CHIMIE Forme B ÉTUDE DES GAZ

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Monique Dupont
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1 Commission scolaire des Laurentides CORRIGÉ CHIMIE Forme B ÉTUDE DES GAZ CHIMIE PRÉTEST Préparé par Isabelle Lapierre Ce document provient du site web du SitSat Estrie Janvier 2003

2 CHIMIE 5041 PRÉTEST FORME B L'ÉTUDE DES GAZ 1. Plusieurs gaz se retrouvent dans notre environnement. Identifiez les gaz correspondants aux descriptions suivantes : 1) Gaz responsable du trou dans la couche d'ozone : CFC 2) Gaz rare permettant l'éclairage dans les maisons : Néon 3) Gaz empêchant les rayons UV de causer le cancer : O 3 4) Gaz responsable de la rouille sur les autos : O 2 5) Gaz responsable de l'effet de serre : CO 2 2. Établir le bilan énergétique de la réaction suivante : C 3 H CO H 2 O C-H : 414 kj O-H : 464 kj C-C : 347 kj O=O : 502 kj O-O : 142 kj C=O : 799 kj C-O : 351 kj Rép. : H H H H-C-C-C-H 5 x (0=0) 3 x (0=C=0) 4 x ( 0 ) H H H H H 2. C-C 5. 0=0 6 x C=0 8 x 0-H 8. C-H 694 = 2 x = 5 x = 6 x = 8 x = 8 x Bilan : = kj

3 3. Décrire les échanges gazeux et la variation de pression lors de l'inspiration et de l'expiration lors de la respiration de l'homme. Les molécules de O 2 de l'air entrent dans nos poumons lors de l'inspiration. La pression dans les poumons augmente. Le CO 2 est évacué des poumons lors de l'expiration. La pression dans les poumons diminue. 4. La matière peut subir des transformations physiques ou chimiques. A. Pourquoi l'eau s'évapore-t-elle quand un verre d'eau est laissé à température de la pièce durant plusieurs heures? Rép. : Certaines molécules d'eau gagnent de l'énergie cinétique. Celle-ci devient suffisante pour que les molécules passent à l'état gazeux. B. Pourquoi un composé lié par des forces moléculaires a-t-il un point d'ébullition moins élevé qu'un composé lié par des forces ioniques? Rép. : C'est que les liens ioniques sont plus difficiles à briser (attraction entre charges positives et négatives) que les liens moléculaires (non chargés). C. Quels mouvements les molécules à l'état liquide peuvent-ils faire? Rép. : Vibration, rotation. D. Est-il vrai qu'une augmentation de température amène une diminution de pression? C'est faux. Commenter : On sait que P 1 et que V T alors, on peut dire que P T. Donc, quand la température augmente, la pression augmente également. 5. Comment la théorie cinétique des gaz intervient-elle dans les situations suivantes? A. Les pneus d'une auto sont plus mous à 30 0 C qu'à 20 0 C. Rép. : La diminution de température fait diminuer l'énergie cinétique des molécules de gaz dans les pneus. Les molécules bougent plus lentement et exerce une pression moins grande à l'intérieur du pneu dans un volume demeurant constant. B. Le fumet d'une dinde arrive à nos narines. Rép. : Les molécules odorantes de la dinde étant plus légères que l'air, elles diffusent plus rapidement. C. Une montgolfière monte dans l'atmosphère. Rép. : L'air chaud dans le ballon est moins dense que l'air environnant. Les molécules d'air dans le ballon sont chauffées. Elles ont plus d'énergie cinétique et occupent un plus grand volume. Le ballon prend de l'expansion car la distance entre les molécules augmente. 8 points Page 2 de 6

4 6. Une fiole jaugée de 300 ml (265,2 g) est vidée d'air. Du CO 2 gazeux est mis à l'intérieur de la fiole. La pression dans la fiole est alors de 92 Kpa et la température de 20 o C. Quelle est la masse du ballon à ce moment-là? PV = nrt 1 mole CO 2 = 44 g 92 kpa x 0,3 L = n x 8.31 x (20+273) 0,011 mole CO 2 = xg n = mole x = g Fiole : g g = g 7. On remplit un erlenmeyer de 250 ml de 3 gaz dont un gaz inconnu. Le tableau ci- dessous rapporte les résultats de l'expérience. Quelle est la masse molaire du gaz inconnu? Masse de l'erlenmeyer vide g Masse de l'erlenmeyer avec C g Masse de l'erlenmeyer avec C 2 H g Masse de l'erlenmeyer avec le gaz inconnu g Masse molaire du C g Masse molaire du C 2 H 4 28 g Masse molaire du gaz inconnu g 1 mole CO 2 = 44 g 1 mole C 2 H 4 = 28 g x = ( ) x = ( ) mole mole 1 mole de x = x g mole = ( ) 31.6 g = masse molaire Page 3 de 6

5 8. Plusieurs routes de campagne sont interdites aux véhicules lourds à cause de leur poids excessif qui déforme la chaussée. En vous référant à la définition de pression, expliquer comment on pourrait permettre le passage de ces véhicules. Rép. : P = F / A. Si on veut diminuer la pression, on doit diminuer la force appliquée ou augmenter l'aire d'application. On peut diminuer la force en diminuant la masse des camions ou des cargaisons. On peut augmenter l'aire d'application en ayant une plus grande surface dans le camion où sont déposées les cargaisons (boîte de camions ayant une plus grande aire). On peut aussi utiliser de plus gros pneus ou mettre plus de roues. 9. Une seringue de 50 ml est remplie des gaz suivants : 2 moles C 4 H 10 0,85 mole C 3 H 8 1 mole NO 1.15 moles O 2 Si la pression totale à l'intérieur de la seringue est de 45 Kpa, calculer la pression partielle de chaque gaz. C 4 H 10 = 2 moles = 5 moles NO = 1 mole = 5 moles P 45 kpa P 45 kpa 18 kpa 9 kpa C 3 H 8 = 0,85 mole = 5 moles O 2 = 1,15 moles = 5 moles P 45 kpa P 45 kpa 7,65 kpa 10,35 kpa 10. Une réaction chimique a pour but, généralement, de stabiliser les molécules. A. Pourquoi dit-on que la nourriture constitue le carburant de l'homme? Rép. : L'oxygène dans le corps réagit avec la nourriture pour la décomposer (combustion). Cela libère de l'énergie, du CO 2 et de l'eau. B. Pourquoi y a-t-il libération de chaleur lors de la combustion de l'essence contenue dans les autos? Rép. : C'est que l'énergie totale pour briser les liaisons est inférieure à l'énergie totale pour reformer les liens des nouvelles molécules. C. Pourquoi un bilan négatif est-il associé aux produits? Rép. : C'est que les produits libèrent plus d'énergie lors de leur formation que les réactifs. Ils sont plus stables. Page 4 de 6

6 11. 2 H 2 + O 2 2 H 2 O Il y aura formation de combine de litres d'eau si au départ, il y a 10 litres de H 2 et 5 litres de O 2. Justifier à l'aide de la loi d'avogadro. Rép. : Si 10 L de H 2 et 5 L de O 2 réagissent, il y aura formation de 10 L d'eau puisque V n selon Avogado. 2 H 2 + O 2 2 H 2 O 2 moles 1 mole 2 moles 10 L 5 L 10 L 2 moles de H 2 (10 L) donne 2 moles d'eau (10 L). Pour un même nombre de moles, on a un même volume produit. 12. Vous faites un feu extérieur pour brûler des choses inutiles comme, des vêtements en coton, des cadres de photo en laiton et de vieux journaux. Après 5 minutes de combustion, vous éteignez le feu et constater les événements suivants : Le papier a brûlé complètement, les vêtements sont noircis et les cadres de photo quasi intacts. Classer ces 3 éléments selon leur température et justifier votre classement. Rép. : Température de fusion la plus faible Température de fusion la plus élevée Puisque le papier a brûlé, il nécessite peu d'énergie pour briser les liens par rapport aux vêtements noircis. Les vêtements noircis nécessitent un peu plus d'énergie que le cadre de métal qui, lui, est intact. 13. Des ballons gonflés à l'air sont mis à l'extérieur d'une maison (- 20 o C). Après 2 heures, les ballons ont tous dégonflés. A. Quelle est la cause du dégonflement? Rép. : La température plus froide. B. Cette cause a amené 2 changements à l'intérieur des ballons. Lesquels? Rép. : 1. La pression dans le ballon a diminué. 2. Le volume du ballon a diminué. C. Si les ballons avaient été gonflés à l'hélium, le résultat aurait-il été le même? Rép. : Oui, les gaz réagissent de la même façon dans les mêmes conditions de pression, température et volume. Page 5 de 6

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