Solutionnaire. Forme A ÉTUDE DES GAZ

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1 Solutionnaire ÉTUDE DES GAZ Lyne Desranleau, C.S. des Hautes-Rivières

2 oui

3 5. Ce phénomène s appelle la diffusion. Les molécules gazeuses sont indépendantes les unes des autres. Elles se répandent dans l espace, en se déplaçant en ligne droite et en changeant de direction lors de collisions avec d autres particules. 6. C (s) NaOH (l) Xe (g) Cl 2 (g) C 3 H 8 (g) Ne (g). 7. a) Lors de l ébullition, une substance passe de la phase liquide à la phase gazeuse tandis que lors de la fusion, la substance passe de la phase solide à la phase liquide. b) Parce qu une fois le point de fusion est atteint, toute la chaleur fournie sert à briser les liens qui retiennent les molécules à l état solide. Une fois que tout le solide est devenu liquide, la chaleur fournie recommence à faire grimper la température du liquide jusqu au point d ébullition. Une fois le point d ébullition atteint, toute la chaleur fournie sert à briser les liens qui retiennent les molécules à l état liquide. Une fois que tout le liquide est devenu gazeux et la chaleur fournie recommence à faire grimper la température de la vapeur. 8. a) L or. b) L acétone, l eau, l éthanol et le mercure. c) L hydrogène et le néon. d) L or et le sel de table. e) L hydrogène. 9. La température d ébullition varie en fonction de la pression atmosphérique. Plus l altitude est élevée, plus les molécules d air sont rares et ainsi la pression atmosphérique est basse. Alors, le point d ébullition est plus bas au sommet du mont Everest qu à Montréal (72 o C). La température étant moins élevée, la cuisson prend plus de temps. 10. a) Dans le condensateur, le gaz devient liquide en libérant de la chaleur à l extérieur du congélateur; c est la liquéfaction. b) Dans l évaporateur, le liquide redevient gaz en absorbant de la chaleur. Ainsi, il se trouve à refroidir l intérieur du congélateur, c est la vaporisation. 11. Il devrait porter des raquettes, des longs skis ou une planche. Il doit répartir son poids ou s alléger s il ne veut pas s enfoncer. D après la formule, la pression diminue si l aire augmente ou si la force diminue (en enlevant et déposant son manteau par exemple). 12. Un gain de stabilité se traduit par une libération d énergie. Si la réaction de gauche à droite est exothermique, on peut conclure que les produits sont plus stables que ne le sont les réactifs. 13. a) 1 ère réponse 3

4 14. Le cycle de l oxygène se déroule en deux temps : la respiration (oxygène extrait de l air) et la photosynthèse (processus par lequel les plantes retournent l oxygène dans l air). Lors du cycle du carbone, les plantes utilisent le dioxyde de carbone présent dans l air pour fabriquer de l oxygène. Le dioxyde de carbone retourne dans l atmosphère par la respiration ou la combustion du bois ou combustibles fossiles. 2 e réponse Les cycles de l oxygène et du carbone se déroulent en deux temps. Lors de la respiration ou lors de la combustion du bois (ou autres combustibles fossiles), l oxygène est puisé dans l air et du dioxyde de carbone est injecté dans l atmosphère. Lors de la photosynthèse, les plantes dissocient du dioxyde de carbone qu elles puisent dans l air et retournent de l oxygène dans l air. Le carbone qui reste entrera dans la composition de sucres. b) Le cycle de l eau se résume en quelques étapes : évaporation, condensation, précipitation, écoulement et de nouveau, évaporation. c) Non. L ozone protège la terre en utilisant les U.V. pour fabriquer de l oxygène. O 3 (g) + U.V. O (g) + O 2(g), l ozone se régénère de lui-même ensuite : O (g) + O 2(g) O 3(g) + énergie. Les CFC libèrent le Cl réactif qui entre en réaction avec l ozone et déstabilise le cycle. Cl (g) + O 3(g) ClO (g) + O 2(g), ClO (g) + O (g) Cl (g) + O 2(g), O 3(g) + O (g) 2 O 2(g). a) L air contenu dans le ballon se dilate en se réchauffant. Cet air chaud est moins dense que l air ambiant. La masse volumique de l air chaud est plus petite que celle d air froid. b) Il contient un gaz (hélium) moins dense que l air puisque l hélium possède une masse volumique plus petite que celle de l air. c) Grâce à la portance, force exercée vers le haut, l avion peut monter. La portance est le fait que la pression de l air est plus faible sur l aile que sous l aile. Ce qui a pour effet de soulever l avion. 15. Les gaz inhalés passent dans le sang au niveau des poumons. Les gaz circulent ensuite dans les vaisseaux sanguins vers toutes les parties de l organisme, comme le cerveau

5 Santé CO : Asphyxie (mort) SO 2 : Troubles respiratoires NO 2 : Maladies respiratoires Hydrocarbures : Cancers Ozone : Brûlures aux poumons et cancer de la peau CO 2 : Troubles respiratoires lorsque CO 2 est en trop grande concentration, le O 2 devient rare et la respiration est difficile. Environnement aucun pluies acides pluies acides pluies acides et effet de serre effet de serre effet de serre 17. a) L azote et l oxygène. L oxygène sert aux combustions et à la respiration. L azote joue un rôle tampon, car l air ne doit pas être trop concentré en O 2. b) N 2 : Volcans en activité. O 2 : Produit par les végétaux. 18. Les particules d un gaz sont en mouvement et entrent en collision les unes avec les autres. Si on réduit l espace dans lequel les particules se trouvent, elles vont entrer plus souvent en collision. Donc, la pression augmente, car elle est le résultat de ces collisions. 19. La pression atmosphérique est due au poids de l air situé au-dessus de cet endroit. 20. La pression diminue lorsque la température diminue. Ainsi, les ballons, étant des contenants à paroi mobile, vont diminuer de volume. 21. Les molécules d un gaz sont continuellement en mouvement et ont tendance à occuper tout l espace à leur disposition. Au début le piston est stable, car la pression intérieure (à gauche) est égale à la pression atmosphérique (à droite) qui elle, demeurera constante. Lors de l ajout d air, il y a donc plus de molécules, donc plus de collisions, donc plus de pression. Le volume de gauche va donc augmenter et déplacer le piston vers la droite jusqu à ce que la pression de gauche soit redescendue à la pression atmosphérique. 22. La pression augmente avec la température. Donc si on chauffe la bonbonne, contenant déjà un gaz sous pression, celle-ci risque d exploser sous l effet d une pression plus grande. 23. P 2 = 200 kpa. 24. P 2 = kpa. 25. V 2 = 20 L. 26. V 1 = 22,5 L. 5

6 27. L instrument de mesure de la pression atmosphérique est le baromètre, alors que l on mesure la pression d un gaz à l aide d un manomètre. 28. a) 202 litres. b) 168 grammes. c) 12,3 grammes kpa (en tenant compte des chiffres significatifs). 30. H = 794 KJ (exothermique). 31. Le carbone C possède 4 électrons de valence, il a tendance à partager ses 4 électrons afin de trouver une stabilité. Dans la molécule CO, le carbone ne partage que deux 2 électrons. C O C = O Dans la molécule CO 2, le carbone y partage ses 4 électrons. La molécule sera stable, le carbone ne tendra pas à réagir avec d autres substances pour compléter sa couche. O C O O = C = O 32. A et D car à température et pression constantes, le volume est directement proportionnel au nombre de moles de molécules. On a par exemple : 2 volumes de H 2 2 moles de H 2 2 molécules de H 2 1 volume de O 2 1 mole de O 2 1 molécule de O A) + B) + 6

7 C) + D) + E) + Note : Il y a d autres possibilités. 34. Réponse : a, d et e. a) Pour acquérir une stabilité, le carbone doit partager 4 électrons. Un atome d iode ne peut partager qu un seul électron. La molécule CI 4 est stable ou la molécule CI 3 est instable. d) La différence d électronégativité entre Be et F est supérieure à 1,7. On retrouve deux liaisons ioniques dans la molécule BeF 2. e) Le lithium cède 1 électron à l oxygène. Ce dernier a besoin de 2 électrons. Le composé formé de 2 liaisons ioniques est Li 2 O. Note : Si différence d électronégativité est inférieure à 0,4 alors la liaison est covalente pure; si elle est comprise entre 0,4 et 1,7 c est une liaison covalente polaire. Si elle est supérieure à 1,7, c est une liaison ionique. 35. a) Tableau donnant les pressions correspondantes à différents volumes ainsi que le produit de la pression par le volume. volume (litre) (litre -1 ) pression (kpa) pression volume (kpa L) 10 0, , , , , ,5 0, ,25 0,

8 b) Graphique de la pression en fonction de l inverse du volume. Pression (kpa) 800 (0,8 ; 800) (0,1 ; 100) (Litre -1 ) m = ( ) kpa = 700 kpa = 1000 kpa L. (0,8 0,1) L -1 0,7 L -1 Puisque la relation est directe; i.e. la droite passe par l origine, alors b = 0. Finalement : ou PV = c) La pression et le volume sont inversement proportionnels. a) La température et la quantité de gaz (nombre de moles), car elles sont susceptibles d influencer la pression et/ou le volume et donc de fausser les résultats. b) Variable dont la valeur est mesurée après avoir réglé la variable indépendante. Elle est placée sur l axe des ordonnées c) Variable dont la valeur est réglée par l expérimentateur. Elle est placée sur l axe des abscisses. a) Le nombre de moles de gaz et le volume. b) La température. c) La pression. d) 1) la pente est égale à 0,56. 2) y = mx + b, où b = 0 car la relation est directe (elle passe par l origine). P = 0,56 T 8

9 3) 28 kpa. 9