Nulllinie, Bildungsgleichung und Stabilität — zehn Übungen zur Standard-Bildungsenthalpie.
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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
Wo liegt die Null?
AFB I
Geben Sie alle Stoffe an, deren Standard-Bildungsenthalpie null ist.
Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Iod ist bei 25 °C fest, Natrium ebenfalls — die Gasform liegt energetisch höher (I₂(g): +62,4 kJ/mol, Na(g): +107,5 kJ/mol). NaCl ist eine Verbindung.
Ansatz: Element UND stabilster Zustand bei 25 °C, 101,3 kPa.
Weiter: Welche Elemente sind bei Raumtemperatur flüssig?
A2
Stimmt's? — Bildungsenthalpie
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
Definition: 1 mol, aus den Elementen in stabilster Form, unter Standardbedingungen.
Ansatz: Denke an die drei Bausteine der Definition.
Weiter: Positive Werte bedeuten nicht „unmöglich“.
A3
Bildungsgleichung bauen
AFB I
Formulieren Sie die Bildungsgleichung zur Standard-Bildungsenthalpie von Schwefeltrioxid, beginnend mit Schwefel.
Setze den Bauplan von links nach rechts zusammen. Ein Klick legt den Baustein auf den nächsten freien Platz, ein Klick im Bauplan legt ihn zurück. Enter funktioniert genauso.
Genau 1 mol Produkt, Elemente in stabilster Form: Sauerstoff als O₂, nicht als Atome; deshalb der Koeffizient 3/2.
Ansatz: Aus welchen Elementen besteht SO₃, in welcher Form liegen sie vor?
Weiter: Es darf nur 1 mol SO₃ entstehen.
A4
Rangfolge der Energiegehalte
AFB II
Ordnen Sie die Stoffe nach ihrer Standard-Bildungsenthalpie, beginnend mit dem größten Wert. (Werte: N₂O +81,6; NO₂ +33,2; NH₃ −45,9; SO₂ −296,8; MgO −601,6 kJ/mol)
Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1N₂O(g)
2NO₂(g)
3N₂(g)
4NH₃(g)
5SO₂(g)
6MgO(s)
N₂ ist als Element in stabilster Form die Nulllinie — es muss zwischen den positiven und negativen Werten stehen.
Ansatz: Positive Werte oben, dann die Null, dann negative.
Weiter: Das Element ohne Zahlenangabe hat ΔfH° = 0.
A5
Exotherm, endotherm oder Nulllinie?
AFB II
Ordnen Sie die Stoffe danach zu, ob sie aus den Elementen exotherm oder endotherm gebildet werden oder selbst die Nulllinie bilden.
Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1exotherm gebildet
2endotherm gebildet
3ΔfH° = 0
Br₂(g) ist die Falle: Das Element ist bei 25 °C flüssig, die Gasform liegt 30,9 kJ/mol höher.
Ansatz: Salze und Oxide werden meist exotherm gebildet.
Weiter: Prüfe bei Elementen den Aggregatzustand bei 25 °C.
A6
Schwefel verbrennt
AFB II
Beim vollständigen Verbrennen von 1,00 g Schwefel (\(M = 32{,}06\,\text{g/mol}\)) zu SO₂ werden unter Standardbedingungen 9,26 kJ frei. Berechnen Sie \(\Delta_f H^\circ(\ce{SO2})\).
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
S(s) + O₂(g) → SO₂(g) ist genau die Bildungsreaktion. \(n = 1{,}00\,\text{g}/32{,}06\,\tfrac{\text{g}}{\text{mol}} = 0{,}0312\,\text{mol}\); \(\Delta_f H^\circ = -9{,}26\,\text{kJ}/0{,}0312\,\text{mol} = -296{,}9\,\text{kJ/mol}\). Vorzeichen: Wärme wird frei → negativ.
Ansatz: Warum ist diese Verbrennung zugleich eine Bildungsreaktion?
Weiter: Auf 1 mol hochrechnen: · 32,06 g/mol.
A7
Werte zuordnen
AFB II
Ermitteln Sie begründet, welcher Tabellenwert zu welchem Stoff gehört.
Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Ionische Oxide mit hoch geladenen Ionen liegen am tiefsten. HI ist als einziger Halogenwasserstoff leicht endotherm; I₂(g) liegt um die Sublimationsenthalpie über I₂(s).
Ansatz: Beginne mit den Extremen: Al₂O₃ ist extrem stabil.
Weiter: Von den beiden Iodstoffen ist die reine Iod-Gasform energiereicher.
A8
Mix: ΔfH° aus der Bombe
AFB III
0,486 g Magnesium (0,0200 mol) werden im Bombenkalorimeter (Gesamt-Wärmekapazität \(10{,}0\,\text{kJ/K}\)) zu MgO(s) verbrannt; \(\Delta T = 1{,}20\,\text{K}\). Werten Sie die Messung aus (1.1.3, 1.2.1) und bestimmen Sie \(\Delta_f H^\circ(\ce{MgO})\) bei 25 °C.
Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
Wärme \(Q_V\) des Systems =kJ
\(\Delta_r U\) =kJ/mol
\(\Delta_f H^\circ\) =kJ/mol
Bombe: \(Q_V = \Delta_r U = -12{,}0\,\text{kJ}/0{,}0200\,\text{mol} = -600\,\text{kJ/mol}\). Für Mg(s) + ½ O₂(g) → MgO(s) ist \(\Delta n(\text{g}) = -0{,}5\): \(\Delta_f H^\circ = -600 - 0{,}5\cdot 2{,}48 = -601{,}2\,\text{kJ/mol}\) (Tabelle: −601,6).
Ansatz: Q = C · ΔT, Vorzeichen aus Sicht des Systems.
Weiter: ΔH = ΔU + Δn(g)·R·T, Δn(g) aus der Bildungsgleichung pro Mol MgO.
A9
Fehlersuche: Stabilität
AFB III
Beurteilen Sie die Aussagen eines Lernzettels und markieren Sie die fachlich falschen Zeilen.
In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Positive Bildungsenthalpie heißt nur „energiereicher als die Elemente“ — ob ein Stoff zerfällt, hängt auch von der Geschwindigkeit ab.
Ansatz: Unterscheide energetische Stabilität und Zerfallsgeschwindigkeit.
Weiter: Zwei Zeilen sind falsch.
A10
Trickaufgabe: zwei Mol Ammoniak
AFB III
Bei der Bildung von 34,0 g Ammoniak (\(M = 17{,}0\,\text{g/mol}\)) aus Stickstoff und Wasserstoff unter Standardbedingungen werden 91,8 kJ frei. Bestimmen Sie \(\Delta_f H^\circ(\ce{NH3})\).
Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
34,0 g sind 2,00 mol — die Bildungsenthalpie bezieht sich auf 1 mol: \(\Delta_f H^\circ = -91{,}8\,\text{kJ}/2{,}00\,\text{mol} = -45{,}9\,\text{kJ/mol}\). Die Falle: −91,8 kJ/mol ist die Reaktionsenthalpie von N₂ + 3 H₂ → 2 NH₃, nicht die Bildungsenthalpie.
Ansatz: Wie viel Mol Ammoniak sind 34,0 g?
Weiter: Bildungsenthalpie immer pro 1 mol Produkt.
