Thermodynamik lernen: Quizze und Übungen für Klasse 12 Chemie

Question 1

Wie können thermodynamische Prinzipien genutzt werden, um die Richtung chemischer Reaktionen vorherzusagen und chemische Prozesse zu optimieren?

Accepted Answer

Berechnung der freien Enthalpieänderung zur Vorhersage der Reaktionsrichtung

Accepted Answer

Vorhersage der chemischen Zusammensetzung von Gleichgewichten

Answer

Berechnung der Aktivierungsenergie zur Vorhersage der Reaktionsgeschwindigkeit

Answer

Thermodynamische Prinzipien sind nicht anwendbar zur Optimierung chemischer Prozesse

Question 2

Wie wirkt sich die Entropieproduktion auf die Richtung und Effizienz chemischer Reaktionen aus? Erläutere den Zusammenhang zwischen Entropieproduktion und der Irreversibilität chemischer Reaktionen.

Accepted Answer

Die Entropieproduktion steuert Reaktionsrichtung und -effizienz, indem sie die spontane Richtung und die maximale Ausbeute festlegt.

Answer

Die Entropieproduktion ist immer positiv und bestimmt die Reaktionsrichtung.

Answer

Die Entropieproduktion beeinflusst die Reaktionsrichtung, hat aber keinen Einfluss auf ihre Effizienz.

Answer

Die Entropieproduktion in einer Reaktion ist unabhängig von der Reaktionsart.

Question 3

Das Le-Chatelier-Prinzip besagt, dass sich ein chemisches Gleichgewicht in welche Richtung verschiebt?

Accepted Answer

In Richtung der Seite, die den hinzugefügten Stoff verbraucht

Answer

In Richtung der Seite, die den hinzugefügten Stoff bildet

Answer

Das Gleichgewicht verschiebt sich nicht

Question 4

Was ist das Konzept einer adiabatischen Reaktion? Wie können adiabatische Reaktionen die Energieeffizienz chemischer Prozesse verbessern?

Accepted Answer

Bei einer adiabatischen Reaktion findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Accepted Answer

Adiabatische Reaktionen können die Energieeffizienz chemischer Prozesse durch die interne Rückgewinnung von Wärmeenergie steigern.

Answer

Adiabatische Reaktionen sind Reaktionen, die Wärmeenergie absorbieren.

Question 5

Was besagt der dritte Hauptsatz der Thermodynamik und wie hilft er uns, absolute Entropiewerte zu bestimmen und das Reaktionsverhalten vorherzusagen?

Accepted Answer

Der dritte Hauptsatz definiert die absolute Entropie einer reinen kristallinen Substanz bei 0 K als null und ermöglicht so die Bestimmung absoluter Entropiewerte.

Answer

Der dritte Hauptsatz besagt, dass die Entropie eines Systems bei konstanter Temperatur nicht abnimmt.

Answer

Der dritte Hauptsatz ist für die Vorhersage des Reaktionsverhaltens nicht relevant.

Question 6

Wie hängt die Gibbs-Energie laut dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik mit dem Gleichgewichtszustand eines chemischen Systems zusammen?

Accepted Answer

Die Gibbs-Energie nimmt ab, bis das Gleichgewicht erreicht ist, wo sie am niedrigsten ist.

Answer

Die Gibbs-Energie nimmt zu, bis das Gleichgewicht erreicht ist, wo sie am höchsten ist.

Answer

Die Gibbs-Energie bleibt während der Reaktion konstant.

Answer

Die Gibbs-Energie ist nur für exotherme Reaktionen negativ.

Question 7

Laut welchem Gesetz der Thermodynamik bleibt die Energie in einem geschlossenen System konstant?

Accepted Answer

Erster Hauptsatz

Answer

Zweiter Hauptsatz

Answer

Dritter Hauptsatz

Answer

Vierter Hauptsatz

Question 8

Welche thermodynamische Größe misst die Unordnung in einem System?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Freie Energie

Answer

Innere Energie

Question 9

Kennzeichne den exothermen Prozess:

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Schmelzen

Answer

Verdunsten

Answer

Kondensieren

Question 10

In welcher Einheit wird die Entropie gemessen?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Kelvin

Answer

Joule

Answer

Mol

Question 11

Welcher Wert der freien Energieänderung deutet auf eine spontane Reaktion hin?

Accepted Answer

Negativ

Answer

Positiv

Answer

Null

Answer

Unendlich

Question 12

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt nie ab

Answer

Die Enthalpie eines geschlossenen Systems ist konstant

Answer

Die freie Energie nimmt bei spontanen Reaktionen immer zu

Answer

Die innere Energie kann niemals zunehmen

Question 13

Welches Diagramm zeigt den Energieverlauf einer exothermen Reaktion?

Accepted Answer

Eine Kurve, die von links nach rechts abfällt

Answer

Eine Kurve, die von links nach rechts ansteigt

Answer

Eine gerade Linie parallel zur x-Achse

Answer

Eine gerade Linie parallel zur y-Achse

Question 14

Welches der folgenden Systeme ist ein offenes System?

Accepted Answer

Ein Aquarium

Answer

Eine Thermosflasche

Answer

Ein geschlossenes Gefäß mit einer laufenden Reaktion

Answer

Ein Reagenzglas mit einer verschlossenen Lösung

Question 15

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Die innere Energie eines Systems kann sich nur durch Wärme- oder Arbeitsaufnahme ändern.

Answer

Die innere Energie des Universums ist konstant.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist eine intensive Größe.

Answer

Die innere Energie eines Systems kann spontan zunehmen.

Question 16

Welche der folgenden Größen ist eine extensive thermodynamische Funktion?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Enthalpie pro Stoffmenge

Question 17

Bei welcher thermodynamischen Zustandsänderung bleibt die Temperatur gleich?

Accepted Answer

Isotherm

Answer

Isobar

Answer

Isochor

Answer

Adiabat

Question 18

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt zu oder bleibt gleich.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann spontan zunehmen.

Answer

Die Entropie eines idealen Gases ist immer negativ.

Answer

Die Entropie einer endothermen Reaktion ist immer positiv.

Question 19

Das Gleichgewichtsgesetz von Guldberg und Waage beschreibt die Beziehung zwischen:

Accepted Answer

Der Reaktionsquotienten (Q) und der Gleichgewichtskonstanten (K)

Answer

Der freien Enthalpieänderung (ΔG) und der Gleichgewichtskonstanten (K)

Answer

Der Entropieänderung (ΔS) und der Gleichgewichtskonstanten (K)

Answer

Der inneren Energieänderung (ΔU) und der Gleichgewichtskonstanten (K)

Question 20

Was bedeutet eine negative freie Enthalpieänderung (ΔG)?

Accepted Answer

Die Reaktion läuft spontan ab.

Answer

Die Reaktion läuft nicht spontan ab.

Answer

Die Reaktion ist im Gleichgewicht.

Answer

Die Reaktion ist endotherm.

Question 21

Welche Methode kann zur experimentellen Bestimmung der Enthalpieänderung einer Reaktion verwendet werden?

Accepted Answer

Kalorimetrie

Answer

Titration

Answer

Spektroskopie

Answer

Elektrochemie

Question 22

Wie lassen sich thermodynamische Prinzipien nutzen, um Adsorption und Desorption in technischen Anwendungen zu optimieren?

Accepted Answer

Minimierung der freien Enthalpie der Adsorption

Answer

Erhöhung der Temperatur

Answer

Verringerung des Drucks

Question 23

Welche der folgenden Größen gibt die Unordnung eines Systems an?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Freie Energie

Answer

Innere Energie

Question 24

Welche Reaktion ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan

Answer

Auflösen von Natriumchlorid in Wasser

Answer

Kondensation von Wasserdampf

Answer

Sublimation von festem Kohlendioxid

Question 25

Welchen Wert hat die ΔG° einer Reaktion im Gleichgewicht?

Accepted Answer

Null

Answer

Positiv

Answer

Negativ

Answer

Unbestimmt

Question 26

Welche Annahme ist die Grundlage für den dritten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines perfekten Kristalls bei absoluter Null ist null.

Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion ist unabhängig von der Temperatur.

Answer

Die Gibbs-Energieänderung einer Reaktion bei konstanter Temperatur und Druck ist null.

Answer

Die Wärmekapazität eines Gases ist bei konstantem Volumen konstant.

Question 27

Welche Aussage über Entropie ist korrekt?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems

Answer

Die Wärmemenge, die einem System bei konstanter Temperatur zugeführt werden kann

Answer

Die Änderung der inneren Energie eines Systems bei konstantem Druck

Answer

Die Neigung der Gibbs-Energiekurve gegenüber der Temperatur

Question 28

Welcher Satz beschreibt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu oder bleibt gleich.

Answer

Die Enthalpie eines Systems nimmt ständig ab.

Answer

Die freie Energie eines Systems ist immer negativ.

Answer

Die innere Energie eines Systems nimmt immer zu.

Question 29

Wie beeinflusst die Thermodynamik die Herstellung und Untersuchung von Nanomaterialien?

Accepted Answer

Thermodynamische Prinzipien steuern die Reaktionswege und das Wachstum von Nanomaterialien.

Accepted Answer

Thermodynamik hilft, die Eigenschaften und das Verhalten von Nanomaterialien vorherzusagen.

Answer

Thermodynamik hat keinen Einfluss auf die Nanomaterialsynthese.

Question 30

Welche thermodynamischen Faktoren beeinflussen die Reaktionsgeschwindigkeit chemischer Reaktionen am stärksten?

Accepted Answer

Temperatur und Katalysatoren

Answer

Druck und Volumen

Answer

pH-Wert und Ionenstärke

Answer

Lichtintensität und Magnetfeld

Question 31

Welches Postulat des dritten Hauptsatzes der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines reinen kristallinen Stoffes bei absolutem Nullpunkt null ist?

Accepted Answer

Die Entropie eines reinen kristallinen Stoffes bei absolutem Nullpunkt ist gleich null.

Answer

Die Freie Enthalpie eines Systems bei konstantem Druck und Temperatur ist gleich null.

Answer

Die Reaktionsenthalpie einer chemischen Reaktion ist unabhängig vom Reaktionsweg.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion ist proportional zur Temperatur.

Question 32

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Lage eines chemischen Gleichgewichts?

Accepted Answer

Natur des Katalysators

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Konzentration der Edukte

Question 33

Welche der folgenden Aussagen ist für einen adiabatischen Prozess korrekt?

Accepted Answer

Es findet kein Wärmeaustausch mit der Umgebung statt.

Answer

Die Temperatur des Systems bleibt konstant.

Answer

Die innere Energie des Systems nimmt ab.

Answer

Die Entropie des Systems nimmt zu.

Question 34

Welche der folgenden Einheiten ist die SI-Einheit für die Entropie?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Answer

Kelvin pro Joule

Question 35

Welches der folgenden Systeme kann Materie und Energie mit seiner Umgebung austauschen?

Accepted Answer

Ein Kessel mit kochendem Wasser

Answer

Ein luftdicht verschlossener Behälter mit Gas

Answer

Ein Kühlschrank

Answer

Eine Thermoskanne mit Kaffee

Question 36

Welche Aussage zum ersten Hauptsatz der Thermodynamik trifft zu?

Accepted Answer

Die Änderung der inneren Energie eines Systems entspricht der Summe aus zugeführter Wärme und geleisteter Arbeit.

Answer

Die innere Energie eines Systems ist ein Maß für seine Ordnung.

Answer

Die innere Energie eines Systems kann nur durch Wärmeaufnahme erhöht werden.

Answer

Die Änderung der inneren Energie eines Systems ist immer positiv.

Question 37

Welcher Begriff beschreibt einen Zustand, in dem keine makroskopisch erkennbaren Änderungen mehr stattfinden?

Accepted Answer

Gleichgewicht

Answer

Instabilität

Answer

Metastabilität

Answer

Ungleichgewicht

Question 38

Welche Aussage zum Carnot-Kreisprozess ist richtig?

Accepted Answer

Er ist ein theoretisch reversibler Wärmeprozesses.

Answer

Er ist ein Prozess mit konstantem Volumen.

Answer

Er ist ein Prozess mit konstantem Druck.

Answer

Er ist ein Prozess mit konstanter Temperatur.

Question 39

Welche Aussage zum ersten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Energieänderung eines abgeschlossenen Systems ist gleich der Summe der zugeführten oder abgeführten Wärme und Arbeit.

Answer

Die Arbeit, die ein System verrichtet, kann größer sein als die ihm zugeführte Wärme

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu

Question 40

Welche thermodynamische Größe beschreibt die maximale Arbeit, die ein System unter konstanten Temperatur- und Druckbedingungen verrichten kann?

Accepted Answer

Freie Enthalpie

Answer

Innere Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Question 41

Welche thermodynamische Funktion gibt die Änderung der freien Enthalpie einer Reaktion an?

Accepted Answer

ΔG

Answer

ΔS

Answer

ΔH

Answer

ΔE

Question 42

Welcher Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass die Entropie eines isolierten Systems stets zunimmt?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Nullter Hauptsatz der Thermodynamik

Question 43

Welche thermodynamische Funktion misst die Unordnung eines Systems?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Innere Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Gibbs-Energie

Question 44

Welche Reaktion ist endotherm?

Accepted Answer

Schmelzen von Eis

Answer

Verbrennen von Methan

Answer

Gefrieren von Wasser

Answer

Kondensieren von Wasserdampf

Question 45

Welche Bedingung muss für ein chemisches Gleichgewicht erfüllt sein?

Accepted Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeiten der Hin- und Rückreaktion sind gleich.

Answer

Die Temperatur des Systems ist konstant.

Answer

Die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte sind gleich.

Question 46

Welche thermodynamische Größe misst die maximal nutzbare Arbeit eines Systems?

Accepted Answer

Gibbs-Energie

Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Innere Energie

Question 47

Welche Formel beschreibt die freie Enthalpie (G) korrekt?

Accepted Answer

G = H - TS

Answer

S = H / T

Answer

G = U + PV

Answer

H = U + PV

Question 48

Welches der folgenden Kriterien entscheidet, ob eine Reaktion spontan abläuft?

Accepted Answer

Die freie Enthalpieänderung (ΔG) ist negativ.

Answer

Die Entropieänderung (ΔS) ist positiv.

Answer

Die Reaktionsenthalpie (ΔH) ist negativ.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist hoch.

Question 49

Welche der folgenden Reaktionen ist endotherm, d.h. nimmt Wärme aus der Umgebung auf?

Accepted Answer

H₂O(l) → H₂O(g)

Answer

2 H₂(g) + O₂(g) → 2 H₂O(l)

Answer

CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g)

Answer

H₂O(g) → H₂O(l)

Question 50

Welcher der folgenden Sätze beschreibt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt in allen irreversiblen Prozessen zu.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems kann abnehmen.

Answer

Die freie Enthalpie kann in allen spontanen Prozessen zunehmen.

Answer

Wärme kann nicht vollständig in Arbeit umgewandelt werden.

Question 51

Welches der folgenden Diagramme stellt die freie Energie (G) einer Reaktion in Abhängigkeit vom Reaktionsfortschritt dar?

Accepted Answer

Freie Energie-Diagramm

Answer

Entropie-Diagramm

Answer

Enthalpie-Diagramm

Answer

Phasendiagramm

Question 52

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, sondern nur umgewandelt.

Answer

Reaktionen laufen immer spontan in Richtung auf ein niedrigeres Energieniveau ab.

Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt immer zu.

Question 53

Die Thermodynamik beschäftigt sich mit:

Accepted Answer

Beziehungen zwischen Energie und anderen physikalischen Größen.

Answer

Vorhersage des Verhaltens einzelner Atome und Moleküle

Question 54

Welche Einheit wird zur Messung von Wärme verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Pascal

Answer

Kelvin

Answer

Mol

Question 55

Was ist die Definition von Enthalpie?

Accepted Answer

Wärmeaustausch bei konstantem Druck

Answer

Änderung der inneren Energie bei konstantem Volumen

Answer

Maximale Arbeitsleistung eines Systems

Question 56

Welches der folgenden Systeme ist ein offenes System?

Accepted Answer

Eine Tasse Kaffee, die Wärme mit ihrer Umgebung austauscht

Answer

Eine geschlossene Flasche Wasser, die keine Materie mit ihrer Umgebung austauscht

Answer

Ein isoliertes Thermosgefäß, das keine Wärme mit seiner Umgebung austauscht

Question 57

Was beschreibt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch vernichtet werden, sondern nur von einem System auf ein anderes übertragen oder in andere Energieformen umgewandelt werden

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt in spontanen Prozessen immer zu

Answer

Die freie Enthalpie eines Systems ist bei chemischen Gleichgewichten minimal

Question 58

Welcher der folgenden Prozesse ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung

Answer

Schmelzen

Answer

Sublimation

Answer

Verdampfung

Question 59

Was besagt das Massenwirkungsgesetz?

Accepted Answer

Das Verhältnis der Konzentrationen von Reaktanten und Produkten bei chemischem Gleichgewicht ist konstant

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist proportional zur Konzentration der Reaktanten

Question 60

Was ist die Standardreaktionsenthalpie?

Accepted Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion unter Standardbedingungen (298 K, 1 bar)

Answer

Die freie Energieänderung einer Reaktion unter Standardbedingungen (298 K, 1 bar)

Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion bei beliebigen Bedingungen

Question 61

Welche Aussage über die Entropie ist richtig?

Accepted Answer

Die Entropie eines Systems nimmt mit zunehmender Unordnung zu

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt mit zunehmender Ordnung ab

Answer

Die Entropie eines Systems ist immer konstant

Question 62

Welches Gesetz der Thermodynamik besagt, dass die Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, sondern nur von einer Form in eine andere umgewandelt wird?

Accepted Answer

Erstes Gesetz

Answer

Zweites Gesetz

Answer

Drittes Gesetz

Question 63

Welche thermodynamische Größe beschreibt die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Freie Energie

Answer

Enthalpie

Question 64

In welche Richtung verschiebt sich die Gleichgewichtskonstante K eines chemischen Gleichgewichts, wenn die Temperatur erhöht wird?

Accepted Answer

In Richtung der endothermen Reaktion

Answer

Bleibt unverändert

Answer

In Richtung der exothermen Reaktion