Solutionnaire. Forme C. Chimie 5041 ÉTUDE DES GAZ

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1 Solutionnaire Chimie 5041 ÉTUDE DES GAZ Conception et rédaction : Isabelle Lapierre, janvier 2003 Révisé par Sylvain Lavallée, 2010

2 1. b) Sur le mont Everest, l eau bout plus rapidement, ce qui se fait à une température inférieure et à une pression plus basse que 101,3 kpa. 2. b) Il contribue à la formation des pluies acides. d) Faux puisque c est à cause de l utilisation des combustibles fossiles que l effet de serre augmente. 3. En comprimant le contenant, une force est appliquée. D après la formule, la pression augmente. Le volume occupé par les molécules est inférieur et le nombre de molécules par unité de surface augmente. 4. c) Il y a 10 L d eau produite si 5 L d oxygène et 10 L d hydrogène sont présents au départ. 5. Lorsque la température diminue, l énergie cinétique des molécules dans le ballon diminue aussi. La vitesse des déplacements est moindre; donc, il y a moins de collisions et le volume occupé diminue. 6. a) Le volume augmente car l énergie cinétique des molécules augmente. b) 7. a) vrai b) vrai c) faux d) faux 8. Le jus d oranges, la confiture et le couteau. À cette température de la pièce, le jus d oranges est liquide, la confiture est à la fois liquide et solide et le couteau est solide. Donc l énergie nécessaire à la fusion du couteau est supérieure à celle de la confiture qui elle-même est supérieure à celle du jus d oranges. 9. CO 2 CH 4 gaz inconnu 1 mole = 44 g 1 mole = 16 g 1 mole = x g x mole = 55 g x mole = 20 g 1,25 mole = 15 g x = 1,25 mole x = 1,25 mole x = 12 g

3 10. NO SO 2 CO 2 O 2 1 mole = 64,1 g 1 mole = 44 g x mole = 20 g x mole = 30 g 1 mole = 30 g x mole = 15 g 1 mole = 32 g x mole = 5 g x = 0,5 mole x = 0,39 mole x = 0,68 mole x = 0,16 mole n total = 0,5 0,39 0,68 0,16 = 1,73 mole NO SO 2 CO 2 O 2 P = 14,5 kpa P = 11,3 kpa P = 19,7 kpa P = 4,5 kpa P = 450 kpa V = 2 L n =? mol T = 350 K = n 8, n = 0,31 mol de NH 3 N 2(g) 3 H 2(g) 2 NH 3(g)? g 0,31 mol 1 2 x mol 0,31 mol x = 0,155 mol 1 mol = 28 g 0,155 mol = x g x = 4,33 g de N b) la chaleur sert à briser les liens qui retiennent les molécules du liquide afin d en faire un gaz. d) Ce sont les molécules du liquide qui entrent continuellement en collision avec les grains de pollen car ces molécules possèdent les mouvements de vibration et de rotation.

4 14. 4 liens C-H liens O = O liens C =O kj 4 liens O-H P = 250 kpa V = 10 L n =? mol T = = 293 K = n 8, n = 1,03 mol 1 mol = 44 g 1,03 mol = x g x = 45,32 g 16. Plusieurs réponses sont possibles : presto, réfrigérateur, bonbonne aérosol. La pression est reliée au volume, au nombre de moles et à la température des gaz. C est une caractéristique importante pour décrire les gaz. 17. À l intérieur du compresseur, le fréon est comprimé, ce qui augmente la température du gaz. Celui-ci passe dans le condensateur où il est refroidi; il devient alors liquide. Ce dernier arrive à l évaporateur où il capte la chaleur ambiante dans le congélateur. Il redevient gazeux et le cycle recommence. 18. a) Ils servaient de gaz pulvérisateurs. Ils ne devaient pas réagir avec le produit à pulvériser et devaient être chimiquement stables. b) Le butane (voir la page 3.24). c) Le chlore provenant des CFC réagit avec l ozone : Cl (g) O 3(g) ClO (g) O 2(g), ClO (g) O (g) Cl (g) O 2(g), La dernière réaction empêche la production de l ozone : O 2(g) O (g) O 3(g). 19. a) CFC. b) Néon. c) Ozone. d) Dioxygène. e) Dioxyde de soufre. 20. C 3 H 8 5 O 2 3 CO 2 4 H C - H 2 C C O = O C = O O H kj.

5 21. Les molécules d oxygène de l air entrent dans nos poumons lors de l inspiration. La pression dans les poumons augmente. Le gaz carbonique est évacué des poumons lors de l expiration. La pression dans les poumons diminue a) Certaines molécules d eau gagnent de l énergie cinétique; celle-ci devient suffisante pour que les molécules passent à l état gazeux. b) Les liens ioniques sont plus difficiles à briser; ce sont des attractions entre des charges contraires tandis que les liens moléculaires sont relient des atomes non chargés. c) La vibration et la rotation. d) Puisque la pression est inversement proportionnelle au volume et que le volume est directement proportionnel à la température, il s ensuit que la pression est inversement proportionnelle à la température. a) La diminution de la température fait diminuer l énergie cinétique des molécules de gaz dans les pneus. Les molécules bougent plus lentement et exercent une pression moins grande à l intérieur du pneu dans un volume demeurant constant. b) Les molécules odorantes de la dinde étant plus légères que l air, elles se diffusent plus rapidement. c) L air chaud du ballon est moins dense que l air environnant. Les molécules d air dans le ballon sont chauffées. Elles ont plus d énergie cinétique et occupent un plus grand volume. Le ballon prend de l expansion car la distance entre les molécules augmente. 24. P = 92 kpa V = 0,3 L n =? mol T = = 293 K 92 0,3 = n 8, n = 0,011 mol 1 mol = 44 g 0,011 mol = x g x = 0,484 g 265,2 0,484 = 265, 684 g. 25. CO 2 C 2 H 4 gaz inconnu 268,1 265,6 = 2,5 g 1 mole = 44 g x mole = 2,5 g 267,2 265,6 = 1,6 g 1 mole = 28 g x mole = 1,6 g 267,4 265,6 = 1,8 g 1 mole = x g 0,057 mole = 1,8 g x = 0,0568 mole x = 0,057 mole x = 31,6

6 26. Par la définition de la pression,, si on veut diminuer la pression, on doit diminuer la force appliquée ou augmenter la surface de contact. On peut diminuer la force en diminuant la masse des camions ou des cargaisons. On peut augmenter la surface de contact en disposant les boîtes sur une plus grande surface ou en utilisant des pneus plus gros ou utiliser plus de pneus. 27. C 4 H 10 NO C 3 H 8 O P = 18 kpa P = 9 kpa P = 7,65 kpa P = 10,35 kpa a) L oxygène dans le corps réagit avec la nourriture pour la décomposer (combustion). Cela libère de l énergie, du gaz carbonique et de l eau. b) L énergie totale pour briser les liens est inférieure à l énergie totale pour reformer les liens des nouvelles molécules. c) Les produits libèrent plus d énergie lors de leur formation que les réactifs. Ils sont plus stables. 29. Si 10 L de H 2 et 5 L d O 2 réagissent, il y aura formation de 10 L d eau puisque le volume est proportionnel au nombre de moles (loi d Avogadro). 30. Puisque le papier a brûlé, il nécessite peu d énergie pour briser les liens par rapport aux vêtements noircis. Ceux-ci nécessitent moins d énergie que le cadre de métal qui, lui est intact. 31. a) L abaissement de la température. 32. b) La pression et le volume ont diminué. c) Oui puisque les gaz réagissent de la même façon dans les mêmes conditions de pression, de température et de volume. 33. L équation balancée est 2 C 4 H 10(g) 13 O 2(g) 8 CO 2(g) 10 H 2 O (g). C 4 H 10 1 mol = 58 g x mol = 35 g x = 0,603 mol 2 C 4 H 10(g) 8 CO 2(g) 2 mol = 8 mol 0,603 mol = x mol x = 2,41 mol P = 260 kpa V =? L n = 2,41 mol T = = 423 K 260 V = 2,41 8, V = 32,58 L

7 Volume (L) 34. a) La pression et la température. b) La variable dépendante est le volume et la variable indépendante, la masse. c) Masse de CO 2 et le volume correspondant occupé dans la seringue. Masse de CO 2 (g) Volume (L) d) Graphique du volume en fonction de la masse Masse (g) e) y = ax b, où b = 0 car la droite passe l origine, y = V, a =, et x = m.