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Auf­ga­ben zur Über­prü­fung

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Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

In Klam­mern sind die ent­spre­chen­den Be­zü­ge zum Dia­gno­se­bo­gen an­ge­ge­ben
  1. Er­klä­ren Sie je­weils an­hand eines Bei­spiels, was man unter einen einem of­fe­nen, ge­schlos­se­nen, iso­lier­ten Sys­tem ver­steht. (1)
  2. Gren­zen Sie die fol­gen­den Be­grif­fe ge­gen­ein­an­der ab: en­do­therm-end­ergo­nisch, exo­therm-ex­ergo­nisch, Brenn­wert-Heiz­wert. (2-7)
  3. Be­schrei­ben Sie einen Ver­such zur Be­stim­mung der Wär­me­ka­pa­zi­tät eines Ka­lo­ri­me­ters. (8)
  4. Bei der voll­stän­di­gen Ver­bren­nung von 28 g Ethen wer­den 1410 kJ frei. Ver­brennt man da­ge­gen 28 g Po­ly­ethen voll­stän­dig, so wer­den 1330 kJ frei.
    1. Be­schrei­ben Sie eine Ver­suchs­an­ord­nung mit Hilfe derer diese Werte be­stimmt wer­den könn­ten. (9)
    2. Über­prü­fen Sie, ob die Re­ak­ti­on von Ethen zu Po­ly­ethen exo­therm oder en­do­therm ist. (12)
  5. a. Geben Sie den Satz von Hess an. (11)
    b. Geben Sie das all­ge­mei­ne Prin­zip an, das dem Satz von Hess zu­grun­de liegt. (11)
    c. Geben Sie an, warum es sinn­voll ist, die­sen Satz ex­pe­ri­men­tell zu über­prü­fen? (11)
  6. Be­rech­nen Sie die Stan­dard­bil­dungs­ent­hal­pie von CO. Be­kannt sind fol­gen­de Daten:
    C + O 2 → CO 2                     Δ f H° (CO 2 ) = –393 kJ/mol
    CO + ½ O 2 → CO 2                    Δ r H° = –283 kJ
  7. Be­rech­nen Sie die Stan­dard­bil­dungs­ent­hal­pie von SO2. Be­kannt sind fol­gen­de Daten:
    S + 3/2 O 2 → SO 3              Δ f H° (SO 3 ) = –396 kJ/mol
    SO 2 + ½ O 2 → SO 3             Δ r H° = –146 kJ
  8. Für die Di­me­ri­sie­rung 2 NO 2 → N 2 O 4 be­trägt die freie Re­ak­ti­ons­ent­hal­pie Δ r G° = – 4 kJ und die Re­ak­ti­ons­ent­hal­pie Δ r H° = – 57 kJ. Be­grün­den Sie unter Zu­hil­fe­nah­me der Be­grif­fe En­tro­pie und Wahr­schein­lich­keit die un­ter­schied­li­chen Grö­ßen die­ser Werte. (14, 16)
  9. Geben Sie an, wel­che der fol­gen­den For­mu­lie­run­gen rich­tig, wel­che falsch sind:
    1. Die Ent­hal­pie ver­ur­sacht den Ab­lauf einer Re­ak­ti­on. (16)
    2. Die freie Ent­hal­pie ver­ur­sacht den Ab­lauf einer Re­ak­ti­on. (16)
    3. Bei jeder spon­ta­nen che­mi­schen Re­ak­ti­on, wel­che bei kon­stan­tem Druck durch­ge­führt wird, nimmt die En­tro­pie zu.
  10. Über­prü­fen Sie, ob es Re­ak­ti­ons­be­din­gun­gen gibt, unter denen eine en­do­ther­me Re­ak­ti­on spon­tan ab­lau­fen kann, bei wel­cher die En­tro­pie ab­nimmt. (17)
  11. Er­mit­teln Sie je­weils das Vor­zei­chen für die Än­de­rung der En­tro­pie bei den fol­gen­den Re­ak­tio­nen. Geben Sie je­weils eine Er­klä­rung dafür an. (15)
    a. N 2 (g) + 3 H 2 (g) → 2 NH 3 (g)
    b. 2 N 2 O 5 (g )  → 4 NO 2 (g)  + O 2 (g)
  12. Man er­wärmt 100 g Was­ser von J = 20 °C auf 80 °C. (10)
    1. Be­rech­nen Sie die dazu not­we­ni­ge Wär­me­men­ge.
    2. Be­rech­nen Sie die Masse an Gly­ce­rin (c Glycerin = 2,4 J·g -1 ·K -1 ) die man mit die­ser Wär­me­men­ge Q um die­sel­be Tem­pe­ra­tur­dif­fe­renz hätte er­hit­zen kön­nen.
  13. Ethen wird voll­stän­dig ver­brannt.
    1. Be­rech­nen Sie die freie Re­ak­ti­ons­ent­hal­pie Δ r H° für die voll­stän­di­ge Ver­bren­nung von Ethen. Alle Re­ak­ti­ons­part­ner seine gasig! (17)
    2. In­ter­pre­tie­ren Sie mit Hilfe der Re­ak­ti­ons­glei­chung die hier­bei auf­tre­ten­de En­tro­pie­än­de­rung. (15)
    3. Er­mit­teln Sie nä­he­rungs­wei­se die Tem­pe­ra­tur ab wel­cher diese Re­ak­ti­on end­ergo­nisch ver­läuft. (16)
  14. Geben Sie an, in­wie­fern sich die En­tro­pie än­dert, wenn ein fes­ter Stoff in einer Flüs­sig­keit ge­löst wird. Ver­glei­chen Sie die­sen Vor­gang mit dem Fall, dass ein Gas in einer Flüs­sig­keit ge­löst wird. (15)
  15. Geben Sie das Vor­zei­chen der En­tro­pie­än­de­rung für die fol­gen­den Re­ak­tio­nen an: (15)
    1. 2 CO (g) + O 2 (g) → 2 CO 2 (g)
    2. Mg (s) + Cl 2 (g) → MgCl 2 (s)
  16. Die Re­ak­ti­on 2 H 2 (g) + O 2 (g) → 2 H 2 O (l) läuft spon­tan ab, ob­wohl die Ord­nung im Sys­tem zu­nimmt. Er­klä­ren Sie die­ses Phä­no­men. (16)
  17. Be­rech­nen Sie aus Ta­bel­len­wer­ten die Än­de­rung der frei­en Ent­hal­pie für die voll­stän­di­ge Ver­bren­nung von Me­than. (17)
  18. Er­klä­ren Sie, dass CH 4 und O 2 bei Raum­tem­pe­ra­tur un­end­lich lange ne­ben­ein­an­der exis­tie­ren kön­nen, ohne dass ir­gend­ei­ne Re­ak­ti­on nach­weis­bar ist. (18)

Dia­gno­se En­er­ge­tik: Her­un­ter­la­den [doc] [75 KB]

Dia­gno­se En­er­ge­tik: Her­un­ter­la­den [pdf] [509 KB]