Übungsblatt 5 – WiSe 2016/17

Modul „Einführung in die Allgemeine und Anorganische Chemie“
Übungsblatt 5 – WiSe 2016/17
Abgabe: Montag, der 28.11.2016 bis 12 Uhr im Gang Forschungsflügel Süd, 3.Stock
Themen:
Ideales Gasgesetz; Thermodynamik
1. Gasreaktionen können mit Hilfe eines thermisch isolierten Zylinders mit beweglichem Kolben auf
Änderungen der Zustandsgrößen untersucht werden. Welche der Gasreaktionen wird durch die
experimentelle Beobachtung beschrieben? Begründen Sie Ihre Antwort!
A
C
X(g) + Y2(g) ® XY2(g)
2XY(g) + Y2(g) ® 2XY2(g)
B
D
2XY(g) ® X2(g) + Y2(g)
2XY3(g) ® X2(g) + 3Y2(g)
2. a.) In einem Gefäß werden 35 g Ethylen Gas bei einem Druck 793 Torr aufbewahrt. Welcher Druck
stellt sich ein nachdem 5 g Ethylen entnommen wurden?
b.) In einem Gastank mit einem Fassungsvolumen von 438 L befinden sich 0,885 kg O2. Berechnen
Sie den Sauerstoffdruck bei 21°C.
c.) Bei der Reaktion von Fluor mit Iod in einem geschlossenen Gefäß entsteht bei erhöhter
Temperatur Iodheptafluorid. In ein 2,50 L Gefäß werden 2,50 g Iod und gasförmiges Fluor (350
Torr) bei 250 K gefüllt. Danach wird das Gefäß auf 550 K erhitzt. Wie groß ist der Gesamtdruck
nach der Umsetzung bei 550 K? Wie groß ist der Partialdruck der Überschusskomponente? Geben
Sie die Reaktionsgleichung an.
d.) Ein Gemisch aus Helium und Methan werden in eine Effusionszelle gebracht. Berechnen Sie das
Verhältnis der Effusionsraten.
e.) Unter identischen Bedingungen effundieren 7,23 mL eines unbekannten Gases in derselben
Zeiteinheit wie 13,8 mL Argon. Wie groß ist die molare Masse des unbekannten Gases?
3.
Berechnen Sie H°f (HCl(g)) mit Hilfe der unten aufgeführten Gleichungen:
A:
B:
C:
4.
N2(g) + 3 H2(g) ® 2 NH3(g)
N2(g) + 4 H2(g) + Cl2(g) ® 2 NH4Cl(s)
NH3(g) + HCl(g) ® NH4Cl(s)
H° = -91,8 kJ/mol
H° = -628,8 kJ/mol
H° = -176,2 kJ/mol
Zur Kalibrierung eines Bombenkalorimeters wird Benzoesäure (H = -3227 kJ/mol) verwendet.
Es wird eine 1,221 g Probe verbrannt. Das Kalorimeter hat eine Wärmekapazität von 1365 J/K und
enthält 1,200 kg Wasser. Welche Temperaturänderung sollte bei der Verbrennung von
Benzoesäure beobachtet werden?
5. a.) Bei dem Verbrennungsprozess von Benzin in einem Motor entsteht Wärme sowie CO2 und H2O.
Diese freiwerdenden Gase führen zu einer Bewegung des Kolbens. Wenn die expandierende
Gasmischung 451 J Arbeit verrichtet und das System 325 J als Wärme abgibt, wie groß ist dann die
gesamte Energieänderung?
b.) Bei einer Reaktion in einem Kolbenzylinder entsteht bei einer konstanten Temperatur ein Gas.
Das Volumen nimmt von 125 mL auf 652 mL gegenüber einem externen Druck von 1,317 bar zu.
Berechnen Sie die Arbeit die das System gegen den äußeren Druck verrichtet.
c.) Bei der Verbrennung von Diboran entstehen Boroxid und Wasser. Für diese Reaktion beträgt
die Änderung der inneren Energie -2143,2 kJ/mol. Wie groß ist die Standardbildungsenthalpie für
B2H6(g)? (H°f(B2O3,s) = -1264,0 kJ/mol; H°f(H2O,l) = -285,9 kJ/mol) Geben Sie die
Reaktionsgleichung an.