19.1 Vitesse moyenne de réaction
311
© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Exercice 19.1 Vitesse moyenne de réaction
Écrire l’équation stœchiométrique relative à la décomposition, en phase
gazeuse, du pentoxyde de diazote en dioxyde d’azote et en dioxygène.
Cette réaction est effectuée à volume constant, en mesurant à divers instants la
concentration de NO 2 par une mesure de l’intensité de la coloration du
mélange gazeux, grâce au fait que c’est le seul des trois gaz à être coloré. On
a trouvé les résultats suivants :
a) À l’aide des données du tableau, calculer, pour différents intervalles de
temps, la concentration moyenne de N 2 O 5 ainsi que la vitesse moyenne de
consommation de N 2 O 5 correspondante. Comment varie cette vitesse
moyenne en fonction du temps ?
Existe-t-il une relation entre cette vitesse moyenne et la concentration
moyenne de N 2 O 5 ?
b) Pour un intervalle de temps donné, existe-t-il une relation entre les vitesses
moyennes de transformation des trois constituants de la réaction ? Que peuton en conclure ?
c) Définir la vitesse volumique d’avancement de la réaction ; donner son
expression en fonction de la vitesse de transformation des trois constituants
SAVOIR-FAIRE
➤ Exprimer la vitesse de réaction en fonction des vitesses de transformation de chaque constituant de la réaction.
➤ Décrire qualitativement et quantitativement (méthodes algébrique et graphique) la variation de la vitesse de réaction et des concentrations en fonction du temps (ordre 0, 1 ou 2).
➤ Calculer le coefficient de vitesse et le temps de demi-vie à partir de données expérimentales
(ordre 0, 1 ou 2).
➤ Déterminer les ordres partiels et global à partir de données expérimentales.
➤ Faire un pronostic sur le caractère simple ou complexe d’une réaction, connaissant son ordre
apparent et sa molécularité : faire une hypothèse sur son mécanisme (cas simples).
➤ Utiliser la loi de vitesse pour calculer les quantités formées ou restantes, à un instant donné,
ou le temps nécessaire pour obtenir des quantités déterminées.
➤ Calculer les variations de vitesse liées à une modification de température ; déterminer l’énergie d’activation à partir des effets observés d’une modification de température.
t/min
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
10 2 c(NO 2 )/mol.L –1
0,00
0,64
1,12
1,48
1,76
1,96
2,08
10 2 c(N 2 O 5 )/mol.L –1
1,24
0,92
0,68
0,50
0,36
0,26
0,20
10 2 c(O 2 )/mol.L –1
0,00
0,16
0,28
0,37
0,44
0,49
0,52
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© Dunod – La photocopie non autorisée est un délit.
Exercice 19.1 Vitesse moyenne de réaction
Écrire l’équation stœchiométrique relative à la décomposition, en phase
gazeuse, du pentoxyde de diazote en dioxyde d’azote et en dioxygène.
Cette réaction est effectuée à volume constant, en mesurant à divers instants la
concentration de NO 2 par une mesure de l’intensité de la coloration du
mélange gazeux, grâce au fait que c’est le seul des trois gaz à être coloré. On
a trouvé les résultats suivants :
a) À l’aide des données du tableau, calculer, pour différents intervalles de
temps, la concentration moyenne de N 2 O 5 ainsi que la vitesse moyenne de
consommation de N 2 O 5 correspondante. Comment varie cette vitesse
moyenne en fonction du temps ?
Existe-t-il une relation entre cette vitesse moyenne et la concentration
moyenne de N 2 O 5 ?
b) Pour un intervalle de temps donné, existe-t-il une relation entre les vitesses
moyennes de transformation des trois constituants de la réaction ? Que peuton en conclure ?
c) Définir la vitesse volumique d’avancement de la réaction ; donner son
expression en fonction de la vitesse de transformation des trois constituants
SAVOIR-FAIRE
➤ Exprimer la vitesse de réaction en fonction des vitesses de transformation de chaque constituant de la réaction.
➤ Décrire qualitativement et quantitativement (méthodes algébrique et graphique) la variation de la vitesse de réaction et des concentrations en fonction du temps (ordre 0, 1 ou 2).
➤ Calculer le coefficient de vitesse et le temps de demi-vie à partir de données expérimentales
(ordre 0, 1 ou 2).
➤ Déterminer les ordres partiels et global à partir de données expérimentales.
➤ Faire un pronostic sur le caractère simple ou complexe d’une réaction, connaissant son ordre
apparent et sa molécularité : faire une hypothèse sur son mécanisme (cas simples).
➤ Utiliser la loi de vitesse pour calculer les quantités formées ou restantes, à un instant donné,
ou le temps nécessaire pour obtenir des quantités déterminées.
➤ Calculer les variations de vitesse liées à une modification de température ; déterminer l’énergie d’activation à partir des effets observés d’une modification de température.
t/min
0
1 0
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
10 2 c(NO 2 )/mol.L –1
0,00
0,64
1,12
1,48
1,76
1,96
2,08
10 2 c(N 2 O 5 )/mol.L –1
1,24
0,92
0,68
0,50
0,36
0,26
0,20
10 2 c(O 2 )/mol.L –1
0,00
0,16
0,28
0,37
0,44
0,49
0,52