CORRIGÉS DES EXERCICES ET PROBLÈMES DU CHAPITRE 5
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3. La température T = 767 °C est la température d’inversion de l’équilibre. Calculons l’affinité chimique initiale par la relation :
A = A
◦
− RT ln Q
avec Q quotient de réaction (exprimé à l’aide des pressions partielles initiales). Dans le cas
présent :
A = A
◦
− RT ln
p 2
SO 3
p 2
SO 2
p O 2
p
◦
.
En utilisant l’expression :
p i =
n i
n
g
tot
p T
avec n i , quantité de matière en gaz i, n
g
tot , quantité de matière gazeuse et p T , pression totale,
il vient :
p SO 3 = 0,3 bar, p SO 2 = 0,2 bar et p O 2 = 0,1 bar.
Alors :
A = −26,9 kJ·mol
−1
et la réaction a lieu dans le sens de dissociation du trioxyde de soufre.
4. Réalisons un tableau d’avancement en faisant intervenir le coefficient de dissociation α du
dioxyde desoufre :
2 SO 2 (g) + O 2 (g)
=
2 SO 3 (g)
EI 1
1
0
EF 1 − α
1 −
α
2
α
et il y a 4 mol de diazote. La constante d’équilibre s’écrit :
K
◦
=
p 2
SO 3
p 2
SO 2
p O 2
p
◦
avec une nouvelle fois :
p i =
n i
n
g
tot
p T .
Nous avons après calcul :
K
◦
=
α 2
6 −
α
2
(1 − α)
2
1 −
α
2
p ◦
p T
.
La résolution (numérique) de cette équation donne α = 0, 84. Dans ces conditions la synthèse
du trioxyde de soufre est favorisée.
5. Pour T = 767 °C, la constante d’équilibre est K ◦ = 1. La réaction n’est pas favorisée si
on augmente la température. En conséquence il est préférable d’opérer à basse température.
L’utilisation d’un catalyseur se révèle utile car la baisse de température favorise thermodynamiquement la réaction mais défavorise la cinétique.