Klausur am Freitag 7. Juli 2000 von 9.45
- 12.45 Uhr, HS 10.1
Pkt. | Aufgabe 1 | |||||||||
Ozon zerfällt in der Gasphase nach folgendem
Mechanismus:
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1 | a) Stellen Sie die Geschwindigkeitsgesetze für diese Elementarreaktionen auf. | |||||||||
2 | a) Bestimmen Sie d[O3]/dt unter Annahme von Quasistationarität. | |||||||||
1 | b) Ozon neigt bei höheren Temperaturen zu heftigen Explosionen. Warum? | |||||||||
Aufgabe 2 |
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Berechnen Sie für die Temperaturen 100 K, 300 K und 1000 K das Verhältnis zwischen den Besetzungszahlen für zwei Niveaus, die folgenden Energiedifferenzen ΔE entsprechen: | ||||||||||
2 | a) 10 cm-1, was dem Abstand der Rotationsniveaus in vielen Molekülen entspricht; | |||||||||
2 | b) 600 cm−1, was typische energetische Abstände molekularer Vibrationsniveaus sind, sowie | |||||||||
2 | c) 30000 cm−1, was in der Größenordnung der elektronischen Anregung von Atomen und Molekülen liegt. | |||||||||
Aufgabe 3 |
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2 | a) Wie groß ist das Volumen eines Würfels, dessen Kantenlänge der mittleren Weglänge von Benzol (Durchmesser 0,35 nm) bei Raumtemperatur und 10 Pa entspricht? | |||||||||
2 | b) Wie groß ist die Zustandssumme der Translation von Benzol im Bewegungsraum dieses Würfels? | |||||||||
2 | c) Wie gross ist die freie Energie von Benzol bzgl. der Translation unter diesen Bedingungen? | |||||||||
2 | d) Um welchen Faktor erhöht sich die Zustandssumme der Translation, wenn die Temperatur vervierfacht wird? | |||||||||
Aufgabe 4 |
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1 | a) Welche Freiheitsgrade tragen zu den Größen Um und Sm bei Atomen bei? | |||||||||
4 | b) Berechnen Sie diese Grössen und die Zustandssumme der genannten Freiheitsgrade für 79Br bei 1000 K. 79Br weist 2 Spin-Bahn-Zustände im Abstand von 3685 cm−1 auf. Der Entartungsgrad des niedrigeren Zustandes ist g0 = 4, der des höheren Zustandes ist g1 = 2. | |||||||||
Aufgabe 5 |
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1 | a) Welche Freiheitsgrade tragen zu den Größen Um und Sm bei Molekülen bei? | |||||||||
5 | b) Berechnen Sie die Zustandssumme und Um für 79Br2 bei 1000 K (ν0 = 323 cm−1, re = 229 pm). | |||||||||
Aufgabe 6 |
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4 | a) Berechnen Sie die Gleichgewichtskonstante für die Reaktion 79Br + 79Br ↔ 79Br2 bei 1000K. Die Dissoziationsenergie beträgt ca. 15000 cm−1. | |||||||||
1 | b) Wie groß ist der prozentuale Anteil der Br-Atome an der Gesamtmenge? | |||||||||
Aufgabe 7 |
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Die Abbildung zeigt ein Höhenliniendiagramm
des Potentials der Hinreaktion H + HF →
F + H2 bzw. der Rückreaktion F + H2 →
H + HF.
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2 | a) Welche Reaktion ist endotherm, welche exotherm? | |||||||||
2 | b) Läuft die Reaktion F + H2 besser ab, wenn die Energie in die Translation oder in die Vibration deponiert wird? | |||||||||
2 | c) Zeichnen Sie qualitativ eine reaktive Trajektorie für H + HF(v), wobei HF vibronisch angeregt sein soll. Wird H2 vibronisch angeregt gebildet? |