Aufgabe 1 – BtL-Kraftstoffe mit Zukunft

1.1

BtL-Kraftstoffe sind synthetische Kraftstoffe, die durch thermochemische Umwandlung aus Biomasse hergestellt werden. Die Abkürzung BtL steht für englisch biomass to liquid, deutsch Biomasseverflüssigung.

Damit die Biomasse möglichst vollständig umgesetzt werden kann, muss der Kohlenstoffmonoxid-Anteil in diesem Schritt sehr hoch sein.

$Formula: \ce{C + CO2 <=> 2 CO}$ $Formula: \ce{C + CO2 <=> 2 CO}$

Erläutere an diesem Beispiel den 1. Hauptsatz der Thermodynamik mithilfe von Berechnungen.

Stelle deine Ergebnisse grafisch dar.

7 BE

1.2

Berechne die Gleichgewichtskonstante für den Prozess der Konvertierung, wenn im Zustand des chemischen Gleichgewichts jeweils $Formula: 0{,}7\text{ mol}$ $Formula: 0{,}7\text{ mol}$ Kohlenstoffmonoxid und Wasser und jeweils $Formula: 2\text{ mol}$ $Formula: 2\text{ mol}$ Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff vorliegen.

3 BE

1.3

Eine sogenannte Methanisierung kann sich störend auf die Synthesegasherstellung auswirken. Hierbei reagiert der Wasserstoff mit Kohlenstoff zu Methan.

$Formula: \ce{C + 2 H2 <=> CH4}$ $Formula: \ce{C + 2 H2 <=> CH4}$

Interpretiere die Abbildung 1 (Material 1).

Erläutere unter Einbeziehung des Prinzips von Le Chatelier und Braun die Reaktionsbedingungen, unter denen die Ausbeute an Methan gering gehalten werden kann.

8 BE

1.4

Diskutiere die Nachhaltigkeit des Verfahrens zur Herstellung von BtL. (Material 1)

2 BE

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