Erläuternder Text zu Bindungsenergien, Aufgaben

 

 

Mit den Bindungsenergien verhält es sich so:

 

Jedesmal, wenn eine Bildung gebildet wird, wird die Bindungsenergie dieser Bindung frei. Jedesmal, wenn eine Bindung gebrochen wird, wird die Bindungsenergie dieser Bindung aufgewandt. Die Energien zur Überführung der Elemente in die Atome ergeben sich dadurch, daß man 1 mol Atome aus den Elementen herstellt.

 

Beispiel 1: Berechne die Bildungsenthalpie von Ethan   mit Hilfe der Bindungsenergien:

 

1. Reaktionsgleichung:

2 C (Graphit)  ------>  2 CAtome

3H2 (g)     ---------->    6 H (Atome)

2 C (Atome) + 6 H (Atome) --->  C2H6 (g)

 

Die Bildungsenthalpie beschreibt die Wärmemenge, die frei wird oder gebraucht wird, wenn sich der gefragte Stoff aus den Elementen bildet. Berechnet man diese mittels der Bindungsenergien, so müssen die Ausgangsstoffe atomar vorliegen. Man muß also von der Energiebilanzden Betrag abziehen, den man braucht, um die Elemente atomar zu machen.

 

Enthalpiediagramm:

 

:

Beschreibe die Aussage des Enthalpiediagramms!

 

2. tabellarische Aufstellung der Enthalpiewerte

 

a) Bindungsenergien in kJ pro mol Bindungen: C-C      347,7

                                                                           C-H      413,4

 

b) Energien zur Überführung der Elemente in die Atome in kJ pro mol Atome

 

C    718,4

H    217,8

 

Berechnung der Standardbildungsenthalpie aus den Bindungsentahlpien:

 

 

Zur Herstellung von 1 mol C2H6  werden	(kJ)
2 mol C in Atome gespalten	+ 2 * 718,4
6 mol H Atome	+ 6 * 217,8
1 C-C Bindung gebildet	-        347,7
6 C-H Bindungen gebildet	-  6*  413,4
Summe:	-84,5

 

theoretisch: 84,6 kJ/mol Ethan

 

 

 

Aufgaben

 

1. Berechne die Bindungsenergie der O - H Bindung in Ethanol aus folgenden Daten:

 

Bindungsenergien in kJ / mol Bindungen

 

C -H  413,4

C -C  347,7

C - O  351,5

 

Energien zur Überführung der Elemente in Atome  (kJ/mol Atome)

 

C    718,4

H    217,8

O    247,5

 

2. Die Fläche der Stadt Münster beträgt 30245 ha. Bei einem Gewitterregen im Sommer fallen 25 mm Niederschlag.                                                                     

 

a Berechne die Gesamtniederschlagsmenge in l.

 

b)Die Dichte des Wassers ist 1. Welche Wärmemenge wird frei, wenn diese Menge aus Wasserdampf in den Wolken kondensiert?

 

c)1 kg TNT setzt ungefähr 4 ooo  kJ Enegrie frei. Wieviel kg TNT wären erforderlich, um die Energie freizusetzen, die ein einziger Gewitterguß in der Atmosphäre  erzeugt?

 

3. Berechne die Reaktionsenthalpie der Reaktion von

F2  + H2O (l)  =  2 HF + 1/2 O2

aus der Reaktionsenthalpie der folgenden Reaktionen:

 

H2  +  F2  =  2HF       D H  =  -535,6 kJ

2H2  +  O2  = 2H2O   D H  =  -569    kJ

 

4. Berechne die Verbrennungswärme des Ethanols (l) aus folgenden Reaktionsgleichungen:

 

2C(f)  +  3H2 (g)   +  1/2 O2(g)   =    C2H5OH (l)          D H  =  - 277,8 kJ

3 C(f) +  O2 (g)      =    CO2 (g)                                   D H  =  - 393,7 kJ

H2   + 1/2 O2  = H2O (l)                                             D H  = -285,8 kJ