Übungsaufgabe zur Reaktions-Geschwindigkeit
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Übungsaufgaben zur Reaktions-Geschwindigkeit Beim Entkalken einer Kaffeemaschine mit 20ml Essig-Essenz wurde folgende Gas-Entwicklung beobachtet: Zeit in min Ventw. Gas in cm³ a) 1 5,1 2 8,6 3 10,8 4 12,3 5 13,3 10 15 Gib die Reaktionsgleichung an! b) Notiere die Geschwindigkeitsgleichung (Zeitgesetz) der Reaktion! c) Notiere 3 sinnvolle Definitionen der Reaktionsgeschwindigkeit v! d) Skizziere (d.h. ohne Achsenskalierung) den Graph zur Tabelle! e) Berechne die mittlere Reaktionsgeschwind. v für die 6 Zeitintervalle! f) Nenne alle Möglichkeiten, diese Reaktion zu beschleunigen und erkläre diese mikroskopisch mit dem Modell der Stoßtheorie! Übungsaufgaben zum chemischen Gleichgewicht Erkläre und deute ein Modellexperiment zur Einstellung des chemischen GG! „Im Festzelt sind 450 Personen.“ Erkläre an diesem Beispiel den Unterschied zwischen einem statischen und einem dynamischen Gleichgewicht! Stelle die MWG auf und gib die Einheit der GG-Konstanten an: a) 2H2O2 2H2O + O2 b) 2NH3 N2 + 3 H2 Es werden 5mol Ethansäure und 3mol Ethanol zu Ethansäureethylester umgesetzt. Außerdem wurde noch 1mol Wasser zugesetzt. Kn = 4. a) Berechne die Stoffmenge an Ester im Gleichgewicht! b) Berechne die Ausbeute! Ein Synthesegasgemisch (H2 + CO2 H2O + CO) enthält 100mol Kohlenstoffmonoxid und 100mol Wasserstoff. Das Kohlenstoffmonoxid soll zu 90% aus dem Gemisch entfernt werden. (Kn CO-Beseitigung = 10) Berechne, welche Stoffmenge an Wasser einzusetzen ist! aus der Abi-Prüfung Chemie-Leistungskurs 2009 2 kg Ethanol-Lösung mit einem Wassergehalt von w = 10 % werden mit 1 kg reiner Propansäure umgesetzt. Die Gleichgewichtskonstante beträgt KC = 5. Berechnen Sie den prozentualen Umsatz an Propansäure! Lösung a) CaCO3 + 2 CH3-COOH Ca2+ + 2 CH3-COO- + CO2 + H2O 2 b) v = k cCH3COOH V c) v = dcCa2 1 dcEssig 1 dcCH3COO = = 2 dt dt 2 dt d) t e) Aus welchem der 3 Stoffe von a) man die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt, ist egal. Hier das Bsp. für Ca2+: cCa 2 nCa 2 VLösung nCO2 VLösung VCO2 Vm VLösung VCO2 22,4 moll 20ml und v cCa 2 t Zeit in s 0 60 120 180 240 300 600 VCO2 in ml 0 5,1 8,6 10,8 12,3 13,3 15 cCa2+ in mol l v in 10-5 mol l s 0 0,0114 0,0192 0,0241 0,0275 0,0297 0,0335 19 13 z.B.: v 8,17 cCa 2 t 5,67 3,67 0,0192 moll 0,0114 moll 60s 1,27 1,3 10 4 f) erwärmen, denn je schneller sich die H+-Teilchen bewegen, desto mehr haben die nötige Mindestgeschwindigkeit für einen wirksamen Zusammenstoß mit dem Metall. Säurekonzentration erhöhen, denn je mehr H+-Ionen enthalten sind, desto öfter stößt eins davon an das Zn. Katalysator einsetzen, denn dieser verringert die Mindestenergie, die für einem wirksamen Zusammenstoß nötig ist. Dadurch sind mehr Zusammenstöße wirksam. Zink feiner verteilen, denn je größer die Metalloberfläche, desto mehr H+-Ionen stoßen daran. keine Musterlösung – siehe Hefter! mol l s In einem statischen Gleichgewicht ist alles in Ruhe. Die 450 Leute sind drin und bleiben drin. Ein dynamisches GG hat permanent zwei gegenläufige Bewegungen, die sich egalisieren. Es wird nur ein neuer Gast eingelassen, wenn ein anderer aus dem Zelt geht. So bleibt die Besucherzahl bei konstant 450. Start: GG: Kc= CH3COOH + HO-C2H5 5mol 5-x nEster nWasser nAlkohol nSäure CH3COO-C2H5 + H2O 3mol 3-x 4= x(x 1) (5 x)(3 x) 0mol x 1mol x+1 |solve x ≈ 2,3 nEster = 2,3mol η = 76,6% Auf die Reaktionsgleichung zu kommen ist Tüftelei. Sowas erwarte ich in der Klausur nicht von Euch! CO + H2O CO2 + H2 Start: GG: Kc= 100mol 10mol nCO2 nH2 nCO nH2O x mol x-90 10 = 90 190 10(x 90) 0mol 90mol 100mol 190mol |solve x ≈ 261mol aus der Abi-Prüfung Chemie-Leistungskurs 2009 NR: 90% von 2kg = 1,8kg Ethanol; n=m/M = 1800g/46 = 39,13mol 10% von 2kg = 200g Wasser; n=m/M = 200g/18 = 11,1mol nPropansäure = m/M = 1000g/74 =13,5mol Start: GG: Kc= C2H5COOH + HO-C2H5 13,5mol 13,5-x nEster nWasser nAlkohol nSäure 5= 39,13mol 39,13-x C2H5COO-C2H5 + H2O x(x 11,1) (13,5 x)(39,13 x) 0mol x 11,1mol x+11,1 |solve x ≈ 11,59 UmsatzPropansäure = 11,59mol von 13,5mol ≈ 85,9%
