Tabelle, Umsatzvariable, Probe — zehn Übungen vom gemessenen Wert zu K und zurück.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen von AFB I bis AFB III — jede gibt dir sofort Rückmeldung, bei Schwierigkeiten helfen zwei gestufte Tipps.
A1
Der Rechenweg
AFB I
Stellen Sie den Lösungsweg zur Berechnung von \(K\) aus Anfangswerten und einem gemessenen Gleichgewichtswert in der richtigen Reihenfolge dar.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Reaktionsgleichung und MWG-Ausdruck aufstellen
2Tabelle Anfang – Änderung – Gleichgewicht anlegen
3Anfangskonzentrationen eintragen
4Änderungen mit x im Verhältnis der Koeffizienten eintragen
5x aus dem gemessenen Gleichgewichtswert bestimmen
6Gleichgewichtskonzentrationen ins MWG einsetzen
Erst das Schema, dann Zahlen: x folgt aus dem einen bekannten Gleichgewichtswert, danach sind alle anderen festgelegt.
Ansatz: Ohne Gleichung kein MWG.
Weiter: x braucht man, bevor man die GG-Zeile füllen kann.
A2
Stimmt's? — Tabellenrechnung
AFB I
Nennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5
Die Tabelle ist eine Stoffbilanz: Was verschwindet, entsteht woanders im Verhältnis der Koeffizienten.
Ansatz: Denken Sie an die Stoffbilanz.
Weiter: Wann kürzt sich V?
A3
Ethanol aus Ethen
AFB I
Bei der Hydratisierung von Ethen \(\ce{C2H4 + H2O} \rightleftharpoons \ce{C2H5OH}\) (alle gasförmig, 300 °C) misst man im Gleichgewicht \(c(\ce{C2H4}) = 0{,}20\), \(c(\ce{H2O}) = 0{,}25\) und \(c(\ce{C2H5OH}) = 0{,}015\,\text{mol/L}\). Berechnen Sie \(K_c\).
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
\(K_c = \dfrac{0{,}015}{0{,}20 \cdot 0{,}25}\,\tfrac{\text{L}}{\text{mol}} = 0{,}30\,\tfrac{\text{L}}{\text{mol}}\). Das Gleichgewicht liegt links — deshalb wird im Kreislauf gefahren und Ethanol laufend abgetrennt.
Ansatz: Produkt oben, beide Edukte unten.
Weiter: 0,20 · 0,25 = 0,050.
A4
Iodwasserstoff mit Tabelle
AFB II
In einem 10-L-Kolben werden je 1,0 mol \(\ce{H2}\) und \(\ce{I2}\) auf 440 °C erhitzt: \(\ce{H2 + I2} \rightleftharpoons \ce{2 HI}\). Im Gleichgewicht misst man \(c(\ce{HI}) = 0{,}158\,\text{mol/L}\). Wenden Sie das Tabellenschema an:
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
\(x\) =mol/L
\(c(\ce{H2})\) im Gleichgewicht =mol/L
\(K_c\) =(ohne Einheit)
Anfang je 0,10 mol/L; HI entsteht mit \(+2x\), also \(x = 0{,}079\); \(c(\ce{H2}) = c(\ce{I2}) = 0{,}10 - 0{,}079 = 0{,}021\,\text{mol/L}\); \(K_c = 0{,}158^2/0{,}021^2 \approx 57\).
Ansatz: Zuerst c₀ = n/V bilden.
Weiter: Für 2 HI ist die Änderung +2x.
A5
Lückentext: Umsatzvariable
AFB II
Beschreiben Sie mit den Fachbegriffen, wie man mit der Umsatzvariablen rechnet.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
In die erste Zeile der Tabelle kommen die . Die Änderungen werden mit der x ausgedrückt und stehen im Verhältnis der . Addiert man beide Zeilen, erhält man die Konzentrationen im . Ergibt eine Lösung für x eine Konzentration, ist sie chemisch unsinnig.
„Anfangswerte“ gehören gerade nicht ins MWG — der Ablenker spielt auf den häufigsten Fehler an.
Ansatz: Welche Zahl verknüpft alle Änderungen?
Weiter: Was ist bei Konzentrationen unmöglich?
A6
Änderungen beim Ammoniak-Verbrennen
AFB II
Für \(\ce{4 NH3 + 3 O2} \rightleftharpoons \ce{2 N2 + 6 H2O}\) (gasförmig) beträgt der Umsatz \(x = 0{,}050\,\text{mol/L}\). Ordnen Sie jedem Stoff seine Konzentrationsänderung (in mol/L) zu.
Setze in jeder Zeile das passende Kreuz — hier ist es genau eins pro Zeile. Enter setzt und löscht.
Stoff
−0,20
−0,15
−0,05
+0,10
+0,30
NH₃
O₂
N₂
H₂O
Änderung = ±ν · x: NH₃ −4x, O₂ −3x, N₂ +2x, H₂O +6x. „−0,05“ wäre die Falle „alle ändern sich um x“.
Ansatz: Koeffizient mal x.
Weiter: Edukte negativ, Produkte positiv.
A7
Vom K zur Zusammensetzung
AFB II
Für \(\ce{Br2 + Cl2} \rightleftharpoons \ce{2 BrCl}\) gilt bei einer bestimmten Temperatur \(K_c = 7{,}0\). Man startet mit \(c_0(\ce{Br2}) = c_0(\ce{Cl2}) = 0{,}20\,\text{mol/L}\). Ermitteln Sie \(c(\ce{BrCl})\) im Gleichgewicht.
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Rückblick auf 2.2.2 und 2.2.3: Für die Isomerisierung \(\ce{A} \rightleftharpoons \ce{B}\) misst man im Gleichgewicht \(c(\ce{A}) = 0{,}20\) und \(c(\ce{B}) = 0{,}60\,\text{mol/L}\); es gilt \(k_{\text{hin}} = 0{,}030\,\text{s}^{-1}\). Begründen Sie, welche Aussagen zutreffen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
\(K_c = 0{,}60/0{,}20 = 3{,}0 = k_{\text{hin}}/k_{\text{rück}}\) ⇒ \(k_{\text{rück}} = 0{,}010\,\text{s}^{-1}\); \(v = 0{,}030 \cdot 0{,}20 = 0{,}010 \cdot 0{,}60 = 6{,}0 \cdot 10^{-3}\,\tfrac{\text{mol}}{\text{L·s}}\). Das Gleichgewicht ist dynamisch und vom Startpunkt unabhängig.
Ansatz: K = k(hin)/k(rück).
Weiter: Dynamisch heißt: beide Richtungen laufen weiter.
A9
Fehlersuche: Ammoniakrechnung
AFB III
Start: \(c(\ce{N2}) = 1{,}0\), \(c(\ce{H2}) = 3{,}0\,\text{mol/L}\), kein Ammoniak; im Gleichgewicht \(c(\ce{NH3}) = 0{,}40\,\text{mol/L}\). Überprüfen Sie die Rechnung und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Koeffizient in der Änderung vergessen und Anfangswerte eingesetzt — zwei Fehler, die sich im Ergebnis nicht einmal ausgleichen.
Ansatz: Zwei Zeilen sind falsch.
Weiter: Prüfen Sie das Verhältnis 1 : 3 : 2 und welche Werte eingesetzt wurden.
A10
Trickaufgabe: Stoffmengen eingesetzt
AFB III
Für \(\ce{SO2Cl2} \rightleftharpoons \ce{SO2 + Cl2}\) liegen in einem 2,0-L-Kolben im Gleichgewicht 0,40 mol \(\ce{SO2Cl2}\) sowie je 0,20 mol \(\ce{SO2}\) und \(\ce{Cl2}\) vor. Ein Mitschüler setzt die Stoffmengen ein und erhält 0,10. Bestimmen Sie den korrekten Wert von \(K_c\).
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Konzentrationen: 0,20 · 0,10 · 0,10 mol/L ⇒ \(K_c = \dfrac{0{,}10 \cdot 0{,}10}{0{,}20} = 0{,}050\,\text{mol/L}\). Bei \(\Delta n = +1\) kürzt sich das Volumen nicht: Mit Stoffmengen erhält man \(K_c \cdot V\) = 0,10.
