Ein Bruch, der immer gleich ausgeht: K aufstellen, einsetzen, Einheit bestimmen.
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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
Der Rechenweg
AFB III
Beschreiben Sie das Vorgehen, mit dem man aus Anfangskonzentrationen und einer im Gleichgewicht gemessenen Konzentration die Gleichgewichtskonstante bestimmt, indem Sie die Schritte ordnen.
Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Reaktionsgleichung aufstellen und ausgleichen
2Anfangskonzentrationen in eine Tabelle eintragen
3Konzentrationsänderungen aller Stoffe über die Koeffizienten aus der gemessenen Änderung ableiten
4Gleichgewichtskonzentrationen berechnen
5MWG aufstellen und die Gleichgewichtskonzentrationen einsetzen
6Einheit aus Δn bestimmen und K mit Einheit angeben
Die Tabelle „Anfang – Änderung – Gleichgewicht“ ist das Herzstück: Aus einer einzigen gemessenen Gleichgewichtskonzentration folgen über die Koeffizienten alle anderen.
Ohne ausgeglichene Gleichung kennt man die Koeffizienten nicht.
Eingesetzt wird erst, wenn alle Gleichgewichtskonzentrationen bekannt sind.
A2
Vom Anfang zum Gleichgewicht
AFB II
In einem Reaktor mit konstantem Volumen reagieren bei 250 °C Kohlenstoffmonoxid (\(c_0 = 1{,}00\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) und Wasserstoff (\(c_0 = 3{,}00\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\)): \(\ce{CO + 2 H2 <=> CH3OH}\). Im Gleichgewicht liegen \(0{,}84\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) Methanol vor. Ermitteln Sie die fehlenden Konzentrationen (in \(\mathrm{mol\,L^{-1}}\)) und \(K_c\).
Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
CO
H₂
CH₃OH
Anfang
1,00
3,00
0
Änderung
+0,84
Gleichgewicht
0,84
\(K_c\) in \(\mathrm{L^2\,mol^{-2}}\)
—
—
Für jedes Methanol-Molekül werden 1 CO und 2 \(\ce{H2}\) verbraucht. \(K_c = \dfrac{0{,}84}{0{,}16\cdot1{,}32^2}\,\mathrm{L^2\,mol^{-2}} = \dfrac{0{,}84}{0{,}279} \approx 3{,}0\,\mathrm{L^2\,mol^{-2}}\).
Änderungen der Edukte sind negativ und hängen über die Koeffizienten zusammen.
Denken Sie an das Quadrat bei \(c(\ce{H2})\).
A3
Konzentrationen bei N₂O₄
AFB II
Skizzieren Sie die Gleichgewichtskonzentrationen und \(K_c\) im Balkendiagramm. Aus \(c_0(\ce{N2O4}) = 1{,}00\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\) bildet sich nach \(\ce{N2O4}\) ⇌ \(\ce{2 NO2}\) ein Gleichgewicht mit \(c(\ce{NO2}) = 0{,}40\,\mathrm{mol\,L^{-1}}\).
Balken mit der Maus ziehen oder nach Tab mit ↑/↓ einstellen.
Aus 0,40 mol/L NO₂ sind 0,20 mol/L N₂O₄ zerfallen: c(N₂O₄) = 1,00 − 0,20 = 0,80 mol/L. K_c = 0,40² : 0,80 = 0,20 mol/L. Typischer Fehler: c(N₂O₄) = 0,60 oder 1,00 − 0,40 zu rechnen (Koeffizient 2 vergessen).
Aus 1 mol N₂O₄ entstehen 2 mol NO₂; rechnen Sie c(N₂O₄) und danach K_c.
