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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
Bedingungen für einen wirksamen Stoß
AFB IGeben Sie alle Bedingungen an, die ein Stoß zwischen zwei Edukt-Teilchen erfüllen muss, damit er zu Produkten führt.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Ob eine Reaktion exotherm ist, entscheidet nicht über den einzelnen Stoß; ein Katalysator erleichtert nur, ist aber keine Bedingung.
Ansatz: Drei Bedingungen: Kontakt, Energie, Richtung.
Weiter: ΔH beschreibt die Energiebilanz, nicht den Stoß.
A2
Stimmt's? — Stoßtheorie
AFB INennen Sie jeweils, ob die Aussage zutrifft.
Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Unterscheide immer: Stoßzahl und Anteil wirksamer Stöße.
Ansatz: Energien sind verteilt — nicht alle gleich.
Weiter: Der Katalysator wirkt auf E_A.
A3
Faktor und Deutung
AFB IOrdnen Sie jedem Faktor seine Deutung mit der Stoßtheorie zu.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Konzentration und Zerteilung verändern die Stoßzahl, Temperatur und Katalysator den Anteil wirksamer Stöße.
Ansatz: Was erhöht die Stoßzahl, was den Anteil?
Weiter: Beim Rühren wird die Grenzfläche erneuert.
A4
RGT-Regel anwenden
AFB IIEine Esterspaltung ist bei 20 °C nach 64 min zur Hälfte abgelaufen. Berechnen Sie mit der RGT-Regel (Faktor 2 je 10 °C) die Zeit für denselben Umsatz bei 50 °C.
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
\(v\) steigt um \(2^3 = 8\), die Zeit sinkt auf \(\tfrac{64\,\text{min}}{8} = 8\,\text{min}\). Typischer Fehler: \(2 \cdot 3 = 6\) statt \(2^3\) rechnen (→ 10,7 min).
Ansatz: Wie viele 10-°C-Schritte sind es?
Weiter: Faktoren multiplizieren sich: 2 · 2 · 2.
A5
Rechenkette: Faktor 3
AFB IIFür eine Reaktion gilt der RGT-Faktor 3. Bei 20 °C dauert sie 45 min. Ermitteln Sie die Werte.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
- Geschwindigkeitsfaktor von 20 °C auf 40 °C:
- Reaktionsdauer bei 40 °C: min
- Reaktionsdauer bei 10 °C: min
Zwei Zehnerschritte: 3² = 9; die Dauer ist umgekehrt proportional zu v. Abkühlen um 10 °C verlangsamt auf ein Drittel, die Dauer verdreifacht sich.
Ansatz: 3 · 3 für zwei Schritte.
Weiter: Kälter → längere Dauer.
A6
Was ändert sich wie stark?
AFB IISchätzen Sie ab, wie sich die genannte Größe verändert.
Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = sinkt deutlich, 2 = sinkt etwas, 3 = bleibt (fast) gleich, 4 = steigt etwas, 5 = steigt deutlich. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = sinkt deutlich5 = steigt deutlich
Erwärmen um 10 °C: Zahl aller Stöße pro Sekunde
Erwärmen um 10 °C: Anteil der Stöße mit E ≥ E_A
Katalysator zugeben: Zahl aller Stöße pro Sekunde
Katalysator zugeben: Anteil der Stöße mit E ≥ E_A
Abkühlen um 10 °C: Anteil der Stöße mit E ≥ E_A
Die Stoßzahl wächst nur mit der Wurzel der absoluten Temperatur (ca. +2 % je 10 °C); der Anteil energiereicher Stöße etwa verdoppelt sich.
Ansatz: Schnellere Teilchen stoßen nur etwas häufiger.
Weiter: E_A liegt weit rechts in der Verteilung.
A7
Fehler in der Erklärung
AFB IIÜberprüfen Sie die Erklärung eines Mitschülers und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Stoßzahl ∼ c(A) · c(B); Temperatur und Katalysator wirken über den Anteil energiereicher Stöße.
Ansatz: Doppelt so viele A und doppelt so viele B …
Weiter: Drei Zeilen sind falsch.
A8
Mix: Energiediagramm und Stoßtheorie
AFB IIIRückblick auf 1.3.1 und 1.3.2: Ordnen Sie ein, was die jeweilige Maßnahme bewirkt. In manchen Zeilen passen mehrere Kreuze.
Setze alle zutreffenden Kreuze — in manchen Zeilen passen mehrere. Enter setzt und löscht.
| Maßnahme | EA sinkt | ΔH ändert sich | Anteil E ≥ EA steigt | nichts davon |
|---|---|---|---|---|
| Katalysator zugeben | ||||
| Temperatur erhöhen | ||||
| Konzentration erhöhen | ||||
| Gas verdichten | ||||
| Von 30 °C auf 20 °C abkühlen |
Weder Katalysator noch Temperatur ändern ΔH (Zustandsgröße). Konzentration und Druck erhöhen nur die Stoßzahl, nicht den Anteil.
Ansatz: Denke an das Energiediagramm: Was verschiebt sich, was nicht?
Weiter: Abkühlen senkt den Anteil — „steigt“ passt dann nicht.
A9
Warum Wärme beschleunigt
AFB IIIErklären Sie den Einfluss der Temperatur, indem Sie die Argumentationsschritte ordnen.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Temperatur wird erhöht
2Die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen steigt
3Die Energieverteilung wird breiter und verschiebt sich zu höheren Energien
4Der Anteil der Stöße mit E ≥ E_A wächst stark
5Pro Zeit gibt es mehr wirksame Stöße
6Die Reaktionsgeschwindigkeit steigt
Der entscheidende Schritt ist der Anteil oberhalb der Schwelle — nicht die höhere Stoßzahl.
Ansatz: Von der Ursache zur Wirkung.
Weiter: Die Verteilung ändert sich vor dem Anteil.
A10
Trickaufgabe: Gilt die RGT-Regel?
AFB IIIBeurteilen Sie, ob die RGT-Regel für den Fall eine brauchbare Abschätzung liefert.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1brauchbare Abschätzung
2Regel versagt
Die Regel gilt nur für Reaktionen mit typischer E_A in einem kleinen Temperaturbereich. Enzyme denaturieren; ohne E_A gibt es keine Schwelle; über große Bereiche ändert sich der Faktor.
Ansatz: Wo fehlt die Voraussetzung einer Energieschwelle?
Weiter: Enzyme sind Proteine.