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CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 5
La pression partielle en dihydrogène s’exprime par :
p H 2 =
αRT
V
car n 0 = 2 mol dans le cas étudié. Ceci permet de calculer numériquement la valeur de α :
α =
p H 2 V
RT
= 0, 24.
4. Nous calculons le quotient de réaction observé dans l’état initial :
Q =
p I 2 p H 2
p 2
HI
avec :
p I 2 = p H 2 =
RT
V
et
p HI =
2RT
V
.
Le quotient de réaction est alors donné par Q = 0, 25. Comme Q = K ◦
1 le système n’est pas
initialement à l’équilibre. Le signe de l’affinité chimique A indique le sens spontané de
réaction :
A = RT ln
K ◦
1
Q
qui est ici de signe négatif. Il y a évolution dans le sens de formation de l’iodure d’hydrogène.
5. Nous appliquons la relation de VAN’T HOFF :
dlnK ◦
1
dT
=
Δ r H ◦
RT 2 .
Comme la constante d’équilibre diminue alors que la température diminue, nous pouvons
conclure que :
dlnK ◦
1
dT
est de signe positif. En conséquence l’enthalpie standard de réaction Δ r H ◦ est positive (réaction endothermique). L’intégration de la relation de VAN’T HOFF entre les températures T 1 et
T 2 , en supposantΔ r H ◦ indépendant de la température dans la plage étudiée, fournit :
ln
K ◦
1 (T 2 )
K ◦
1 (T 1 )
=
Δ r H ◦
R
1
T 1
−
1
T 2
.
Cette expression permet le calcul de l’enthalpie standard de réaction. Application numérique :
Δ r H
◦
= 9,9 kJ·mol
−1
.
6. Nous supposons ici que l’entropie standard de réaction varie peu avec la température. À
769 K :
Δ r G
◦
= −RT ln K
◦
1 = Δ r H
◦
− T 2 Δ r S
◦
.
D’où :
Δ r S
◦
=
Δ r H ◦ + RT ln K ◦
1
T 2
.
Une application numérique conduit à :
Δ r S
◦
= −19 J·K
−1
·mol
−1
.