Aufgabe 3.3 · Abitur Hessen Chemie LK 2022

Material 1

Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure

Schritt 1: Beim Birkeland-Eyden-Verfahren wird der in der Luft enthaltene Stickstoff bei Temperaturen von bis zu $3000\,^\circ\mathrm{C}$ mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff zu Stickstoffmonooxid umgesetzt.

Schritt 2: Beim Abkühlen reagiert Stickstoffmonooxid mit Luftsauerstoff weiter zu Stickstoffdioxid.

Schritt 3: Stickstoffdioxid wird in Wasser eingeleitet und reagiert zu einem Gemisch aus Salpetersäure ($\mathrm{HNO_3}$) und Salpetriger Säure ($\mathrm{HNO_2}$).

Schritt 4: Salpetrige Säure zerfällt ohne weitere Reaktionspartner in Wasser, Salpetersäure und Stickstoffmonooxid.

Material 2

Molare Standardbildungsenthalpien

Name des Stoffes · molare Standardbildungsenthalpie

$\Delta_\mathrm{f}\mathrm{H}_\mathrm{m}^0\ \left[\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\right]$

Stickstoffdioxid$_{(\mathrm{g})}$ · $+33$

Stickstoffmonooxid$_{(\mathrm{g})}$ · $+90$

Material 3

$\mathrm{pK_S}$-Werte von Salpetersäure und Salpetriger Säure

$\mathrm{pK_S}\text{-Wert A: } 3{,}15$

$\mathrm{pK_S}\text{-Wert B: } -1{,}3$

3.3 Strukturformeln, Oxidationszahlen und Mesomerie

a)

Formulieren Sie mithilfe der Angaben in Material 5 für die an der Reaktion beteiligten Stoffe Hydrazin ($\text{N}_2\text{H}_4$) und Distickstoffmonooxid ($\text{N}_2\text{O}$) jeweils die Strukturformel.

b)

Leiten Sie jeweils mithilfe der entsprechenden Strukturformel für jedes einzelne Stickstoff-Atom die Oxidationszahl her.

c)

Geben Sie für die Stickstoff-Atome folgender an der Reaktion (Material 5) beteiligter Teilchen jeweils die Oxidationszahl an:

d)

Formulieren Sie für Distickstoffmonooxid eine weitere mesomere Grenzstruktur.