Einsendeaufgabe Chemie Leistungskurs Sgd CEM03N, Note 1,0

1. Aufgabe:
Beim Kontaktverfahren reagieren Schwefeldioxid und Sauerstoff mit einem Katalysator zu Schwefeltrioxid in einer Gleichgewichtsreaktion. Diese Reaktion ist Voraussetzung für die technische Herstellung konzentrierter Schwefelsäure, die unter den Chemikalien als Edukt vieler chemischer Produktionsverfahren einen Spitzenplatz einnimmt.
a) Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für die Oxidation von Schwefel-dioxid zu Schwefeltrioxid.
b) Berechnen Sie die Reaktionsenthalpie dieser Reaktion mit den Werten aus den Tabellen 1.1 und 1.2. Erläutern Sie das Ergebnis. Treffen Sie ohne Verwendung von Tabellenwerten eine Aussage für die zu erwartende Größe der Reaktionsentropie.
c) Nach welchem Prinzip kann die Lage des Gleichgewichts beeinflusst werden?
d) Welchen Einfluss hat der Katalysator auf das Gleichgewicht?
2. Aufgabe:
Gegeben sind 500 ml Essig, der 600 mg reine Ethansäure in Wasser enthält. Welchen pH-Wert hat diese Lösung? (pKS-Wert der Ethansäure = 4,76)
3. Aufgabe:
a) Um Kraftfahrzeuge mit Brennstoffzellen umweltfreundlich anzutreiben, bedarf es großer Mengen an Wasserstoff als Brennstoff. Wasserstoff wird aus Erdgas (Methan) in folgender Gleichgewichts-Reaktion gewonnen. Formulieren und richten Sie die Gleichung ein.
b) Bewerten Sie das Gleichgewicht auf Basis einer Energiebetrachtung. Welche Seite der Reaktion ist bei Raumtemperatur begünstigt? Nutzen Sie die Bindungsenergien:
C – H: 413 H – O: 463 H – H: 436 C=O: 950 kJ/mol
c) Stellen Sie nun das MWG auf. Welche Produktionsergebnisse wären – ohne die obige Energiebetrachtung zu berücksichtigen – zu erwarten, wenn wäre: K=1, K>1, K<1
4. Aufgabe:
Metallisches Silber kann auf Platinen in Reaktion mit Eisen(II)-Lösungen ausgefällt werden.
Fe2+ + Ag+ Fe3+ + Ag
a) Was ist der Reaktionstyp? Verdeutlichen Sie die Einzelreaktionen.
b) Beschreiben und erläutern Sie den Verlauf bis zum Gleichgewicht.
c) Zeichnen Sie die Kurven für die Veränderungen der Konzentrationen der Edukte und Produkte während des Reaktionsverlaufs in das gegebene Diagramm-Schema ein, wenn Kc = 4 ist.
5. Aufgabe:
Für die Reaktion A B wurden folgende Kc-Werte gemessen: 11 bei 125°, 1 bei 40° und 0,09 bei 0° Celsius.
Ordnen Sie die Kc-Werte den Bechergläsern in der Abbildung zu.
Entscheiden Sie, ob die Reaktion insgesamt endotherm oder exotherm verläuft. Begründen Sie mit dem MWG.
6. Aufgabe:
Experiment: Kaliumbromid- und Silberchlorid-Lösungen werden gemischt. Erläutern Sie die Beobachtung. Formulieren Sie die Reaktionsgleichung. Welches Gleichgewicht stellt sich ein? Was ist Zweck solcher Reaktionen?