Aufgabensammlung für das Fach Chemie in der Schule

Reaktionsenthalpie, Kondensationsenthalpie beim Gewitter, Verbrennungsenthalpie des Ethanols, Bindungsenergie

 

1. 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?

 

2. 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

 

3. 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

 

4. 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

 

5. Berechne die thermodynamischen Daten einschließlich der Gleichgewichtskonstanten für folgende Reaktion: (Boudouard Gleichgewicht, bei welchen technischen Prozessen spielt dieses Gleichgewicht eine wichtig Role?)

 

C  +  CO2  =  2 CO

 

 

 

6. Berechne die Bildungswärme von NO aus folgenden Reaktionsgleichungen:

 

4 NH3  + 5  O2  = 4 NO + 6H2O (l)

4 NH3 + 3 O2  = 2 N2  + 6 H2O (l)

 

7. 3 g CaCO3 werden mit Säure (H3O+, H+ aq.) zur Reaktion gebracht. Dabei enstea)Zeichne den Versuchsaufbau.

b)Berechne die Reaktionsenthalpie dieser Reaktion. Vergleiche den gefundenen Wert hen Ca2+ , CO2 und H2O (l). 5o g Wasser in einem Kalorimeter werden durch diese Reaktion um 2,2 K erwärmt. Berechne die Reaktionswärme pro Formelumsatz.

 

8. Man synthetisiert 1 g HCl (g) in einem Kalorimeter. 100 g Wasser erwärmen sich dabei um 6,04 K.

mit dem in der Tabelle angegebenen.

c) berechne die übrigen thermodynamischen Daten dieser Reaktion und interpretiere sie.

d Berechne aus den thermodynamischen Daten der Lösung von HCl in Wasser die 0Dissoziationskonstante der Säure.

 

 

 

 

Lösungen:

1a) 4,85  10 13

  b)  11,6

 

2.  -251,1 kJ

 

3. 1367 kJ

 

4. 459,6 kJ

 

5.  H  =  173,5 kJ

     S  =   176,51 J/K/mol

     G  =   176,5 kJ

     K =  5  10 -22

 

6. 90,4 kJ

 

7.  15,4 kJ

 

8.b) 92,2 kJ

   c) G = 95,5 kJ

   d) Ks = 2 10 6