Fragen
Das chemische Gleichgewicht, Ablauf chemischer Reaktionen
- Was beinhalten die thermodynamischen Zustandsfunktionen „Innere Energie“ und „Enthalpie“?
- Was sind exotherme bzw. endotherme Reaktionen?
- Definieren Sie die Begriffe Reaktionsenthalpie und Bildungsenthalpie!
- Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Reaktionsenthalpie und den Bildungsenthalpien der beteiligten Stoffe?
- Welche Aussage trifft der Satz von Hess?
- Was besagt das Prinzip von Thomsen und Berthelot? Belegen Sie durch Beispiele, daß dieses Prinzip keine Allgemeingültigkeit besitzt!
- Was bedeutet die „Freie Enthalpie“?
- In welcher Weise ist die Richtung einer chemischen Reaktion durch die Größe der Freien Enthalpie festgelegt?
- Wann verlaufen endotherme Reaktionen freiwillig?
- Wie wird nach Boltzmann die thermodynamische Zustandsfunktion „Entropie“ gedeutet?
- Definieren Sie den Begriff Reaktionsgeschwindigkeit!
- Was versteht man unter der Ordnung einer Reaktion?
- Welche Aussage gibt die Molarität einer Reaktion?
- Definieren Sie den Begriff Aktivierungsenergie!
- Was sind Katalysatoren?
- Worauf beruht die Wirkungsweise von Katalysatoren?
Thermochemische Rechnungen
- 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
- 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
- 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
- Durch welche physikalischen Größen (Zustandsvariablen) wird der thermody-namische Zustand eines Systems eindeutig beschrieben?
- Nennen Sie Merkmale, die ein chemisches Gleichgewicht charakterisieren!
- Was besagt das Prinzip vom kleinsten Zwang nach le Chatelier und Bratjn !
- Nennen Sie Bedingungen, bei denen sich ein chemisches Gleichgewicht beschleunigt einstellt!
- Was besagt das Massen Wirkungsgesetz?
- Welche Beziehung besteht zwischen Kc und Kp ?
- Wie hängt die Gleichgewichtskonstante von der Temperatur ab?
- Inwiefern ergeben sich Grenzen für die Anwendung des Massenwirkungsgesetzes?
- Welche Beziehung besteht zwischen Aktivität und Konzentration?
- Wie kann der mittlere Aktivierungskoeffizient eines Elektrolyten ermittelt werden?
- Wie wendet man das Massenwirkungsgesetz auf heterogene Gleichgewichte an?
Berechnungen zum Massenwirkungsgesetz
- 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!
- 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?
- Die Gleichgewichtskonstante für die Bildung von Ammoniak aus den Elementen beträgt bei 500°C Kp = 1,44·10-15 Berechnen Sie Kc
- Zu welchem Bruchteil zersetzt sich Iodwasserstoff nach 2HI → I2 + H2 bei 25°C, wenn die Gleichgewichtskonstante den Wert К = 808 hat?
- 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!
- Wie groß ist die Ausbeute an Ester bei der Umsetzung von 1 mol Essigsäure und 3 mol Ethanol, wenn die Gleichgewichtskonstante 4 beträgt?
- 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?
- 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!
- 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?
- 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.