Umweg über die Zwischenstufe, Oberflächen, Enzyme und Katalysatorgifte — 30 Übungen zur Katalyse.
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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
Die Rückbarriere mit Katalysator
AFB IITrick
Lösen Sie die Aufgabe: Eine Reaktion hat \(\Delta_rH = -65\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\) und ohne Katalysator \(E_A = 120\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\). Mit Katalysator beträgt \(E_A\) der Hinreaktion nur \(80\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\). Wie groß ist \(E_A\) der Rückreaktion mit Katalysator in kJ/mol?
Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
kJ/mol
\(E_{A,\text{Rück,kat}} = E_{A,\text{kat}} - \Delta_rH = 80 - (-65) = 145\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\). Ohne Katalysator wären es \(185\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\): Der Katalysator senkt Hin- und Rückbarriere um denselben Betrag (40 kJ/mol). Typischer Fehler: die Rückbarriere unverändert bei 185 kJ/mol zu lassen.
Hin- und Rückreaktion haben denselben (neuen) höchsten Gipfel.
Rückbarriere = 80 − (−65).
A2
Wirkungen des Katalysators
AFB IIITrick
Bewerten Sie, wie sich die genannte Größe durch Zusatz eines Katalysators ändert. Stufen: 1 = deutlich kleiner, 3 = unverändert, 5 = deutlich größer.
Wählen Sie für jede Größe eine Stufe. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = deutlich kleiner5 = deutlich größer
Aktivierungsenergie der Hinreaktion
Aktivierungsenergie der Rückreaktion
Reaktionsenthalpie ΔrH
Zahl der Hügel im Energiediagramm
Stoffmenge des Katalysators nach der Reaktion
Anteil der Teilchen, der die Schwelle erreicht
Der Katalysator senkt beide Barrieren und bietet mehrere Hügel mit Zwischenprodukt; Edukt- und Produktniveau und \(\Delta_rH\) bleiben, der Katalysator selbst bleibt erhalten. Wegen der kleineren Schwelle erreicht ein größerer Teilchenanteil sie. Typischer Fehler: nur die Hinbarriere zu senken.
Unterscheiden Sie Weg (Barrieren, Hügel) von Start und Ziel (Niveaus).
Beide Barrieren sinken, die Niveaus und die Katalysatormenge bleiben.
A3
Mix: Lachgas am Gold
AFB III
Für \(\ce{2 N2O(g)}\) \(\ce{-> 2 N2(g) + O2(g)}\) gilt \(E_A = 245\,\text{kJ/mol}\) ohne und \(121\,\text{kJ/mol}\) an Gold; \(\Delta_f H^\circ(\ce{N2O}) = +82{,}0\,\text{kJ/mol}\). Ermitteln Sie die Energiegrößen.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
