Aufgabe 3 – Thermodynamik

Die energetischen Veränderungen sind ein Merkmal der chemischen Reaktion.

Untersuchungen dazu spielen für Umwelt und Wirtschaft eine bedeutende Rolle.

3.1

Propan dient in der Industrie und in vielen Haushalten als umweltfreundliches Heizgas.

Formuliere die Reaktionsgleichung für die vollständige Verbrennung von Propan.

Berechne den prozentualen Anteil der Änderung der inneren Energie, die als Reaktionswärme maximal nutzbar ist.

Hinweis: Bei dieser Reaktion tritt Wasser gasförmig auf.

5 BE

3.2

Erkläre die Begriffe molare Reaktionsenthalpie und molare Reaktionsenergie.

2 BE

3.3

Ein wichtiges technisches Verfahren ist das Kalkbrennen. Im Kalkschachtofen wird bei hohen Temperaturen Kalkstein (Calciumcarbonat) thermisch zu Branntkalk (Calciumoxid) und Kohlenstoffdioxid zersetzt.

Formuliere die Reaktionsgleichung.

Berechne, ab welcher Temperatur diese Reaktion freiwillig verläuft.

Erläutere die Triebkräfte der chemischen Reaktion und den freiwilligen Verlauf dieser Reaktion.

6 BE

3.4

Für die Tagesproduktion eines Kalkschachtofens werden etwa $Formula: 150\,\text{t}$ $Formula: 150\,\text{t}$ Kalkstein eingesetzt.

Berechne die Masse an Koks mit einem Heizwert von $Formula: 29\,\text{MJ}\cdot\text{kg}^{-1}$ $Formula: 29\,\text{MJ}\cdot\text{kg}^{-1}$ , die für die Tagesproduktion mindestens eingesetzt werden muss.

4 BE

3.5

Für folgende Reaktionen sind die molaren Reaktionsenthalpien gegeben:

(1) $Formula: \ce{Ag2O + 2 HCl(g)}$ $Formula: \ce{Ag2O + 2 HCl(g)}$ → $Formula: \ce{2 AgCl(s) + H2O(l)}$ $Formula: \ce{2 AgCl(s) + H2O(l)}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_1 = -323\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_1 = -323\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

(2) $Formula: \ce{Ag2O}$ $Formula: \ce{Ag2O}$ → $Formula: \ce{2 Ag + 0,5 O2}$ $Formula: \ce{2 Ag + 0,5 O2}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_2 = +29\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_2 = +29\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

(3) $Formula: \ce{H2(g) + Cl2(g)}$ $Formula: \ce{H2(g) + Cl2(g)}$ → $Formula: \ce{2 HCl(g)}$ $Formula: \ce{2 HCl(g)}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_3 = -184\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_3 = -184\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

(4) $Formula: \ce{H2(g) + 0,5 O2(g)}$ $Formula: \ce{H2(g) + 0,5 O2(g)}$ → $Formula: \ce{H2O(l)}$ $Formula: \ce{H2O(l)}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_4 = -286\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$ $Formula: \quad\Delta_{\text{R}}H_4 = -286\,\text{kJ}\cdot\text{mol}^{-1}$

Berechne die molare Bildungsenthalpie für Silberchlorid.

3 BE

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