ÉNERGIE ET CINÉTIQUE CHIMIQUE

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1 SOLUTIONNAIRE PRÉTEST CHI ÉNERGIE ET CINÉTIQUE CHIMIQUE F0RME A Seuil de réussite 75% Sous-comité de la formation générale de la Montérégie Février 2000

2 1 D 2 C 3 1. Reboucher la bouteille.. Diminuer la concentration en O Faire le vide d'air dans la bouteille à l'aide d'une pompe et d'un bouchon.. Diminuer la concentration en O Placer la bouteille au réfrigérateur sans la boucher.. Diminuer la température du vin. 4. Transvider le vin dans une bouteille dont le diamètre est plus petit, sans la boucher.. Diminuer la surface de contact et la quantité d'o D A B C D Démarche : (exemple) m 1 c 1 t 1 = m 2 c 2 t g x 4,18 J/g o C x 25,0 o C = m 2 x 4,18 J/g o C x 65,0 o C 500 g x 4,18 J/g o C x 25,0 o C = m 2 4,18 J/g o C x 65,0 o C m 2 = 192 g 192 g d eau = 192 ml Résultat : 192 ml d'eau froide

3 10 Démarche : (exemple) Q = cm t 4,2 J x 100 g x 3,5 o C g C Q = J 0,1 mol = J 1 mol = J Résultat : J ou 14,7 kj 11 Démarche : (exemple) CH 4(g) C (s) + 2 H 2(g) 74,8 C (s) + O 2(g) CO 2(g) -393,5 2 H 2(g) + O 2(g) 2 H 2 O (g) -483,6 CH 4(g) + 2 O 2(g) CO 2(g) + 2 H 2 O (g) -802,3 Résultat : -802,3 kj Augmenter les surfaces de contact en réduisant le magnésium en poudre. 2. Augmenter la température des réactifs avant la réaction. Autre possibilité : Augmenter la concentration de l acide par ébullition de la solution acide.

4 13 a) Exemple de solution acceptable /6 Chaleur d atomisation (0 ou 2 points) 3 liaisons N-H = 386 kj/mol X 3 moles = 1158 kj/mol 1 liaison O=O =499 kj/mol X 0,75 mole = 374,25 kj/mol Total : +1532,25 Chaleur de formation (0 ou 2 points) 2 liaisons O-H =458 kj/mol X 2 moles =916 kj/mol X 1,5 moles =-1374 kj 1 liaison N N = 947 kj/mol X 0,5 mole = -473,5 kj Total : -1847,5 H = 1532,25 kj 1847,5 kj = -315,25 kj (0 ou 1 points) b) La réaction est exothermique (0 ou 1 points) 14 Nos ancêtres apprirent d abord à faire du feu. Ils utilisèrent donc l énergie chimique emmagasinée dans le bois pour se chauffer et s éclairer. Puis, ils utilisèrent les roues à eau captant ainsi l énergie hydraulique des rivières. Ensuite vinrent les moulins à vent pour profiter de l énergie éolienne. Vers 1800, ils commencèrent à utiliser le charbon qui brûle au contact d une flamme et émet beaucoup de chaleur. (0 à 2 points) Avec l utilisation massive des combustibles fossiles débuta la révolution industrielle, caractérisée par l apparition de la machine à vapeur. L évolution des moyens de transport a contribué au développement des villes et au transport des marchandises. L augmentation de la productivité en usine a élargi l éventail des biens de consommation et leur disponibilité. Le chauffage au mazout ou au gaz naturel a donné davantage de confort à l intérieur des bâtiments, particulièrement dans les pays où les hivers sont rigoureux. Des centrales thermiques au mazout ou au charbon produisent actuellement une bonne part de l électricité, partout dans le monde. L industrie métallurgique est un grand consommateur de combustibles fossiles. (0 à 3points)

5 15 Dans un système à eau chaude, l eau est chauffée dans une chaudière à gaz ou au mazout. /6 Une pompe achemine l eau chaude vers les radiateurs de la maison. L eau se refroidit à mesure qu elle circule, car elle communique son énergie à la tuyauterie et aux radiateurs. La chaleur dégagée par les radiateurs réchauffe l air de la maison. L ensemble constitué de la pompe, des tuyaux et des radiateurs forme un circuit fermé de sorte que c est toujours la même eau qui circule dans le système. L eau est chauffée de nouveau chaque fois qu elle passe dan s la chaudière. L énergie chimique du gaz ou du mazout est transmise d abord à la chaudière puis à l eau qui se réchauffe. La pompe la fait circuler dans les tuyaux où elle perd un peu de chaleur, puis aux radiateurs de la maison qu elle réchauffe à leur tour. L air de la pièce en contact avec le radiateur se réchauffe ensuite et circule dans les pièces qu elle réchauffe. Si on additionnait toutes les quantités d énergie transmise, on constaterait qu il n y a pas de perte durant le transfert. 16 a) Étape E b) Étape C c) Étape A /6 Les énoncés faux sont 1, 2 et 5 1) L étape B correspond à la fusion de la glace. 2) La pente de l étape E est plus grande parce que la capacité thermique de la vapeur d eau est la plus petite. 5) La chaleur fournie pendant que la température est stable sert à diminuer les forces de cohésion entre les molécules.

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