Milliarden Stöße pro Sekunde — und nur ein winziger Bruchteil davon zählt.
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Übungsaufgaben
Zehn Übungen zum Klicken, Zuordnen, Rechnen und Knobeln — von AFB I bis AFB III, mit einer Mix-Aufgabe aus früheren Unterkapiteln und einer Trickaufgabe. Jede Übung gibt sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen die gestuften Tipps.
A1
Wann ein Stoß zählt
AFB I
Nennen Sie alle Bedingungen, die erfüllt sein müssen, damit ein Stoß zwischen zwei Eduktteilchen zur Reaktion führt.
Mehrere Antworten sind richtig. Markieren Sie alle zutreffenden und klicken Sie dann auf „Prüfen“.
Stoß, genug Energie und passende Orientierung — erst alle drei zusammen ergeben einen wirksamen Stoß.
Es sind genau drei Bedingungen.
Denken Sie an die Energie und an die Seiten, mit denen die Teilchen sich treffen.
A2
Faktoren erklärt
AFB I
Ordnen Sie jeder Änderung die Erklärung aus der Stoßtheorie zu.
Klicken Sie links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Konzentration und Zerteilungsgrad wirken über die Zahl der Stöße, Temperatur und Katalysator vor allem über den Anteil der wirksamen Stöße.
Unterscheiden Sie: Ändert sich die Zahl der Stöße oder der Anteil der wirksamen Stöße?
Nur ein Eintrag erklärt, warum eine Reaktion von selbst langsamer wird.
A3
Stoßzahl hochrechnen
AFB I
Für die Reaktion \(\mathrm{A + B \to C}\) ist die Zahl der Stöße pro Zeit proportional zu \(c(\mathrm{A})\cdot c(\mathrm{B})\). Man verdoppelt \(c(\mathrm{A})\) und verdreifacht \(c(\mathrm{B})\). Geben Sie an, um welchen Faktor die Zahl der Stöße pro Zeit steigt.
Rechnen Sie selbst und tragen Sie das Ergebnis ein — Enter prüft direkt. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
fach
\(2\cdot3 = 6\): Jedes A-Teilchen trifft dreimal so viele B-Teilchen, und es gibt doppelt so viele A-Teilchen.
6 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann starten Sie die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 6
Zahl der Stöße und Anteil der wirksamen Stöße sind zwei verschiedene Stellschrauben — viele Fehler entstehen, wenn man sie verwechselt.
Trennen Sie „wie oft“ von „wie erfolgreich“.
Bei zwei Edukten zählen beide Konzentrationen.
A5
Gasgemisch im Kolben
AFB II
Die Gase A und B reagieren in einem Kolben mit beweglichem Stempel; die Zahl der Stöße pro Zeit und Volumen ist proportional zu \(c(\mathrm{A})\cdot c(\mathrm{B})\). Berechnen Sie die Faktoren, um die sich die Konzentrationen und die Stoßzahl pro Volumen bei konstanter Temperatur ändern.
Füllen Sie alle Felder aus und prüfen Sie dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
Änderung
Faktor \(c(\mathrm{A})\)
Faktor \(c(\mathrm{B})\)
Faktor Stoßzahl
Volumen halbieren
Edelgas zugeben, Volumen bleibt gleich
Volumen verdreifachen
Halbes Volumen: Beide Konzentrationen verdoppeln sich, die Stoßzahl pro Volumen vervierfacht sich — deshalb beschleunigt Druck Gasreaktionen so stark. Ein Edelgas bei gleichem Volumen erhöht zwar den Gesamtdruck, nicht aber \(c(\mathrm{A})\) und \(c(\mathrm{B})\). Dreifaches Volumen: \(\tfrac13\cdot\tfrac13 = \tfrac19 \approx 0{,}111\).
\(c = n/V\): Was passiert mit \(c\), wenn \(V\) halbiert wird?
Das Edelgas nimmt nicht an der Reaktion teil und ändert die Stoffmengen von A und B nicht.
A6
Ein wirksamer Stoß in Zeitlupe
AFB II
Beschreiben Sie den Ablauf eines wirksamen Stoßes, indem Sie die Schritte ordnen.
Ziehen Sie die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Teilchen A und B bewegen sich aufeinander zu.
2Sie stoßen mit passender Orientierung zusammen.
3Ein Teil der Bewegungsenergie wird zum Lockern der alten Bindungen genutzt.
4Ein energiereicher Übergangszustand entsteht.
5Neue Bindungen bilden sich, die Produktteilchen fliegen auseinander.
Der Übergangszustand liegt auf dem Gipfel des Energiediagramms (1.3.1): Nur wenn die Stoßenergie ausreicht, ihn zu erreichen, bilden sich die neuen Bindungen.
Am Anfang steht die Bewegung, am Ende stehen die Produkte.
Bevor neue Bindungen entstehen können, müssen die alten gelockert sein.
A7
Vier Maßnahmen im Vergleich
MixAFB II
Vergleichen Sie die vier Maßnahmen, indem Sie jeweils alle zutreffenden Wirkungen ankreuzen.
Setzen Sie in jeder Zeile so viele Kreuze, wie zutreffen — es können mehrere, eines oder keines sein. Enter setzt und löscht.
Maßnahme
mehr Stöße pro Zeit
größerer Anteil wirksamer Stöße
ändert \(\Delta_r H\)
senkt \(E_A\)
Temperatur erhöhen
Konzentration eines Edukts erhöhen
Katalysator zugeben
Feststoff feiner zerteilen
Keine der Maßnahmen ändert die Reaktionsenthalpie (Kapitel 1). Nur der Katalysator senkt \(E_A\); die Temperatur erhöht den Anteil wirksamer Stöße, weil mehr Teilchen die unveränderte Aktivierungsenergie erreichen — und nebenbei steigt die Stoßzahl ein wenig.
Die Spalte „ändert ΔrH“ bleibt ganz leer.
Die Temperatur hat zwei Wirkungen, eine davon ist klein.
A8
Trickaufgabe: 1,7 Prozent
TrickAFB III
Erwärmt man ein Gas von 300 K auf 310 K, steigt die mittlere Geschwindigkeit der Teilchen nur um etwa 1,7 % — die Zahl der Stöße pro Zeit also ebenfalls nur um etwa 1,7 %. Schätzen Sie mit der RGT-Regel ab, um wie viel Prozent die Reaktionsgeschwindigkeit mindestens steigt.
Schieben Sie den Regler auf Ihre Antwort — Pfeiltasten bewegen ihn schrittweise. Nach dem Prüfen sehen Sie den Trefferbereich.
0 %300 %
Mindestens um 100 % (Faktor 2) — nicht um 1,7 %. Die zusätzlichen Stöße erklären fast nichts; entscheidend ist, dass sich der Anteil der Teilchen mit E ≥ E_A etwa verdoppelt. Genau diese Falle nennt der Hinweis „Temperatur richtig begründen“.
Was sagt die RGT-Regel für +10 K?
Die Stoßzahl ist hier nicht die entscheidende Größe.
A9
Fehler in einer Erklärung
AFB III
Ein Schüler erklärt die Einflussfaktoren mit der Stoßtheorie. Überprüfen Sie seine Sätze.
In diesem Text stecken Fehler. Klicken Sie genau die falschen Zeilen an — die richtigen müssen stehen bleiben.
Alle drei Fehler schreiben einem Faktor die falsche Wirkung zu. Merke: Konzentration und Oberfläche → Zahl der Stöße; Temperatur → Energie der Teilchen; Katalysator → Höhe der Energiebarriere.
Prüfen Sie bei jedem Faktor: Wirkt er auf die Zahl der Stöße, die Energie der Teilchen oder die Energiebarriere?
Drei Sätze sind falsch.
A10
Eine Begründungskette bauen
AFB III
Erklären Sie, warum eine Temperaturerhöhung um 10 K die Reaktionsgeschwindigkeit etwa verdoppelt. Bauen Sie dazu die Begründungskette — zwei Bausteine gehören nicht hinein.
Klicken Sie die Bausteine in der richtigen Reihenfolge an — sie wandern nacheinander in die Plätze. Ein Klick auf einen belegten Platz gibt den Baustein zurück.
Die Aktivierungsenergie bleibt beim Erwärmen gleich — nur mehr Teilchen können sie aufbringen. Die Konzentration ändert sich durch Erwärmen einer Lösung praktisch nicht.
Jeder Baustein folgt aus dem vorherigen.
Die Energiebarriere selbst ändert sich beim Erwärmen nicht.
