Fragen

 

Das chemische Gleichgewicht, Ablauf chemischer Reaktionen

 

  1. Was beinhalten die thermodynamischen Zustandsfunktionen „Innere Energie“ und „Enthalpie“?
  2. Was sind exotherme bzw. endotherme Reaktionen?
  3. Definieren Sie die Begriffe Reaktionsenthalpie und Bildungsenthalpie!
  4. Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Reaktionsenthalpie und den Bildungsenthalpien der beteiligten Stoffe?
  5. Welche Aussage trifft der Satz von Hess?
  6. Was besagt das Prinzip von Thomsen und Berthelot? Belegen Sie durch Beispiele, daß dieses Prinzip keine Allgemeingültigkeit besitzt!
  7. Was bedeutet die „Freie Enthalpie“?
  8. In welcher Weise ist die Richtung einer chemischen Reaktion durch die Größe der Freien Enthalpie festgelegt?
  9. Wann verlaufen endotherme Reaktionen freiwillig?
  10. Wie wird nach Boltzmann die thermodynamische Zustandsfunktion „Entropie“ gedeutet?
  11. Definieren Sie den Begriff Reaktionsgeschwindigkeit!
  12. Was versteht man unter der Ordnung einer Reaktion?
  13. Welche Aussage gibt die Molarität einer Reaktion?
  14. Definieren Sie den Begriff Aktivierungsenergie!
  15. Was sind Katalysatoren?
  16. Worauf beruht die Wirkungsweise von Katalysatoren?

 

Thermochemische Rechnungen

 

  1. Ermitteln Sie die Reaktionsenthalpie für die Reaktion   2Fe2O3 + 3C → 4Fe + 3C02    wenn die molaren Bildungsenthalpien betragen:   Fe2O3     -817,5 kJ / mol         C02    -393,7 kJ / mol
  2. Berechnen Sie die molare Verbrenmmgsenthalpie von Ethylen (Ethen) aus den molaren Bildungsenthalpien der Reaktionsteilnehmer! Die benötigten Standardbildungsenthalpien sind:   C2H4   + 52,4 kJ / mol   C02    -393,7 kJ / mol   H20    -242,1 kJ / mol
  3. Berechnen Sie die molare Standardbildungsenthalpie von Benzen! Gegeben sind die molaren Verbrennungsenthalpien von Benzen, Kohlenstoff und Wasserstoff.   С + 02 → С02     dHv = -393,7 kJ / mol;    H2 + 1/202    → H20    dHv = -286,3 kJ / mol;  C6H6 + 7,502 → 6C02 + 3H20  dHv = -3268,6 kJ / mol

 

Chemisches Gleichgewicht,  Massenwirkungsgesetz

  1. Durch welche physikalischen Größen (Zustandsvariablen) wird der thermody-namische Zustand eines Systems eindeutig beschrieben?
  2. Nennen Sie Merkmale, die ein chemisches Gleichgewicht charakterisieren!
  3. Was besagt das Prinzip vom kleinsten Zwang nach le Chatelier und Bratjn !
  4. Nennen Sie Bedingungen, bei denen sich ein chemisches Gleichgewicht be­schleunigt einstellt!
  5. Was besagt das Massen Wirkungsgesetz?
  6. Welche Beziehung besteht zwischen Kc und Kp ?
  7. Wie hängt die Gleichgewichtskonstante von der Temperatur ab?
  8. Inwiefern ergeben sich Grenzen für die Anwendung des Massenwirkungsgesetzes?
  9. Welche Beziehung besteht zwischen Aktivität und Konzentration?
  10. Wie kann der mittlere Aktivierungskoeffizient eines Elektrolyten ermittelt werden?
  11. Wie wendet man das Massenwirkungsgesetz auf heterogene Gleichgewichte an?

 

Berechnungen zum Massenwirkungsgesetz

 

  1. Für die thermische Dissoziation von Kohlendioxid nach 2C02 → 2CO + O2 wird in der Literatur die Gleichgewichtskonstante für eine bestimmte Temperatur zu 3·10-6 atm angegeben. Rechnen Sie diesen Wert in Pa um!
  2. Die Gleichgewichtskonstante Kp für die Ammoniaksynthese bei 600 °C wird zu 0,23·10-5 atm-2 Wie lautet der Zahlenwert bei Verwendung der Druckeinheit Pa?
  3. Die Gleichgewichtskonstante für die Bildung von Ammoniak aus den Elementen beträgt bei 500°C Kp = 1,44·10-15 Berechnen Sie Kc
  4. Zu welchem Bruchteil zersetzt sich Iodwasserstoff nach 2HI → I2 + H2 bei 25°C, wenn die Gleichgewichtskonstante den Wert К = 808 hat?
  5. Bei der Reaktion von 1 mol Ethanol mit 1 mol Essigsäure werden 2/3 mol Essigsäureethylester und 2/3 mol Wasser gebildet. Berechnen Sie die Gleich­gewichtskonstante!
  6. Wie groß ist die Ausbeute an Ester bei der Umsetzung von 1 mol Essigsäure und 3 mol Ethanol, wenn die Gleichgewichtskonstante 4 beträgt?
  7. Im Wassergasgleichgewicht CO + H2O → CO2 + H2 (dH negativ) liegen bei 530°C folgende Volumenanteile vor: CO2 33,33%; H2 33,33%;   CO 16,66%;  H20  16,66%.  Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante! Wie sind die Konzentrationsverhältnisse bei 970 °C, wenn die Gleichgewichtskonstante für diese Temperatur 0,64 beträgt?
  8. Bei der Reaktion von Stickstoff und Wasserstoff im Volumenverhältnis 1:3 unter einem Druck von 500 bar (bzw. 493 atm) wird Ammoniak in einer Aus­beute von 46,25% gebildet. Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante Kp!
  9. Für die Bildung von Ammoniak aus den Elementen beträgt bei 500 °C die Gleich­gewichtskonstante Kp = 1,44·10-15 Pa-2. Berechnen Sie, welcher Prozentsatz einer stöchiometrischen Mischung von Stickstoff und Wasserstoff (Volumen­verhältnis 1:3) bei Drücken von 10 bzw. 250 bar zu Ammoniak reagiert. Wieviel Vol.-% Ammoniak enthält das Gasgemisch nach Einstellung des Gleichge­wichtes?
  10. Wieviel Liter Sauerstoff werden benötigt, um 100 L S02 unter Normaldruck (1,013 bar = 1,013·105 Pa) mit einer Ausbeute von 80% in S03 überzuführen? Kp (500 °C) = 47,38·10-5 Pa-1.