Schneller, aber nicht mehr — 30 Übungen dazu, was ein Katalysator am Gleichgewicht ändert und was nicht.
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Übungsaufgaben
Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt Ihnen sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen Ihnen die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt Ihnen, wie viele der 30 Aufgaben Sie schon gelöst haben.
A1
Mix: Methanol und Aktivierungsenergie
AFB IIMix
Bestimmen Sie die Energiewerte der Reaktion \(\ce{CO(g) + 2 H2(g)}\) ⇌ \(\ce{CH3OH(g)}\) aus \(\Delta_fH^\circ(\ce{CO}) = -110{,}5\) und \(\Delta_fH^\circ(\ce{CH3OH}) = -201{,}0\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) (Wasserstoff: 0). Im Modell gilt \(E_{A,\text{hin}} = 110\) ohne und \(80\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) mit Katalysator.
Alle Felder ausfüllen, dann gemeinsam prüfen.
\(\Delta_rH\) = kJ/mol. \(E_A\),rück ist ohne Katalysator kJ/mol und mit Katalysator kJ/mol.
\(\Delta_rH\) = −201,0 − (−110,5) = −90,5 kJ/mol. \(E_A\),rück = \(E_A\),hin − \(\Delta_rH\) = 110 + 90,5 = 200,5 und 80 + 90,5 = 170,5 kJ/mol. Typischer Fehler: die Summe der Edukte vor die Summe der Produkte zu stellen.
Zuerst \(\Delta_rH\) aus den Bildungsenthalpien, dann \(E_A\),rück = \(E_A\),hin − \(\Delta_rH\).
−90,5 – 200,5 – 170,5.
A2
Nutzen bei exothermen Reaktionen
AFB II
Erläutern Sie den Nutzen eines Katalysators bei exothermen Gleichgewichten, indem Sie den Lückentext vervollständigen. Zwei Wörter bleiben übrig.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Bei einer exothermen Reaktion liegt das Gleichgewicht bei Temperatur günstiger, die Reaktion läuft dort aber . Ein senkt die , sodass die Reaktion schon bei niedrigerer Temperatur schnell genug abläuft. Der Katalysator selbst ändert den Wert von nicht, doch bei der niedrigeren Temperatur ist der erreichbare größer.
Exotherm: tiefe Temperatur begünstigt die Produkte, bremst aber die Reaktion. Der Katalysator senkt die Aktivierungsenergie; so reicht eine niedrigere Temperatur, und der Umsatz im Gleichgewicht steigt. Typischer Fehler: dem Katalysator selbst die höhere Ausbeute zuzuschreiben statt der niedrigeren Temperatur.
Trennen Sie, was der Katalysator ändert (Weg) und was die Temperatur ändert (Lage).
