Thermodynamik lernen: Energieumsatz bei chemischen Reaktionen

Question 1

Wie verändert sich die Enthalpie des Systems bei einer exothermen Reaktion?

Accepted Answer

Sie nimmt ab.

Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie bleibt gleich.

Question 2

Wie beeinflussen Katalysatoren die Aktivierungsenergie in heterogen katalysierten Reaktionen? Erläutere die Auswirkungen auf die Reaktionsgeschwindigkeit.

Accepted Answer

Katalysatoren senken die Aktivierungsenergie, indem sie einen alternativen Reaktionsweg mit einer niedrigeren Aktivierungsenergie bereitstellen.

Answer

Katalysatoren erhöhen die Aktivierungsenergie und verlangsamen die Reaktion.

Answer

Katalysatoren beeinflussen die Aktivierungsenergie nicht.

Answer

Katalysatoren erhöhen die Aktivierungsenergie und machen die Reaktion exothermer.

Question 3

Wie lässt sich die Thermodynamik einsetzen, um die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion vorauszusagen?

Accepted Answer

Berechnung der Standardreaktionsenthalpie und -entropie anhand thermodynamischer Daten

Answer

Messung der Konzentrationen von Edukten und Produkten im Gleichgewicht bei unterschiedlichen Temperaturen

Answer

Abschätzung der Aktivierungsenergie der Reaktion anhand ihrer Reaktionsgeschwindigkeit

Question 4

Welches thermodynamische Prinzip ermöglicht es uns, die Richtung von Gleichgewichtsreaktionen in der Atmosphäre vorherzusagen?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik (Entropieprinzip)

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltung)

Answer

Dritter Hauptsatz der Thermodynamik (Nernstscher Wärmesatz)

Answer

Raoultsches Gesetz (Siedepunktserhöhung)

Question 5

Welche Größe ist ein Maß für die ungeordnete Bewegung von Teilchen?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Freie Energie

Answer

Innere Energie

Question 6

Welche Aussage beschreibt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die freie Energie nimmt mit der Zeit ab.

Answer

Die innere Energie des Universums ist konstant.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt mit der Temperatur zu.

Question 7

Welche Aussage zur Gibbs-Freien Energie ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die spontane Reaktionsfähigkeit eines Systems.

Answer

Sie ist immer kleiner als Null.

Answer

Sie ist ein Maß für die Gesamtenergie eines Systems.

Answer

Sie ist immer größer als Null.

Question 8

Wie beeinflussen Katalysatoren die Aktivierungsenergie in heterogen katalysierten Reaktionen und wie wirkt sich das auf die Reaktionsgeschwindigkeit aus?

Accepted Answer

Katalysatoren senken die Aktivierungsenergie, indem sie einen alternativen Reaktionsweg mit niedrigerer Aktivierungsenergie bereitstellen.

Answer

Katalysatoren erhöhen die Aktivierungsenergie, was die Reaktionsgeschwindigkeit verringert.

Answer

Die Aktivierungsenergie ist nur für homogene Reaktionen relevant, nicht für heterogene Reaktionen.

Question 9

Erläutern Sie, wie Lösungsmittel die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen können.

Accepted Answer

Lösungsmittel können die Aktivierungsenergie einer chemischen Reaktion erhöhen oder verringern.

Accepted Answer

Lösungsmittel können die Stoßhäufigkeit zwischen Reaktanten erhöhen und dadurch die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen.

Accepted Answer

Lösungsmittel können die Stabilität von Übergangszuständen verändern.

Answer

Lösungsmittel haben keinen Einfluss auf Reaktionsgeschwindigkeiten.

Question 10

Was ist die Bedeutung von Phasendiagrammen in der Materialwissenschaft und wie helfen sie uns, das Verhalten von Materialien unter verschiedenen Bedingungen vorherzusagen?

Accepted Answer

Phasendiagramme zeigen die Zustandsänderungen von Stoffen in Abhängigkeit von Temperatur und Druck.

Answer

Phasendiagramme können nur für reine Elemente erstellt werden.

Answer

Phasendiagramme liefern keine Informationen über chemische Reaktionen.

Answer

Phasendiagramme haben nur theoretischen Nutzen.

Question 11

Welcher Satz beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik richtig?

Accepted Answer

Die Energiemenge in einem geschlossenen System bleibt gleich.

Answer

Energie kann entstehen und verschwinden.

Answer

Bei exothermen Reaktionen nimmt die innere Energie des Systems ab.

Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion entspricht der Arbeitsänderung.

Question 12

Wie funktioniert die thermodynamische Kopplung und wie kann sie genutzt werden, um Reaktionen durchzuführen, die sonst nicht ablaufen würden?

Accepted Answer

Durch Kombination mehrerer Reaktionen, um die Gesamtreaktionsenthalpie zu senken

Answer

Durch Energieaustausch zwischen zwei Systemen mit unterschiedlichen Temperaturen

Answer

Durch spontane Reaktion eines Systems in Richtung Gleichgewicht

Answer

Thermodynamische Kopplung ist nicht möglich, da sie gegen den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik verstößt

Question 13

Wie wirken sich Temperatur, Druck und Gasart gemäß dem Gesetz von Henry auf die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten aus?

Accepted Answer

Mit steigender Temperatur nimmt die Löslichkeit der meisten Gase in Flüssigkeiten ab.

Accepted Answer

Wenn der Druck steigt, erhöht sich die Löslichkeit aller Gase in allen Flüssigkeiten.

Answer

Die Art des Gases hat keinen Einfluss auf die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten.

Question 14

Welche thermodynamische Größe kann verwendet werden, um die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion vorherzusagen?

Accepted Answer

Freie Enthalpieänderung

Answer

Enthalpieänderung

Answer

Entropieänderung

Answer

Reaktionsgeschwindigkeit

Question 15

Bei einer exothermen Reaktion ist die Enthalpieänderung:

Accepted Answer

Negativ, da die Energie der Produkte niedriger ist als die der Reaktanten.

Answer

Negativ, da die Energie der Produkte höher ist als die der Reaktanten.

Answer

Positiv, da die Energie der Produkte höher ist als die der Reaktanten.

Answer

Positiv, da die Energie der Produkte niedriger ist als die der Reaktanten.

Question 16

Die Entropieänderung einer Reaktion beschreibt:

Accepted Answer

Kann sowohl eine Zunahme als auch eine Abnahme der Unordnung sein

Answer

Immer eine Zunahme der Unordnung

Answer

Immer eine Abnahme der Unordnung

Answer

Ist immer gleich null.

Question 17

Welcher der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit?

Accepted Answer

Konzentration der Produkte

Answer

Temperatur

Answer

Oberfläche der Reaktanten

Answer

Katalysator

Question 18

Die Gibbs-Energie gibt an:

Accepted Answer

Die freie Energie, die für Prozesse genutzt werden kann

Answer

Die Gesamtenergie eines Systems

Answer

Die Enthalpie eines Systems

Answer

Die maximale Arbeit, die ein System leisten kann

Question 19

Eine endergone Reaktion ist gekennzeichnet durch:

Accepted Answer

Eine positive Enthalpieänderung

Answer

Eine negative Enthalpieänderung

Answer

Eine positive Entropieänderung

Answer

Eine negative Entropieänderung

Question 20

Katalysatoren:

Accepted Answer

Senken die Aktivierungsenergie einer Reaktion

Answer

Verbrauchen sich bei Reaktionen

Answer

Erhöhen die Aktivierungsenergie einer Reaktion

Answer

Verändern das Endergebnis einer Reaktion

Question 21

Die Entropie eines perfekten Kristalls bei 0 K beträgt:

Accepted Answer

Null

Answer

Einen kleinen Wert

Answer

Einen großen Wert

Answer

Ist variabel

Question 22

Eine irreversible Reaktion ist:

Accepted Answer

Eine Reaktion, die nur in eine Richtung abläuft

Answer

Eine Reaktion, die in beide Richtungen abläuft

Answer

Eine Reaktion, die sehr schnell abläuft

Answer

Eine Reaktion, die keine Energie freisetzt

Question 23

Welche Zustandsänderung führt zu einer Zunahme der Entropie?

Accepted Answer

Flüssigkeit → Gas

Answer

Fest → Flüssigkeit

Answer

Gas → Fest

Answer

Flüssigkeit → Fest

Question 24

Die Einheit der Entropie ist:

Accepted Answer

J/molK

Answer

J/K

Answer

mol/J

Answer

K/J

Question 25

Welche der folgenden Reaktionen verläuft spontan ab?

Accepted Answer

Exotherme Reaktion mit positiver Entropieänderung

Answer

Endotherme Reaktion mit negativer Entropieänderung

Answer

Exotherme Reaktion mit negativer Entropieänderung

Answer

Endotherme Reaktion mit positiver Entropieänderung

Question 26

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass:

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt bei allen Prozessen zu.

Answer

Die Energie des Universums ist konstant.

Answer

Die Temperatur des Universums nimmt immer ab.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu.

Question 27

Die Van't Hoff'sche Gleichung beschreibt:

Accepted Answer

Die Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante

Answer

Die Reaktionswärme

Answer

Nur für ideale Gase gültig

Answer

Enthalpieänderung einer Reaktion

Question 28

Die Standardreaktionsenthalpie ist:

Accepted Answer

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

Answer

Enthalpieänderung einer Reaktion bei beliebigen Bedingungen

Answer

Summe der Standardbildungsenthalpien der Produkte

Answer

Differenz zwischen Standardbildungsenthalpie der Produkte und der Reaktanten

Question 29

Eine Gleichgewichtsreaktion zeichnet sich dadurch aus, dass:

Accepted Answer

Die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte konstant bleiben

Answer

Sie in eine Richtung abläuft

Answer

Sie bis zur vollständigen Umsetzung abläuft

Answer

Die freie Gibbs-Energie negativ ist

Question 30

Enthalpie und Entropie stehen in folgender Beziehung zueinander:

Accepted Answer

Sie können entgegengesetzt oder gleichgerichtet sein

Answer

Sie sind immer entgegengesetzt gerichtet

Answer

Sie sind immer gleichgerichtet

Answer

Sie sind unabhängig voneinander

Question 31

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die Enthalpieänderung einer exothermen Reaktion korrekt?

Accepted Answer

Die Enthalpie der Produkte ist kleiner als die Enthalpie der Edukte.

Answer

Die Enthalpie der Edukte ist größer als die Enthalpie der Produkte.

Answer

Die Enthalpieänderung ist positiv.

Question 32

Welche Aussage trifft auf die Entropie eines Systems zu?

Accepted Answer

Sie nimmt mit steigender Unordnung zu.

Answer

Sie nimmt mit steigender Ordnung ab.

Answer

Sie ist eine Konstante.

Question 33

Was beschreibt die Arrhenius-Gleichung?

Accepted Answer

Die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Temperatur.

Answer

Die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Konzentration der Edukte.

Answer

Die Abhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit von der Oberfläche der Edukte.

Question 34

Welcher Katalysator ist ein Enzym?

Accepted Answer

Amylase

Answer

Platin

Answer

Eisen

Answer

Schwefelsäure

Question 35

Welche Aussage über die Änderung der Enthalpie (ΔH) bei einer exothermen Reaktion ist korrekt?

Accepted Answer

ΔH ist negativ, da Energie an die Umgebung abgegeben wird.

Answer

ΔH ist negativ, da Energie von der Umgebung aufgenommen wird.

Answer

ΔH ist positiv, da Energie von der Umgebung aufgenommen wird.

Answer

ΔH ist positiv, da Energie an die Umgebung abgegeben wird.

Question 36

Welche Faktoren beeinflussen die Änderung der Entropie (ΔS) einer Reaktion?

Accepted Answer

Temperatur, Anzahl der beteiligten Teilchen und Grad der Ordnung.

Answer

Nur die Anzahl der beteiligten Teilchen.

Answer

Nur die Temperatur.

Question 37

Eine Reaktion ist spontan, wenn...

Accepted Answer

die Änderung der Gibbs-Energie (ΔG) negativ ist.

Answer

die Änderungen von Enthalpie (ΔH) und Entropie (ΔS) beide positiv sind.

Answer

die Änderung der Entropie (ΔS) negativ ist.

Answer

die Änderung der Enthalpie (ΔH) positiv ist.

Question 38

Welche der folgenden Reaktionen ist endotherm?

Accepted Answer

Das Schmelzen von Eis.

Answer

Die Verbrennung von Methan.

Answer

Die Neutralisation einer Säure mit einer Base.

Answer

Die Kondensation von Wasserdampf.

Question 39

Ein System mit hoher Entropie ist charakterisiert durch...

Accepted Answer

Unordnung und eine Vielzahl möglicher Zustände.

Answer

Es ist ein offenes System, das Energie und Materie mit der Umgebung austauscht.

Answer

Es ist ein geschlossenes System, das keinen Energieaustausch mit der Umgebung zulässt.

Answer

Ordnung und wenige mögliche Zustände.

Question 40

Welche Aussage über den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt in allen spontanen Prozessen zu.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt in allen spontanen Prozessen ab.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems bleibt konstant.

Question 41

Eine reversible Reaktion...

Accepted Answer

kann in beiden Richtungen ablaufen, wobei die Geschwindigkeiten der Vorwärts- und Rückwärtsreaktion gleich sind.

Answer

ist eine Reaktion, die unter Standardbedingungen abläuft.

Answer

läuft nur in eine Richtung ab.

Question 42

Die Änderung der Gibbs-Energie (ΔG) ist definiert als...

Accepted Answer

die maximale Arbeit, die ein System bei konstantem Druck und Temperatur verrichten kann.

Answer

die Energiemenge, die bei einer Reaktion freigesetzt wird.

Answer

die gesamte Energie, die in einem System enthalten ist.

Question 43

Wenn die Änderung der Entropie (ΔS) einer Reaktion positiv ist, bedeutet dies...

Accepted Answer

dass die Reaktion zu einer Zunahme der Unordnung führt.

Answer

dass die Reaktion zu einer Abnahme der Unordnung führt.

Answer

dass die Reaktion exotherm ist.

Answer

dass die Reaktion endotherm ist.