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%
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Übungsaufgabe zur Reaktions-Geschwindigkeit