Klausur: Das chemische Gleichgewicht

Alternativer Bildtext:

und 3 und des Prinzips von le Chatelier die Reaktionsbedingungen der Ammoniaksynthese. .....des Drucks H Butausanie Ethylestar H H 1 1 KASE Materialien: Volumen-% Ammoniak N₂, H₂, 100 Schaubild 1 90 70 50 20 10 200° Vorwärmer N₂, H₂ Kompressor Druck 30 bar Schaubild 3 100 bar 200 bar 1000 bar NH3, N₂, H₂ 400* Temperatur -30 MPa -500 °C Temp. Reaktor Kontaktofen (nt Katalysator | N₂, H₂ Kompressor 600 Abhitzkessel Kühler Reaktionsgeschwindigkeit Ventil 900 800 NH3(1) Kühlanlage, Tank 700 600 500 400 300 200 100 Dampf Wasser Abscheider 400 Kühl- mittel Schaubild 2 450" 18 500 12 10 550 Temperatur Bergmann. Leonic Vol-% Ammoniak 600 650 O Aufgabe 2 Das Prinzip von Le Chatelier besagt, dass wenn man auf eine Reaktion Zwang ausübt, sich die Edukto auf die Selte der Produkte, oder die Produkte zu Edukten verschieben. 2/6/7 unter einem Zwang versteht man die veranderung Von Temperatur und Druck (& Stoffmengen konzen Fra- tion). Energie kann aufgenommen werden / wird frei. Durch diese Verschiebling kommt es u. U. zum Chemischen Gleichgewicht * Rückseite Aufgabe 3 O O 2 Chemie Klausur Nr. 1 in Q3 (a) H 1.5 put b) 4²44 AH! 4/2,5/70 Aufgabe 4 H 1 H I Reaktion (1) A - Reaution (2) Bec exothermen Reaktionen ist genug Energre vorhanden. oder es wird welche hinzugefigt. Dadurch benötigen sro weniger am einen Energie überschuss. Schließlich frei A Bei endothermen Reaktionen wird mehr Energie beno- tigt, um die Reaution zum laufen zu bringen. Sie benötigen mehr Energie. um überhaupt zu reagieren. Am Ende der Reaktion ist die gesamte Energie verbraucht (Energie defitit), weshalb kline Energic frei werden kann. HIC 1 Dre Sog. Aktivierungsenergie (EA) wird z. B. bei endo- thermen Reaktionen benötigt. Sie gibt der Reaktion den Antrieb überhaupt zu reagieren, also antiviert. durch zusätzliche Energie sozusagen die Reaktion. 11 C-C-C-C I I 1 H H H 히 2 + (f OF & A O t Man spricht vom chemischen Gleichgewicht wenn die Hinreaktion genauso schnell verläuft, wie die Rück- reaution. Dre Reaktionsgeschwindigkeit ist also bei Hin- 2 put und Rüchreaktion gleich. Le Chatelier. 1st eine Storing vorhanden. clal opul орил TEA PAH Diese ubrige Energie wird A H 12t -U て ← 3/9.5/10 грик 3 Bergmann Leonie 28.10.20 4 4 1.5 PUL прих 1 2 Zu Aufgabe 2 tiklären kann man das Prinzip von Le Chatelier z. B. an Reaktionsgleichung (3) und (1). Durch Anderung der Temperatur verschieben sich A die Edukte CC + H₂O) auf die Seite der Produkte (CO H ₂ ) J Genauso in Bsp (3), nur dass diesmal die Produkte A (CO₂H) auf die Seite der Edukte (CO + H₂O) übergehen. ( N J Sansar der in- begriffene Katalysator senuit die Et und erhat die Reautions - geschwin- digheit Aufgabe 5 45 put 3Pus O (a) ● XAT Abscheider. Kompressor b) In Schaubild 1 may Kompressor Darstehung der Ammoniansynthese. Dargestent sind ein Vorwärmer Reaktor (mit Katalysator ) Abhitzkessel. Kühler, Kühlanlage Tank und ein weiteren (c) Sicht Es ist zu sehen, dass N₂ Hz Zuerst in den Vor- wärmer gelangt. Wie der Name schon sagt wird. das Gas dort leicht erwärmt. Im Kompressor werden Stick- und Wasser Stoff mit Druck komprimiert 1 von 500°C tion (N₂ + 3H₂ T Der Reaktor erhitzt das Gas mit einer Temperatur wodurch die eigentliche Reak- NH₂ Stattfinden kann Von dort aus gelang+ NH3 durch den vorwärmer in den Abhitzkessel und den Kühler, in welchem es abgekühlt wird. Im Abscheider wird das Gasgemisch von unerwünscutch stoffen und gelangt entweder durch ein Ventil in den Tank. oder zurüch in einen der Kompressoren. Dieser Vorgang wiederholt sich immer wiedy das Vor-12 eine Schematische Die Reaktionsbedingungen der Ammonialsynthese lassen sich unter Berücksichtigung des Schan- bildes und dem Prinzip you Le Chatelier erkenner Zum einen. wie sich aus den beide Schan- bildein (283) abusen und deuten lässt lassen sich ein Schneller Ablauf der Reaktion aput (Reautionsgeschwindigkeit) und gleichzeitig ein & höher Vor-/ Auted an Amenonak nicht ver- einen. Dazwischen Chatelier, denn Kombination t Stellt Schaubild 2 von Ammonan in Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit (4- Aclise ) und Temperatur (x-Acuse), dar. zu erkennen ist, dass je höher die Reaktions- geschwindigheit und die Temperatur sind die Ausbeute (Vor- %. Ammoniak) umso geringer ist - -chem Guerch gewicht, wenn parallel T In Schaubild 3 wird du Druch in Abhängigkeit der Volumen 2. des Ammoniahs (4-Achse) und der Temperatur (x-Achse) dargestcut, thies zu erkennen ist, dass hoher Voumen & Anteil des mit hoher Temperatur einen hohen Ammoniaks A Druck (Ausboute) ergeben. (= chem Gleichgewicht am Schritt pukket) ergibt eine niedrige Bergmann Leone getrennt WH word itht steht das Prinzip vo- de ein zwang ( Druck/ Temp) mit höver Reaktionsgeschow_ Ausbeute (hier V-2 A)