Aufgabe 3.2 · Abitur Hessen Chemie LK 2022

Material 1

Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure

Schritt 1: Beim Birkeland-Eyden-Verfahren wird der in der Luft enthaltene Stickstoff bei Temperaturen von bis zu $3000\,^\circ\mathrm{C}$ mit dem in der Luft enthaltenen Sauerstoff zu Stickstoffmonooxid umgesetzt.

Schritt 2: Beim Abkühlen reagiert Stickstoffmonooxid mit Luftsauerstoff weiter zu Stickstoffdioxid.

Schritt 3: Stickstoffdioxid wird in Wasser eingeleitet und reagiert zu einem Gemisch aus Salpetersäure ($\mathrm{HNO_3}$) und Salpetriger Säure ($\mathrm{HNO_2}$).

Schritt 4: Salpetrige Säure zerfällt ohne weitere Reaktionspartner in Wasser, Salpetersäure und Stickstoffmonooxid.

Material 2

Molare Standardbildungsenthalpien

Name des Stoffes · molare Standardbildungsenthalpie

$\Delta_\mathrm{f}\mathrm{H}_\mathrm{m}^0\ \left[\frac{\mathrm{kJ}}{\mathrm{mol}}\right]$

Stickstoffdioxid$_{(\mathrm{g})}$ · $+33$

Stickstoffmonooxid$_{(\mathrm{g})}$ · $+90$

Material 3

$\mathrm{pK_S}$-Werte von Salpetersäure und Salpetriger Säure

$\mathrm{pK_S}\text{-Wert A: } 3{,}15$

$\mathrm{pK_S}\text{-Wert B: } -1{,}3$

3.2 Gleichgewichtsreaktion von Distickstofftetraoxid und Stickstoffdioxid

Distickstofftetraoxid (farbloses Gas) und Stickstoffdioxid (braunes Gas) wandeln sich in einer Gleichgewichtsreaktion ineinander um.

a)

Formulieren Sie ausgehend von Distickstofftetraoxid die Reaktionsgleichung für die oben genannte Gleichgewichtsreaktion sowie das zugehörige Massenwirkungsgesetz.

b)

Erklären Sie, wie sich eine Druckerhöhung auf die Lage des Gleichgewichts auswirkt.

c)

Erklären Sie anhand von Material 4, ob die Bildung von Distickstofftetraoxid oder die Bildung von Stickstoffdioxid endotherm verläuft.