Hinreaktion, Rückreaktion, offenes und geschlossenes System — 30 Übungen in beide Richtungen.
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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
Umsatz gegen Zeit
AFB II
Zeichnen Sie die Messpunkte einer umkehrbaren Reaktion A ⇌ B im geschlossenen Gefäß in das Koordinatensystem. Waagerecht (x) ist die Zeit t in min aufgetragen, senkrecht (y) der Umsatz von A in Einheiten von 10 %.
Bewegen Sie die Maus über das Koordinatensystem und klicken Sie, um den Punkt zu setzen. Mit der Tastatur: Tab ins Koordinatensystem, Pfeiltasten bewegen den Cursor, Enter setzt.
Der Umsatz steigt zuerst schnell und bleibt dann bei 80 % stehen: Im geschlossenen Gefäß erreicht er nicht 100 %. Typischer Fehler: 80 % als y = 80 statt 8 einzutragen.
y ist in Einheiten von 10 % angegeben: 80 % sind 8 Einheiten.
A (0 | 0), B (1 | 5), C (2 | 7), D (3 | 8), E (5 | 8).
A2
Offenes und geschlossenes System im Vergleich
AFB II
Vergleichen Sie das offene mit dem geschlossenen System für eine umkehrbare Reaktion mit einem gasförmigen Produkt. Ordnen Sie jede Aussage dem passenden Bereich zu.
Ordnen Sie jede Karte einem der drei Bereiche zu. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, dann 1–3 für den Bereich, 0 zurück.
1 nur offenes System
2 beide
3 nur geschlossenes System
Im offenen System entweicht das Gas: Es gibt keine Rückreaktion und der Umsatz kann 100 % erreichen. Im geschlossenen System bleibt das Gas, das Produkt kann zurückreagieren, der Umsatz bleibt unvollständig. Beide Systeme haben dieselbe Hinreaktion, dasselbe \(\Delta_rH\) und dieselbe Gleichung. Typischer Fehler: dem offenen System ein anderes \(\Delta_rH\) zuzuschreiben.
Fragen Sie bei jeder Aussage: Hängt sie davon ab, ob das Gas entweichen kann?
Nur offen: entweichen, vollständig, 100 %; nur geschlossen: zurückreagieren, unvollständig.
A3
Mix: Energieberg in beide Richtungen
AFB III
Für eine umkehrbare Reaktion A ⇌ B gilt \(E_{A,\text{hin}} = 120\,\text{kJ/mol}\) und \(\Delta_r H_{\text{hin}} = +45\,\text{kJ/mol}\). Ermitteln Sie die Werte schrittweise.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Faktor, um den \(v_{\text{hin}}\) bei +20 °C nach RGT-Regel (Faktor 2) steigt:
Beide Richtungen laufen über denselben Übergangszustand; die Rückreaktion startet auf dem höheren Energieniveau der Produkte und hat daher die kleinere Aktivierungsenergie.
Ansatz: Skizzieren Sie das Energiediagramm: Produkte liegen 45 kJ/mol höher.
