CORRIGE EXERCICES SUR REACTION CHIMIQUE

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1 CORRIGE EXERCICES SUR REACTION CHIMIQUE 1 Exercice 1 : 1.) n = m M = 6,00,8 2.) n = m M n = 0,108 mol et N = n. = 0, N = 6, m = n. M = 1,2. 63, m = 96, g atomes 3.) q = 1, C donc Q 1mole =. q = , = C 1 Faraday = 1 F = C Exercice 2 : a) M(H 2 SO 4 ) = 2 x x 32,1 + 4 x 16 M(H 2 SO 4 ) = 98,1 g.mol 1 b) M(Cu SO 4 ) = 1 x 63, + 1 x 32,1 + 4 x 16 M(Cu SO 4 ) = 19,6 g.mol 1 c) M(NaCl) = 1 x x 3, M(NaCl) = 8, g.mol 1 d) M(C H 12 ) = x x 1 M(C H 12 ) = 72,0 g.mol 1 Exercice 3 : 2 Na OH + H 2 SO 4 Na 2 SO H 2 O 4 Al + 3 O 2 2 Al 2 O 3 C 3 H 8 + O 2 3 CO H 2 O Ba (NO 3 ) 2 + H 2 SO 4 Ba SO H NO 3 Exercice 4 : Equation de réaction C 3 H 8 + O 2 3 CO H 2 O Donnée : n = m M = 3, Tableau d avancement de la réaction : n = 79,4 = 79 mol EQUATION CHIMIQUE C 3 H 8 O 2 3 CO 2 4 H 2 O ETAT du SYSTEME ( en mol ) ( en mol ) ( en mol ) ( en mol ) ( en mol ) t = n O2 0 0 t quelconque x 79 x n O2 x + 3 x + 4 x t final x L 0 0 = n O2 x L 3 x L 4 x L Réactif limitant x L : 79 x L = 0 x L = 79 mol Nous pouvons maintenant répondre aux questions posées : 1.) olume de dioxygène nécessaire : d après le tableau : 0 = n O2 x L n O2 = x L D autre part : n O2 = O2 m = x L O2 = x L. m = ,4

2 Donc O2 = 8, L = 89 m ) olume d air nécessaire : O2 = air air = O2 =. 89 air = 44 m 3 3.) Masse d eau formée : n H2O = m H2O M H2O = 4.x L m H2O = 4. x L. M H2O m H2O = m H2O = g = 7,2 kg 4.) olume de dioxyde de carbone formé : n CO2 = CO2 m = 3.x L CO2 = 3. x L. m CO2 = ,4 CO2 = L = 3,4 m 3 Exercice : Equation de réaction 2 C 4 H O 2 8 CO H 2 O Donnée : n = m M = Tableau d avancement de la réaction : n =,00 mol EQUATION CHIMIQUE 2 C 4 H O 2 8 CO 2 10 H 2 O ETAT du SYSTEME ( en mol ) ( en mol ) ( en mol ) ( en mol ) ( en mol ) t = 0 0 n O2 0 0 t quelconque x 2x n O2 13 x + 8 x + 10 x t final x L 0 0 = n O2 13 x L 8 x L 10 x L Réactif limitant x L : x L = 0 x L =,00 mol Nous pouvons maintenant répondre aux questions posées : 1.) olume de dioxygène nécessaire : d après le tableau : 0 = n O2 13 x L n O2 = 13 x L D autre part : n O2 = O2 m = 13 x L O2 = 13 x L. m = ,4 Donc O2 = 146 L 2.) Masse d eau formée : n H2O = m H2O M H2O = 10.x L m H2O = 10. x L. M H2O m H2O = m H2O = 900 g 3.) olume de dioxyde de carbone formé : Exercice 6 : n CO2 = CO2 m = 8.x L CO2 = 8. x L. m CO2 = ,4 CO2 = 896 L

3 Equation de réaction 2 Mg + O 2 2 MgO Calculer le nombre de moles des données : m Magnésium : n Mg = M = 1,00 24,3 = 4, mol Dioxygène : n Ox = v Ox m = 0,160 22,4 = 7, mol 3 Tableau d avancement : Equation 2 Mg O 2 2 MgO t = 0 0 4, , t quelconque x 4, x 7, x 2x ou 2x t final z x L n MgO = 2x L Calcul du réactif limitant : Magnésium : 4, , x = 0 x = 2 Dioxygène : 7, x = 0 x = 7, mol = 2, mol Conclusion : x < x x = x L = 7, mol Nous pouvons maintenant répondre aux questions posées : 1. OUI, il reste du magnésium puisque le dioxygène est REACTIF LIMITANT Il reste : n rest = 4, x L = 4, , = 2, mol Ce qui donne une masse m rest = n rest. M Mg = 2, ,3 m rest = 0,61 g m 2. Masse d oxyde de Magnésium formé : n MgO = 2x L = MgO M MgO m MgO = 2x L M MgO = 2. 7, ,3 m MgO = 1,1 g Exercice 7 : Ecrire l équation de réaction et l équilibrer : Ca CO 3 CaO + CO 2 Calculer le nombre de moles dela donnée : n = m M = 30,0 100,1 n 1 = 0,30 mol Tableau d avancement : Equation Ca CO 3 CaO CO 2 t = 0 0 0, t quelconque x 0,30 x x x t final z x L 0 n 1 = x L n 2 = x L Calcul du réactif limitant : 0,30 x L = 0 x L = = 0,30 mol On peut maintenant répondre aux questions posées : 1. Masse de chaux vive obtenue : n 1 = x L = m 1 M 1 m 1 = x L. M 1 m 1 = 0,30. 6,1 m 1 = 16,8 g

4 4 2. olume de dioxyde de carbone formé : n 2 = x L = CO2 m CO2 = x L. m CO2 = 0,30. 22,4 CO2 = 6,72 L CORRIGE EXERCICES SOLUTIONS AQUEUSES Exercice 8 : CuSO 4 Cu SO 4 la dissolution libère les ions n n n avec n = m M = 1,0 19,6 n = 9, mol donc [Cu 2+ ] = n = 0,376 mol.l-1 [SO 2 4 ] = n = 0,376 mol.l-1 et pour mémoire : [H 3 O + ] = [HO - ] = 10-7 mol.l -1 Exercice 9 : Na 2 SO 4 2 Na SO 4 la dissolution libère les ions n 2 n n n = m M = 10,0 142,1 n = 7, mol donc [Na + ] = 2 n = 1,41 mol.l-1 [SO 2 4 ] = n = 0,704 mol.l-1 et pour mémoire : [H 3 O + ] = [HO - ] = 10-7 mol.l -1 Exercice 10 : 1) HCl + H 2 O H 3 O + + Cl n n n v 1.1. avec n = m =,00 22,4 = 0,223 mol donc [H 3O + ] = [Cl - ] = n = 0,223 mol.l-1 Ke = [H 3 O + ]. [HO - ] [HO - Ke ] = [H 3 O + ] = donc [HO ] = 4, mol.l -1 0, ph = log [H 3 O + ] ph = 0,62 2) On réalise une opération de DILUTION : on dilue un acide, donc on raisonne sur [H 3 O + ] 2.1. Solution initiale : c i = 0,223 mol.l -1 Solution finale : c f =? mol.l -1 v i = 20 ml v f = 00 ml Dans une dilution : on ajoute de l eau, donc la quantité de matière du corps présent ne change pas On peut donc écrire n i = n f c i. v i = c f. v f c f = c i. v i 0, = v f 00 Donc c f = [H 3 O + ] f = [Cl - ] f = 8, mol.l -1 et [HO - ] f = 2.2. ph = log [H 3 O + ] f ph = 2,0 Ke [H 3 O + ] f = 1, mol.l -1

5 Exercice 11 : Na OH Na + + HO n n n avec n = m M = 4,00 40,0 = 0,100 mol donc [Na+ ] = [HO ] = n = 2, mol.l -1 Ke = [H 3 O + ]. [HO - ] [H 3 O + ] = Ce qui donne pour le ph : ph = log [H 3 O + ] ph = 12,3 Ke [HO ] = donc [H 3 O + ] =, mol.l -1 Exercice 12 : 1. ph = log [H 3 O + ] ph = log [H 3 O + ] 10 ph = [H 3 O + ] 1.1. si ph = 12 [H 3 O + ] = mol.l Comme Ke = [H 3 O + ]. [HO - ] [HO - ] = [HO - ] = 10 2 mol.l -1 Ke [H 3 O + ]. 2. Dilution d une solution basique : on raisonne sur les ions hydroxydes [HO - ] Solution initiale : c i = 10 2 mol.l -1 Ke Solution finale : c f = ph = = 10 3 mol.l 1 v i = 0 ml v f = v i + v eau =? Dans une dilution : on ajoute de l eau, donc la quantité de matière du corps présent ne change pas On peut donc écrire : n i = n f c i. v i = c f. v f ce qui donne : v f = c i. v i c f = v f = 00 ml Donc le volume d eau ajouté vaut : v f = v i + v eau v eau = v f v i = v eau v eau = 40 ml Exercice 13 : dans le cas d un mélange, on écrit chaque dissolution séparément. NaCl Na + + Cl la dissolution 1 libère les ions n 1 n 1 n 1 avec n 1 = m 1 = 17,6 M 1 8, n 1 = 0,301 mol De la même manière : BaCl 2 Ba Cl la dissolution 2 libère les ions n 2 n 2 2 n 2 avec n 2 = m 2 M 2 = 83,2 208,3 n 2 = 0,399 mol Maintenant on peut calculer la concentration de chaque ion dans la solution : [Na + ] = n 1 = 0,301 = 6, mol.l -1 puisque Na + vient de la dissolution 1 [Ba 2+ ] = n 2 = 0,399 = 7, mol.l -1 puisque Ba 2+ vient de la dissolution 2

6 [Cl - ] = n 1+2 n 2 = 0,301+2x0,399 = 0,220 mol.l -1 puisque Cl vient de la dissolution 1 et de la dissolution 2. 6 Et pour mémoire : [H 3 O + ] = [HO - ] = 10-7 mol.l -1 Exercice 14 : On fait un mélange de 3 acides : donc l ion H + aq vient des 3 acides Acide chlorhydrique : c 1 = 1, mol.l 1 et v 1 = 20 ml Donc n 1 = c 1. v 1 = 1, x 0,020 n 1 = 2, mol Acide nitrique : c 2 = 8, mol.l 1 et v 2 = 0 ml Donc n 2 = c 2. v 2 = 8, x 0,00 n 2 = 4, mol Acide cyanhydrique : c 3 = 1, mol.l 1 et v 3 = 30 ml Donc n 3 = c 3. v 3 = 1, x 0,030 n 3 = 3, mol Chacun des acides est un monoacide, c est à dire qu 1 mole d acide libère 1 mole H + aq. Donc : [H + aq] = n 1 + n 2 + n 3 tot = 2, , , , ,00 + 0,030 [H + aq] = 1, mol.l 1 Donc ph = log [H 3 O + ] ph = 2,0