Notions de mole et de Stoechiométrie (2)

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1 Notions de mole et de Stoechiométrie (2) 1. La décomposition de 1,00g de carbonate de calcium (CaCO 3 ) entraîne la formation de 0,56g d oxyde de calcium (CaO) et un dégagement de dioxyde de carbone (CO 2 ). Écrivez l équation équilibrée et déterminez la masse de dioxyde de carbone formé. 2. La réaction de combustion de l éthylène est représentée par l équation chimique suivante : C 2 H 4 + O 2 CO 2 + H 2 O Balancez l équation et déterminez le nombre de moles de CO 2 et la masse d eau obtenue lors de l utilisation de 19,2g d oxygène gazeux. 3. La combustion de 0,4 mole de butane (C 4 H 10 ) produit du dioxyde de carbone et de l eau. Quelle est la masse d'oxygène requise pour brûler complètement le butane? Combien de mole(s) de dioxyde de carbone et de molécules d eau sont formées? 4. L aluminium réagit avec le sesquioxyde de fer (Fe 2 O 3 ) pour former l oxyde ferreux (FeO) et du trioxyde d aluminium. Si vous utilisez 8,1g d aluminium, quels seront la masse et le nombre de moles de trioxyde d aluminium formé? 5. Combien de molécules de chlorure de sodium sont requises pour former 4,44g de chlorure de calcium (CaCl 2 ), la réaction étant : CaCo 3 + NaCl Na 2 CO 3 + CaCl 2 6. Lors de la combustion du soufre (S 8 ), il y a formation de dioxyde de soufre (SO 2 ). Calcule le nombre de molécules de soufre et d oxygène requis pour former 4 x 10-3 mole de SO La synthèse de l ammoniac (NH 3 ) s effectue à partir de ses éléments : l azote gazeux et l hydrogène gazeux. Combien faut-il de molécules d azote et de moles de molécules d hydrogène pour produire 1,7g d ammoniac? 8. La combustion du sucre ou sucrose (C 12 H 22 O 11 ) produit du dioxyde de carbone et de l eau. Sachant que 1,8 x molécules de sucre ont réagi, calcule le nombre de moles d eau formées, ainsi que le nombre de mole d oxygène requises. 9. Soit le système représenté par l équation non équilibrée suivante : H 2 + O 2 H 2 O Combien faut-il de molécules pour réagir avec 6 x 10-4 g d oxygène? 10. La combustion de la paraffine (C 25 H 52 ) dégage du dioxyde de carbone et de l eau. Quelle est la masse de paraffine requise pour former 3,6 x molécules de dioxyde de carbone?

2 11. La formation de l acide sulfurique peut-être représentée par l équation suivante : S 8 + O 2 + H 2 O H 2 SO 4 Quelle masse de soufre, quel nombre de moles d oxygène et quel nombre de molécules d eau est requis pour former 1,96g de H 2 SO 4? 12. Lors du chauffage du sesquioxyde de fer (Fe 2 O 3 ), ce dernier se décompose en ses éléments (Fe et O 2 ). Quel sera le nombre d atome d oxygène qui sera formé lorsque 0,42g de sesquioxyde se décompose? 13. L oxyde de manganèse (IV) (MnO 2 ) réagit avec l acide bromhydrique pour donner du brome, du bromure de manganèse (II) (MnBr 2 ) et de l eau. Quelle masse de HBr doit être mis en réaction pour fournir 60g de brome? 14. Un morceau de fer est placé dans une solution de sulfate de cuivre (II) (CuSO 4 ); il se forme du sulfate de fer (II) (FeSO 4 ) et du cuivre. Quelle masse de sulfate ferreux sera produite si 15,95g de sulfate cuivrique réagit complètement? 15. En solution, le nitrate d argent et le chlorure de sodium se décomposent naturellement de sorte que du nitrate de sodium est produit et du chlorure d argent est précipité. Si 2,87g de chlorure d argent ont été précipités, combien de mole de nitrate d'argent et de chlorure de sodium ont réagit? 16. Une solution de Cu(NO 3 ) 2 renferme 200 mg de ce sel par millilitre. Quelle est sa molarité? 17. Quel volume de HCl à 10 mol/l est nécessaire pour préparer 5,0 l de HCl à 2,5 mol/l? 18. Une solution d acide chlorhydrique a un ph de 3. Si cette solution acide était diluée par un facteur de 200, quel serait son ph? 19. Quel est le ph d une solution dans laquelle la concentration d ions OH - est de 2,5 x 10-5 mol/l?

3 Réponses : Notions de mole et de Stoechiométrie 1. La décomposition de 1,00g de carbonate de calcium (CaCO 3 ) entraîne la formation de 0,56g d oxyde de calcium (CaO) et un dégagement de dioxyde de carbone (CO 2 ). Écrivez l équation équilibrée et déterminez la masse de dioxyde de carbone formé. CaCO 3 CaO + CO 2 1,00g 0,56g 1,00 g = 0,56 g + x g x g = 1,00g 0,56g = 0,44g 2. La réaction de combustion de l éthylène est représentée par l équation chimique suivante : C 2 H 4 + O 2 CO 2 + H 2 O Balancez l équation et déterminez le nombre de moles de CO 2 et la masse d eau obtenue lors de l utilisation de 19,2g d oxygène gazeux. C 2 H 4 + 3O 2 2CO 2 + 2H 2 O 28g 96g 88g 36g 19,2g (19,2x88/96) (19,2x36/96) 17,6g 7,2g 7,2 g d eau 1mol de CO 2 = 44g donc 17,6g = 0,4mol 3. La combustion de 0,4 mole de butane (C 4 H 10 ) produit du dioxyde de carbone et de l eau. Quelle est la masse d'oxygène requise pour brûler complètement le butane? Combien de mole(s) de dioxyde de carbone et de molécules d eau sont formées? 2C 4 H O 2 8CO H 2 O 0,4mol (0,4x13/2) (0,4x8/2) (0,4x10/2) 0,4 mol 2,6mol 1,6mol 2mol 2,6mol x 32g/mol = 83,2g 1,6mol de dioxyde de carbone 2mol x 6,023x10 23 molécules/mol = 12,046x10 23 molécules d eau 4. L aluminium réagit avec le sesquioxyde de fer (Fe 2 O 3 ) pour former l oxyde ferreux (FeO) et du trioxyde d aluminium. Si vous utilisez 8,1g d aluminium, quels seront la masse et le nombre de moles de trioxyde d aluminium formé? 10Al + 15Fe 2 O 3 30FeO + 5Al 2 O 3 270g 5 moles 8,1g x mole(s) x=8,1g x 5mol / 270g = 0,15 mol On a 0,15 mol de trioxyde d aluminium, ce qui représente 15,5g. 5. Combien de molécules de chlorure de sodium sont requises pour former 4,44g de chlorure de calcium (CaCl 2 ), la réaction étant : CaCo 3 + NaCl Na 2 CO 3 + CaCl 2 CaCo 3 + 2NaCl Na 2 CO 3 + CaCl 2 2mol 111g x mol 4,44g x mol = 4,44(g) x 2(mol)/111(g/mol) = 0,08 mol

4 6. Lors de la combustion du soufre (S 8 ), il y a formation de dioxyde de soufre (SO 2 ). Calcule le nombre de molécules de soufre et d oxygène requis pour former 4 x 10-3 mole de SO 2. S 8 + 8O 2 8SO 2 1mol 8mol 8mol 0,004/8 mol 0,004mol 0,004mol Il faut 0,0005 x 6,023x10 23 molécules de soufre, donc 3x10 20 molécules. Il faut 0,004 mol x 6,023x10 23 molécules d oxygène, donc 2,4x10 21 molécules. 7. La synthèse de l ammoniac (NH 3 ) s effectue à partir de ses éléments : l azote gazeux et l hydrogène gazeux. Combien faut-il de molécules d azote et de moles de molécules d hydrogène pour produire 1,7g d ammoniac? 3H 2 + N 2 2NH 3 3mol 1mol 34g 0,15mol 0,05mol 1,7g 0,15molx 6,023x10 23 molécules/mol = 9,0 x molécules de H 2. 0,05 molx 6,023x10 23 molécules/mol =3,0 x molécules de N La combustion du sucre ou sucrose (C 12 H 22 O 11 ) produit du dioxyde de carbone et de l eau. Sachant que 1,8 x molécules de sucre ont réagi, calcule le nombre de moles d eau formées, ainsi que le nombre de mole d oxygène requises. 1,8 x molécules/ 6,023x10 23 molécules/mol=0,030mol C 12 H 22 O O 2 12CO H 2 O 0,030mol Oxygène = 0,030mol x 12 = 0,36 mol Eau = 0,030mol x 11 = 0,33 mol 9. Soit le système représenté par l équation non équilibrée suivante : H 2 + O 2 H 2 O Combien faut-il de molécules pour réagir avec 6 x 10-4 g d oxygène? 6 x 10-4 g d O 2 / 32g/mol = 1,875x10-5 mol 2H 2 + O 2 2H 2 O 1,875x10-5 mol Pour le dihydrogène et l eau, on a 2 x 1,875x10-5 mol, donc 6,023x10 23 x 2 x 1,875x10-5 = 2,26x10 19 molécules de chacun. 10. La combustion de la paraffine (C 25 H 52 ) dégage du dioxyde de carbone et de l eau. Quelle est la masse de paraffine requise pour former 3,6 x molécules de dioxyde de carbone? 3,6 x10 21 molécules/6,023x10 23 molécules/mol = 6,0 x 10-3 ou 0,0060 mol C 25 H O 2 25CO H 2 O 0,0060mol 0,0060mol/25mol = 0,00024mol ou 2,4x10-4 mol. 2,4x10-4 mol x 352g/mol = 0,084g

5 11. La formation de l acide sulfurique peut-être représentée par l équation suivante : S 8 + O 2 + H 2 O H 2 SO 4 Quelle masse de soufre, quel nombre de moles d oxygène et quel nombre de molécules d eau est requis pour former 1,96g de H 2 SO 4? 1,96g/98g/mol = 0,02mol S O 2 + 8H 2 O 8H 2 SO 4 0,02mol Oxygène : 0,02x12/8 mol = 0,03mol Eau : 0,02mol x 6,023 x10 23 = 1,2 x10 22 molécules Soufre : 0,02 mol x1/8 = 0,0025 mol x (8x32g) = 0,64g 12. Lors du chauffage du sesquioxyde de fer (Fe 2 O 3 ), ce dernier se décompose en ses éléments (Fe et O 2 ). Quel sera le nombre d atome d oxygène qui sera formé lorsque 0,42g de sesquioxyde se décompose? 2Fe 2 O 3 4Fe + 3O 2 2 mol 3mol 160g 96g 0,42g x moles x = 0,42x96/160 = 0,252g 0,252g/32g = 0,0079mol On a donc 0,0079 mol de O 2 ce qui nous donne 0,0079x6,023x10 23 molécules = 4,7x10 21 molécules. Donc, 9,4 x atomes d oxygène. 13. L oxyde de manganèse (IV) (MnO 2 ) réagit avec l acide bromhydrique pour donner du brome, du bromure de manganèse (II) (MnBr 2 ) et de l eau. Quelle masse de HBr doit être mis en réaction pour fournir 60g de brome? 60 g de Br 2 correspond à 60/160 moles = 0,375 mol MnO 2 + 4HBr Br 2 + MnBr 2 + 2H 2 O 0,375mol On doit avoir 4x0,375mol de HBr, donc 1,5mol. Donc 1,5mol x 81g/mol = 121,5 g 14. Un morceau de fer est placé dans une solution de sulfate de cuivre (II) (CuSO 4 ); il se forme du sulfate de fer (II) (FeSO 4 ) et du cuivre. Quelle masse de sulfate ferreux sera produite si 15,95g de sulfate cuivrique réagit complètement? 15,95g de CuSO 4 correspond à 15,95/159,5 = 0,1000 mol Fe + CuSO 4 FeSO 4 + Cu 0,1mol 0,1mol On a donc 0,1 mol de FeSO 4, ce qui correspond à 15,20g 15. En solution, le nitrate d argent et le chlorure de sodium se décomposent naturellement de sorte que du nitrate de sodium est produit et du chlorure d argent est précipité. Si 2,87g de chlorure d argent ont été précipités, combien de mole de nitrate d'argent et de chlorure de sodium ont réagit? 2,87g de AgCl correspond à 2,87/143,5 = 0,02 mol AgNO 3 + NaCl NaNO 3 + AgCl (s) 0,02mol 0,02mol de chacun

6 16. Une solution de Cu(NO 3 ) 2 renferme 200 mg de ce sel par millilitre. Quelle est sa molarité? 0,2g correspond à 0,2/187,5 = 0, mol Donc 0, mol/ml, soit 1,067mol/l 17. Quel volume de HCl à 10 mol/l est nécessaire pour préparer 5,0 l de HCl à 2,5 mol/l? c 1 v 1 =c 2 v 2 10mol/l x v = 2,5mol/l x 5,0 l x = 2,5 x 5,0 /10 = 1,25litres 18. Une solution d acide chlorhydrique a un ph de 3. Si cette solution acide était diluée par un facteur de 200, quel serait son ph? ph 3 = 10-3 mol/l de H + c 1 v 1 =c 2 v mol/l x 1 l = c 2 x 200 l c 2 = 10-3 x 1 / 200 = 5x10-6 mol/l ph = log 1/[H] donc = log 1/5x10-6 = 5,3 19. Quel est le ph d une solution dans laquelle la concentration d ions OH - est de 2,5 x 10-5 mol/l? [H + ] x [OH - ] = / 2,5 x 10-5 = 4 x ph = log 1/4 x10-10 ph = 9,4

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