Q1 - Thermodynamik

Question 1

Definiere

Enthalpie

Answer 1

• Energiemenge in einem Reaktionssystem
• thermodynamische Zustandsgröße

Question 2

Aus welchen Größen setzt sich die Enthalpie zusammen?

Answer 2

1. Druck
2. Volumen
3. Innere-Energie (U)

Question 3

Wie wird die Enthalpie gekennzeichnet?

Formelzeichen u. Einheit

Answer 3

Enthalpie
Formelzeichen: H
Einheit: Joule

Question 4

Definiere

Molare Reaktionsenthalpie

Answer 4

Reaktionsenthalpie bezogen auf eine Stoffmenge von einem Mol

Question 5

Definiere

Stoffmenge

Formelzeichen u. Einheit

Answer 5

Stoffmenge
Formelzeichen: n
Einheit: mol

Question 6

Mit welcher Formel kann die Stoffmenge aus Masse und molarer Masse berechnet werden?

Answer 6

$n=m/M$

Question 7

Wie groß ist die Stoffmenge (n) von 24 Gramm Kohlenstoff?

M(C)≈12g/mol

Answer 7

2 Mol

Formel: $n=m/M§

n: Stoffmenge
m: Masse des Stoffes in Gramm
M: molare Masse des Stoffes

Question 8

Welche Reaktionssysteme kennt die Thermodynamik und wodurch zeichnen sie sich aus?

Answer 8

1. Offenes System: Energie- und Stoffaustausch
2. Geschlossenes System: Energie-, aber kein Stoffaustausch
3. Abgeschlossenes System (nur thoretisch): weder Energie- noch Stoffaustausch

Question 9

Nenne

Ein Beispiel für ein offenes Reaktionssystem

Answer 9

Reaktion im offenen Raum

Question 10

Nenne

Ein Beispiel für ein geschlossenes Reaktionssystem

Answer 10

Reagenzglas

Question 11

Nenne

Ein Beispiel für ein abgeschlossenes Reaktionssystem

Answer 11

(nur thoretisch möglich)

Thermoskanne

Question 12

Aus welchen Energietypen setzt sich die innere Energie (U) zusammen?

Answer 12

1. Kernennergie (U_k)
2. Chemische Energie (U_ch)
3. Thermische Energie (U_th)

Question 13

Welche Gleichungen ergeben sich aus dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik?

Normale und aufgelöste Gleichung

Answer 13

∆U=Q+W

∆U=Q-p*∆V

U: innere Energie
Q: Wärmeenergie
W: mechanische Energie

Question 14

In welche Energien kann die innere Energie (U) während einer Reaktion umgewandelt werden?

Answer 14

1. Thermische Energie
2. Elektrische Energie
3. Strahlungsenergie
4. Mechanische Energie

Question 15

Nenne

1. Hauptsatz der Thermodynamik

Answer 15

Energie kann weder erschaffen noch zerstört werden, sie kann nur umgewandelt werden

Question 16

Definiere

isochore Prozessführung

Answer 16

Prozessführung bei der das Volumen konstant ist

Question 17

Wie wird die innere Energie bei isochorer Prozessführung ermittelt?

Answer 17

Die abgegebene Wärmemenge entspricht der Reaktionsenthalpie

Grund dafür ist die zu vernachlässigende mechanische Arbeit

Question 18

Definiere

isobare Prozessführung

Answer 18

Prozessführung bei der der Druck konstant ist

Question 19

Definiere

Absolute Reaktionsenthalpie

Answer 19

Energieveränderung während einer Reaktion in einem isobaren Reaktionssystem

Question 20

Nenne

Formelschreibweise der Reaktionsenthalpie

Answer 20

∆_rH

Question 21

Die gemessene, abgegebene Wärmemenge bei der isobaren Verbrennung von Methan beträgt – 890 kJ.

Wie groß ist die Reaktionsenthalpie?

Answer 21

Die Reaktionsenthalpie beträgt – 890 kJ.

∆_rH=Q_p

Question 22

Definiere

Bildungsenthalpie

Question 23

Wie werden die drei Aggregatzustände in Reaktionsgleichungen gekennzeichnet?

Answer 23

Mit einem tiefgestellten
* s: fest (solid)
* l: flüssig (liquid)
* g: gasförmig

Question 24

Bei welchen Prozessen ist die Volumenarbeit nicht zu berücksichtigen?

Answer 24

Bei Prozessen
* ohne die Beteiligung von Gasen
* unter isochoren Bedingungen

Question 25

Beim Mischen von Natriumchlorid und Natriumphosphat wird eine abegebene Wärmemenge von 453 J gemessen. Wie groß ist die Differenz der inneren Energien der Stoffe?

Answer 25

∆_r U = -453 J | (wenn Reaktion isobar, ohne Gase) ∆_r H = ∆_r U ## Footnote Bei isobaren Reaktionen ohne die Beteiligung von Gasen ist die gemessene Reaktionsenthalpie gleich der Inneren Energie.

Question 26

# Definiere die Konstante V_m

Answer 26

* Molare Volumenkonstante * Volumen pro Mol eines idealen Gases | V_m = 0,0224 m^3/mol

Question 27

# Definiere Molare Volumenänderung

Answer 27

* Veränderung des Volumens während einer Reaktion * bezogen auf ein Mol | ∆_r V_m

Question 28

Mit welcher Gleichung lässt sie die molare Volumenänderung bestimmen?

Answer 28

∆_r V_m= ∆ν (g)*V_m ## Footnote * ∆ν (g): Volumenveränderung der Gase * V_m: Molare Volumenkonstante

Question 29

# Nenne die Formel und definiere die Veränderung der Stöchiometrische Zahl

Answer 29

* Beschreibt Beziehung der Reaktionspro- und Edukte * Veränderung der Molzahl während der Reaktion ∆ν = v(C+D)-v(A+B) | Sei die Reaktionsgleichung A+B → C+D

Question 30

# Ermittle die Veränderung des molaren, Gas-Reaktionsvolumens bei der Reaktion von Methan und Sauerstoff | Reaktionsgleichung: CH_4 + 2 O_2 → CO_2 + 2 H_2O

Answer 30

∆ν (g) = 0 | ∆ν = v(C+D)-v(A+B) sei A+B → C+D ## Footnote Die Veränderung des molaren Volumens beträgt 0, da sowohl Reaktionspro, als auch Edukte eine Molzahl von 3 haben.

Question 31

# Ermittle das Volumen der Reaktionsedukte bei einer vollständigen Verbrennung eines Mols Wasserstoff | Bei Rechnung mit idealen Gasen ## Footnote 2 H_2 + 0_2 -> H_20 V_m = 0,0224 m^3/mol

Answer 31

Das Volumen des entstandenen Wassers beträgt 0,0224 m^3. | Bei Rechnung mit idealen Gasen ## Footnote Grund dafür ist dass die Stoffmenge des Reaktionsedukt ein mol beträgt und wir mit der Volumenkonstante V_m von idealen Gasen rechnen