EXERCICES
173
2. En prenant un mélange initial constitué d’une mole de sulfure de mercure(II)
et de 5 moles d’air, déterminer le taux de conversion du sulfure de mercure(II) à
T = 700 °C sous p = 1 bar.
3. Quel serait l’effet d’un ajout de dioxygène sur la position de l’équilibre ?
On justifiera la réponse par la variation instantanée d’affinité chimique, l’ajout se
faisant à température et pression constante.
Données :
• Composition de l’air : 20 % en dioxygène et 80 % en diazote ;
• Δ r G ◦
973 = −309 kJ·mol −1 .
6.3 Décomposition thermique de PCl 5 (Mines-Ponts MP 2007)
(##)
Le pentachlorure de phosphore se décompose selon la réaction (1) suivante :
PCl 5
=
PCl 3 + Cl 2 .
Tous les composés sont ici gazeux et supposés parfaits. On notera K p la constante
de cet équilibre, qui vaut 1, 85 à la température de 525 K. On notera p ◦ la pression
standard.
1. Cas n°1. On met dans une enceinte, initialement vide, à T = 525 K maintenue
constante, 1 mol de PCl 5 sous la pression totale maintenue constante p tot = 2 bar.
Déterminer l’équation donnant l’avancement ξ de la réaction (1) à l’équilibre sous la
forme K p = f 1 (ξ ).
2. Cas n°2. Dans une enceinte initialement vide maintenue à 525 K, on place 1 mol
de PCl 5 . Le volume de l’enceinte est constant et tel qu’avant toute réaction on a :
p tot (0)= 2 bar.
Déterminer l’équation donnant l’avancement de la réaction (1) une fois l’équilibre
atteint sous la forme K p = f 2 (ξ ).
Exprimer la pression finale p tot (ξ ) du système en fonction de cet avancement.
3. Cas n°3. On met dans une enceinte initialement vide maintenue à 525 K, 1 mol
de PCl 5 et 1 mol d’argon, gaz inerte, sous une pression totale maintenue constante
valant p tot = 2 bar.
Déterminer l’équation donnant l’avancement de la réaction (1) à l’équilibre sous la
forme K p = f 3 (ξ ).
4. Le tableau suivant regroupe les résultats numériques, avancements (ξ ) et pressions
à l’équilibre (en bar), correspondants aux 3 cas précédents :
173
2. En prenant un mélange initial constitué d’une mole de sulfure de mercure(II)
et de 5 moles d’air, déterminer le taux de conversion du sulfure de mercure(II) à
T = 700 °C sous p = 1 bar.
3. Quel serait l’effet d’un ajout de dioxygène sur la position de l’équilibre ?
On justifiera la réponse par la variation instantanée d’affinité chimique, l’ajout se
faisant à température et pression constante.
Données :
• Composition de l’air : 20 % en dioxygène et 80 % en diazote ;
• Δ r G ◦
973 = −309 kJ·mol −1 .
6.3 Décomposition thermique de PCl 5 (Mines-Ponts MP 2007)
(##)
Le pentachlorure de phosphore se décompose selon la réaction (1) suivante :
PCl 5
=
PCl 3 + Cl 2 .
Tous les composés sont ici gazeux et supposés parfaits. On notera K p la constante
de cet équilibre, qui vaut 1, 85 à la température de 525 K. On notera p ◦ la pression
standard.
1. Cas n°1. On met dans une enceinte, initialement vide, à T = 525 K maintenue
constante, 1 mol de PCl 5 sous la pression totale maintenue constante p tot = 2 bar.
Déterminer l’équation donnant l’avancement ξ de la réaction (1) à l’équilibre sous la
forme K p = f 1 (ξ ).
2. Cas n°2. Dans une enceinte initialement vide maintenue à 525 K, on place 1 mol
de PCl 5 . Le volume de l’enceinte est constant et tel qu’avant toute réaction on a :
p tot (0)= 2 bar.
Déterminer l’équation donnant l’avancement de la réaction (1) une fois l’équilibre
atteint sous la forme K p = f 2 (ξ ).
Exprimer la pression finale p tot (ξ ) du système en fonction de cet avancement.
3. Cas n°3. On met dans une enceinte initialement vide maintenue à 525 K, 1 mol
de PCl 5 et 1 mol d’argon, gaz inerte, sous une pression totale maintenue constante
valant p tot = 2 bar.
Déterminer l’équation donnant l’avancement de la réaction (1) à l’équilibre sous la
forme K p = f 3 (ξ ).
4. Le tableau suivant regroupe les résultats numériques, avancements (ξ ) et pressions
à l’équilibre (en bar), correspondants aux 3 cas précédents :