Energieumsatz bei Chemischen Reaktionen

Question 1

Energieübertragung erlaubt es uns auch, ...

Accepted Answer

...Reaktivität vorherzusagen. Allgemeine Regel: Reaktionen die Energie an die Umgebung übertragen, sindProdukt-bevorzugend.

Question 2

Übertragung von Energie in Form von Wärme in einem Physikalischen Prozess

Accepted Answer

CO2 (s, -78 oC) -> CO2 (g, -78 oC)Energie wird aus der Umgebung, in einem endothermen Prozess an das System übertragen. die regelmäßige Anordnung von Molekülen in einem Feststoff -> gehen über in gasförmige Moleküle -> Gasförmige Moleküle haben eine höhere kinetische Energie

Question 3

Energie Diagramm für Energieübertragung

Accepted Answer

CO2 Feststoff ----> CO2 Gas ∆U = U(Endgültig) - U(Initial) = U(Gas) - U(Feststoff)

Question 4

Übertragung von Energie in Form von Wärme mit einer Aggregatszustandsänderung - CO2 (s, -78 oC) -> CO2 (g, -78 oC) Zwei dinge sind passiert!

Accepted Answer

• Gas Moleküle haben mehr kinetische Energie.• Zusätzlich leistet das System Volumenarbeit indem es die umgebende Luft verdrängt.

Question 5

Erste Hauptsatz der Thermodynamik

Accepted Answer

∆U = q + wEnergieänderung = Übertragene Wärmeenergie + Vom System geleistete Arbeit Energie wird konserviert!

Question 6

SYSTEM ∆U = q + w

Accepted Answer

Energieübertragung HINEIN (endothermisch), +qw Übertragung HINEIN (+w) Energieübertragung HINAUS (exothermisch), -qw Übertragung HINAUS (-w)

Question 7

Enthalpie - Die meisten chemischen Reaktionen passieren bei konstanter P wie folgt:

Accepted Answer

Wärmeübertragung bei konstanter P = qPqP = ∆H H = Enthalpie und daher ∆U = ∆H + w (w ist meistens klein)∆H = Energieübertragung in Form von Wärme bei konstanter P ≈ ∆U∆H = Veränderung der Wärmeenergie im System∆H = Hendgültig - Hinitial

Question 8

∆H

Accepted Answer

∆H = Energieübertragung in Form von Wärme bei konstanter P ≈ ∆U∆H = Veränderung der Wärmeenergie im System∆H = Hendgültig - Hinitial

Question 9

ENTHALPIE

Accepted Answer

∆H = Hendgültig - Hinitial Wenn Hend > Hinitial dann ist ∆H positivProzess ist ENDOTHERM Wenn Hend < Hinitial dann ist ∆H negativProzess ist EXOTHERM

Question 10

VERWENDUNG VON ENTHALPIE -Betrachten wir die Bildung von Wasser

Accepted Answer

H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(g) + 241.8 kJExotherme Reaktion — Energie ist ein “Produkt”∆H = – 241.8 kJ

Question 11

Herstellung von flüssigem H2O aus H2 + O2 umfasst...

Accepted Answer

zwei exotherme Schritte: H2 + O2 Gas ⇒ H2O Dampf H2O Dampf ⇒ flüssiges H2O

Question 12

Satz von HESS

Accepted Answer

Gesetz der konstanten Wärmesummen

Question 13

Satz von HESS -Definition

Accepted Answer

Wenn eine Reaktion die Summe aus 2 oder mehreren anderen Reaktionen ist,dann ist dieNetto-∆H die Summe der ∆H’s der anderen Reaktionen.

Question 14

Satz von HESS - Beispiel

Accepted Answer

Herstellung H2O aus H2 umfasst zwei Schritte.H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(g) + 242 kJH2O(g) -> H2O(liq) + 44 kJ-----------------------------------------------------------------------H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(liq) + 286 kJ

Question 15

Hess-Satz & Energie Diagramme -Herstellung von H2O...

Accepted Answer

kann in einem einzigen Schritt oder in zwei Schritten auftreten. ∆rHgesamt ist gleich, egal auf welchem Weg.

Question 16

∆rH

Accepted Answer

bedeutet Enthalpieänderung füreine Reaktion, r

Question 17

Hess-Satz & Energie Diagramme -Herstellung von CO2

Accepted Answer

kann in einem einzigen Schritt oder in zwei Schritten auftreten. ∆rHgesamt ist gleich, egal auf welchem Weg

Question 18

Standard-Bildungsenthalpien

Accepted Answer

Die meisten ∆H Werte sind mit ∆Ho beschriftetd.h. gemessen unter Standard-Bedingungen

Question 19

Standard-Bedingungen

Accepted Answer

P = 1 atm (101,3 kPa)Konzentration = 1 mol/LT = 25 oCmit allen Stoffen in ihren Standard-Zuständenz.B., C = Graphit and O2 = Gas

Question 20

Enthalpie Werte

Accepted Answer

Hängen davon ab wie die Reaktion geschrieben istund von den Aggregatszuständen der Reaktantenund der Produkte

Question 21

H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(g) -∆rH˚ = ?

Accepted Answer

-242 kJ

Question 22

2 H2(g) + O2(g) -> 2 H2O(g) -∆rH˚ = ?

Accepted Answer

-484 kJ

Question 23

H2O(g) -> H2(g) + 1/2 O2(g) -∆rH˚ = ?

Accepted Answer

+242 kJ

Question 24

H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(liq) -∆rH˚ = ?

Accepted Answer

-286 kJ

Question 25

Standard-Enthalpie Werte

Accepted Answer

∆fHo = Standard-(Molare) Bildungsenthalpie — die Enthalpieänderung, wenn 1 Mol einer Verbindung aus Elementen, in ihremStandardzustand, unter Standardbedingungen gebildet wird

Question 26

∆fHo, StandardBildungsenthalpie -H2(g) + 1/2 O2(g) -> H2O(g)

Accepted Answer

∆fHo (H2O, g) = -241.8 kJ/mol

Question 27

per Definition, ∆fHo =

Accepted Answer

0 für Elemente in ihrenStandard-Zuständen.

Question 28

Verwenden Sie ∆H˚’s um die folgende Reaktionsenthalpie zu berechnen: H2O(g) + C(Graphit) -> H2(g) + CO(g)

Accepted Answer

In Referenz-Büchern finden wir H2O(g) -> H2(g) + 1/2 O2(g) ∆rHo (= –∆fH˚) = +242 kJC(s) + 1/2 O2(g) -> CO(g) ∆fHo = -111 kJ------------------------------------------------------------------------------------------------------H2O(g) + C(Graphit) → H2(g) + CO(g)∆rH°netto = +131 kJ Um 1 Mol Wasser zu H2 and CO zu konvertieren erfordert es 131 kJ Energie.Diese Reaktion ist ENDOtherm.

Question 29

Verwenden von Standard-Enthalpien

Accepted Answer

Berechnen der Verbrennungswärme vonMethanol, z.B., ∆rHo fürCH3OH(g) + 3/2 O2(g) -> CO2(g) + 2 H2O(g)∆rHo = Σ∆fH° (Prod) - Σ∆fH° (Reakt)

Question 30

CH3OH(g) + 3/2 O2(g) -> CO2(g) + 2 H2O(g) ∆rHo = Σ ∆fH°(Prod) - Σ ∆fH°(Reakt)

Accepted Answer

∆rHo = ∆fHo (CO2) + 2 ∆fHo (H2O) - {3/2 ∆fHo (O2) + ∆fHo (CH3OH)} = (-393.5 kJ) + 2 (-241.8 kJ) - {0 + (-201.5 kJ)} ∆rHo = -675.6 kJ pro Mol Methanol

Question 31

CH3OH(g) + 3/2 O2(g) -> CO2(g) + 2 H2O(g) ∆rHo = Σ ∆fH°(Prod) - Σ ∆fH°(Reakt)

Accepted Answer

∆rHo = ∆fHo (CO2) + 2 ∆fHo (H2O)- {3/2 ∆fHo (O2) + ∆fHo (CH3OH)} = (-393.5 kJ) + 2 (-241.8 kJ) - {0 + (-201.5 kJ)}∆rHo = -675.6 kJ pro Mol Methanol

Question 32

KALORIMETRIE - Definition

Accepted Answer

Messen der Reaktionsenthalpien

Question 33

Bombenkalorimeter .

Accepted Answer

Konstantes Volumen Bombenkalorimeter Verbrennen einer brennbaren Probe. Messen der Wärmemenge, die bei einer Reaktion freigesetzt wird Berechne ∆U für eine Reaktion

Question 34

Kalorimetrie

Accepted Answer

Die entstandene Wärme durch die Reaktion erwärmt das WasserqWasser= (sp. Wärme.)(Masse H2O)(∆T) Die entstandene Wärme durch die Reaktion erwärmt die “Bombe”qBombe = (Wärmekapazität, J/K)(∆T) Gesamte Wärme = qGesamt = qWasser + qBombe

Question 35

Berechnen Sie die entstehende Energie bei der Verbrennung (∆U) von Oktan C8H18 + 25/2 O2-> 8 CO2+ 9 H2O • Verbrenne 1.00 g Octan • Temp erhöht von 25.00 bis 33.20 oC • Kalorimeter hat 1200. g Wasser • Bombenkalorimeter Wärmekapazität = 837 J/K

Accepted Answer

Schritt 1 Berechnen. Energie übertragen von Reaktion auf Wasser.q = (4.184 J/g•K)(1200 g)(8.20 K) = 41,170 J Schritt 2 Berechnen. Energie übertragen von Reaktion auf Bombe.q = (Bombe Wärmekapazität)(∆T) = (837 J/K)(8.20 K) = 6860 J Schritt 3 Gesamte Energie die freigesetzt wird41,200 J + 6860 J = 48,060 J Energie der Verbrennung (∆U) von 1,00 g Oktan= - 48.1 kJ

Question 36

zweiatomige Moleküle

Accepted Answer

F2, H2, I2, Cl2, Br2, N2, O2,

Chemie für Ernährungswissenschaftler (Fach) / Energieumsatz bei Chemischen Reaktionen (Lektion)