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Der Wasserstoffzug
AFBZwischen Cuxhaven und Buxtehude fahren seit 2022 Züge, deren Strom aus Brennstoffzellen stammt. Darin reagiert Wasserstoff mit dem Sauerstoff der Luft zu Wasserdampf: \(\mathrm{2\,H_2+O_2\longrightarrow 2\,H_2O}\). Die nötigen Bindungsenergien stehen in M1.
M1Mittlere Bindungsenergien
| Bindung | H–H | O=O | O–H | C–H |
|---|---|---|---|---|
| Bindungsenergie in kJ/mol | 436 | 498 | 463 | 413 |
- Lies aus M1 die Bindungsenergien der Bindungen ab, die in \(\mathrm{H_2}\), \(\mathrm{O_2}\) und \(\mathrm{H_2O}\) vorkommen.Tipp a)
\(\mathrm{H_2}\) hat eine Einfachbindung, \(\mathrm{O_2}\) eine Doppelbindung; im Wasser ist das O-Atom mit zwei H-Atomen verbunden. Eine Zeile der Tabelle brauchst du nicht.
- Nenne Art und Anzahl der Bindungen, die bei der Reaktion gespalten, und die, die gebildet werden.Tipp b)
Zähle für die Stoffmengen der Gleichung: 2 Moleküle \(\mathrm{H_2}\), 1 Molekül \(\mathrm{O_2}\), 2 Moleküle \(\mathrm{H_2O}\).
- Gib an, ob beim Spalten und beim Bilden von Bindungen jeweils Energie aufgewendet werden muss oder frei wird.Tipp c)
Um zwei Atome zu trennen, muss man etwas hineinstecken …
- Berechne die Reaktionsenergie \(\Delta E\) für die Gleichung \(\mathrm{2\,H_2+O_2\longrightarrow 2\,H_2O}\).Tipp d)
\(\Delta E=E_{\text{Spalten}}-E_{\text{Bilden}}\). Achte auf das Vorzeichen.
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Propan im Gasgrill
AFB3
Wasserstoff aus Erdgas
AFB4
Methanol im Modellflugzeug
AFB5