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Klausur: Das chemische Gleichgewicht

Klausur: Das chemische Gleichgewicht

 Klausur Nr. 1 in Q3
28.10.2020
Name: Begman..ternit.
Punkte: 345
Note:........
q2
1. Erstellen Sie die entsprechenden Reaktionsgleichungen.

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Leonie Bergmann

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Klausur in Chemie über das chemische Gleichgewicht

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Klausur Nr. 1 in Q3 28.10.2020 Name: Begman..ternit. Punkte: 345 Note:........ q2 1. Erstellen Sie die entsprechenden Reaktionsgleichungen. Kennzeichnen Sie durch Pfeile die Richtung, in die sich das Gleichgewicht infolge der angegebenen Änderung verlagert! (1) Kohlenstoff reagiert mit Wasser zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff. co H (2) Stickstoff und Wasserstoff reagieren zu Ammoniak. N (3) co Kohlenstoffmonoxid und Wasser reagieren zu Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff. (4) Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoff reagieren zu Kohlenstoffmonoxid. Energic A'H in kJ/ mol Chemie: 13 GK 1/1/9/2 2. 3. 4. 5. Reaktionsgleichung грит с Heo Cote (2) (2) N₂ + 3H₂ =2NH3 co´+ CO₂ + C = 100 + (3) H +175,4 E - 92,0 HÓCOH-29 Ethansare-Methylester L-C + 172,4 4 PKL з рит Erklären sie an zwei Beispielen aus der oberen Tabelle das Prinzip von le Chatelier Skizzieren und beschriften sie die Energiediagramme zu den Reaktionen (1) und (2). Erklären sie dabei die Begriffe exotherm, endotherm und Aktivierungsenergie. Verschiebung bei Erhöhung.... ...der Temperatur Butansäure-Ethylester soll gespalten werden. a. Formulieren sie die Reaktionsgleichung mit Hilfe von Strukturformeln! (kein Mechanismus) b. Erklären sie daran den Begriff chemisches Gleichgewicht. Schnelligk the Rücherealition c. Benennen sie die Stoffe, die im Gleichgewicht vorliegen. d. Nachdem sich das chemische Gleichgewicht eingestellt hat, gibt man eine wasserentziehende Chemikalie hinzu. Begründen sie, was passiert. Die Ammoniaksynthese a) Im Schaubild 1 ist die Ammoniaksynthese schematisch dargestellt. Beschreiben und erklären sie den Schaubild. Gehen sie dabei besonders auf die Vorgänge im Reaktor ein. b) Erläutern sie die Darstellungen in den Schaubildern 2 und 3. c) Diskutieren sie unter Berücksichtigung der Schaubilder 2 und...

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3 und des Prinzips von le Chatelier die Reaktionsbedingungen der Ammoniaksynthese. 1 P HH .....des Drucks Butansanie Ethylestar 1 H HH 51 KASE Materialien: Volumen-% Ammoniak N₂, H₂, 100 Schaubild 1 90 80 70 60 8 9 8 20 10 NH3, N₂, H₂ 34 Vorwärmer T -30 MPa ~500 °C N₂, H₂ N₂, H₂ Kompressor Temp. Reaktor Kontaktofen (nt Katalysator | Kompressor Druck 200 30 bar 1 bar Schaubild 3 100 bar 200 bar 1000 bar 400 Temperatur 155 600 Abhitzkessel Kühler Ventil Reaktionsgeschwindigkeit 900 Dampf Kühl- mittel Abscheider NH3(1) Kühlanlage, Tank Wasser 400* Vol-% Ammoniak 800 700 600 5 500 K 400 300 200 10 12 100 16 14 18 450 Schaubild 2 500 550 Bergmann Leonic Temperatur 600 650 2 Aufgabe 2 Das Prinzip von Le Chatelier besagt, dass wenn man auf eine Reaution Zwang ausübt, sich die Edukte auf die Seite der Produkte, oder die Produkte zu Edukten verschieben. SA 2/6/7 unter einem Zwäng versteht man die veranderung von Temperatur und Druck (& Stoffmengen! & Stoffmengenkonzen Fra- tion). Energre kann aufgenommen werden / wird frei. Durch diese Verschiebung kommt es u. U. zum chemischen Gleichgewicht. *-Rückseite. Aufgabe 3 TEA AHĮ As Chemie Klausur (a). 15риа b) 4/2,5/10 Aufgabe 4. HI CI H > HIDIH Reaktion (1) Bec exothermen Reaktionen ist genug Energie vorhanden. oder es wird welche hinzugefigt. Dadurch benötigen. weniger Energie und haben am Ende der Reaktion. einen Energie überschuss. Diese übrige Energie wird Schließlich frei SIC HIC-H H-C-C-C Bei endothermen Reaktionen wird mehr Energie beno- tigt, um die Reaution zum laufen zu bringen. A Sie benötigen mehr Energie um überhaupt zu reagieren. Am Ende der Reaktion ist die gesamte Energie verbraucht (Energie defitit), weshalb keine Energie frei werden kann. H H Nr. 1 in Q3 Ō Dre Sog. Aktivierungsenergie (EA) wird z. B. bei endo- thermen Peautionen benötigt. Sve gibt der Reaktion den Antrieb überhaupt zu reagieren, also antiviert durch zusätzliche Energie sozusagen die Reaktion. 11 C + LEA 4 O` 3/4.5/10 грик PAH FD Reaution (2) # A H Of c- 2-4 4 Man spricht vom chemischen Gleichgewicht, wenn die Hinreaution genauso schnell verioufs, wie die Rück- reaution. Dre Reaktionsgeschwindigkeit ist also bei thin- ~ put und Rückreaktion gleich. Le Chatelier 1st eine storing for handen c/al орил > ← ? 5 4 3 Bergmann Leonie 28.10.20 1.5 put прих 2 Zu Aufgabe 2 tiklaren kann man das Prinzip von Le Chatelier Z B an Reaktionsglichung (3) und (n). Durch Anderung der Temperatur verschieben sich A die Edukte (C+ H₂O) auf die Seite der Produkte (COH ₂ ). Genauso so in Bsp (3), nur dass diesmal die Produkte Af (CO₂H) auf die Seite der Edukte (CO + H₂O) übergehen. N رہ( Aufgabe 5 der in- begriffene Katalysator senuit die EA und erhit die Realitions - geschwin- digheit (a) игри зрин S/M1.5 KAT Abscheider, Kühlanlage Kompressor b) man In Schaubrid 1 Darstehung over Ammoniansynthese. Dargestent sind ein Vorwärmer Reaktor (mit Katalysator ) Abhitzkessel, kühler, Tank und ein weiterer Kompressor арит sieht eine Schematische Es ist zu sehen, dass N₂ ttz zuerst in den Vor- warmer gelangt. Wie der Name schon sagt wird. das Gas dort leicht erwärmt. Im Kompressor werden Stick- und Wasser Stoff mit Druck komprimiert von Der Reaktor erhitzt das Gas mit einer Temperatur ca. 500°C wodurch die eigentliche Reak- tion (N₂ + 3H₂ = NH3 ) 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 wieder das Vor-12 Druck (Ausbaute ) ergeben. chem Gleichgewicht am Bergmann Leone getrennt WH₂ девенит Stellt von Ammonian die Schaubild 2 in Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit (4- Achse) und Temperatur (x Acuse), dar. zu erkennen ist, dass je höher die Reaktions- geschwindigheit und die Temperatur sind. Ausbeute (Uo.-7. Ammoniak) umso geringer ist chem Gleichgewicht, wenn paraller ? In Schaubild 3 wird du Druch in Abhängigkeit der Volumen 2. des Ammoniahs (4-Achse) und der Temperatur (x-Achse) dargestcut. Hier zu erkennen ist, dass hoher Volmen & Anteil des Ammoniaus mit hoher Temperatur einen hohen A Schritt punkt) C word with Due Reaktionsbedingungen der Ammonialsynthese lassen sich unter Berücksichtigung des Schan- bildes und dem Prinzip vou Le Chatelier erkenner. Zum einen wie sich aus den beidu Schan- bildern (2 83) abusen und deuten lässt lassen sich ein Schnever Ablauf der Reaution ( Reautionsgeschwindigkeit) und guichzeitig ein höher Vor-/. Auted an Ammonal nicht ver- einen steht das Prinzip von de Chatelier, denn ein zwang ( Druck/ Temp.) mit hover Reaktions geschow. ergibt eine niedrige Ausbeute Chier V-2 A) Dazwischen in Kombination t 3

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