vom Ballon verdrängte Luft, wenn man für die Luft eine durchschnittliche Molmasse von 14,4 \(\frac {\text g}{\text {mol}}\) ansetzt?
    Annahme: \(n_{Helium} = n_{Luft}\)
    \(m_{Luft} = n_{Luft} \cdot M_{Luft}=5\ \text {mol} \cdot 14,4\ \frac {\text g}{\text {mol}}=72\ \text g\)
  4. Wie groß ist folglich die maximale Last, die der Ballon tragen kann?
    Der Ballon kann eine maximale Last von 52 g tragen.
  • Schwierigkeitsgrad:  3
  • Zeit:  7 Minuten
  • Punkte:  7

Musterlösung: Mengenverhältnisse in der Chemie 1 - Abbildung 1

Avogadro-Konstante \(N_A=6,022 \cdot 10^{23}\)

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