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Gleichgewichte und Ammoniaksynthese

Gleichgewichte und Ammoniaksynthese

 Klausur Nr. 1
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Aufgabe 1 [5 P]
Ein Stück Zink reagiert bei einer bestimmten Temperatur mit Salzsäure. Es wird

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11/12/10

Klausur

Meine Chemie Klausur aus Klasse 11 mit dem Inhalt von (Berechnen von) Gleichgewichten und der Beschreibung und Erklärung der Ammoniaksynthese

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Klausur Nr. 1 Punkte: al ● 29,1 ......von 36 Aufgabe 1 [5 P] Ein Stück Zink reagiert bei einer bestimmten Temperatur mit Salzsäure. Es wird a. das Zinkstück zerkleinert. b die Temperatur um 10° C erhöht.- die Konzentration der Säure erhöht. das Volumen der Säure vergrößert. ● Stoffmenge n in mol das Reaktionsgefäß geschüttelt.- Erläutere die jeweilige Wirkung auf die Geschwindigkeit der Reaktion. 0,5 0,45 0,4 Aufgabe 2: [18 P] Der Geschmack von Apfelsaft beruht unter anderem auf im Saft enthaltenem Butansäure- ethylester. Butansäureethylester lässt sich auch im Labor herstellen. Dazu werden in Experiment A je eine Stoffmenge von 0,5 mol Butansäure und 0,5 mol Ethanol in einem geschlossenen System und bei konstanter Temperatur zur Reaktion gebracht. Abbildung 1 zeigt die Veränderung der Stoffmengen von Butansäure und Ester in Abhängigkeit von der Zeit: 0,35 0,3 0,25 0,2 Kurs CHEMIE 1 Name: ouisa Stahl 12NP 0,15 Q:. 0.1 0,05 Note: 0 mündl. Eindruck: ..^12 NP Temperatus Konzentration Zerteilungsgrad Teilchenstruktur Katalysator Ester Butansäure Zeit Abb.1: t/n-Diagramm zur Synthese von Butansäureethylester 30,34 2.1 Formuliere die Strukturformelgleichung für die Estersynthese und berechne mithilfe der Angaben aus dem Diagramm die Gleichgewichtskonstante K für die Synthese von Butansäure- ethylester! 5 P 3 P 2.2 Welche Charakteristika und Bedingungen einer GGW-Reaktion zeigt das Experiment A. 2.3 Bei einem Experiment B wird unter sonst gleichen Bedingungen konzentrierte Schwefelsäure als Katalysator zugesetzt. a. Zeichne in Abbildung 1 die zu erwartenden Kurvenverläufe für dieses Experiment ein und erkläre deren Verlauf! 4 P Nenne drei weitere Eigenschaften von Katalysatoren. 2 P 2.4 Die Synthese von Butansäureethylester verläuft exotherm. Begründe die Auswirkung einer 4...

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P Temperaturerhöhung auf die Gleichgewichtslage und auf K! Bitte wenden!! Ul Aufgabe 3: [13 P] Die Bildung des wichtigen Produkts Ammoniak wird in der Technik in großem Maßstab bei 200 bar und 500° C durchgeführt. a) Formuliere die Reaktionsgleichung für die Synthese von Ammoniak aus den Elementen. b) Woher stammen die Edukte für die Synthese von Ammoniak? c) Die Gleichgewichtskonstante für die Ammonikasynthese beträgt unter Standard bedingungen K = 4*108 L² /mol². Bringt man jedoch Stickstoff und Wasserstoff in ein Gefäß ein und verschließt es, so ist auch nach einigen Tagen kein Ammoniak nachweisbar. Erkläre diesen Sachverhalt. 2 P 1P 1 P d) Um die Ausbeute zu erhöhen, werden die Gase nach dem Verlassen des Ammoniakofens abgekühlt, wobei Ammoniak kondensiert und abgetrennt werden kann. Der restliche Stickstoff und Wasserstoff wird wieder in den Ammoniakofen zurückgepumpt. Erläutere und begründe diese Maßnahmen, um die Ammoniak-Ausbeute zu optimieren. 3 P e) Erkläre die besondere Konstruktion des Ammoniakofens nach Carl Bosch. 3 P f) In einem Industrielabor wurde obige Synthese in einem Tank bei 700° C und 200 bar durchgeführt. A. Berechne die Gleichgewichtskonstante K. für den Fall, dass der Tank nach der Einstellung des Gleichgewichts folgende Konzentrationen enthält: Konzentration 0,55 mol/L 1,94 mol/L 0,64 mol/L Stoff Ammoniak Wasserstoff Stickstoff 2. Mache eine Aussage zur Lage des Gleichgewichts bei diesen Reaktionsbedingungen. 3 P Viel Erfolg!! Werner-Heisenberg-Gymnasium Louisa Stahl 21 Vor- und Zuname Klasse/Kurs Fach Chemie NP Datum 10.12.20 Punkte Aufgabe 1 ou Die Reaktionsgeschwindigkeit wird größer, da die Zinkteilchen somit verteilt werden und W von mehr Salzsäuremolekülen umgeben sind. (Jedes Stückchen Zink). - Die Oberfläche insge_aut wird größer größerer Zerkikinggraat. Fo b) Wenn man die Temperatur um 10°% shōnt, verdoppelt sich die Reaktionsgeschwindigkeit, weil die Teilchen sich schneller Beutgen & vermenit rander. ausei Erhöht man die Konzentration von Saltsaure, matter so steigt die Reaktionsgeschwindigkeit, da mehr Salzsäuremolchäle in gleichen Vouch FS sind, also mehr Moleküle, die mit dem Zink reagieren können. 40 d) Vergrößert man das Volumen der Säure, vergrößert sich 30 auch die Praktionsgeschwindigkeit, Saun denn die Teilchen, auf die die stinkteilchen mit denen : treffen und. reagieren kann, werden mehr, also reorg erhöht sich die RG. S. S.6 .: Wenn man das Reaktionsgefäß schüttelt, treffen die jeweiligen zinu- Saltsäureteikhen Vermehrt aufeinander, reagieren also auch. verment, heißt, dass die Revationsgeschwindig weit größer wird. V 4 Aufgabe 2 2.4 K₂= 시 H -V-I SQUTE $9.C-C- C-C 1 H НИ ALW I-J-I 05.05 einzelnen --- = J 14 (Wasser). a (Estes) (Säure) Athanol + म (O M-C 0¹ F-U-I H Wasser 3 P f 534 934 H C + 4 B ܬ 2. 1-C- J-I 0 0,34€0,34 md 01 608 01 16omo = 4,51 fo * I U ng +Wärme! PTU 21 2.2 Die Konzentrationen ändern sich in GGW nicht mehr, deshalb ändert sich auch Ko nicht mehr. Die Hin- se die Ruchreaktion lausen also gleichschnell ab, hören aber nicht auf, weiter abzulaufen, sondern laufen nur gleichschnell as. 2.Daher bleiben die Konzentration can dafür Bedingung ist, dass das GGUD sich in einem geschlossenen System Dei nonstanter Temperatur befindet. 2.3) a) Die Kurververläufe des experiments mit Dugabe eines Katalysators Sind wesentlich siciter als die phone. Mithilfe eines Katalysatow, wird dhe Reaktionst geschwindigkeit erhöht, damit erreichen" die. Stoise schneller das GGN sind schneler in Gow. Wichtig dabei ist, dass der Katalysator weder die ठ AP 2P © HP (Kurve) 2 P Tur BO Stoffmenge, noch die Konzentration ändert, sondern 3p lediglich die RG erhönt &damit das GGV Schnidis intrigs. b) Zudem wird der Fatalwator nicht verbraucht, deren denn er bildet zwischenverbindingen, Bildung Scriger Energie verbraucht, setzt verbraucht, setzt also auch die Akti- vietunguenergie herunter. Sisteres wird damit begründet, dass beim Katalysator die Stoffe nur mit der Oberfläche reagieren; der Katalysator sich aber nicht verändert. 2.4) Erhöht man die Temperatur, so läuft die endotherme Rückreaktion vermehrt ab, denn nach Le Chatelier läuft nach Auswirkung eines Auserer Zwangs auf das Gleichgewient, in chem Fall die Temperatur, die Reaktion vermehrt cab, alle die Wirkung des zwangs minimiert. Weil bei der endothermest Reaktion Wärme, baw. Energie verbraucht", also ungewandelt wird, läuft dieve vermennt ab. Dadurch liegen in GGW mehr Edukte als Produkte vor, das GGW verschiebt sich dementsprechend and die Seite der Colunte Gach links). für Kc bedeutet das in Blick auf das UNG ((Produlte) Chea crodure), dass bei mehr solukten 2P als Produkten, die wegen der Vermehrt ab buginder endothermen Fächerzantion vorliegen, he demach weiner als 4P

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