Brennwerte von Treibstoffen: Übungen – Chemie Grundkurs

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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.

Mix: Ethen im Kalorimeter

AFB IIMix

Weisen Sie rechnerisch nach, dass 5,61 g Ethen (\(M = 28{,}05\,\mathrm{g\,mol^{-1}}\), \(\Delta_cH = -1411\,\mathrm{kJ\,mol^{-1}}\)) beim vollständigen Verbrennen rund 282 kJ liefern. Geben Sie den Betrag der Wärme in kJ an.

Frei werdende Wärme in kJ:

Rechnen Sie die Masse mit der molaren Masse in die Stoffmenge um.

n = 0,200 mol; Q = 0,200 mol · 1411 kJ/mol.

Begriffe zum Brennwert

AFB I

Ordnen Sie jedem Begriff seine Bedeutung zu: Decken Sie zwei Karten auf, die zusammengehören.

Decken Sie zwei Karten auf, die zusammengehören. Mit der Tastatur: Tab zur Karte, Enter aufdecken, Pfeiltasten zum Wandern.

Beim Brennwert fällt das Wasser flüssig an, beim Heizwert entweicht es als Dampf. \(\Delta_cH\) ist auf 1 mol bezogen, \(\mathrm{kJ\,g^{-1}}\) und \(\mathrm{MJ\,kg^{-1}}\) sind zahlengleich. Ohne Kohlenstoff im Molekül entsteht kein \(\ce{CO2}\). Typischer Fehler: Brenn- und Heizwert zu verwechseln.

Überlegen Sie, auf welche Bezugsgröße oder welchen Zustand sich jede Angabe bezieht.

Hs: flüssiges Wasser. Hi: Wasserdampf.

Trickaufgabe: Was ändert sich?

AFB IIITrick

Beurteilen Sie, wie sich die genannte Größe ändert. Ausgangspunkt ist die Verbrennung einer bestimmten Masse Methan. Stufen: 1 = halb so groß, 3 = unverändert, 5 = doppelt so groß.

Wählen Sie für jede Änderung eine Stufe. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.

1 = halb so groß5 = doppelt so groß

Frei werdende Energie, wenn doppelt so viel Methan verbrennt

Brennwert Hs in MJ/kg, wenn doppelt so viel Methan verbrennt

Frei werdende Energie, wenn nur die halbe Masse verbrennt

Molare Verbrennungsenthalpie ΔcH, wenn doppelt so viel Methan verbrennt

Brennwert Hs, wenn die Gleichung mit dem Faktor 2 geschrieben wird

Die Energie wächst mit der Masse, der Brennwert \(H_s = \lvert\Delta_cH\rvert/M\) und \(\Delta_cH\) (je mol) sind Stoffwerte und hängen nicht von der Portion ab. Auch der Faktor in der Gleichung ändert den Brennwert nicht, denn \(\Delta_cH\) ist auf 1 mol des Brennstoffs bezogen. Typischer Fehler: Stoffwert und Energie der Portion zu verwechseln.

Unterscheiden Sie Größen der Portion von Stoffwerten.

Nur die Energie der Portion ändert sich mit der Masse.