Partie 2: ÉNERGIE & RÉACTIONS CHIMIQUES RÉSUMÉ

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1 Partie : ÉNERGIE & RÉACTIONS CHIMIQUES RÉSUMÉ 1) a) Quels sont les principaux types d énergie? L énergie et l énergie cinétique. b) Quelle est la définition de chaque type d énergie et la formule mathématique qui les traduit? 1 ) (Ep): c est l énergie que possède un corps en fonction de sa position. C est de l énergie emmagasinée par un corps lorsqu on le soulève. Relation mathématique: Ep = m g h où Ep: énergie (joule(j)) m: masse du corps (kilogramme (kg)) g: accélération gravitationnelle (9,8m/s ) h: hauteur (position) du corps (mètre(m)) ) cinétique (Ek): c est l énergie associée au mouvement d un corps. Relation mathématique: Ek =1/ m v où Ek: énergie cinétique (joule(j)) m: masse du corps (kilogramme(kg)) v: vitesse du corps (m/s) c) Quelle relation mathématique permet de relier ces types d énergie? L énergie mécanique (Et) est la somme de ces énergies: Et = Ep + Ek ) Quels sont les autres types d énergie? L énergie chimique, l énergie nucléaire, l énergie de rayonnement, l énergie électrique, l énergie thermique, l énergie sonore, l énergie hydroélectrique, l énergie magnétique, l énergie éolienne. 3) Comment définit-on les 3 types de changement de la matière? Exemple. 1 ) Changement chimique: C est un changement qui modifie la nature et les propriétés caractéristiques de la matière en formant de nouvelles substances avec de nouvelles propriétés caractéristiques. Exemple: électrolyse de l eau, combustion du propane, etc. ) Changement physique: C est un changement qui ne modifie ni la nature ni les propriétés caractéristiques de la matière et qui ne produit pas de nouvelles substances. Exemple: dissolution, changements de phase, dilatation, contraction, etc. 3 ) Changement nucléaire: C est un changement qui modifie la structure du noyau de l atome soit par fusion soit par fission ou par transmutation. La quantité d énergie en jeu est très grande: 10 7 à 10 8 kj par mole de substance. Exemple: fission de l uranium (U), fusion de l hydrogène (H), etc. 4) a) Quel nom donne-t-on à un changement qui absorbe de l énergie? Quel est le signe de son H? ENDOTHERMIQUE. Son H est positif. Équation chimique: A + B + énergie > C + D ou A + B > C + D H = + X kj b) Quel nom donne-t-on à un changement qui dégage de l énergie? Quel est le signe de son H? EXOTHERMIQUE. Son H est négatif. Équation chimique: A + B > C + D + énergie ou A + B > C + D H = - X kj

2 5) Quels sont les 3 facteurs qui influencent les transferts d énergie? 1 ) La quantité de matière présente (la masse (m) en gramme (g)). ) La nature de la substance (la chaleur massique (c) en J/g. C). 3 ) La variation de température ( T) en C. formule mathématique: Unité de l énergie: Joule (J). Q = m x c x T 6) Qu est-ce que la capacité thermique massique? c est la chaleur qu il faut fournir à 1,00 g d une substance afin d élever sa température de 1,00 C. Relation mathématique: c = Q / (m x T) Unité : Joule par gramme degré celsius (J/g. C) 7) a) Qu est-ce que la chaleur massique de dissolution ou de neutralisation ou de formation ( h)? c est la chaleur dégagée ou absorbée lors de la dissolution ou de la neutralisation ou de la formation de 1,00 gramme d une substance. b) Qu est-ce que la chaleur molaire de dissolution ou de neutralisation ou de formation ( H)? c est la chaleur dégagée ou absorbée lors de la dissolution ou de la neutralisation ou de la formation de 1,00 mole d une substance. 8) Quel est l énoncé de la loi de Hess? À pression constante, la chaleur d une réaction chimique est toujours la même, que la réaction chimique se fasse directement ou par étapes. Cette chaleur est égale à la somme des chaleurs des étapes individuelles qui constituent la réaction globale. Exemple: Chaleur molaire de formation du monoxyde de carbone (CO (g)) Réaction de formation: C (s) + 1 O (g) > CO (g) À partir des réactions suivantes: 1) C (s) + O (g) > CO (g) + 393,5 kj ) CO (g) + 83 kj > CO (g) + 1 O (g) Solution: La somme des réactions 1 & donne la réaction globale: Réaction 1: C (s) + O (g) > CO (g) + 393,5 kj Réaction : Réaction globale: C (s) + CO (g) + 83 kj > CO (g) + 1 O (g) 1 O (g) > CO (g) + 110,5 kj

3 9) a) Qu est-ce que l enthalpie (H) d une substance? C est la somme des énergies contenues dans une substance à l échelle atomique et moléculaire. b) Comment la calcule-t-on? L énergie intermoléculaire et l énergie cinétique des molécules sont considérées comme négligeables. Alors, on considère seulement l énergie intramoléculaire. On fait, donc, la somme de l énergie de chaque lien entre les atomes de la molécule représentant cette substance. 10) a) Qu est-ce que la variation de l enthalpie ( H)? C est la différence entre l enthalpie des produits (Hproduits) et l enthalpie des réactifs (Hréactifs). formule mathématique: H = Hproduits - Hréactifs ou H = Hp - Hr b) Quelle est la variation d enthalpie d une réaction exothermique? On a une réaction exothermique lorsque l enthalpie des produits (Hproduits) est inférieure à l enthalpie des réactifs (Hréactifs) (Hp < Hr). Donc, le H est négative ( H < 0). Diagramme d énergie: c) Quelle est la variation d enthalpie d une réaction endothermique? On a une réaction endothermique lorsque l enthalpie des produits (Hproduits) est supérieure à l enthalpie des réactifs (Hréactifs) (Hp > Hr). Donc, le H est négative ( H > 0). Diagramme d énergie:

4 11) a) Combien y a-t-il de sortes de collisions entre les molécules? sortes Lesquelles? 1 ) Les collisions élastiques: Ce sont des collisions entre molécules ayant peu d énergie (vitesse). Les nuages d électrons ne peuvent entrer en contact et réagir chimiquement. Ainsi, les molécules rebondissent. Illustration: AB + C > AB + C A B C 1 3 ) Les collisions efficaces: Ce sont des collisions entre molécules ayant beaucoup d énergie (vitesse). Les nuages d électrons interagissent afin de briser les liens et en former de nouveaux. Illustration: AB + C > A + BC A B C 1 3 1) Quelles sont les différentes parties d un diagramme d énergie? La première partie, c est lorsque les molécules sont éloignées; la seconde, c est lorsqu elles se rapprochent leur énergie augmente; la troisième a lieu lorsque les réactifs ont assez d énergie ( d activation (Ea) pour former le complexe activé et, enfin, la quatrième, c est la formation des nouvelles molécules qui entraîne une baisse d énergie.

5 13) Quels sont les 4 différents types de réaction chimique? 1 ) RÉACTION SPONTANÉE: réaction chimique qui demande une très petite énergie d activation. _ ) RÉACTION FACILE: réaction chimique où l enthalpie des réactifs (Hr) est beaucoup plus grande que celle des produits (Hr) et avec une Ea est moyenne. 3 ) RÉACTION DIFFICILE: toutes les réactions endothermiques et les réactions exothermiques avec une très grande énergie d activation. 4 ) RÉACTION RÉVERSIBLE: réaction chimique où l enthalpie des réactifs (Hr) est un peu plus grande ou un peu plus petite que celle des produits (Hp) et avec une énergie d activation moyenne.