Thermodynamik lernen: Quizze und Übungen für die Qualifikationsphase 2 im Fachgymnasium

Question 1

Was ist Entropie und wie beeinflusst sie die Richtung einer chemischen Reaktion?

Accepted Answer

Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems und nimmt in spontanen Reaktionen zu.

Answer

Entropie ist ein Maß für die Energie eines Systems und nimmt in exothermen Reaktionen ab.

Answer

Entropie ist ein Maß für die Geschwindigkeit einer Reaktion und beeinflusst nicht ihre Richtung.

Question 2

Wie kann man mit kalorimetrischen Messungen die spezifische Wärmekapazität einer unbekannten Flüssigkeit bestimmen?

Accepted Answer

Durch Messung des Temperaturanstiegs einer bekannten Flüssigkeitsmenge, die mit der unbekannten Flüssigkeit in Kontakt gebracht wird

Answer

Durch Messung der Temperaturänderung eines festen Körpers, der in die unbekannte Flüssigkeit getaucht wird

Answer

Durch Messung der Temperaturänderung der unbekannten Flüssigkeit beim Verdampfen

Question 3

Welcher Satz beschreibt den ersten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Die Enthalpie eines Systems nimmt bei einer exothermen Reaktion ab.

Answer

Die Entropie eines Systems kann sowohl zu- als auch abnehmen.

Answer

Die freie Energie eines Systems kann sowohl positiv als auch negativ sein.

Question 4

Welches Kriterium ermöglicht die Vorhersage der Spontanität chemischer Reaktionen bei Standardbedingungen (298 K, 1 bar) anhand der freien Reaktionsenthalpie (ΔG)?

Accepted Answer

ΔG < 0: spontane Reaktion

Answer

ΔG > 0: spontane Reaktion

Answer

ΔG = 0: spontane Reaktion

Answer

Das Vorzeichen von ΔG ist für die Spontanitätsvorhersage unerheblich.

Question 5

Wie wirkt sich eine Druckerhöhung auf das chemische Gleichgewicht aus? Begründe deine Antwort mit dem Prinzip von Le Chatelier.

Accepted Answer

Bei einer Druckerhöhung verschiebt sich das Gleichgewicht zur Seite mit dem geringeren Volumen.

Answer

Der Druck hat keinen Einfluss auf das chemische Gleichgewicht.

Answer

Bei einer Druckerhöhung verschiebt sich das Gleichgewicht zur Seite mit der größeren Entropie.

Question 6

Was beschreibt die Enthalpieänderung einer Reaktion?

Accepted Answer

Die Änderung der Wärmemenge (exakt)

Answer

Die Änderung der inneren Energie

Answer

Die Änderung der Arbeit

Answer

Die Änderung der Entropie

Question 7

Unter welchen Bedingungen ist die freie Energieänderung einer Reaktion negativ?

Accepted Answer

Wenn die Enthalpieänderung negativ und die Entropieänderung positiv ist (korrekt)

Answer

Wenn die Enthalpieänderung positiv und die Entropieänderung negativ ist

Answer

Wenn die Enthalpieänderung und die Entropieänderung beide positiv sind

Answer

Wenn die Enthalpieänderung und die Entropieänderung beide negativ sind

Question 8

Welche der folgenden Aussagen über thermodynamische Gleichgewichte ist richtig?

Accepted Answer

Alle Aussagen sind richtig.

Answer

Im thermodynamischen Gleichgewicht ändern sich die makroskopischen Eigenschaften eines Systems nicht mehr.

Answer

Im thermodynamischen Gleichgewicht ist die freie Energie des Systems minimal.

Answer

Im thermodynamischen Gleichgewicht ist die Entropie des Systems maximal.

Question 9

Was ist die SI-Einheit der Enthalpie?

Accepted Answer

Joule (korrekt)

Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Kelvin pro Joule

Answer

Watt

Question 10

Welche der folgenden Aussagen über die Entropieänderung einer Phase-Umwandlung ist richtig?

Accepted Answer

Bei einem Phasenübergang erster Ordnung ist die Entropieänderung sprunghaft (korrekt).

Answer

Bei der Schmelze eines Feststoffs nimmt die Entropie immer zu.

Answer

Bei der Kondensation eines Gases nimmt die Entropie immer ab.

Answer

Keine der Aussagen ist richtig.

Question 11

Welche der folgenden Reaktionen hat die größte freie Energieänderung?

Accepted Answer

A → B (korrekt)

Answer

B → C

Answer

C → D

Answer

D → A

Question 12

Was ist der dritte Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie jedes reinen kristallinen Stoffes bei 0 K ist 0.

Answer

Die Entropie eines geschlossenen Systems nimmt bei irreversiblen Prozessen ab.

Answer

Die Enthalpie eines geschlossenen Systems ist konstant.

Answer

Die Freie Energie eines geschlossenen Systems ist maximal.

Question 13

Welche der folgenden Reaktionen ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan

Answer

Auflösen von Natriumchlorid in Wasser

Answer

Sublimation von Trockeneis

Answer

Kondensation von Wasserdampf

Question 14

Welche Aussage zur Entropie ist richtig?

Accepted Answer

Die Entropie eines Systems ist ein Maß für dessen Unordnung.

Answer

Die Entropie eines Systems ist immer positiv.

Answer

Die Entropie eines Systems kann nicht abnehmen.

Question 15

Welche Gleichung beschreibt die Gibbs-Helmholtz-Gleichung?

Accepted Answer

G = H - TS

Answer

H = U + PV

Answer

G = U + PV

Answer

S = U - TS

Question 16

Welche Aussage zur Freien Energieänderung ist korrekt?

Accepted Answer

Die Freie Energieänderung ist negativ für spontane Reaktionen unter Standardbedingungen.

Answer

Die Freie Energieänderung ist positiv für spontane Reaktionen.

Answer

Die Freie Energieänderung ist null für spontane Reaktionen.

Question 17

Welche der folgenden Größen ist ein Maß für die Unordnung eines Systems?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Freie Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Innere Energie

Question 18

Welche der folgenden Größen ist eine extensive Größe?

Accepted Answer

Energie

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Reaktionsgeschwindigkeit

Question 19

Was ist die Entropie eines Systems?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung des Systems

Answer

Ein Maß für die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems

Answer

Ein Maß für die Temperatur des Systems

Question 20

Was ist die freie Energie einer Reaktion?

Accepted Answer

Die maximale nutzbare Arbeit, die bei konstanter Temperatur und konstantem Druck geleistet werden kann

Answer

Die Wärmemenge, die bei konstantem Druck ausgetauscht wird

Question 21

Welche der folgenden Reaktionen ist exotherm?

Accepted Answer

A + B → C + Wärme

Answer

C + Wärme → A + B

Answer

A + B → C - Wärme

Question 22

Was ist der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt mit der Zeit zu

Answer

Die Enthalpie eines isolierten Systems nimmt mit der Zeit ab

Question 23

Welche der folgenden Reaktionen ist spontan?

Accepted Answer

Eine Reaktion mit negativer freier Energieänderung

Answer

Eine Reaktion mit positiver freier Energieänderung

Answer

Eine Reaktion mit positiver Entropieänderung

Question 24

Was ist das Massenwirkungsgesetz?

Accepted Answer

Das Verhältnis der Konzentrationen von Produkten und Edukten einer Reaktion ist eine Konstante

Answer

Die Entropie einer Reaktion ist proportional zur Temperatur

Question 25

Welche der folgenden Reaktionen ist eine Gleichgewichtsreaktion?

Accepted Answer

Eine Reaktion, bei der die Hin- und Rückreaktion gleichzeitig ablaufen

Answer

Eine Reaktion, bei der die Rückreaktion schneller ist als die Hinreaktion

Question 26

Welcher Term beschreibt die Änderung der inneren Energie eines Systems?

Accepted Answer

ΔU

Answer

ΔS

Answer

ΔT

Answer

ΔH

Question 27

Die Enthalpieänderung einer exothermen Reaktion ist:

Accepted Answer

negativ

Answer

positiv

Answer

abhängig von der Temperatur

Answer

null

Question 28

Die freie Energieänderung einer Reaktion gibt an:

Accepted Answer

den maximalen Anteil der nutzbaren Arbeit

Answer

die Enthalpieänderung

Answer

die totale Energieänderung

Answer

die Entropieänderung

Question 29

Welche Aussage über das Vorzeichen der Gibbs-Energieänderung (ΔG) ist korrekt?

Accepted Answer

ΔG < 0: spontane Reaktion

Answer

ΔG kann nie negativ sein

Answer

ΔG = 0: spontane Reaktion

Answer

ΔG > 0: spontane Reaktion

Question 30

Bei einer isothermen Reaktion findet keine:

Accepted Answer

Temperaturveränderung statt

Answer

Energieumwandlung statt

Answer

Volumenänderung statt

Answer

Entropieänderung statt

Question 31

Ein adiabatischer Prozess ist ein Prozess, bei dem:

Accepted Answer

kein Wärmeaustausch stattfindet

Answer

nur Wärme zugeführt wird

Answer

die Temperatur konstant bleibt

Answer

nur Wärme abgeführt wird

Question 32

Die Entropie eines perfekten Kristalls bei absolutem Nullpunkt ist:

Accepted Answer

null

Answer

positiv

Answer

unendlich

Answer

negativ

Question 33

Welcher Faktor trägt zur Erhöhung der Entropie eines Systems bei?

Accepted Answer

Zunahme der verfügbaren Freiheitsgrade

Answer

Zunahme des Drucks

Answer

Abnahme der Temperatur

Answer

Abnahme des Volumens

Question 34

Die Entropieänderung einer Reaktion beschreibt:

Accepted Answer

Die Veränderung des ungeordneten Zustands des Systems.

Answer

Die Veränderung des Drucks des Systems.

Answer

Die Veränderung der Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Die Veränderung des Energiegehalts des Systems.

Question 35

Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik formuliert:

Accepted Answer

Die stetige Zunahme der Entropie des Universums.

Answer

Die Abnahme der Energie des Universums.

Answer

Die Abnahme der freien Energie des Universums.

Answer

Die Zunahme der Temperatur des Universums.

Question 36

Welche Maßnahme erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion?

Accepted Answer

Temperaturerhöhung

Answer

Verringerung der Eduktkonzentration

Answer

Zugabe eines Inhibitors

Answer

Temperatursenkung

Question 37

Als endotherme Reaktion wird eine Reaktion bezeichnet, die:

Accepted Answer

Wärme aus der Umgebung aufnimmt.

Answer

Wärme an die Umgebung abgibt.

Answer

Nicht spontan abläuft.

Answer

Spontan abläuft.

Question 38

Der Dampfdruck einer Flüssigkeit beschreibt:

Accepted Answer

Den Druck, bei dem Flüssigkeit und Dampf im Gleichgewicht stehen.

Answer

Den Druck, bei dem die Flüssigkeit gefriert.

Answer

Den Druck, bei dem die Flüssigkeit siedet.

Question 39

Welche Reaktion ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan

Answer

Schmelzen von Eis

Answer

Kondensation von Wasserdampf

Answer

Verdunstung von Wasser

Question 40

Unter welchen Bedingungen ist eine chemische Reaktion spontan?

Accepted Answer

exotherm und mit Zunahme der Entropie

Answer

endotherm und mit Zunahme der Entropie

Answer

endotherm und mit Abnahme der Entropie

Answer

exotherm und mit Abnahme der Entropie

Question 41

Welche Größe beschreibt den Grad der Unordnung eines Systems?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Energie

Answer

Enthalpie

Answer

Freie Energie

Question 42

Welches Kriterium kann zur Vorhersage der Spontanität einer Reaktion herangezogen werden?

Accepted Answer

ΔG < 0

Answer

ΔH < 0

Answer

ΔG > 0

Answer

ΔS > 0

Question 43

Welche Maßnahme erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit einer heterogenen Reaktion?

Accepted Answer

Vergrößerung der Oberfläche des Reaktanten

Answer

Entfernung des Katalysators

Answer

Absenkung der Temperatur

Answer

Absenkung der Konzentration des Reaktanten

Question 44

Welche Reaktion ist eine Redoxreaktion?

Accepted Answer

Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2

Answer

NH3 + HCl -> NH4Cl

Answer

NaOH + HCl -> NaCl + H2O

Answer

CaCO3 -> CaO + CO2

Question 45

Welche Aussage zur Enthalpieänderung (ΔH) einer exothermen Reaktion ist korrekt?

Accepted Answer

ΔH ist negativ, weil die Reaktion Energie an die Umgebung abgibt.

Answer

ΔH ist positiv, weil die Reaktion Energie an die Umgebung abgibt.

Answer

ΔH ist negativ, weil die Reaktion Energie aus der Umgebung aufnimmt.

Question 46

Welche der folgenden Faktoren beeinflussen die Entropieänderung (ΔS) einer Reaktion?

Accepted Answer

Alle genannten Faktoren beeinflussen die Entropieänderung.

Answer

Die Temperatur des Systems.

Answer

Die Anzahl der beteiligten Moleküle.

Answer

Der Aggregatzustand der beteiligten Stoffe.

Question 47

Die freie Energieänderung (ΔG) einer Reaktion ist negativ. Was bedeutet dies?

Accepted Answer

Die Reaktion ist spontan und verläuft unter Abgabe von Energie.

Answer

Die Reaktion ist spontan und verläuft unter Aufnahme von Energie.

Answer

Die Reaktion ist nicht spontan und verläuft unter Abgabe von Energie.

Question 48

Welche Einheit wird verwendet, um die Enthalpieänderung (ΔH) einer Reaktion auszudrücken?

Accepted Answer

Joule (J) oder Kilojoule (kJ)

Answer

Liter (L)

Answer

Grad Celsius (°C)

Answer

Mol (mol)

Question 49

Welche der folgenden Aussagen ist korrekt bezüglich des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt bei allen spontanen Prozessen zu.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt bei allen spontanen Prozessen ab.

Answer

Die Entropie eines isolierten Systems nimmt bei allen spontanen Prozessen zu.

Question 50

Ein System nimmt Wärme aus der Umgebung auf. Was passiert mit der Enthalpieänderung (ΔH)?

Accepted Answer

ΔH ist positiv.

Answer

ΔH ist negativ.

Answer

ΔH ist null.

Question 51

Welche der folgenden Reaktionen ist eine exotherme Reaktion?

Accepted Answer

Die Verbrennung von Methan (CH4) zu Kohlenstoffdioxid (CO2) und Wasser (H2O)

Answer

Das Schmelzen von Eis zu Wasser.

Answer

Die Verdampfung von Wasser.

Question 52

Ein ideales Gas dehnt sich adiabatisch aus. Was passiert mit der Temperatur des Gases?

Accepted Answer

Die Temperatur des Gases sinkt.

Answer

Die Temperaturänderung hängt von der Art des Gases ab.

Answer

Die Temperatur des Gases steigt.

Answer

Die Temperatur des Gases bleibt konstant.

Question 53

Welche thermodynamische Größe ist ein Maß für die Unordnung eines Systems?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Freie Energie

Answer

Enthalpie

Question 54

Welche Aussage zur freien Energieänderung (ΔG) ist korrekt?

Accepted Answer

ΔG berücksichtigt sowohl die Enthalpie- als auch die Entropieänderung.

Answer

ΔG berücksichtigt nur die Entropieänderung.

Answer

ΔG berücksichtigt nur die Enthalpieänderung.

Question 55

Welche Aussage zur Enthalpieänderung (ΔH) einer Reaktion ist korrekt?

Accepted Answer

Sie entspricht der Differenz zwischen der Summe der Enthalpien der Produkte und der Summe der Enthalpien der Edukte.

Answer

Sie ist immer positiv.

Answer

Sie ist gleich der freien Enthalpieänderung (ΔG).

Question 56

Welche Aussage beschreibt die Gibbs-Helmholtz-Gleichung?

Accepted Answer

Sie stellt den Zusammenhang zwischen Gibbs-Energie und Enthalpieänderung in Abhängigkeit von der Temperatur dar.

Answer

Sie beschreibt die Beziehung zwischen Entropie und Volumen.

Question 57

Welche der folgenden Reaktionen ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan

Answer

Kondensation von Wasserdampf

Answer

Lösen von Salz in Wasser

Answer

Zersetzung von Wasser

Question 58

Welche Aussage zur Entropieänderung (ΔS) einer Reaktion ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die Zunahme der Unordnung im System.

Answer

Sie ist unabhängig von der Natur der Reaktanten.

Answer

Sie ist gleich der freien Enthalpieänderung (ΔG).

Answer

Sie ist immer negativ.

Question 59

Welche Aussage zum zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist richtig?

Accepted Answer

Die Entropie eines abgeschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu oder bleibt konstant.

Answer

Die Reaktionsgeschwindigkeit einer Reaktion ist unabhängig von der Temperatur.

Answer

Die Energie des Universums nimmt ab.

Answer

Die freie Energie des Universums ist konstant.

Question 60

Welche Aussage zur Van't-Hoff-Gleichung ist richtig?

Accepted Answer

Sie zeigt den Zusammenhang zwischen ΔG und der Gleichgewichtskonstante (K) auf.

Answer

Sie berechnet die Enthalpieänderung einer Reaktion.

Answer

Sie beschreibt die Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit.

Question 61

Welche Größe wird durch die Zustandsgleichung von van der Waals beschrieben?

Accepted Answer

Das Verhalten realer Gase

Answer

Die Löslichkeit von Gasen in Flüssigkeiten

Answer

Die Temperaturabhängigkeit von Flüssigkeiten