Übergangszustand, Hin- und Rückweg über den Berg und kinetische Hemmung — zehn Übungen zum Energieprofil.
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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
Begriffe im Energiediagramm
AFB I
Ordnen Sie jedem Begriff die passende Beschreibung zu.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Aktivierungsenergie und Reaktionsenthalpie haben denselben Startpunkt (Edukte), aber verschiedene Endpunkte.
Ansatz: Beide Energiegrößen beginnen am Edukt-Niveau.
Weiter: Wohin zeigt der Pfeil jeweils?
A2
Stimmt's? — der Berg
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
EA beschreibt die Hürde, ΔH die Bilanz — zwei verschiedene Fragen.
Ansatz: Was passiert am Gipfel mit den Bindungen?
Weiter: Rückreaktion: vom Produkt-Niveau zum Gipfel.
A3
Von selbst oder mit Anstoß?
AFB I
Ordnen Sie die exothermen Vorgänge ein.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1braucht einen Anstoß
2startet bei Raumtemperatur von selbst
Ionenreaktionen in Lösung (Neutralisation, Fällung) haben winzige Aktivierungsenergien; Verbrennungen organischer Stoffe sind kinetisch gehemmt.
Ansatz: Welche Stoffe liegen im Alltag lange an der Luft, ohne zu brennen?
Weiter: Reaktionen zwischen Ionen in Lösung sind meist sofort da.
A4
Nitrosylchlorid zerfällt
AFB II
Für \(\ce{2 NOCl(g)}\) \(\ce{-> 2 NO(g) + Cl2(g)}\) gilt \(E_A(\text{hin}) = 100\,\text{kJ/mol}\) und \(\Delta_r H = +79\,\text{kJ/mol}\). Berechnen Sie die Aktivierungsenergie der Rückreaktion.
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
\(E_A(\text{rück}) = E_A(\text{hin}) - \Delta H = 100 - 79 = 21\,\text{kJ/mol}\). Bei einer endothermen Reaktion liegen die Produkte hoch — ihr Weg zurück zum Gipfel ist kurz.
Ansatz: Skizziere das Diagramm: Produkte liegen 79 kJ/mol über den Edukten.
Weiter: Vom Produkt-Niveau bis zum Gipfel.
A5
Ein Stoß in Zeitlupe
AFB II
Beschreiben Sie den Ablauf von \(\ce{H + Cl2 -> HCl + Cl}\), indem Sie die Schritte ordnen.
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Ein H-Atom nähert sich einem Cl₂-Molekül.
2Die Cl–Cl-Bindung wird gedehnt, die Energie steigt.
3H···Cl···Cl: Übergangszustand am Energiemaximum.
4Die H–Cl-Bindung ist gebildet, ein Cl-Atom löst sich ab.
5Die frei werdende Energie geht an die Umgebung.
Die Energie steigt, solange die alte Bindung schneller geschwächt als die neue gebildet wird — am Gipfel halten sich beide die Waage.
Ansatz: Zuerst Annäherung, zuletzt Energieabgabe.
Weiter: Der Übergangszustand liegt in der Mitte.
A6
Fehlersuche im Protokoll
AFB II
Überprüfen Sie die Notizen und markieren Sie die falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der Klassiker: beim Rückweg das Minuszeichen von ΔH übersehen.
Ansatz: Prüfe Definitionen und die Rechnung.
Weiter: Drei Zeilen sind falsch.
A7
Lückentext: der Gasgrill
AFB II
Erläutern Sie mit den Fachbegriffen, warum ein Gasgrill einen Zünder braucht.
Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.
Ein Propan-Luft-Gemisch ist bei Raumtemperatur : Die Verbrennung wäre zwar , startet aber nicht. Der des Piezozünders liefert lokal so viel Energie, dass Teilchen die aufbringen und den überwinden. Danach hält die frei werdende Wärme die Flamme am Brennen.
„endotherm“ passt nicht: Wäre die Verbrennung endotherm, könnte sie sich nicht selbst am Laufen halten.
Ansatz: Warum brennt das Gas nicht schon im Schlauch?
Weiter: Was liefert der Zünder?
A8
Mix: CO trifft NO₂
AFB III
Für \(\ce{CO(g) + NO2(g)}\) \(\ce{-> CO2(g) + NO(g)}\) gilt \(E_A(\text{hin}) = 134\,\text{kJ/mol}\). \(\Delta_f H^\circ\) in kJ/mol: CO −110,5; NO₂ +33,2; CO₂ −393,5; NO +91,3. Ermitteln Sie mit 1.2.3 die Energiegrößen.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Weiter: Rückweg: vom Produkt-Niveau bis zum Gipfel.
A9
Was verändert den Berg?
AFB III
Beurteilen Sie, welche Größe sich jeweils ändert — Temperatureffekte auf \(\Delta H\) bleiben unberücksichtigt.
Setze alle zutreffenden Kreuze — in manchen Zeilen passen mehrere. Enter setzt und löscht.
Änderung
\(E_A\)(hin)
ΔH
keine
Temperatur wird erhöht
Wasser entsteht flüssig statt gasförmig
Man betrachtet die Rückreaktion
Reaktion im größeren Gefäß
Höhere Temperatur ändert nicht den Berg, sondern den Anteil der Teilchen, die ihn schaffen (Kapitel 2). Flüssiges Wasser senkt nur das Produkt-Niveau; bei der Rückreaktion werden Start und Ziel vertauscht.
Ansatz: Welche Niveaus verschieben sich tatsächlich?
Weiter: Die Rückreaktion startet bei den Produkten.
A10
Trickaufgabe: groß gleich schnell?
AFB III
Reaktion P: \(\Delta H = -400\,\text{kJ/mol}\), \(E_A = 180\,\text{kJ/mol}\). Reaktion Q: \(\Delta H = -50\,\text{kJ/mol}\), \(E_A = 40\,\text{kJ/mol}\). Entscheiden Sie, welche Aussagen zutreffen.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Die Falle: viel Energie heißt nicht schnell. Ob eine Reaktion anspringt, entscheidet die Höhe des Berges, nicht die Tiefe des Tals. EA(rück) von Q = 40 + 50 = 90 kJ/mol.
