La loi de la conservation de la masse Manuel, p. 89 et 90

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1 Synergie UM S3 Corrigé C5 L analyse des résultats 5. Qu observez-vous lorsque vous comparez la masse des réactifs avec la masse des produits? Appuyez votre réponse sur les résultats que vous avez obtenus. Indiquez si des erreurs que vous auriez pu commettre par rapport au protocole ou à des manipulations risquent de fausser vos données. Plusieurs réponses possibles. Exemple : La masse de la solution et du précipité obtenue après la réaction chimique (116,97 g) est égale à la somme des masses des réactifs initiaux (53,52 g + 64,28 g = 117,80 g). On obtient des résultats expérimentaux légèrement différents de ceux auxquels on pouvait théoriquement s attendre à cause de la perte possible de la solution aqueuse de sulfate de disodium (Na 2 SO 4 ) lors du transfert du bécher 1 au bécher 2. Il y a aussi une différence due à l erreur absolue de la balance. PARTIE A PARTIE B La conclusion Fiche LABO UM 3.1 5/5 6. Quelle conclusion pouvez-vous tirer de l analyse des expériences des parties A et B? Tentez de la résumer en un énoncé simple et court. La somme des masses des produits est égale à la somme des masses des réactifs. 7. En tenant pour acquis que la masse d un réactif ou d un produit provient du nombre d atomes dont est composé son échantillon, transposez votre énoncé en des termes associés au «nombre d atomes». Le nombre des atomes de chaque élément contenus dans les produits est égal au nombre des atomes de chaque élément contenus dans les réactifs. 3.1 La loi de la conservation de la masse Manuel, p. 89 et Énoncez la loi de la conservation de la masse. La masse totale des réactifs est égale à la masse totale des produits. 2. Comment Antoine Lavoisier résume-t-il cette loi de la conservation de la masse? Rien ne se perd, rien ne se crée. Tout se transforme. 3. Énoncez la loi de la conservation de la masse appliquée aux atomes. Le nombre total d atomes de chaque élément présents dans les réactifs avant une réaction chimique est toujours égal au nombre total d atomes de chaque élément présents dans les produits après la réaction chimique. 4. Inscrivez la masse (m) manquante du réactif ou du produit dans chacune des équations chimiques suivantes. Laissez une trace de vos calculs. ST UM 3.1 1/2 a) NaCl (aq) AgNO 3(aq) AgCl (s) NaNO 3(aq) m NaCl (aq = g m AgNO 3(aq) = 849,4 g m NaNO 3(aq) = 425 g m AgCl s = 716,6 g Il y a deux méthodes : 1 re méthode: 2 e méthode: m(nacl) m(agn0 3 ) m(agcl) m (NaN0 3 ) 292,2 849,4 x 425 m(agcl) m(nacl) m(agn0 3 ) m(nan0 3 ) (où x représente AgCl s ) Application numérique: 1141,6 x 425 m(agcl) 292,2g 849,4g 425g 716,6g 1141,6 425 x ,6 x Réponse : 716,6 Synergie Univers matériel Concept Synergie Univers matériel Concept 3.1

2 UM 3.1 2/2 b) Cu(NO 3 ) 2(aq) 2NaOH (aq) 2NaNO 3(aq) Cu(OH) 2(s) m Cu(NO 3 ) 2(aq) = 937,85 g C6 Synergie UM S3 Corrigé m NaNO 3(aq) = 850 g m Cu(OH) 2(s) = 487,85 g m NaOH (aq = 400 g 937,85 x ,85 (où x représente m NaOH (aq) ) 937,85 x 1337,85 937,85 937,85 x 1337,85 937,85 x 400 Réponse : 400 c) FeCl 3(aq) 3AgNO 3(aq) Fe(NO 3 ) 3(aq) 3AgCl (s) m FeCl 3(aq) = 811 g m AgNO 3(aq) = 2548,2 g m Fe(NO 3 ) 3(aq) = 1209,4 g m AgCl (s) = 2149,8 g ,2 1209,4 x (où x représente AgCl (aq) ) 3359,2 1209,4 x 3359,2 1209,4 1209,4 1209,4 x 2149,8 x Réponse : 2149,8 d) Fe(NO 3 ) 3(aq) 3NaOH (aq) 3NaNO 3(aq) Fe(OH) 3(s) m NaOH (aq) = 600 g m NaNO 3(aq) = 1275 g m Fe (OH) 3(s) = 534,4 g m Fe(NO 3 ) 3(aq) = 1209,4 g x ,4 (où x représente Fe (NO 3 ) 3(aq) ) x ,4 x ,9 600 x 1209,4 Réponse : 1209,4 Synergie Univers matériel Concept

3 Synergie UM S3 Corrigé C9 3.2 Le balancement d équations chimiques Manuel, p. 91 et Complétez la phrase suivante. Le balancement d équations chimiques se fait par l ajout d un coefficient devant la formule chimique de certains des réactifs et de certains des produits dans le but d obtenir le même nombre d atomes de chaque sorte avant et après la réaction chimique. 2. Les énoncés suivants sont-ils vrais ou faux? Si l énoncé est faux, justifiez votre réponse. a) Dans une équation balancée, le coefficient n est pas nécessairement entier. Faux, il doit toujours être entier. b) Pour balancer une équation, on peut changer les indices dans les molécules. Faux, seuls les coefficients peuvent être changés, les indices demeurent toujours les mêmes. c) Pour faciliter le balancement d une équation, il faut commencer par le réactif ou le produit le plus complexe. Vrai. 3. Indiquez une démarche en plusieurs étapes pour balancer correctement une équation chimique. 1) Commencer par le réactif ou le produit le plus complexe (celui qui contient le plus d atomes ou de sortes d atomes). 2) Balancer, de l autre côté de l équation, les éléments contenus dans la molécule de départ. 3) Continuer le processus jusqu à ce que l équation soit balancée. 4. Indiquez si les équations suivantes sont correctement équilibrées. Balancez celles qui ne le sont pas. a) CH 4 2 H 2 O CO 2 4 H 2 b) NH 3 5 O 2 NO 6 H 2 O c) NaOH Na O 2 H 2 O d) 4 Al 3 O 2 2 Al 2 O 3 e) 2 HCl 2 O 2 Cl 2 2 H 2 O ST Correctement équilibrée. Correctement équilibrée. UM 3.2 1/2 Elle n est pas correctement équilibrée ; on devrait plutôt lire : 4 NH 3 5 O 2 4 NO 6 H 2 O. Elle n est pas correctement équilibrée ; on devrait plutôt lire : 4 NaOH 4 Na O 2 2 H 2 O. Elle n est pas correctement équilibrée ; on devrait plutôt lire : 4 HCl O 2 2 Cl 2 2H 2 O. 5. Balancez les équations suivantes à l aide de la démarche décrite à la question 3. a) 1 Cu 2 S 2 Cu 2 O 6 Cu 1 SO 2 b) 2 NaCl 1 H 2 SO 4 2 HCl 1 Na 2 SO 4 c) 2 Fe 2 O 3 3 C 3 CO 2 4 Fe d) 2 H 2 SO 4 1 S 3 SO 2 2 H 2 O e) 2 C 2 H 6 7 O 2 4 CO 2 6 H 2 O UM 3.2 2/2 18 Synergie Univers matériel Concept 3.2 Synergie Univers matériel Concept

4 UM 3.3 1/3 UM 3.3 2/3 C La stœchiométrie Manuel, p. 93 à 95 Les calculs masse/masse pour les réactifs et les produits 4. Voici l équation chimique balancée suivante : Zn 2HCl ZnCl 2 H 2 Synergie UM S3 Corrigé 1. Donnez la définition de la stœchiométrie. C est l étude des rapports entre les quantités de matière (réactifs et produits) qui participent à une réaction chimique. Les calculs mole/mole pour les réactifs ou les produits 2. Voici l équation squelette suivante : a) Balancez cette équation. b) Combien de moles d acétone (C 3 H 6 O) seront utilisées pour fabriquer 8,5 moles de dioxyde de carbone (CO 2 )? Consignez vos calculs dans l encardé ci-dessous. 3. Voici l équation suivante : Combien de moles d ammoniac (NH 3 ) obtient-on lorsque 3,22 moles de diazote (N 2 ) ont réagi avec la quantité minimale de dihydrogène (H 2 ) nécessaire? Consignez vos calculs dans l encadré ci-dessous. 26 Réponse : 2,83 moles Réponse : Synergie Univers matériel Concept 3.3 C 3 H 6 O O 2 CO 2 H 2 O N 2 3H 2 2 NH 3 Étape 1 : Données : n N2 3,22 moles n NH3 x moles Étape 2 : 1 mole de N 2 2 moles de NH 3 3,22 moles de N 2 x moles de NH 3 Étape 3 : x moles de NH 3 C 3 H 6 O 4O 2 3CO 2 3H 2 O Étape 1 : Données : n CO2 8,5 moles n C3 H 6 O x moles Étape 2 : 1 mole de C 3 H 6 O 3 moles de CO 2 x moles de C 3 H 6 O 8,5 moles de CO 2 Étape 3 : 1 mole de C x moles C 3 H 6 O 3 H 6 O 8,5 moles de CO 2 3 moles de CO 2 6,44 moles 3,22 moles de N 2 2 moles de NH 3 1 mole de N 2 2,83 moles 6,44 moles Si on fait réagir 42 g de zinc : a) De combien de grammes d acide chlorhydrique (HCl) aura-t-on besoin pour faire réagir la totalité du zinc (Zn)? Consignez vos calculs dans l encadré ci-dessous. Étape 1 : Données : m Zn 42 g m HCl x g Étape 2 : 1 mole de Zn 65,39 g 1 mole de HCl 36,46 g 2 moles de HCl x g Étape 3 : 1 mole de Zn 2 moles de HCl 65,39 g de Zn 72,92 g de HCl 42 g de Zn x g de HCl Réponse : 46,84 g b) Quelle masse de dichlorure de zinc (ZnCl 2 ) sera produite? Consignez vos calculs dans l encadré ci-dessous. Étape 1 : Données : m Zn 42 g m ZnCl2 x g Étape 2 : 1 mole de Zn 65,39 g 1 mole de ZnCl 2 136,29 g Étape 3 : 1 mole de Zn 1 mole de ZnCl 2 65,39 g de Zn 136,29 g de ZnCl 2 42 g de Zn x g de ZnCl 2 Réponse : 87,54 g } x g 2 36,46 g 72,92 g de HCl } 42 g de Zn 72,92 g de HCI x g 65,39 g de Zn 46,84 g 42 g de Zn 136,29 g de ZnCl x g 2 65,39 g de Zn 87,54 g Synergie Univers matériel Concept }

5 Synergie UM S3 Corrigé C13 UM 3.3 3/3 c) Quelle quantité de dihydrogène (H 2 ) sera produite? Consignez vos calculs dans l encadré ci-dessous. Étape 1 : Données : m Zn 42 g m H2 x g Étape 2 : 1 mole de Zn 65,39 g 1 mole de H 2 2,02 g Étape 3 : 1 mole de Zn 1 mole de H 2 65,39 g de Zn 2,02 g de H 2 42 g de Zn 2,02 g de H x g 2 1,3 g 42 g de Zn x g de H 2 65,39 g de Zn Réponse : 1,3 g } 5. Voici l équation chimique qui représente la combustion de l éthanol (C 2 H 5 OH). Remplissez le tableau suivant avec les valeurs manquantes. C 2 H 5 OH 3O 2 2CO 2 3H 2 O La tableau des quantités qui participent à la combustion de l éthanol C 2 H 5 OH 3O 2 2CO 2 3H 2 O 1 mole(s) 3 mole(s) 2 mole(s) 3 mole(s) 46,08 g 96 g 88,02 g 54,06 g 2,5 mole(s) 7,5 mole(s) 5 mole(s) 7,5 mole(s) 115,2 g 240 g 220,05 g 135,15 g 0,25 mole(s) 0,75 mole(s) 0,5 mole(s) 0,75 mole(s) 11,52 g 24 g 22,01 g 13,52 g 0,048 mole(s) 0,145 mole(s) 0,097 mole(s) 0,145 mole(s) 2,21 g 4,64 g 4,27 g 2,61 g 28 Synergie Univers matériel Concept 3.3

6 C14 Synergie UM S3 Corrigé La nature de la liaison Manuel, p. 96 à Complétez les phrases suivantes. Synergie Univers matériel Concept 3.4 UM 3.4 1/3 a) Une liaison entre deux atomes ou plus où il y a transfert d électron(s) d un atome à l autre s appelle liaison ionique. b) Une liaison entre deux atomes ou plus où il y a partage d électrons entre les atomes s appelle liaison covalente. c) Les électrons qui se trouvent sur la dernière couche électronique d un atome se nomment électrons de valence. d) La force avec laquelle est retenu un électron de valence par le noyau lors d une liaison chimique se nomme électronégativité. e) Plus un élément a un rayon atomique petit, plus son électronégativité sera grande. f) La liaison ionique se produit généralement entre un métal et un non-métal. g) Lorsqu un atome possède huit électrons de valence, on dit qu il est stable. h) Les ions sont des atomes ou des groupes d atomes dotés de charges électriques. i) La liaison covalente se produit entre deux non-métaux. 2. Indiquez la nature et la tendance à recevoir ou à donner des électrons des 10 éléments suivants. Sodium (Na) Magnésium (Mg) Azote (N) Fluor (F) Aluminium (Al) Soufre (S) Chlore (Cl) Potassium (K) Calcium (Ca) Brome (Br) Élément Métal ou non-métal Métal Métal Non-métal Non-métal Métal Non-métal Non-métal Métal Métal Non-métal Tendance à recevoir ou à donner des électrons Donner Donner Recevoir Recevoir Donner Recevoir Recevoir Donner Donner Recevoir La liaison ionique UM 3.4 2/3 3. À l aide du tableau périodique des éléments (manuel, pages 18 ou 36 et 37), imaginez cinq molécules qui pourraient être formées par des liaisons ioniques. Plusieurs réponses possibles. On ne s attend toutefois pas à ce que les élèves nomment la bonne molécule. Seule la bonne formule chimique est attendue. Exemples : bromure de sodium (NaBr), sulfure de disodium (Na 2 S), dichlorure de magnésium (MgCl 2 ), oxyde de calcium (CaO) et oxyde de dilithium (Li 2 O). 4. À l aide de la notation de Lewis, représentez dans les encadrés ci-dessous les molécules d oxyde de disodium (Na 2 O) et de difluorure de béryllium (BeF 2 ). Au besoin, référez-vous au manuel, page 97, La liaison ionique, figure 92. a) Oxyde de disodium (Na 2 O) Na Na b) Difluorure de béryllium (BeF 2 ) Be [Na] [Na] 5. Quels sont les ions qui forment ces deux molécules? a) Oxyde de disodium (Na 2 O) : deux ions Na et un ion O 2 b) Difluorure de béryllium (BeF 2 ): un ion Be 2 et deux ions F O F F [Be] 2 [ O ] 2 [ F ] [ F ] Synergie Univers matériel Concept

7 Synergie UM S3 Corrigé C15 La liaison covalente 6. À l aide du tableau périodique des éléments (manuel, pages 18 ou 36 et 37), imaginez cinq molécules qui pourraient être formées par des liaisons covalentes. Plusieurs réponses possibles. On ne s attend toutefois pas à ce que les élèves nomment la bonne molécule. Seule la bonne formule chimique est attendue. Exemples : sulfure de dihydrogène (H 2 S), dioxyde de carbone (CO 2 ), trifluorure de phosphore (PF 3 ), dioxygène (O 2 ) et méthane (CH 4 ). 7. À l aide de la notation de Lewis, représentez dans les encadrés ci-dessous les molécules de dihydrogène (H 2 ) et de trifluorure de phosphore (PF 3 ). Au besoin, référez-vous au manuel, page 98, La liaison covalente, figure 96. a) Dihydrogène (H 2 ) b) Trifluorure de phosphore (PF 3 ) H UM 3.4 3/3 8. Combien de doublets d électrons sont nécessaires pour la formation de chacune de ces molécules? a) Dihydrogène (H 2 ): un doublet d électrons b) Trifluorure de phosphore (PF 3 ): trois doublets d électrons F P F H F 34 Synergie Univers matériel Concept 3.4

8 UM 3.5 1/3 UM 3.5 2/3 C16 Synergie UM S3 Corrigé 3.5 Les règles de nomenclature et d écriture Manuel, p. 99 à Indiquez la formule chimique des composés suivants. a) Dioxyde d azote : NO 2 e) Hydroxyde de potassium : b) Sulfate de dihydrogène : H 2 SO 4 f) Nitrure d aluminium : c) Trioxyde de disoufre : S 2 O 3 g) Carbonate de disodium : d) Tétrachlorure de carbone : CCl 4 2. Indiquez le nom des composés d après les formules chimiques suivantes. a) HF : b) BaBr 2 : c) CeCl 3 : d) BaSO 4 : e) Cu 2 O: fluorure d hydrogène dibromure de baryum trichlorure de cérium sulfate de baryum oxyde de dicuivre f) H 2 CO 3 : carbonate de dihydrogène g) Zr(SO 4 ) 2 : disulfate de zirconium 3. Trouvez la formule chimique et le nom des composés formés par les atomes suivants. Consignez les traces de votre démarche dans les encadrés et représentez les composés en utilisant la notation de Lewis. a) Plomb (Pb) et soufre (S) : L élément le plus à gauche dans le tableau est le plomb (Pb). On place donc Pb en premier dans la formule chimique, ce qui nous donne PbS. Le soufre (S) a six électrons de valence et Pb en a quatre. Pour compléter sa couche périphérique, S a besoin de deux électrons. Pb en ayant quatre, il peut «combler les besoins» de deux atomes de S. Il s agit d une liaison ionique, car Pb est un métal et S un non-métal. Pb S S Réponse : Disulfure de plomb, PbS 2 Synergie Univers matériel Concept Pb 4 S S KOH AlN Na 2 CO b) Fluor (F) et carbone (C) : L élément le plus à gauche dans le tableau est le carbone (C). On place donc C en premier dans la formule chimique, ce qui nous donne CF. C a quatre électrons de valence et le fluor (F) en a sept. Pour compléter leurs couches périphériques respectives, C a besoin de quatre électrons et F de un électron. La molécule se formera donc avec un atome de C et quatre atomes de F. Les liaisons seront covalentes, car C et F sont tous deux des non-métaux. F F C F F Réponse : Tétrafluorure de carbone, CF 4 c) Oxygène (O) et potassium (K) : L élément le plus à gauche dans le tableau est le potassium (K). On place donc K en premier dans la formule chimique, ce qui nous donne KO. K a un électron de valence et l oxygène (O) en a six. O se liera donc à deux K pour que les couches périphériques de tous les atomes soient saturées. En effet, les deux K fourniront chacun un électron (ce qui en fait deux), que O acceptera. Puisque K est un métal et O un non-métal, la liaison sera ionique. K K O K K Réponse : Oxyde de dipotassium, K 2 O 38 Synergie Univers matériel Concept 3.5 O 2

9 Synergie UM S3 Corrigé C17 d) Chlore (Cl) et béryllium (Be) : Be Réponse : Dichlorure de béryllium, BeCl 2 UM 3.5 3/3 L élément le plus à gauche dans le tableau est le béryllium (Be). On place donc Be en premier dans la formule chimique, ce qui nous donne BeCl. Be a deux électrons de valence et le chlore (Cl) en a un. Be se liera donc avec deux Cl pour que les couches périphériques de tous les atomes soient saturées. Ainsi, Be fournira ses deux électrons de valence en donnant un électron à chaque Cl. Puisque Be est un métal et Cl est un non-métal, la liaison sera ionique. Cl Cl Be 2 Cl Cl Synergie Univers matériel Concept

10 UM 3.6 1/1 C20 Synergie UM S3 Corrigé 3.6 La neutralisation acidobasique Manuel, p. 102 et Parmi les équations suivantes, désignez celles qui représentent des neutralisations acidobasiques. a) 2 AgNO 3 (aq) MgCl 2 (aq) 2 AgCl (s) Mg(NO 3 ) Autre 2 (aq) b) Fe(OH) 2 (aq) H 2 SO 4 (aq) FeSO 4 (aq) 2 H 2 O Neutralisation (l) c) Fe 2 (SO 4 ) 3 (aq) 6 KOH (aq) 3 K 2 SO 4 (aq) 2 Fe(OH) Autre 3 (s) d) Na 2 CO 3 (aq) CaCl 2 (aq) CaCO 3 (s) 2 NaCl Autre (aq) e) H 2 Se (aq) Ba(OH) 2 (aq) BaSe (s) 2 H 2 O Neutralisation (l) 2. Balancez les équations de neutralisation suivantes. a) 2 Al(OH) 3 (aq) 3 H 2 SO 4 (aq) 1 Al 2 (SO 4 ) 3 (aq) 6 H 2 O (l) b) 3 NaOH (aq) 1 H 3 PO 4 (aq) 3 H 2 O (l) 1 Na 3 PO 4 (aq) c) 2 NH 4 OH (aq) 1 H 2 SO 4 (aq) 1 (NH 4 ) 2 SO 4 (aq) 2 H 2 O (l) d) 3 H 2 S (aq) 2 Al(OH) 3 (aq) 1 Al 2 S 3 (s) 6 H 2 O (l) e) 2 H 3 PO 4 (aq) 3 Mg(OH) 2 (aq) 1 Mg 3 (PO 4 ) 2 (aq) 6 H 2 O (l) 3. Complétez les phrases suivantes. a) Au cours d une neutralisation, les produits formés sont un sel et de l eau. b) Au cours d une neutralisation, les ions hydrogène (H ) de l acide réagissent avec les ions hydroxyde (OH ) de la base pour former de l eau. c) Après une neutralisation, le ph de la solution finale est égal à 7. d) Pour qu il y ait neutralisation, il faut que les quantités d ions hydrogène (H ) et d ions hydroxyde (OH ) soient égales. e) Si, au cours d une neutralisation, la quantité d ions hydrogène (H ) est supérieure à la quantité d ions hydroxyde (OH ), le ph de la solution sera inférieur à 7. Synergie Univers matériel Concept ST

11 UM 3.7 1/1 C La synthèse, la décomposition et la précipitation Manuel, p. 104 à 108 Synergie UM S3 Corrigé 1. Complétez les phrases suivantes. a) Au cours d une réaction de synthèse, les produits sont plus complexes que les réactifs. b) Lorsque le mélange de deux solutions provoque l apparition d un solide en suspension, c est qu il s est produit une réaction de précipitation. c) Une réaction dans laquelle il y a formation de substances moins complexes que les réactifs en solution est une décomposition. 2. Traduisez sous forme d équations balancées les énoncés suivants. a) La synthèse du trichlorure d azote gazeux (NCl 3 (g) ) s obtient en faisant réagir le dichlore gazeux (Cl 2 (g) ) avec du diazote gazeux (N 2 (g) ). N 2 (g) 3Cl 2 (g) 2 NCl 3 (g) b) Le chlorate de potassium solide (KClO 3 ) se décompose facilement sous l action de la chaleur en chlorure de potassium (KCl) en dégageant du dioxygène gazeux (O 2 ). 2 KClO 3 (s) 2KCl (s) 3 O 2 (g) c) Au cours du mélange d une solution de carbonate de disodium (Na 2 CO 3 ) avec une solution de dichlorure de calcium (CaCl 2 ), il se forme un précipité blanc de carbonate de calcium (CaCO 3 ) dans une solution de sel de table (NaCl). Na 2 CO 3 (aq) CaCl 2 (aq) CaCO 3 (s) 2 NaCl (aq) 3. Balancez chacune des équations suivantes et nommez son type de réaction (synthèse, décomposition, précipitation ou neutralisation). a) 1 MgCl 2 (s) 3 O 2 (g) 1 Mg(ClO 3 ) Synthèse 2 (s) b) 4 Na (s) 1 O 2 (g) 2 Na 2 O Synthèse (s) c) 2 H 3 AsO 4 (aq) 1 As 2 O 5 (aq) 3 H 2 O (l) Décomposition d) 2 NaClO 3 (s) 2 NaCl (s) 3 O 2 (g) Décomposition e) 1 (NH 4 ) 2 S (aq) 1 Ni(NO 3 ) 2 (aq) 2 NH 4 NO 3 (aq) 1 NiS (s) Précipitation f) 1 Fe 2 (SO 4 ) 3 (aq) 6 KOH (aq) 3 K 2 SO 4 (aq) 2 Fe(OH) 3 (s) Précipitation g) 1 Fe 2 O 3 (s) 3 H 2 (g) 3 H 2 O (g) 2 Fe (s) Décomposition h) 4 Al (s) 3 O 2 (g) 2 Al 2 O 3 (s) Synthèse i) 2 Na 2 O 2 (s) 2 H 2 O (l) 4 NaOH (aq) 3 O 2 (g) Décomposition j) 3 H 2 S (aq) 2 Al(OH) 3 (aq) 1 Al 2 S 3 (s) 3 H 2 O (l) Neutralisation Synergie Univers matériel Concept

12 Synergie UM S3 Corrigé C Écrivez l équation balancée de cette neutralisation en y incluant la chaleur dégagée. HCl (aq) NaOH (aq) NaCl (aq) H 2 O (l) 50,3 kj 11. Quelle variation de température ( t) aurait-on obtenue si l on avait utilisé des solutions : a) 5 fois plus concentrées? La variation de température ( t) aurait été 5 fois plus grande. b) 10 fois plus concentrées? La variation de température ( t) aurait été 10 fois plus grande. 12. Le fait de changer la concentration des solutions modifierait-il la chaleur molaire de neutralisation? Justifiez votre réponse. Non, seule la variation de température ( t) aurait changé dans ce cas. La conclusion 13. Étant donné les résultats obtenus, votre hypothèse de départ était-elle justifiée? Plusieurs réponses possibles selon l hypothèse retenue. Exemple : Non, je ne pensais pas qu une neutralisation pouvait libérer autant de chaleur. 14. La neutralisation réalisée est-elle une réaction endothermique ou exothermique? La neutralisation est une réaction exothermique. PARTIE FACULTATIVE CALCUL DE LA CHALEUR DE RÉACTION 15. Quelle est la chaleur molaire de neutralisation de l acide chlorhydrique (HCl)? La chaleur molaire est de J / mol ou 50,3 kj / mol. Fiche LABO UM 3.8 4/4 NOM : C O R R I G ÉGROUPE : DA TE : 3.8 Les réactions endothermiques et exothermiques Manuel, p. 107 et Complétez les phrases suivantes. a) Une réaction qui dégage de l énergie est une réaction exothermique. b) Une réaction qui nécessite de l énergie est une réaction endothermique. c) Lorsqu une réaction endothermique se produit spontanément, elle provoque une diminution de la température du milieu ambiant. d) Dans l équation d une réaction endothermique, la chaleur est inscrite du côté des réactifs. Dans ce type de réaction, l énergie des produits est plus grande que l énergie des réactifs. 2. Au cours d une expérience de laboratoire, on neutralise 0,1 mol d acide nitrique (HNO 3 ) à l aide d une solution d hydroxyde de sodium (NaOH) selon l équation suivante : HNO 3 (aq) NaOH (aq) NaNO 3 (aq) H 2 O (l) 33 kj Quelle quantité de chaleur sera libérée au cours de cette neutralisation? 3,3 kj 3. Indiquez si les réactions suivantes sont endothermiques ou exothermiques. Justifiez vos réponses. a) L électrolyse de l eau (H 2 O). La réaction est endothermique, car on doit fournir de l énergie électrique pour que la réaction s effectue. b) La combustion du magnésium (Mg). La réaction est exothermique, car la combustion dégage de la chaleur. UM 3.8 1/2 c) La décomposition de bicarbonate de sodium (NaHCO 3 ) sous l action de la chaleur. La réaction est endothermique parce qu on doit chauffer la réaction pour qu elle se produise. d) Fe 2 O 3 (s) 832 kj O 2 (g) Fe (s) La réaction est endothermique parce que la chaleur est placée du côté des réactifs. 62 Synergie Univers matériel Concept 3.8 Synergie Univers matériel Concept

13 UM 3.8 2/2 C26 Synergie UM S3 Corrigé e) 2 CO (g) O 2 (g) 2 CO 2 (g) 566 kj La réaction est exothermique, car la chaleur est placée du côté des produits. f) La synthèse de l eau (H 2 O). La réaction est exothermique, car une explosion est un signe de dégagement d énergie. 4. Comme l indique l équation suivante, décomposer une mole d eau (H 2 O) par électrolyse nécessite 285,8 kj. a) Quelle quantité d énergie électrique serait requise pour décomposer 2 g d eau (H 2 O)? 31,7 kj b) Quelle quantité d énergie devra-t-on fournir pour produire 2,02 g de dihydrogène (H 2 )? 285,8 kj 64 Synergie Univers matériel Concept H 2 O (l) 571,6 kj 2 H 2 (g) O 2 (g)

14 UM 3.9 1/1 3.9 L oxydation et la combustion ST ATS C28 Manuel, p. 109 à 111 Synergie UM S3 Corrigé 1. Complétez les phrases suivantes. a) Plusieurs combustions s effectuent très lentement sans que la chaleur produite soit perceptible, comme les réactions d oxydation. b) Pour qu il y ait combustion, trois éléments sont indispensables : le combustible, le comburant et le point d ignition. c) Lorsqu une combustion nécessite peu ou pas de chaleur pour s amorcer, on parle de combustion spontanée. d) On arrose un incendie pour diminuer la température de la matière combustible. e) Plusieurs laboratoires sont munis d extincteur à neige carbonique. Le rôle du gaz carbonique sur le «triangle de feu» est de remplacer le comburant. f) Lorsque du foin humide est entreposé, il arrive qu il entre en décomposition. Cette réaction dégage suffisamment de chaleur pour déclencher une combustion spontanée. g) Les réactions d oxydation sont généralement lentes, alors que les combustions sont vives, ce qui rend leur dégagement d énergie perceptible. 2. En vous inspirant du «triangle de feu», décrivez le rôle des actions suivantes, recommandées en forêt après avoir fait un feu. a) Enterrer les cendres : Cette action prive le feu de son comburant. b) Verser de l eau sur le feu : Cette action vise à baisser la température du combustible (et en arrosant la terre ou le sable, on le rend encore plus étanche pour empêcher le comburant d atteindre d éventuelles braises). 3. Pour chacune des réactions suivantes, indiquez s il s agit d oxydation ou de combustion. a) Un morceau de calcium métallique ternit rapidement lorsqu il est exposé à l air: Oxydation b) Un ruban de magnésium s enflamme en émettant une lumière vive : Combustion c) 2 Zn (s) O 2(g) 2 ZnO (s) : d) C 2 H 5 OH (l) O 2 (g) CH 3 COOH (l) H 2 O (l) : e) 2 C 2 H 6 (g) 7 O 2 (g) 4 CO 2 (g) 6 H 2 O (g) : Oxydation Oxydation Combustion 70 Synergie Univers matériel Concept 3.9

15 Fiche ACTIVITÉ UM /3 UM /2 C30 Synergie UM S3 Corrigé 7. À la lumière des résultats que vous avez observés au cours de la démonstration, aviez-vous correctement répondu à la question 1? Expliquez votre réponse en la justifiant à l aide des nouvelles informations acquises pendant la démonstration. Plusieurs réponses possibles. Exemple : La démonstration m a permis de constater que j avais bien deviné quel gaz allait être formé. Elle m a permis de comprendre l importance et le rôle du dioxyde de carbone (CO 2 ) dans la photosynthèse et de bien voir le dégagement de dioxygène (O 2 ) au cours du processus. 8. Sachant que la respiration est le processus inverse de la photosynthèse, proposez une expérience qui permettrait de démontrer que la respiration cellulaire produit du dioxyde de carbone (CO 2 ). Plusieurs réponses possibles. Exemple : Je pourrais mettre la plante dans un bécher rempli d une solution contenant du dioxygène (O 2 ) et placer le montage dans un endroit sans lumière. Après un certain temps, on constaterait la formation d un gaz, que l on pourrait nommer en introduisant de l eau de chaux [Ca(OH) 2 en solution saturée] dans l éprouvette. Si l eau de chaux se trouble, c est que le gaz produit est du dioxyde de carbone (CO 2 ). 9. Soit l équation chimique de la photosynthèse : Quelles sont les conditions optimales pour que la formation de dioxygène (O 2 ) au cours du processus de la photosynthèse soit la plus grande? Plusieurs réponses possibles. Exemple : Pour obtenir une plus grande formation de dioxygène (O 2 ) au cours de la photosynthèse, la plante doit être dans un milieu où l eau est en quantité suffisante, où la concentration de dioxyde de carbone (CO 2 ) dans l air est très grande et où l intensité lumineuse est suffisamment forte. Cela explique que la photosynthèse ne se produit que le jour. 76 Synergie Univers matériel Concept CO 2 6 H 2 O lumière C 6 H 12 O 6 6 O La photosynthèse et la respiration Manuel, p. 112 et Définissez les termes suivants. a) Photosynthèse : La photosynthèse est la transformation chimique par laquelle les organismes vivants transforment l énergie rayonnante du Soleil en énergie chimique. b) Respiration : La respiration est la transformation chimique par laquelle l énergie contenue dans les sucres est libérée pour effectuer du travail dans les cellules vivantes. c) Chlorophylle : La chlorophylle est un pigment de couleur verte qui capte le rayonnement solaire chez la plante. La photosynthèse 2. Quelle est l équation chimique de la photosynthèse? 6 CO 2 (g) 6 H 2 O (l) énergie C 6 H 12 O 6 (s) 6 O 2 (g) 3. Quel rôle joue la chlorophylle dans le processus de la photosynthèse? La chlorophylle capte l énergie de soleil, élément essentiel à la transformation chimique qu on appelle photosynthèse. 4. Pourquoi la photosynthèse est-elle essentielle à tous les écosystèmes? La photosynthèse est essentielle à tous les écosystèmes, car la synthèse du glucose (C 6 H 12 O 6 ) qui en est issu à partir de l énergie du Soleil est la base de presque toutes les chaînes alimentaires de tous les écosystèmes. De plus, la photosynthèse produit le dioxygène (O 2 ), indispensable à la respiration des êtres vivants. La respiration ST ST ST 5. Quelle est l équation chimique de la respiration? C 6 H 12 O 6 (s) 6 O 2 (g) 6 CO 2 (g) 6 H 2 O (l) énergie 6. Quel organisme vivant respire? Plusieurs réponses possibles. Exemple : Tous les organismes vivants respirent. Ce ne sont pas seulement les animaux qui respirent, ce sont autant les végétaux que les organismes unicellulaires qui respirent. Synergie Univers matériel Concept

16 Synergie UM S3 Corrigé C31 UM /2 7. La respiration est-elle une réaction endothermique ou exothermique? Expliquez votre réponse. Plusieurs réponses possibles. Exemple : La respiration cellulaire est une réaction exothermique, c est-à-dire qu il y a dégagement de chaleur au cours de la combustion du glucose. 8. Quel rôle joue le glucose chez la plante? Plusieurs réponses possibles. Exemple : Au cours de la respiration, le glucose sert à libérer par combustion l énergie nécessaire au bon fonctionnement de la cellule et à la production d autres molécules organiques. 78 Synergie Univers matériel Concept 3.10