Chemische Thermodynamik für Chemikanten: Online-Quiz und Übungen

Question 1

Was besagt der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

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

Answer

Wärmeenergie ist eine Form von Energie.

Answer

Die Gesamtmenge an Energie im Universum bleibt konstant.

Answer

Arbeit ist eine Form von Energie.

Question 2

Was bedeutet ein negativer Wert der freien Enthalpie (ΔG)?

Accepted Answer

Die Reaktion läuft spontan ab.

Answer

Die Reaktion läuft nicht spontan ab.

Answer

Die Reaktion ist endotherm.

Answer

Die Reaktion ist exotherm.

Question 3

Was ist die Standardreaktionsenthalpie (ΔH°)?

Accepted Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion unter Standardbedingungen (25 °C, 1 bar)

Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion unter nicht-Standardbedingungen

Answer

Die Entropieänderung einer Reaktion

Answer

Die freie Enthalpieänderung einer Reaktion

Question 4

Was ist die Aktivierungsenergie einer Reaktion?

Accepted Answer

Die Energiemenge, die benötigt wird, damit die Reaktion ablaufen kann.

Answer

Die Energiemenge, die bei der Reaktion freigesetzt wird.

Answer

Die Energiemenge des Systems im Übergangszustand.

Answer

Die Energiemenge des Systems im Grundzustand.

Question 5

Welches der folgenden Systeme befindet sich im thermodynamischen Gleichgewicht?

Accepted Answer

Ein System, in dem sich die Konzentrationen der Reaktanten und Produkte nicht mehr ändern.

Answer

Ein geschlossenes System mit einer chemischen Reaktion, die noch nicht vollständig abgelaufen ist.

Answer

Ein offenes System mit einem stetigen Zufluss und Abfluss von Materie und Energie.

Answer

Ein System, in dem sich die Temperatur und der Druck nicht ändern.

Question 6

Unter welcher Bedingung gibt die Zustandsfunktion "Freie Energie" die maximale Arbeitsleistung eines Systems an?

Accepted Answer

Isobar und isotherm

Answer

Adiabatisch und isochor

Answer

Isochor und isobar

Question 7

Welche der folgenden Aussagen zur Enthalpieänderung einer exothermen Reaktion ist korrekt?

Accepted Answer

Sie ist negativ und entspricht der abgegebenen Wärme.

Answer

Sie ist positiv und entspricht der aufgenommenen Wärme.

Answer

Sie ist null.

Question 8

Welche Größe ist keine Zustandsfunktion?

Accepted Answer

Arbeit

Answer

Freie Energie

Answer

Entropie

Question 9

Welches Diagramm eignet sich zur Darstellung der Beziehung zwischen Enthalpie und Entropie in chemischen Reaktionen?

Accepted Answer

Mollier-Diagramm

Answer

Phasendiagramm

Answer

Reaktionsdiagramm

Question 10

In welchen aktuellen Forschungsfeldern ist die chemische Thermodynamik von Bedeutung?

Accepted Answer

Nanotechnologie

Accepted Answer

Medizin

Accepted Answer

Umweltwissenschaften

Answer

Soziologie

Question 11

Was beschreibt die Enthalpie einer chemischen Reaktion?

Accepted Answer

Die Wärme, die unter konstantem Druck ausgetauscht wird

Answer

Die maximale Arbeit, die von der Reaktion geleistet werden kann

Answer

Die Summe der inneren Energien der Ausgangsstoffe

Answer

Die Summe der inneren Energien der Produkte

Question 12

Welche Größe ist ein Maß für die Unordnung eines Systems?

Accepted Answer

Entropie

Answer

Enthalpie

Answer

Freie Energie

Answer

Reaktionsenthalpie

Question 13

Welche Bedingung gilt für eine Reaktion, die spontan abläuft?

Accepted Answer

ΔG < 0

Answer

ΔG > 0

Answer

ΔG = 0

Answer

ΔS > 0

Question 14

In welcher Einheit wird die Entropie angegeben?

Accepted Answer

Kelvin pro Mol

Answer

Joule

Answer

Joule pro Kelvin

Answer

Kelvin

Question 15

Was besagt der zweite Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt immer zu.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt immer ab.

Answer

Die Entropie des Universums bleibt immer konstant.

Answer

Die Enthalpie des Universums nimmt immer zu.

Question 16

Welche Reaktion ist eine Gleichgewichtsreaktion?

Accepted Answer

Neutralisation von Säure und Base

Answer

Verbrennung von Wasserstoff

Answer

Auflösen von Salz in Wasser

Answer

Zersetzung von Wasser

Question 17

Welche der folgenden Reaktionen ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan (CH₄)

Answer

Kondensation von Wasserdampf

Answer

Auflösen von Natriumchlorid in Wasser

Question 18

Welche Aussage über den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die freie Energie des Universums nimmt mit der Zeit ab.

Answer

Die Temperatur des Universums nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Enthalpie des Universums nimmt mit der Zeit ab.

Question 19

Welche der folgenden Aussagen zur Enthalpieänderung einer Reaktion trifft nicht zu?

Accepted Answer

Sie ist unabhängig von der Reaktionstemperatur und dem Weg der Reaktion.

Answer

Sie ist ein Maß für die Wärme, die von der Reaktion aufgenommen oder abgegeben wird.

Answer

Sie kann positiv oder negativ sein.

Answer

Sie ist die Differenz der Enthalpien der Produkte und Edukte.

Question 20

Welche Aussage über die Entropie ist richtig?

Accepted Answer

Sie ist ein Maß für die Unordnung oder den Grad der Zufälligkeit in einem System.

Answer

Sie ist unabhängig von der Temperatur.

Answer

Sie kann nur positive Werte annehmen.

Answer

Sie nimmt immer bei exothermen Reaktionen zu.

Question 21

Welche der folgenden Faktoren hat keinen Einfluss auf die Gleichgewichtskonstante einer Reaktion?

Accepted Answer

Katalysator

Answer

Partialdruck (bei Gasreaktionen)

Answer

Konzentration der Reaktanten

Answer

Temperatur

Question 22

Welche Aussage zum dritten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines perfekten Kristalls bei absolutem Nullpunkt ist Null.

Answer

Die Enthalpieänderung einer Reaktion ist immer positiv.

Answer

Die Freie Energie einer Reaktion ist immer negativ.

Question 23

Welche Aussage zu exergonen Reaktionen ist korrekt?

Accepted Answer

Sie laufen spontan ab.

Answer

Sie haben eine positive Freie Energieänderung.

Answer

Sie sind endotherm.

Answer

Sie benötigen einen Katalysator.

Question 24

Welche Aussage zur Gibbs-Helmholtz-Gleichung ist richtig?

Accepted Answer

Sie verbindet die Freie Energieänderung einer Reaktion mit ihrer Enthalpieänderung und Entropieänderung.

Answer

Sie ist nur für isotherme Reaktionen gültig.

Question 25

**Welche Aussage zur Enthalpieänderung einer exothermen Reaktion ist zutreffend?**

Accepted Answer

**Die Enthalpieänderung ist negativ.**

Answer

Die Enthalpieänderung hängt von der Temperatur ab.

Answer

Die Enthalpieänderung ist gleich null.

Answer

Die Enthalpieänderung ist positiv.

Question 26

**Wie lautet die Einheit der Entropie?**

Accepted Answer

**J/K**

Answer

kJ/mol

Answer

kcal/mol

Answer

eV/K

Question 27

**Welcher der folgenden Faktoren kann die Gleichgewichtskonstante K beeinflussen?**

Accepted Answer

**Temperatur**

Answer

Druck

Answer

Konzentration der Produkte

Answer

Volumen

Question 28

**Welche Aussage zur Standardbildungsenthalpie ist nicht korrekt?**

Accepted Answer

**Sie ist eine temperaturabhängige Größe.**

Answer

Sie gibt die Enthalpieänderung bei der Bildung eines Mols eines Stoffes aus seinen Elementen an.

Answer

Sie ist eine intensive Größe.

Answer

Sie ist negativ für stabile Verbindungen.

Question 29

**Welche der folgenden Reaktionen ist spontan?**

Accepted Answer

**Eine Reaktion mit einem negativen Wert für ΔG**

Answer

Eine Reaktion mit einem positiven Wert für ΔG

Answer

Eine Reaktion mit einem ΔG-Wert von null

Answer

Eine Reaktion mit einem negativen Wert für ΔH und einem positiven Wert für ΔS

Question 30

**Wie lautet die thermodynamische Gleichung zur Berechnung der Gibbs-Energie?**

Accepted Answer

**G = H - TS**

Answer

G = H - T/S

Answer

G = H/T + S

Answer

G = H + TS

Question 31

**Welche der folgenden Größen ist eine intensive Größe?**

Accepted Answer

**Temperatur**

Answer

Masse

Answer

Volumen

Answer

Druck

Question 32

**Welche Aussage zur Entropieänderung einer reversiblen Reaktion ist richtig?**

Accepted Answer

**Die Entropieänderung ist immer positiv oder gleich null.**

Answer

Die Entropieänderung ist immer negativ.

Answer

Die Entropieänderung ist immer gleich null.

Answer

Das Vorzeichen der Entropieänderung hängt von der Temperatur ab.

Question 33

Was versteht man unter Entropie?

Accepted Answer

Ein Maß für die Unordnung oder Zufälligkeit eines Systems

Answer

Ein Maß für die Geschwindigkeit einer Reaktion

Answer

Ein Maß für die Energie eines Systems

Question 34

Was ist der erste Hauptsatz der Thermodynamik?

Accepted Answer

Energie kann weder erzeugt noch zerstört werden, sondern nur umgewandelt oder übertragen.

Answer

Die freie Energie eines Systems ist immer negativ.

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt immer zu.

Question 35

Welche der folgenden Reaktionen ist spontan?

Accepted Answer

Eine Reaktion mit negativer ΔG

Answer

Eine Reaktion mit positiver ΔG

Answer

Eine Reaktion mit ΔG = 0

Answer

Eine Reaktion mit hoher Aktivierungsenergie

Question 36

Was versteht man unter einer exothermen Reaktion?

Accepted Answer

Eine Reaktion, bei der Wärme an die Umgebung abgegeben wird.

Answer

Eine Reaktion, bei der Wärme aus der Umgebung aufgenommen wird.

Answer

Eine Reaktion, bei der keine Wärme ausgetauscht wird.

Question 37

Welche Aussage zur Entropie ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie eines Systems nimmt immer mit zunehmender Unordnung zu.

Answer

Die Entropie eines Systems nimmt immer mit zunehmender Temperatur ab.

Answer

Die Entropie eines Systems ist immer konstant.

Question 38

Was ist die Einheit der freien Energie?

Accepted Answer

kJ/mol

Answer

K

Answer

mol/L

Answer

J

Question 39

Was beschreibt die Enthalpie (H) eines Systems?

Accepted Answer

Die gesamte Energie eines Systems, bestehend aus der inneren Energie (U) und dem Produkt aus Druck (p) und Volumen (V): H = U + pV

Answer

Die Wärmemenge, die bei einer Reaktion freigesetzt oder aufgenommen wird.

Answer

Die maximale Arbeit, die ein System verrichten kann.

Answer

Die Unordnung eines Systems.

Question 40

Welche der folgenden Reaktionen ist exotherm, d.h. setzt Wärme frei?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan (CH4) zu Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O)

Answer

Lösung von Natriumchlorid (NaCl) in Wasser.

Answer

Sublimation von Trockeneis (festes CO2) zu gasförmigem CO2.

Answer

Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser.

Question 41

Was beschreibt die Entropie (S) eines Systems?

Accepted Answer

Die Unordnung oder den Grad der Zufälligkeit eines Systems.

Answer

Die Energie, die bei einer Reaktion freigesetzt wird.

Answer

Ein Kriterium, ob eine Reaktion spontan abläuft oder nicht.

Answer

Die gesamte Energie eines Systems.

Question 42

Welche Reaktion ist unter Standardbedingungen spontan?

Accepted Answer

Eine Reaktion mit einer negativen Änderung der freien Energie (ΔG < 0).

Answer

Eine Reaktion, die die Unordnung des Systems verringert (negative Entropieänderung).

Answer

Eine Reaktion mit einer positiven Änderung der freien Energie (ΔG > 0).

Answer

Eine Reaktion, die Wärme absorbiert (endotherme Reaktion).

Question 43

Was gibt die Reaktionsenthalpie (ΔH) an?

Accepted Answer

Die Wärmemenge, die bei einer Reaktion bei konstantem Druck ausgetauscht wird.

Answer

Die maximale Arbeit, die eine Reaktion leisten kann.

Answer

Die Unordnung eines Systems.

Question 44

Welche Aussage über die Entropieänderung (ΔS) beim Mischen zweier idealer Gase ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropieänderung ist immer positiv (ΔS > 0), da die Unordnung des Systems zunimmt.

Answer

Die Entropieänderung ist immer negativ (ΔS < 0).

Answer

Die Entropieänderung ist null (ΔS = 0).

Question 45

Welche der folgenden Reaktionen ist irreversibel, d.h. kann nicht vollständig in die umgekehrte Richtung ablaufen?

Accepted Answer

Die Verbrennung von Kohlenstoff (C) zu Kohlendioxid (CO2).

Answer

Die Sublimation von Trockeneis (festes CO2) zu gasförmigem CO2.

Answer

Die Lösung von Natriumchlorid (NaCl) in Wasser.

Answer

Die Kondensation von Wasserdampf zu flüssigem Wasser.

Question 46

Welche Aussage über Enthalpie ist korrekt?

Accepted Answer

Enthalpie ist eine Zustandsgröße.

Answer

Enthalpie ist temperaturabhängig.

Answer

Enthalpie ist eine vektorielle Größe.

Answer

Enthalpie ist eine extensive Größe.

Question 47

Welche Reaktion ist exotherm?

Accepted Answer

Verbrennung von Erdgas

Answer

Schmelzen von Eis

Answer

Sublimation von Trockeneis

Answer

Kondensation von Wasser

Question 48

Was beschreibt Entropie am besten?

Accepted Answer

Entropie ist ein Maß für die Unordnung oder die Anzahl möglicher Anordnungen in einem System.

Answer

Entropie ist ein Maß für die Temperatur eines Systems.

Answer

Entropie ist ein Maß für die Masse eines Systems.

Answer

Entropie ist ein Maß für die Energie eines Systems.

Question 49

Welche Aussage über freie Energie ist falsch?

Accepted Answer

Freie Energie ist eine extensive Größe.

Answer

Freie Energie kann zur Vorhersage der Spontanität von Reaktionen verwendet werden.

Answer

Freie Energie ist temperaturabhängig.

Answer

Freie Energie ist eine Zustandsgröße.

Question 50

Welche Reaktion hat die größte negative Änderung der freien Energie?

Accepted Answer

Verbrennung von Methan

Answer

Sublimation von Trockeneis

Answer

Lösung von Salz in Wasser

Answer

Verdampfung von Wasser

Question 51

Welche Aussage über den zweiten Hauptsatz der Thermodynamik ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie des Universums nimmt mit der Zeit zu.

Answer

Die Entropie des Universums bleibt konstant.

Answer

Die Entropie des Universums nimmt mit der Zeit ab.

Answer

Die Entropie des Universums kann sowohl zunehmen als auch abnehmen.

Question 52

Welche Größe ist ein Maß für die Tendenz eines Systems, eine Reaktion spontan ablaufen zu lassen?

Accepted Answer

Freie Energie

Answer

Reaktionsgeschwindigkeit

Answer

Enthalpie

Answer

Entropie

Question 53

Welche Reaktion ist nicht spontan?

Accepted Answer

Umkehrung der Verbrennung von Methan

Answer

Schmelzen von Eis bei 0°C

Answer

Lösung von Salz in Wasser

Answer

Verdampfung von Wasser bei Raumtemperatur

Question 54

Welche Faktoren können die Enthalpieänderung einer Reaktion beeinflussen?

Accepted Answer

Temperatur

Answer

Katalysator

Answer

Konzentration der Reaktanten

Answer

Oberfläche

Question 55

Was beschreibt Entropie?

Accepted Answer

Entropie ist ein Maß für die Anzahl möglicher Anordnungen eines Systems.

Answer

Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems.

Answer

Entropie ist immer positiv.

Question 56

Welche der folgenden Aussagen über die Enthalpieänderung (ΔH) einer exothermen Reaktion ist korrekt?

Accepted Answer

Die Enthalpieänderung ist negativ.

Answer

Die Enthalpieänderung ist gleich Null.

Answer

Die Enthalpieänderung ist unabhängig von der Reaktionstemperatur.

Answer

Die Enthalpieänderung ist positiv.

Question 57

Welche der folgenden Größen beeinflusst die freie Energieänderung (ΔG) einer Reaktion?

Accepted Answer

Enthalpieänderung (ΔH), Entropieänderung (ΔS) und Temperatur (T)

Answer

Nur Entropieänderung (ΔS)

Answer

Nur Enthalpieänderung (ΔH)

Question 58

Eine Reaktion mit einer negativen freien Energieänderung (ΔG) ist...

Accepted Answer

spontan

Answer

im Gleichgewicht

Answer

nicht spontan

Answer

irreversibel

Question 59

Welche der folgenden Aussagen über die Entropie (S) ist korrekt?

Accepted Answer

Die Entropie ist ein Maß für die Unordnung eines Systems.

Answer

Die Entropie ist ein Maß für die Energie eines Systems.

Answer

Die Entropie ist ein Maß für die Ordnung eines Systems.

Question 60

Die Verbrennung von Methan (CH4) ist eine exotherme Reaktion. Was bedeutet das für die Enthalpieänderung (ΔH)?

Accepted Answer

ΔH ist negativ.

Answer

ΔH ist positiv.

Answer

ΔH ist gleich Null.

Answer

ΔH ist unbestimmt.

Question 61

Welche der folgenden Reaktionen hat eine positive Entropieänderung (ΔS)?

Accepted Answer

Die Auflösung von Natriumchlorid (NaCl) in Wasser.

Answer

Die Verbrennung von Benzin.

Answer

Die Kondensation von Wasserdampf.

Answer

Die Bildung von Eis aus Wasser.

Question 62

Welche der folgenden Aussagen über die freie Energieänderung (ΔG) einer Reaktion bei konstanter Temperatur ist korrekt?

Accepted Answer

Eine Reaktion mit ΔG < 0 ist spontan.

Answer

Eine Reaktion mit ΔG > 0 ist spontan.

Answer

Eine Reaktion mit ΔG = 0 ist spontan.

Answer

Die freie Energieänderung ist unabhängig von der Temperatur.

Question 63

Welche der folgenden Reaktionen ist bei Raumtemperatur spontan?

Accepted Answer

Die Reaktion von Natrium mit Wasser.

Answer

Die Bildung von Diamant aus Graphit.

Answer

Die Sublimation von Trockeneis.

Answer

Die Verbrennung von Holz.

Question 64

Die Enthalpieänderung (ΔH) einer Reaktion ist +50 kJ/mol. Welche der folgenden Aussagen ist korrekt?

Accepted Answer

Die Reaktion ist endotherm.

Answer

Die Reaktion ist spontan.

Answer

Die Reaktion ist exotherm.