Vorlesung „Allgemeine Chemie“

Vorlesung „Allgemeine Chemie“
Übungsblatt 6: Kapitel: Thermodynamik
Frage 1:
Definieren Sie die Begriffe „exotherme Reaktion“ und „endotherme Reaktion“. Wie beeinflusst eine
Temperaturerhöhung die Gleichgewichtslage in beiden Fällen (wird die Erzeugung der Edukte oder
Produkte bevorzugt?).
Frage 2:
a) Berechnen Sie ∆G0 für die folgende Reaktion bei 298 K.
b) Falls die Reaktion unter Standardbedingungen bei 298 K nicht spontan ablaufen würde, bei welcher
Temperatur (wenn überhaupt) würde die Reaktion spontan werden (> oder < als 298 K)?
2 POCl3 (g) → 2 PCl3 (g) + O2 (g)
∆H0 = 572 kJ mol−1, ∆S0 = 178 J mol-1 K−1
Frage 3:
Geben Sie an, ob die folgenden Prozesse zu einer Zu- oder Abnahme der Entropie des Systems führen:
a) H2O(l) → H2O(g)
b) Ag+(aq) + Cl-(aq) → AgCl(s)
c) HCl(g) + NH3(g) → NH4Cl(s)
Frage 4:
a) Berechnen Sie die Standardreaktionsenthalpie der "Kohlehydrierung", d.h. der Reaktion
C(Graphit) + 2 H2(Gas) = CH4(Gas).
b) Vergleichen Sie mit der Standardbildungsenthalpie von CH4, sowie mit der Bindungsenthalpie
einer C-H Bindung (Tabellen im Moodle). Woher könnte die Differenz kommen?
Hinweis:
Gehen Sie von der Verbrennung von CH4 aus (∆H0(298 K) = -890.3 kJ/mol) und wenden Sie den
Hess’schen Wärmesatz an. Alle weiteren erforderlichen Werte finden Sie in den Tabellen im Moodle.
Frage 5:
a) Berechnen Sie die Standardbildungsentropie der Kohlehydrierung.
(S0(298 K) für Graphit : 5.7 J*K-1*mol-1).
b) Geben Sie eine "statistische" Erklärung für das Vorzeichen Ihres Ergebnisses.
c) Vergleichen Sie das Ergebnis von (a) mit S0(298 K) für Methan! Warum sind die Werte
verschieden?
Frage 6:
Geben Sie den Gleichgewichtsausdruck Kc für folgende Reaktionen an:
a) 2 O3(g) ⇄ 3 O2(g)
b) 2 NO(g) + Cl2(g) ⇄ 2 NOCl(g)
c) N2(g) + 3 H2(g)
⇄ 2 NH3
Frage 7:
Welche der folgenden Reaktionen liegt auf der linken Seite und begünstigt die Bildung der Reaktanden
(Edukte)?
a) 2 NO (g)
b) 2 HBr (g)
+ O2 (g)
⇄
⇄
2 NO2 (g)
H2 (g) + Br2 (g)
Kp = 5,0 x 1012
Kc = 5,8 x 10-18
Frage 8:
Zeigen Sie anhand der Reaktion
a*A + b*B --> c*C + d*D
dass K(p) = K(c) für ideales Gas und ∆(n)=0!
Hilfe: Konzentration(Stoff i) = n(i)/V
Frage 9:
In welche Richtung verschiebt sich das Gleichgewicht
N2O4 (g)
⇄
2 NO2 (g)
∆ H° = 58,0 kJ
a) wenn N2O4 zugegeben wird,
b) wenn NO2 abgezogen wird,
c) wenn der Gesamtdruck durch Zugabe von N2 erhöht wird,
d) das Volumen vergrößert wird,
e) die Temperatur gesenkt wird?