chapitre 5 la chaleur molaire d’une réaction 5.1 la ... · pdf filechimie –...
TRANSCRIPT
Manuel de l’élève
CHIMIE Exercices : corrigé
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 1
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
Chapitre 5 La chaleur molaire d’une réaction
5.1 La calorimétrie
1. Calcul de l’énergie absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = Ccalorimètre T
= 2,312 kJ/ °C 10,0 °C
= 23,12 kJ
Détermination de la chaleur de réaction
Hréaction = Qcalorimètre
= 23,12 kJ
Calcul du nombre de moles
M =m
n
D’où n =m
M
n =0,500 g
44,11 g /mol
= 0,0113 mol
Calcul de la chaleur molaire
? kJ
1 mol=
23,12 kJ
0,113 mol
1 mol 23,12 kJ
0,0113 mol= 2046,02 kJ
La chaleur molaire de combustion du propane est de 2050 kJ/mol .
2. Calcul de la chaleur de réaction
394 kJ
1 mol équivaut à
394 kJ
12,01 g=
? kJ
1,20 g
394 kJ 1,20 g
12,01 g= 39,367 kJ
Détermination de l’énergie absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = Hréaction
= ( 39,367 kJ)
= +39,367 kJ
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 2
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.1 La calorimétrie (suite)
Calcul de la capacité calorifique du calorimètre
Qcalorimètre = Ccalorimètre T
D’où Ccalorimètre =Qcalorimètre
T
Ccalorimètre =+39,367 kJ
7,0 °C
= 5,624 kJ/°C
La capacité calorifique du calorimètre est de 5,62 kJ/°C.
3. a) Calcul de l’énergie absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = meauceau Teau
= 120,0 g 4,19 J/ g°C (35,5 °C 23,0 °C )
= 6285 J
Détermination de la chaleur de réaction
Hréaction = Qcalorimètre
= 6285 J ou 6,285 kJ
La chaleur dégagée par la dissolution est de 6,29 kJ.
b)
? kJ
1 mol équivaut à
? kJ
40,00 g=
6,29 kJ
5,80 g
40,00 g 6,29 kJ
5,80 g= 43,379 kJ
La chaleur molaire de dissolution de l’hydroxyde de sodium est
de 43,4 kJ/mol .
c)
6,29 kJ
5,80 g=
? kJ
1 g
6,29 kJ 1 g
5,80 g= 1,084 kJ
La chaleur massique de dissolution de l’hydroxyde de sodium est de 1,08 kJ/g .
d)
NaOH(s) Na+(aq) + OH (aq) + 43,4 kJ
ou
NaOH(s) Na+(aq) + OH (aq) H = 43,4 kJ
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 3
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.1 La calorimétrie (suite)
4. a) Calcul de l’énergie absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = meauceau Teau
= 25,0 g 4,19 J/ g°C (24,8 °C 17,0 °C )
= 817,05 J
Détermination de la chaleur de réaction
Hréaction = Qcalorimètre
= 817,05 J
Calcul de la chaleur molaire
? J
1 mol équivaut à
? J
86,84 g=
817,05 J
1,45 g
86,84 g 817,05 J
1,45 g= 48 932,8 J ou –48,9328 kJ
La chaleur molaire de dissolution du bromure de lithium est de 48,9 kJ/mol .
b) LiBr(s) Li+(aq) + Br (aq) + 48,9 kJ
ou
LiBr(s) Li+(aq) + Br (aq) H = 48,9 kJ
5. Calcul de la chaleur de réaction
38,0 kJ
1 mol équivaut à
38,0 kJ
23,95 g=
? kJ
3,00 g
38,0 kJ 3,00 g
23,95 g= 4,7599 kJ
Détermination de la chaleur absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = Hréaction
= ( 4,7599 kJ) = +4,7599 kJ
Calcul de la variation de température de l’eau
Qcalorimètre = meauceau Teau
D’où Teau =Qcalorimètre
meauceau
Teau =+4759,9 J
50,0 g 4,19 J/g °C
= 22,7 °C
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 4
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.1 La calorimétrie (suite)
Calcul de la température finale de l’eau
T = Tf Ti
D’où Tf = T + Ti
= 22,7 °C + 25,0 °C
= 47,7 °C
La température finale du mélange sera de 47,7 °C .
6. a) KOH(s) K+(aq) + OH (aq) + 57,3 kJ
ou
KOH(s) K+(aq) + OH (aq) H = 57,3 kJ
b) KI(s) + 20,4 kJ K+(aq) + I (aq)
ou
KI(s) K+(aq) + I (aq) H = +20,4 kJ
c) NaCl(s) + 3,9 kJ Na+(aq) + Cl (aq)
ou
NaCl(s) Na+(aq) + Cl (aq) H = +3,9 kJ
d) NaNO3(s) + 20,5 kJ Na+(aq) + NO3 (aq)
ou
NaNO3(s) Na+(aq) + NO3 (aq) H = +20,5 kJ
7. Selon le tableau 5.8, la chaleur molaire de dissolution du sulfate de cuivre est de 67,7 kJ/mol.
67,7 kJ
1 mol équivaut à
67,7 kJ
159,62 g=
? kJ
5,00 g
67,7 kJ 5,00 g
159,62 g= 2,12 kJ
La dissolution du sulfate de cuivre dégage 2,12 kJ .
8. Calcul de l’énergie absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = meauceau Teau
= 500 g 4,19 J/ g°C (4,0 °C 31,0 °C )
= 56 565 J ou 56,565 kJ
Détermination de la chaleur de réaction
Hréaction = –Qcalorimètre
= –(–56 565 J)
= +56 565 J
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 5
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.1 La calorimétrie (suite)
Calcul de la masse du nitrate de potassium
+34,9 kJ
1 mol équivaut à
+34,9 kJ
101,11 g=
+56,565 kJ
? g
101,11 g 56,565 kJ
34,9 kJ= 163,88 g
Marc-Antoine doit transporter 164 g de nitrate de potassium.
9. a) Mg(OH)2(aq) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + 2 H2O(l)
b) H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)
10. a) Calcul de l’énergie absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = meauceau Teau
= 100,0 g 4,19 J/ g°C (30,0 °C 24,0 °C )
= +2514 J
Détermination de la chaleur de réaction
Hréaction = Qcalorimètre
= 2514 J ou 2,514 kJ
Calcul du nombre de moles
C =n
V
D’où n = CV
= 1 mol/ L 0,0500 L
= 0,0500 mol
Calcul de la chaleur molaire
2,514 kJ
0,0500 mol=
? kJ
1 mol
2,514 kJ 1 mol
0,0500 mol= 50,28 kJ
La chaleur molaire de neutralisation du NaOH est de 50,3 kJ/mol.
b)
50,3 kJ
1 mol équivaut à
50,3 kJ
40,00 g=
? kJ
1 g
50,3 kJ 1 g
40,00 g= 1,258 kJ
La chaleur massique de neutralisation du NaOH est de 1,26 kJ/g .
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 6
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.1 La calorimétrie (suite)
c) HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) + 50,3 kJ
ou
HCl(aq) + NaOH(aq) NaCl(aq) + H2O(l) H = 50,3 kJ
11. Calcul du nombre de moles
C =n
V
D’où n = CV
n = 2 mol/ L 0,200 L
= 0,400 mol
Calcul de la chaleur de réaction
76,6 kJ
2 mol=
? kJ
0,400 mol
76,6 kJ 0,400 mol
2 mol= 15,32 kJ
Hréaction = 15,32 kJ
Détermination de la chaleur absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = – Hréaction
= –(–15,32 kJ)
= +15,32 kJ ou 15 320 J
Calcul de la variation de température
Qcalorimètre = meauceau Teau
D’où Teau =Qcalorimètre
meauceau
Teau =15 320 J
300 g 4,19 J/g °C
= 12,19 °C
Calcul de la température finale
T = Tf Ti
D’où Tf = T + Ti
Tf = 22,0 °C + 12,2 °C
= 34,2 °C
La température finale du mélange sera de 34,2 °C.
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 7
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.2 La loi de Hess
12. a)
Mg(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g) + 454 kJ
MgCl2(aq) + H2O(l) + 135 kJ MgO(s) + 2 HCl(aq)
H2(g) +1
2 O2(g) H2O(l) + 286 kJ
Mg(s) +1
2 O2(g) MgO(s) + 605 kJ
b)
HNO3(aq)
1
2 H2(g) +
1
2 N2(g) +
3
2 O2(g) H = +173,2 kJ
1
2 N2(g) +
1
2 O2(g) NO(g) H = +90,3 kJ
2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) H = 483,6 kJ
HNO3(aq) +3
2 H2(g) NO(g) + 2 H2O(g) H = 220,1 kJ
c)
C3H8(g) 3 C(s) + 4 H2(g) H = +104 kJ
3 C(s) + 3 O2(g) 3 CO2(g) H = 394 kJ 3 = 1182 kJ
4 H2(g) + 2 O2(g) 4 H2O(g) H = 242 kJ 4 = 968 kJ
C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(g) H = 2046 kJ
13.
C6H6(l) 6 C(s) + 3 H2(g) H = 49,0 kJ
6 C(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) H = 393,5 kJ 6 = 2361,0 kJ
3 H2(g) + 11
2 O2(g) 3 H2O(g) H = 241,8 kJ 3 = 725,4 kJ
C6H6(l) + 71
2 O2(g) 6 CO2(g) + 3 H2O(g) H = 3135,4 kJ
La chaleur de combustion du benzène est de 3135,4 kJ/mol.
14. L’équation globale balancée
C(s) + 2 H2(g) +
1
2 O2(g) CH3OH(l)
CO2(g) + 2 H2O(l) CH3OH(l) + 11
2 O2(g) H = +725,5 kJ
C(s) + O2(g) CO2(g) H = 393,5 kJ
2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(l) H = 285,8 kJ 2 = 571,6 kJ
C(s) + 2 H2(g) +1
2 O2(g) CH3OH(l) H = 239,6 kJ
La chaleur molaire de formation de l’alcool méthylique est de 239,6 kJ/mol.
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 8
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.2 La loi de Hess (suite)
15. a)
C4H10(g) 4 C(s) + 5 H2(g) H = +125,7 kJ
4 C(s) + 4 O2(g) 4 CO2(g) H = 393,5 kJ 4 = 1574,0 kJ
5 H2(g) + 21
2 O2(g) 5 H2O(g) H = 241,8 kJ 5 = 1209,0 kJ
C4H10(g) + 61
2 O2(g) 4 CO2(g) + 5 H2O(g) H = 2657,3 kJ
La chaleur de la réaction est de 2657,3 kJ.
b)
H2S(g) H2(g) + S(s) H = +20,6 kJ
H2(g) + 2 O2(g) + S(s) H2SO4(l) H = 814,0 kJ
H2S(g) + 2 O2(g) H2SO4(l) H = 793,4 kJ
La chaleur de la réaction est de 793,4 kJ .
c) L’équation globale balancée
HCl(g) HCl(aq)
HCl(g)
1
2 H2(g) +
1
2 CI2(g) H = +92,3 kJ
1
2 H2(g) +
1
2 CI2(g) HCl(aq) H = 167,2 kJ
HCl(g) HCl(aq) H = 74,9 kJ
La chaleur de la réaction est de 74,9 kJ.
d) L’équation globale balancée
PCl5(s) PCl5(g)
P(s) +5
2Cl2(g) PCl5(g) H = 374,9 kJ
PCl5(s) P(s) +5
2 Cl2(g) H = +443,5 kJ
PCl5(s) PCl5(g) H = +68,6 kJ
La chaleur de la réaction est de +68,6 kJ.
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 9
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
5.2 La loi de Hess (suite)
16.
C6H12O6(s) 6 C(s) + 6 H2(g) + 3 O2(g) H = +1273,3 kJ
6 H2(g) + 3 O2(g) 6 H2O(l) H = 285,8 kJ 6 = 1714,8
6 C(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) H = 393,5 kJ 6 = 2361,0 kJ
C6H12O6(s) + 6 O2(g) 6 CO2(g) + 6 H2O(l) H = 2802,5 kJ
2 802,5 kJ
1 mol équivaut à
2 802,5 kJ
180,18 g=
? kJ
50,0 g
2 802,5 kJ 50,0 g
180,18 g= 777,7 kJ
Une quantité d’énergie de 778 kJ est libérée dans l’organisme.
17. a) Vrai.
b) Faux. L’énergie d’activation de la première étape est de 30 kJ, tandis que celle
de la troisième étape est de 10 kJ.
c) Vrai.
d) Vrai.
e) Faux. L’enthalpie des réactifs de la troisième étape est de 20 kJ.
f) Faux. La variation d’enthalpie de la troisième étape est de 30 kJ .
g) Vrai.
18. C’est le graphique B qui peut illustrer ce mécanisme de réaction, car les deux
premières étapes sont endothermiques, tandis que la troisième et la réaction
globale sont exothermiques.
Exercices sur l’ensemble du chapitre 5
19. a) Calcul de l’énergie absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = Ccalorimètre T
= 5650 J/ °C 3,4 °C
= 19 210 J
Détermination de la chaleur de réaction
Hréaction = Qcalorimètre
= 19 210 J
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 10
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
Exercices sur l’ensemble du chapitre 5 (suite)
Calcul de la chaleur massique
? J
1 g=
19 210 J
1,14 g
1 g 19 210 J
1,14 g= 16 850,9 J ou 16,8509 kJ
La chaleur massique de combustion de l’acétone est de 16,9 kJ/g .
b)
? J
1 mol équivaut à
?J
58,09 g=
19 210 J
1,14 g
58,09 g 19 210 J
1,14 g= 978 867,5 J
La chaleur molaire de combustion de l’acétone est de 979 kJ/mol .
20. a)
Ca(OH)2(aq) Ca(s) + O2(g) + H2(g) H = +986,1 kJ
CO2(g) C(s) + O2(g) H = +393,5 kJ
Ca(s) + C(s) + 11
2 O2(g) CaCO3(s) H = 1207 kJ
H2(g) +1
2 O2(g) H2O(l) H = 285,8 kJ
Ca(OH)2(aq) + CO2(g) CaCO3(s) + H2O(l) H = 113,2 kJ
La chaleur molaire de la réaction est de 113 kJ/mol .
b) Cette réaction fait augmenter la température des océans, puisqu’elle
est exothermique.
21. Calcul de l’énergie dégagée par la dissolution du NH3
30,6 kJ
1 mol équivaut à
30,6 kJ
17,04 g=
? kJ
1,00 g
30,6 kJ 1,00 g
17,04 g= 1,80 kJ
Calcul de l’énergie dégagée par la dissolution du NaOH
44,6 kJ
1 mol équivaut à
44,6 kJ
40,00 g=
? kJ
1,00 g
44,6 kJ 1,00 g
40,00 g= 1,12 kJ
C’est la dissolution de 1,00 g d’ammoniac qui dégage le plus d’énergie.
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 11
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
Exercices sur l’ensemble du chapitre 5 (suite)
22. Calcul de la chaleur de réaction
+4,7 kJ
1 mol équivaut à
+4,7 kJ
25,94 g=
? kJ
3,90 g
+4,7 kJ 3,90 g
25,94 g= +0,7066 kJ
Détermination de la chaleur absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = Hréaction
= 0,7066 kJ ou 706,6 J
Calcul de la variation de température de l’eau
Qcalorimètre = meauceau Teau
D’où Teau =Qcalorimètre
meauceau
Teau =706,6 J
60,0 g 4,19 J/g °C
= 2,81 °C
Calcul de la température finale de l’eau
T = Tf Ti
D’où Tf = T + Ti
Tf = 2,81 °C + 24,4 °C
= 21,59 °C
La température finale de la solution sera de 21,6 °C .
23. L’équation de l’évaporation de l’eau
H2O(l) H2O(g)
H2(g) +1
2 O2(g) H2O(g) H = 241,8 kJ
H2O(l) H2(g) +1
2 O2(g) H = +285,8 kJ
H2O(l) H2O(g) H = +44,0 kJ
+44,0 kJ
1 mol équivaut à
+44,0 kJ
18,02 g=
? kJ
100 g
+44,0 kJ 100 g
18,02 g= +244,17 kJ
Une quantité d’énergie de 244 kJ est absorbée.
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 12
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
Exercices sur l’ensemble du chapitre 5 (suite)
24. Calcul du nombre de moles
C =n
V
D’où n = CV
n = 0,1 mol/ L 0,500 L = 0,0500 mol
Calcul de la chaleur de réaction
+22,6 kJ
1 mol =
? kJ
0,0500 mol
+22,6 kJ 0,0500 mol
1 mol= 1,13 kJ
Détermination de la chaleur absorbée ou dégagée par l’eau du mélange
Qeau = Hréaction
= 1,13 kJ ou 1130 J
Calcul de la variation de température de l’eau
Qeau = meauceau Teau
D’où Teau =Qeau
meauceau
Teau =1130 J
500 g 4,19 J/g °C= 0,54 °C
Calcul de la température finale de l’eau
T = Tf Ti
D’où Tf = T + Ti
Tf = 0,54 °C + 22,0 °C = 21,5 °C
La température finale du mélange sera de 21,5 °C.
25. Détermination de la chaleur absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = Hréaction
= ( 103 kJ) = +103 kJ
Calcul de la masse d’eau
Qcalorimètre = meauceau Teau
D’où meau = Qcalorimètre
ceau Teau
meau =103 000 J
4,19 J /g °C 2,8 °C= 8779,4 g
La masse d’eau est de 8800 g ou 8,8 kg.
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 13
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
Exercices sur l’ensemble du chapitre 5 (suite)
26 a) Vrai. En effet, l’énergie d’activation est habituellement différente d’une étape
à l’autre.
b) Vrai. En effet, il est possible que l’enthalpie du complexe activé d’une étape soit
plus petite que celle des réactifs de la première étape. L’enthalpie du complexe
activé est alors négative. (Voir un exemple à la figure 5.12.)
27. Le diagramme C peut illustrer ce mécanisme.
28. Calcul de la chaleur de réaction
Mg(s) + 2 HCl(aq) MgCl2(aq) + H2(g) + 454 kJ
1 mol 454 kJ
24,31 g
0,200 g ? kJ
24,31 g 454 kJ
0,200 g 454 kJ
24,31 g= 3,735 kJ
Hréaction = 3735 J
Détermination de la chaleur absorbée ou dégagée par le calorimètre
Qcalorimètre = Hréaction
= ( 3735 J)
= +3735 J
Calcul de la variation de la température de l’eau
Qcalorimètre = meauceau Teau
D’où Teau = Qcalorimètre
meauceau
Teau =3735 J
100,0 g 4,19 J/ g°C
= 8,9 °C
Calcul de la température finale de l’eau
T = Tf Ti
D’où Tf = T + Ti
Tf = 8,9 °C + 22,5 °C
= 31,4 °C
La température finale de la solution sera de 31,4 °C .
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 14
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
Exercices sur l’ensemble du chapitre 5 (suite)
29. a)
Étape 1: 2 A + 3 B A2B3 H = 20 kJ
Étape 2 : A2B3 2 AB + B H = +30 kJ
Étape 3 : 2 AB A2B2 H = 50 kJ
2 A + 2 B A2B2 H = 40 kJ
b)
Défis
30. Calcul de la chaleur molaire de combustion du gaz naturel
CH4(g) C(s) + 2 H2(g) H = +74,8 kJ
2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g) H = 241,8 kJ 2 = 483,6 kJ
C(s) + O2(g) CO2(g) H = 393,5 kJ
CH4(g) + 2 O2(g) 2 H2O(g) + CO2(g) H = 802,3 kJ
La chaleur molaire de combustion du gaz naturel est de –802,3 kJ/mol.
Calcul de la quantité de chaleur absorbée ou dégagée par l’eau
Qeau = meauceau Teau
= 800 kg 4,19 kJ/ kg°C (60 °C 25 °C )
= 117 320 kJ
Calcul de la masse de gaz naturel à brûler
CH4(g) + 2 O2(g) 2 H2O(g) + CO2(g) + 802,3 kJ
1 mol 802,3 kJ
16,05 g
? g 117 320 kJ
16,05 g 802,3 kJ
Manuel de l’élève
CHIMIE – CHAPITRE 5
EXERCICES : CORRIGÉ 15
© E
RP
I R
ep
rod
uctio
n e
t m
od
ificatio
ns a
uto
risé
es u
niq
ue
me
nt
dans
les c
lasse
s o
ù la
co
llectio
n O
PTIO
Nsc
ience
– C
him
ie e
st
utilis
ée
.
Défis (suite)
16,05 g 117 320 kJ
802,3 kJ= 2347,0 g ou 2,3470 kg
Il faut environ 2,3 kg de gaz naturel.
31.
NaOH(s) Na+(aq) + OH (aq) H = 37 kJ
NaOH(aq) + HCl(aq) Na+(aq) + Cl (aq) + H2O(l) H = x
NaOH(s) + HCl(aq) Na+(aq) + Cl (aq) + H2O(l) H = 93 kJ
93 kJ = 37 kJ + x
x = 93 kJ – 37 kJ
= 56 kJ
L’équation de neutralisation est la suivante :
NaOH(aq) + HCl(aq) Na+(aq) + Cl (aq) + H2O(l) H = 56 kJ