Thermodynamik Grundlagen: Quizfragen und Übungen für Klasse 12 Chemie

Question 1

Welche Aussage beschreibt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik korrekt?

Accepted Answer

Die Unordnung eines geschlossenen Systems nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Wärme eines geschlossenen Systems nimmt mit der Zeit ab.

Answer

Die freie Energie eines geschlossenen Systems nimmt immer zu.

Answer

Der zweite Hauptsatz gilt nur für Reaktionen, die nicht rückgängig gemacht werden können.

Question 2

Was beschreibt Entropie im thermodynamischen Kontext am besten?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit in einem System

Answer

Ein Maß für die Energiemenge in einem System

Answer

Ein Maß für die Temperatur eines Systems

Answer

Ein Maß für die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen

Question 3

Welche Gleichung beschreibt die Änderung der Entropie in Abhängigkeit von der Wärmeübertragung?

Accepted Answer

dS = dQ / T

Answer

dS = dU / T

Answer

dS = dH / T

Answer

dS = dG / T

Question 4

Welche Aussage beschreibt die Van't Hoff-Gleichung am besten?

Accepted Answer

Sie beschreibt, wie sich die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion mit der Temperatur ändert.

Answer

Sie gibt die Beziehung zwischen dem Gleichgewichtsdruck eines Gases und der Temperatur an.

Answer

Sie ermöglicht die Berechnung der Gleichgewichtskonzentrationen von Reaktanten und Produkten.

Answer

Sie gibt die Enthalpieänderung einer Reaktion bei konstantem Druck an.

Question 5

Welche Eigenschaft kennzeichnet ein offenes thermodynamisches System?

Accepted Answer

Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung

Answer

Nur Energieaustausch mit der Umgebung

Answer

Kein Stoff- oder Energieaustausch mit der Umgebung

Question 6

Wie beschreibt die Van't Hoff-Gleichung den Zusammenhang zwischen der Gleichgewichtskonstante und der Temperatur?

Accepted Answer

Die Änderung des natürlichen Logarithmus der Gleichgewichtskonstante (ln(K)) ist proportional zur Temperaturänderung (dT) und der Standardreaktionsenthalpie (ΔH°).

Answer

Der Druck beeinflusst das Gleichgewicht.

Answer

Die Van't Hoff-Gleichung ist eine modifizierte Gibbs-Helmholtz-Gleichung.

Answer

Die Van't Hoff-Gleichung sagt die spontane Reaktionsrichtung voraus.

Question 7

Welches Kriterium muss nach dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik für einen spontanen Prozess bei konstanter Temperatur und konstantem Druck erfüllt sein?

Accepted Answer

Die Gibbs-Energie verringert sich.

Answer

Die Enthalpie verringert sich.

Answer

Die Entropie verringert sich.

Answer

Die innere Energie erhöht sich.

Question 8

Welche Aussage beschreibt die Änderung der Gibbs-Energie ΔG eines Systems im Reaktionsgleichgewicht?

Accepted Answer

ΔG = 0

Answer

ΔG > 0

Answer

ΔG < 0

Answer

ΔG ist undefiniert

Question 9

Was ist die Gibbs-Energie und wie kann sie verwendet werden, um die maximale Arbeit zu berechnen, die ein System unter bestimmten Bedingungen verrichten kann?

Accepted Answer

Die Gibbs-Energie ist ein Maß für die maximale Arbeit, die ein System bei konstantem Druck und konstanter Temperatur verrichten kann.

Answer

Die Gibbs-Energie ist die Summe aus Enthalpie und Entropie, multipliziert mit der Temperatur.

Answer

Die Gibbs-Energieänderung ist gleich der Differenz zwischen Enthalpieänderung und Entropieänderung.

Answer

Die Gibbs-Energie ist immer negativ für exotherme Prozesse.

Question 10

In einem geschlossenen System ohne Arbeitsleistung werden 200 Joule Energie zugeführt. Wie viel Wärme wurde dem System zugeführt?

Accepted Answer

200 J

Answer

-200 J

Answer

0 J

Question 11

Welche Einheit wird zur Messung der Enthalpieänderung verwendet?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Joule pro Kelvin (J/K)

Answer

Watt pro Kelvin (W/K)

Question 12

Unter welchen Bedingungen kann die Gibbs-Helmholtz-Gleichung angewendet werden?

Accepted Answer

Konstante Temperatur und konstanter Druck

Answer

Konstantes Volumen und konstante Temperatur

Answer

Konstantes Volumen und konstanter Druck

Answer

Konstante Konzentration und konstanter Druck

Question 13

Welcher Faktor beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion **nicht**?

Accepted Answer

Wetterbedingungen

Answer

Temperatur

Answer

Katalysator

Answer

Oberfläche der Reaktanten

Question 14

Welche Reaktion setzt Energie frei und führt zu einer Verringerung der Enthalpie des Systems?

Accepted Answer

Methanverbrennung

Answer

Wärmezufuhr

Answer

Kochsalzlösung in Wasser

Question 15

Welcher der folgenden Prozesse ist ein Verstoß gegen den ersten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Ein Perpetuum mobile

Answer

Komprimierung eines Gases

Answer

Eine Batterie, die einen Elektromotor antreibt

Answer

Eine Dampfmaschine, die Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt

Question 16

Welches System entspricht der Definition eines offenen Systems?

Accepted Answer

Eine brennende Kerze in einem belüfteten Raum

Answer

Ein verschlossenes Gefäß mit Wasser

Answer

Ein Kühlschrank mit geschlossener Tür

Answer

Eine Thermosflasche mit Kaffee

Question 17

Bei einer chemischen Reaktion unter konstantem Druck: Welcher Ausdruck beschreibt die Änderung der Enthalpie ΔH des Systems?

Accepted Answer

ΔH = ΔU + pΔV

Answer

ΔH = ΔU - pΔV

Answer

ΔH = ΔS + pΔT

Answer

ΔH = ΔG - pΔV

Question 18

Wie verändert sich die innere Energie eines Systems nach dem ersten Hauptsatz der Thermodynamik, wenn gleichzeitig Wärme zugeführt und Arbeit verrichtet wird?

Accepted Answer

Sie nimmt zu.

Answer

Sie bleibt gleich.

Answer

Sie kann nicht bestimmt werden.

Answer

Sie nimmt ab.

Question 19

Welche Aussage über spontane Prozesse in einem abgeschlossenen System ist korrekt?

Accepted Answer

Spontane Prozesse laufen immer mit einer Zunahme der Entropie ab.

Answer

Spontane Prozesse laufen immer mit einer Abnahme der Enthalpie ab.

Answer

Spontane Prozesse benötigen immer äußere Einflüsse, um abzulaufen.

Question 20

Welche Bedingung beschreibt am besten die Kriterien für einen spontanen Prozess?

Accepted Answer

Negative Gibbs-Energieänderung

Answer

Positive Enthalpieänderung und negative Entropieänderung

Answer

Positive Enthalpieänderung und positive Entropieänderung

Question 21

Bei konstanter Temperatur verläuft ein Prozess spontan, wenn die Änderung der freien Enthalpie ΔG:

Accepted Answer

kleiner als null ist

Answer

größer als null ist

Answer

gleich null ist

Question 22

Bei einer endothermen Reaktion verschiebt sich das Gleichgewicht bei steigender Temperatur zu den Reaktionsprodukten. Welches Prinzip beschreibt diese Verschiebung?

Accepted Answer

Prinzip von Le Chatelier

Answer

Gibbs-Energieänderung

Answer

Enthalpieänderung

Answer

Entropieänderung

Question 23

Welches der folgenden Systeme ist ein **geschlossenes** thermodynamisches System, in dem weder Materie noch Energie ausgetauscht werden kann?

Accepted Answer

Eine Thermoskanne mit heißem Kaffee

Answer

Ein Topf mit kochendem Wasser

Answer

Ein Fahrradreifen, der mit Luft gefüllt ist

Answer

Ein Reagenzglas mit einer chemischen Reaktion

Question 24

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Es ist unmöglich, eine Maschine zu bauen, die sich selbst antreibt.

Answer

Gase dehnen sich von selbst aus.

Answer

Der erste Hauptsatz gilt nur für offene Systeme.

Question 25

Welche Größe hat keinen direkten Einfluss auf die Änderung der inneren Energie eines thermodynamischen Systems?

Accepted Answer

Druck

Answer

Wärmefluss

Answer

Volumenarbeit

Answer

Chemische Reaktionen

Question 26

Wie hängt die freie Enthalpieänderung (ΔG) eines Prozesses von der Enthalpieänderung (ΔH) und der Entropieänderung (ΔS) ab?

Accepted Answer

ΔG ist die Differenz zwischen ΔH und dem Produkt aus Temperatur und ΔS.

Answer

ΔG hängt nur von ΔH ab.

Answer

ΔG hängt nur von ΔS ab.

Answer

ΔG ist die Summe aus ΔH und ΔS.

Question 27

Wie bestimmt man in einem Kalorimetrie-Experiment die Wärmekapazität eines Feststoffs?

Accepted Answer

Temperaturänderung einer Feststoffprobe messen, die in ein Kalorimeter mit bekannter Wärmekapazität gegeben wird.

Answer

Feststoffprobe verbrennen und freigesetzte Wärme messen.

Answer

Wärmekapazität aus Dichte und spezifischer Wärme berechnen.

Answer

Temperaturänderung des Feststoffs in einer Eis-Wasser-Mischung messen.

Question 28

Wie kann man mit der Van't Hoff-Gleichung die Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante einer Reaktion bestimmen?

Accepted Answer

Durch Messung der Enthalpieänderung der Reaktion bei verschiedenen Temperaturen und Anwendung der Gleichung dlnk/dT = ΔH°/RT².

Answer

Durch Messung der Gibbs-Energieänderung der Reaktion bei verschiedenen Temperaturen.

Answer

Durch Messung der Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Durch Messung der Konzentrationen der Reaktanten und Produkte bei verschiedenen Temperaturen.

Question 29

Wie bestimmt man die Wärmekapazität eines Feststoffs mithilfe der Kalorimetrie?

Accepted Answer

Erwärme eine bekannte Masse des Feststoffs in einem Kalorimeter und miss die Temperaturänderung.

Answer

Löse eine bekannte Masse des Feststoffs in einem Lösungsmittel und miss die Temperaturänderung.

Answer

Erhitze eine bekannte Masse des Feststoffs in einem Ofen und miss die Zeit bis zur vollständigen Erwärmung.

Answer

Lass eine bekannte Masse des Feststoffs auf Raumtemperatur abkühlen und miss die Zeit bis zum Temperaturausgleich.

Question 30

Wie hilft die Van't Hoff-Gleichung bei der Vorhersage des Einflusses von Temperaturänderungen auf das Gleichgewicht einer Reaktion und der spontanen Reaktionsrichtung?

Accepted Answer

Sie berechnet die Gleichgewichtskonstante bei verschiedenen Temperaturen anhand der Reaktionsenthalpie.

Answer

Sie sagt den Einfluss von Druckänderungen auf das Gleichgewicht voraus.

Answer

Sie gilt nicht für Reaktionen mit Gasen.

Answer

Sie bestimmt direkt die molare Gibbs-Energie einer Reaktion.

Question 31

Beschreiben Sie die schrittweise Anwendung der Gibbs-Helmholtz-Gleichung, um die Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstante einer Reaktion herzuleiten.

Accepted Answer

Schritt 1: Bestimmen Sie die Ableitung der Gibbs-Helmholtz-Gleichung in Bezug auf die Temperatur.

Accepted Answer

Schritt 2: Ersetzen Sie die Gleichgewichtsbedingung in der abgeleiteten Gleichung.

Accepted Answer

Schritt 3: Vereinfachen Sie die resultierende Gleichung.

Answer

Die Gibbs-Helmholtz-Gleichung kann direkt auf die Gleichgewichtskonstante angewendet werden. Eine zusätzliche Herleitung ist nicht erforderlich.

Question 32

Wie hilft die Van't Hoff-Gleichung dabei, die Temperaturabhängigkeit chemischer Gleichgewichte und die Spontanität von Reaktionen vorherzusagen?

Accepted Answer

Ermöglicht die Berechnung der Gleichgewichtskonstante in Abhängigkeit von der Temperatur.

Answer

Gilt nur für exotherme Reaktionen.

Answer

Ermöglicht die Vorhersage der Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Gilt nur für Reaktionen in wässriger Lösung.

Question 33

Welche Aussage über den Verlauf von Spontanprozessen in einem geschlossenen System ist korrekt?

Accepted Answer

Spontanprozesse laufen immer mit einer Zunahme der Entropie ab.

Answer

Spontanprozesse laufen immer mit einer Abnahme der Enthalpie ab.

Answer

Spontanprozesse laufen immer mit einer Zunahme der freien Enthalpie ab.

Answer

Spontanprozesse laufen unabhängig von der Entropieänderung ab.

Question 34

Welcher der aufgeführten Begriffe beschreibt eine Zustandsfunktion, die die bei konstantem Druck ausgetauschte Wärmemenge misst?

Accepted Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Answer

Gibbs-Energie

Answer

Innere Energie

Question 35

Welche Einheit wird für die Entropie verwendet?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Kelvin pro Joule

Answer

Joule

Answer

Kelvin

Question 36

Welche Größe ist eine extensive Größe?

Accepted Answer

Volumen

Answer

Temperatur

Answer

Druck

Answer

Dichte

Question 37

Was versteht man unter der Standardreaktionsenthalpie?

Accepted Answer

Enthalpieänderung bei der Reaktion von einem Mol einer Substanz unter Standardbedingungen

Answer

Enthalpieänderung bei der Reaktion von einem Gramm einer Substanz unter Standardbedingungen

Answer

Enthalpieänderung bei der Reaktion von einem Liter einer Substanz unter Standardbedingungen

Answer

Enthalpieänderung bei der Reaktion von einem Kilogramm einer Substanz unter Standardbedingungen

Question 38

Die Reaktionsenthalpie einer chemischen Reaktion ist:

Accepted Answer

die Enthalpiedifferenz zwischen den Produkten und Edukten

Answer

die Enthalpie der Produkte

Answer

die Enthalpie der Edukte

Answer

die Summe der Enthalpien von Produkten und Edukten

Question 39

Welche der folgenden Aussagen trifft auf die Entropie einer chemischen Reaktion zu?

Accepted Answer

Sie kann positiv oder negativ sein, je nach Reaktion.

Answer

Sie ist immer positiv.

Answer

Sie ist immer negativ.

Answer

Sie ist immer Null.

Question 40

Die Gibbs-Energie (G) ist definiert als:

Accepted Answer

die Differenz aus Enthalpie (H) und Entropie (S)

Answer

die Summe aus Enthalpie (H) und Entropie (S)

Answer

das Produkt aus Enthalpie (H) und Entropie (S)

Answer

der Quotient aus Enthalpie (H) und Entropie (S)

Question 41

Welche der folgenden Einheiten wird verwendet, um die Entropie zu messen?

Accepted Answer

Joule pro Kelvin (J/K)

Answer

Joule (J)

Answer

Kelvin (K)

Answer

Celsius (°C)

Question 42

Die Standardreaktionsenthalpie (ΔH°) einer Reaktion ist die Reaktionsenthalpie:

Accepted Answer

bei Standardbedingungen (25 °C und 1 atm)

Answer

bei 0 °C und 1 atm

Answer

bei 273 K und 1 atm

Answer

bei 298 K und 100 kPa

Question 43

Welche Aussage über exotherme Reaktionen, die bei konstanter Temperatur ablaufen, ist zutreffend?

Accepted Answer

Sie sind mit einer Entropiezunahme verbunden.

Answer

Sie weisen eine negative Entropieänderung auf.

Answer

Ihre Entropie bleibt konstant.

Answer

Ihre Entropie nimmt ab.

Question 44

Welche der folgenden Aussagen über den Einfluss der Temperatur auf die Reaktionsgeschwindigkeit ist zutreffend?

Accepted Answer

Mit steigender Temperatur nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit zu.

Answer

Die Temperatur hat keinen Einfluss auf die Reaktionsgeschwindigkeit.

Answer

Mit steigender Temperatur nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit ab.

Question 45

Welche der folgenden Aussagen zur Entropie eines Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines Systems nimmt mit zunehmender Unordnung zu.

Answer

Die Entropie eines Systems ist unabhängig vom Zustand des Systems.

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt mit zunehmender Ordnung ab.

Question 46

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

Accepted Answer

Ein Topf mit kochendem Wasser

Answer

Ein Isolationscontainer

Answer

Eine unter Druck stehende Dose

Answer

Eine geschlossene Flasche

Question 47

In welcher Einheit wird die Enthalpie gemessen?

Accepted Answer

Joule (J)

Answer

Mol (mol)

Answer

Entropieeinheit (E)

Answer

Kelvin (K)

Question 48

Welche Aussage über die Entropie eines Systems in einem spontanen Prozess ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie nimmt zu.

Answer

Die Entropie bleibt konstant.

Answer

Die Entropie kann nur abnehmen.

Question 49

Was ist die Definition der Gibbs-Energie?

Accepted Answer

Die maximale nutzbare Arbeit, die ein System unter konstanten Temperatur- und Druckbedingungen leisten kann.

Answer

Die Energie, die benötigt wird, um ein System zu verändern.

Question 50

Welche der folgenden Reaktionen ist eine exotherme Reaktion?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan

Answer

Sublimation von Eis

Answer

Auflösung von Kochsalz in Wasser

Answer

Kondensation von Wasserdampf

Question 51

Welcher Lehrsatz besagt, dass die Entropie des Universums in allen spontanen Prozessen zunimmt?

Accepted Answer

Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Erster Hauptsatz der Thermodynamik

Answer

Gesetz der Energieerhaltung

Question 52

Welche Aussage über das chemische Gleichgewicht ist korrekt?

Accepted Answer

Die Konzentrationen der Reaktionsprodukte und Reaktanten bleiben unverändert.

Answer

Die Gibbs-Energie des Systems ist maximal.

Answer

Die Reaktion findet nur in eine Richtung statt.

Question 53

Was ist der Hauptunterschied zwischen Enthalpie und Gibbs-Energie?

Accepted Answer

Die Gibbs-Energie berücksichtigt zusätzlich zur Enthalpie auch die Entropie.

Answer

Die Enthalpie ist die freigesetzte oder aufgenommene Energie, während die Gibbs-Energie die benötigte Energie ist.

Answer

Die Enthalpie ist die maximale Arbeit, während die Gibbs-Energie die minimale ist.

Question 54

Welche Faktoren können die Reaktionsgeschwindigkeit beeinflussen?

Accepted Answer

Temperatur, Konzentration, Katalysator

Answer

Nur Konzentration

Answer

Nur Temperatur

Question 55

Was ist die Aktivierungsenergie?

Accepted Answer

Die minimale Energie, die erforderlich ist, um eine Reaktion zu starten.

Answer

Die benötigte Energie für eine Reaktion

Answer

Die freigesetzte Energie bei einer Reaktion

Question 56

Welcher Begriff bezeichnet die Energie, die ein System unter konstanten äußeren Bedingungen bei einer chemischen Reaktion aufnimmt oder abgibt?

Accepted Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Answer

Exergie

Answer

innere Energie

Question 57

Welche Größe ist ein Maß für die Unordnung eines Systems?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Exergie

Answer

innere Energie

Question 58

Eine Reaktion mit einer positiven Standardreaktionsenthalpie ist:

Accepted Answer

endotherm

Answer

irreversibel

Answer

spontan

Answer

exotherm

Question 59

Welche Aussage über die Entropie eines Systems ist richtig?

Accepted Answer

Sie nimmt bei einer Zustandsänderung von fest zu flüssig zu.

Answer

Sie nimmt bei einer chemischen Reaktion immer ab.

Answer

Sie ist ein Maß für die Wärmekapazität eines Systems.

Question 60

Welche Bedingungen führen zu einer spontanen Reaktion?

Accepted Answer

Positive Entropieänderung und negative Gibbs-Energieänderung

Answer

Negative Entropieänderung und negative Gibbs-Energieänderung

Answer

Positive Entropieänderung und positive Gibbs-Energieänderung

Question 61

Welche Aussage beschreibt den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Wärme fließt spontan von kälteren zu wärmeren Körpern.

Answer

Die Energie des Universums ist konstant.

Answer

Alle Reaktionen sind reversibel.

Question 62

Welche Größe ist eine intensive Größe?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Volumen

Answer

Masse

Answer

Anzahl der Teilchen

Question 63

Was ist die Einheit der Entropie?

Accepted Answer

J/(mol·K)

Answer

kJ/(mol·K)

Answer

J/mol

Answer

mol/J

Question 64

Was ist die Standardbildungsenthalpie eines Elements?

Accepted Answer

Die Enthalpieänderung bei der Bildung von 1 mol des Elements aus seinen Grundstoffen unter Standardbedingungen.

Answer

Die Enthalpieänderung bei der Bildung von 1 mol des Elements aus seinen Ionen unter Standardbedingungen.

Answer

Die Enthalpieänderung bei der Bildung von 1 g des Elements aus seinen Ionen unter Standardbedingungen.

Answer

Die Enthalpieänderung bei der Bildung von 1 g des Elements aus seinen Grundstoffen unter Standardbedingungen.