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268
Réponses
Chaleur de réaction
1 . b. Soit la réaction : Ca(s) + Y2 0 2 (g) ~ CaO(s)
La combustion d'une mole de Ca(s) s'accompagne d'un dégagement de chaleur de 635, l kJ. Pour
libérer l 000 kJ, il faut brûler l ,57 mol(= l 000/ 635, l) de calcium, soit une masse de :
mca = nca · Mca = 1,5 7 mol x 40,08 g · mo11 = 63, l l g
2. e. Tout d'abord , convertissons la pression en Pascal et la variation de volume en m 3 :
P = l ,50 atm= l 51 950 Pa
11 V= Vfin al - Vinitial = 2,00 L - 8,00 L = - 6,00 L = - 6,00 dm 3 = - 6,00 · l o- 3 m 3
Le gaz reçoit de la chaleur et un travail (compression) __, 11U augmente --> 11U sera positif.
Calculons ensuite la variation d'énergie interne pour ce gaz :
11 U = q + W = q - Pext · 11 V = l OO J - 15 l 950 Pa x (- 6,00 · l o3
m3) = + l 011,7 J - + l 012 J
3. b. Afin de calculer la quantité de chaleur à communiquer à l'argon gazeux , nous utilisons la relation
linéaire entre la capacité calorifique molaire et la température : q = n · Cm · 11 T
La variation de température est ici de 36 °C - 20 °C = 16 °C (ou K).
q = n . C . 11 T = 0,250 mol x 0,0208 . l a3 kJ . mo11 . K1 x 16 K = 83,2 J
m
Variations d'enthalpie, d'entropie et d'enthalpie libre de Gibbs
4. d. Toute réaction de combustion provoque un dégagement de chaleur : 11H < 0
Pour la réaction de combustion du glucose :
C 6 H 12 0 6 (s) + 6 0 2 (g) ---. 6 C0 2 (g) + 6 H 2 0(1) ,
6 moles de gaz sont présente s auss i bien auprès des
réactifs que des produits. Par contre, une mole de
solide se tran sform e en si x moles de liquide. Ain si, le
« désordre mol éculaire » augmente : 115 > 0
Solide
Liquide
5. c. Il est souvent facile de prédire intuitivement, pour un processus chimique, si la variation d'entropie
sera positive ou négative. Pour un système chimique, l'entropie augmente lorsque l'ét at physique
ch ange (voir figure ci-des sus).
* Conseil méthodologique
Regardez l'état physique des réactifs et des produits et concluez si, au niveau moléculaire, le dé sordre
(l'entropie) augmente ou diminue.
Propositions :
1) Cl 2 (g) + H 2 0W --> HCl(aq) + HCIO(aq)
Une mol e gazeuse se transforme en moles aqueuses ---. désordre diminue.
2) Cu 3 (P0 4 ) 2 (s) __, 3 Cu 2 +(aq) + 2 P0 4 3-(aq)
Une mole solide donne cinq moles aqueuses --> désordre augmente .
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Chaleur de réaction
1 . b. Soit la réaction : Ca(s) + Y2 0 2 (g) ~ CaO(s)
La combustion d'une mole de Ca(s) s'accompagne d'un dégagement de chaleur de 635, l kJ. Pour
libérer l 000 kJ, il faut brûler l ,57 mol(= l 000/ 635, l) de calcium, soit une masse de :
mca = nca · Mca = 1,5 7 mol x 40,08 g · mo11 = 63, l l g
2. e. Tout d'abord , convertissons la pression en Pascal et la variation de volume en m 3 :
P = l ,50 atm= l 51 950 Pa
11 V= Vfin al - Vinitial = 2,00 L - 8,00 L = - 6,00 L = - 6,00 dm 3 = - 6,00 · l o- 3 m 3
Le gaz reçoit de la chaleur et un travail (compression) __, 11U augmente --> 11U sera positif.
Calculons ensuite la variation d'énergie interne pour ce gaz :
11 U = q + W = q - Pext · 11 V = l OO J - 15 l 950 Pa x (- 6,00 · l o3
m3) = + l 011,7 J - + l 012 J
3. b. Afin de calculer la quantité de chaleur à communiquer à l'argon gazeux , nous utilisons la relation
linéaire entre la capacité calorifique molaire et la température : q = n · Cm · 11 T
La variation de température est ici de 36 °C - 20 °C = 16 °C (ou K).
q = n . C . 11 T = 0,250 mol x 0,0208 . l a3 kJ . mo11 . K1 x 16 K = 83,2 J
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Variations d'enthalpie, d'entropie et d'enthalpie libre de Gibbs
4. d. Toute réaction de combustion provoque un dégagement de chaleur : 11H < 0
Pour la réaction de combustion du glucose :
C 6 H 12 0 6 (s) + 6 0 2 (g) ---. 6 C0 2 (g) + 6 H 2 0(1) ,
6 moles de gaz sont présente s auss i bien auprès des
réactifs que des produits. Par contre, une mole de
solide se tran sform e en si x moles de liquide. Ain si, le
« désordre mol éculaire » augmente : 115 > 0
Solide
Liquide
5. c. Il est souvent facile de prédire intuitivement, pour un processus chimique, si la variation d'entropie
sera positive ou négative. Pour un système chimique, l'entropie augmente lorsque l'ét at physique
ch ange (voir figure ci-des sus).
* Conseil méthodologique
Regardez l'état physique des réactifs et des produits et concluez si, au niveau moléculaire, le dé sordre
(l'entropie) augmente ou diminue.
Propositions :
1) Cl 2 (g) + H 2 0W --> HCl(aq) + HCIO(aq)
Une mol e gazeuse se transforme en moles aqueuses ---. désordre diminue.
2) Cu 3 (P0 4 ) 2 (s) __, 3 Cu 2 +(aq) + 2 P0 4 3-(aq)
Une mole solide donne cinq moles aqueuses --> désordre augmente .