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“MPSI-fin” — 2013/7/22 — 9:45 — page 231 — #239
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Exercices
S’ENTRAÎNER
2. On provoque cette réaction dans une solution contenant initialement des ions hypochlorite
à la concentration c 0 = 0,10 mol·L −1 .
À T = 343 K, la constante de vitesse de la solution est : k = 3,1.10 −3 mol −1 ·dm 3 ·s −1 .
Au bout de combien de temps, noté t 30 , aura-t-on obtenu la disparition de 30 % des ions
hypochlorite à cette température ?
3. L’énergie d’activation de cette réaction au voisinage des températures considérées ici est
E a = 47 kJ·mol −1 . Quel serait, à T = 363 K le temps t
30 nécessaire pour obtenir le même
taux d’avancement de 30 % à partir de la même solution initiale ?
Donnée : constante des gaz parfaits R = 8,31 J·K −1 ·mol −1 .
4.7 Décomposition du monoxyde d’azote (##)
Dans cet exercice, on suppose que les mélanges gazeux se comportent comme des mélanges
parfaits de gaz parfaits. La décomposition à 1151 °C de l’oxyde nitreux a lieu suivant la
réaction :
2 NO (g)
−→
N 2 (g) + O 2 (g).
À volume constant et pour une pression initiale d’oxyde nitrique p 0 = 200 mm Hg, la pression partielle p de NO varie en fonction du temps de la manière suivante :
p / mm Hg 200 156 128 108 94 83
t / min
0
5
10
15 20 25
Dans les mêmes conditions, mais pour des pressions initiales de NO différentes, on a déterminé les vitesses initiales de disparition du monoxyde d’azote correspondantes, notées r 0 :
p 0 / mm Hg
100 150 200 300 400
r 0 / mm Hg.min −1 2,8
6
11
25
45
1. Déterminer l’ordre de la réaction en vous basant sur les valeurs de r 0 .
2. Écrire et intégrer l’équation cinétique.
3. Vérifier l’ordre obtenu en utilisant une méthode graphique avec les valeurs du tableau 1.
4. Une étude en fonction de la température a donné les résultats suivants :
Θ / °C
974 1057 1260
2k / mol −1 ·mL·s −1 20,5
87
2100
Évaluer graphiquement l’énergie d’activation et déterminer le facteur préexponentiel.
Données : R = 8,31 J·K −1 ·mol −1 = 62,3 mm Hg·L·mol −1 ·K −1 .
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S’ENTRAÎNER
2. On provoque cette réaction dans une solution contenant initialement des ions hypochlorite
à la concentration c 0 = 0,10 mol·L −1 .
À T = 343 K, la constante de vitesse de la solution est : k = 3,1.10 −3 mol −1 ·dm 3 ·s −1 .
Au bout de combien de temps, noté t 30 , aura-t-on obtenu la disparition de 30 % des ions
hypochlorite à cette température ?
3. L’énergie d’activation de cette réaction au voisinage des températures considérées ici est
E a = 47 kJ·mol −1 . Quel serait, à T = 363 K le temps t
30 nécessaire pour obtenir le même
taux d’avancement de 30 % à partir de la même solution initiale ?
Donnée : constante des gaz parfaits R = 8,31 J·K −1 ·mol −1 .
4.7 Décomposition du monoxyde d’azote (##)
Dans cet exercice, on suppose que les mélanges gazeux se comportent comme des mélanges
parfaits de gaz parfaits. La décomposition à 1151 °C de l’oxyde nitreux a lieu suivant la
réaction :
2 NO (g)
−→
N 2 (g) + O 2 (g).
À volume constant et pour une pression initiale d’oxyde nitrique p 0 = 200 mm Hg, la pression partielle p de NO varie en fonction du temps de la manière suivante :
p / mm Hg 200 156 128 108 94 83
t / min
0
5
10
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Dans les mêmes conditions, mais pour des pressions initiales de NO différentes, on a déterminé les vitesses initiales de disparition du monoxyde d’azote correspondantes, notées r 0 :
p 0 / mm Hg
100 150 200 300 400
r 0 / mm Hg.min −1 2,8
6
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1. Déterminer l’ordre de la réaction en vous basant sur les valeurs de r 0 .
2. Écrire et intégrer l’équation cinétique.
3. Vérifier l’ordre obtenu en utilisant une méthode graphique avec les valeurs du tableau 1.
4. Une étude en fonction de la température a donné les résultats suivants :
Θ / °C
974 1057 1260
2k / mol −1 ·mL·s −1 20,5
87
2100
Évaluer graphiquement l’énergie d’activation et déterminer le facteur préexponentiel.
Données : R = 8,31 J·K −1 ·mol −1 = 62,3 mm Hg·L·mol −1 ·K −1 .
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