Lösungen: Reaktionsgeschwindigkeit und chemisches Gleichgewicht

1.

Die Reaktionsgeschwindigkeit ist der Quotient aus Konzentrationsänderung je Zeiteinheit.

Die Stoßtheorie ist eine einfache mechanische Theorie für den Ablauf chemischer Reaktionen. Man geht davon aus, dass für eine Reaktion ein wirksamer Zusammenstoß zwischen den beiden Reaktionspartnern stattfinden muss. Ein wirksamer Zusammenstoß setzt eine Mindestenergie für die Umwandlung der Ausgangsstoffe in die Reaktionsprodukte  und eine räumlich günstige Lage der aufeinandertreffenden  Teilchen voraus. Ansonsten liegt ein unwirksamer Zusammenstoß vor und die Ausgangsstoffe bleiben unverändert.

 

2.

- Temperaturerhöhung
- Druckerhöhung (bei Gasen)
- Konzentrationserhöhung
- Katalysatoreinsatz
 
3.

0,125 bis 0,015625 (1/8 bis 1/64) der ursprünglichen Reaktionsgeschwindigkeit.

 

4.

 

5.

Der Katalysator
- senkt die Aktivierungsenergie,
- beschleunigt die chemischen Reaktion,
- wird in der Reaktion nicht verbraucht,
- besitzt eine selektive Wirkung.
 
6.

Voraussetzung sind eine umkehrbare chemische Reaktion und ein geschlossenes chemisches System. Sobald die Reaktion einsetzt und die ersten Reaktionsprodukte entstanden sind beginnt die Rückreaktion in der die Reaktionsprodukte wieder in die Ausgangsstoffe zerfallen. Dabei gleichen sich die Geschwindigkeiten von Hin- und Rückreaktion durch die Änderung der Konzentrationen immer mehr an, bis sie gleich sind. Dann bleiben auch die Konzentrationen von Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten konstant. Das bezeichnet man als chemisches Gleichgewicht. Die Zeit bis zum Erreichen des Gleichgewichts bezeichnet man als Einstellzeit.

 
 
Merkmale:
Geschwindigkeit von Hin- und Rückrektion sind gleich
Gesamtgeschwindigkeit der Reaktion ist Null
Konstanz der Konzentrationsverhältnisse der reagierenden Stoffe
Einstellbarkeit von beiden Seiten
 
7.

Durch Änderung von Druck (bei Gasen), Temperatur und Konzentration kann die Lage des chemischen Gleichgewichtes (Konzentrationsverhältnis der reagierenden Stoffe) verändert werden. Der Katalysator hat keinen Einfluss auf dieKonzentrationsverhältnisse der Stoffe im Gleichgewicht.

 

8.

a) Hohe Temperatur, weil Hinreaktion endotherm;

     niedriger Druck, weil Hinreaktion mit Volumenzunahme erfolgt;

     Senkung der Ethenkonzentration, weil Ethen in der Hinreaktion neu gebildet wird.

b) Niedrige Temperatur, weil Hinreaktion exotherm;

     niedriger Druck, weil Hinreaktion mit Volumenzunahme erfolgt;

    Senkung der Wasserkonzentration, weil Wasser in der Hinreaktion neu gebildet wird;

    Erhöhung der Sauerstoffkonzentration, weil Sauerstoff  in der Hinreaktion verbraucht

    wird;
c) Niedrige Temperatur, weil Hinreaktion exotherm;

     hoher Druck, weil Hinreaktion mit Volumenabnahme erfolgt;

    Erhöhung der Wasserstoffkonzentration, weil Wasserstoff  in der Hinreaktion verbraucht

    wird;
 
9.
 
9.1

a) Temperaturerhöhung begünstigt Rückreaktion, da diese endotherm verläuft.

b) Druckerhöhung begünstigt Hinreaktion, da diese unter Volumenabnahme verläuft.

c) Senkung der Wasserstoffkonzentration begünstigt Rückreaktion, da in dieser Wasserstoff

    neu gebildet wird.

9.2

a) Temperaturerhöhung begünstigt Hinreaktion, da diese endotherm verläuft.

b) Drucksenkung begünstigt Hinreaktion, da diese unter Volumenzunahme verläuft.

c) Senkung der Ethenkonzentration begünstigt Hinreaktion, da in dieser Ethen neu gebildet

    wird.
9.3

a) Temperaturerhöhung begünstigt Rückreaktion, da diese endotherm verläuft.

b) Druckerhöhung begünstigt Hinreaktion, da diese unter Volumenabnahme verläuft.

c) Erhöhung der Wasserstoffkonzentration begünstigt Hinreaktion, da in dieser Wasserstoff

    verbraucht wird..