4( ) ( ) Enthalpie de Formation. Exercice 1 : Formation de l acide benzoïque. Exercice 5 : Réaction exothermique ou endothermique

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1 Suppément EXERIES T7 Themochimie Feuie / Enthapie de Fomation Execice : Fomation de acide benzoïque. onnaissant a omue de acide benzoïque 65(s, écie équation de sa ustion dans e dioxyène de ai.. acue son enthapie standad de omation à 98K, sachant qu i est soide dans es conditions standads. Données à T = 98K : (65(s = -7,8 kj. (( = -9, kj.mo -, (( = -85,5 kj.mo - Execice : Fomation de a eu d eau. acue enthapie standad de omation de eau à état azeux ((.. En déduie a vaeu de cette enthapie de omation à 6K. Données à 98K : (( = -85,5 kj.mo -, L( =, kj.mo -, (( =, J.mo.K -, (( = 9, J.mo.K -, (( = 5,5 J.mo.K -. Execice : onvesion de éthano n cheche à détemine enthapie standad de a éaction de convesion de éthano en acide éthanoïque, connaissant enthapie de ustion de acide éthanoïque = -875 kj.mo -, et de éthano = -68 kj.mo -.. Sachant que os d une éaction de ustion, e cabone se etouve sous ome de azeux et hydoène sous ome d eau iquide, écie es équations des éactions de ustion mises en jeu. Le nombe stœchiométique de espèce considéée aua pou vaeu (en vaeu absoue.. Ecie équation taduisant oxydation de éthano en acide éthanoïque et en déduie a vaeu de.. Retouve cette vaeu à pati des enthapies standad de omation suivantes : ( = 8, 5 kj. mo ( 85, 8. = kj mo ( = 77, 7 kj. mo Execice : xydation du diazote n étudie oxydation du diazote N en monoxyde d azote N, se poduisant à haute tempéatue dans es chambes de ustion des moteus à exposion. L enthapie standad de éaction associée à équation N ( = N vaut ( 98K = 9 kj. mo.. Que nom pote a andeu? Quees sont es conditions themodynamiques qui doivent ête éunies pou que coesponde à une quantité de chaeu échanée? écise aos si a éaction est exothemique ou endothemique, et appee a siniication de ces temes.. Justiie à aide de a oi de Kichho e ait que ne dépende que tès aibement de a tempéatue (vaiation inéieue à J.mo.K - à 98K. n considèea es capacités themiques moaies à pession constante des az diatomiques voisines de 7 = R., m. Le monoxyde d azote s oxyde apidement dans ai en dioxyde d azote, az toxique à oiine des puies acides et de a destuction de a couche d ozone. L enthapie standad de omation du dioxyde d azote N( étant de kj.mo -, cacue enthapie standad de a éaction d oxydation du monoxyde d azote en dioxyde d azote : N ( = N ( Execice 5 : Réaction exothemique ou endothemique Détemine enthapie standad de a éaction associée à chacune des équations suivantes, à 98K. En déduie si a éaction est endothemique ou exothemique. Indique seon e cas d où povient éneie ou quee utiisation peut ête aite de éneie poduite.. La ustion du méthane ounit du dioxyde de cabone et de eau seon : (. La photosynthèse se déoue dans es pantes et pemet de conveti dioxyde de cabone et eau en suce et dioxyène seon : ( (98K en kj.mo - ( ( ( ( 66( -7,87-9,5-85,8-68 Execice 6 : A popos du méthano n étudie a pépaation industiee du méthano en pésence d un catayseu seon équation ( ( =. Les éactis sont intoduits ( dans es popotions stœchiométiques et on suppose de pus a éaction totae.. acue enthapie standad de a éaction à 98K et 5K. La tempéatue de oisation du méthano est de 7K. opose un cyce themodynamique, aisant inteveni enthapie de oisation du méthano 7 K = 7, kj. mo, pemettant de détemine enthapie standad de a éaction d équation ( ( = à 98K. Faie AN. (. En déduie enthapie standad de omation du méthano iquide à 98K. Le méthano peut ête utiisé comme cabuant, i se poduit aos a éaction de ustion d équation ( : =. Quee est ( éneie ibéée pa a ustion d une moe de méthano iquide à 98K? ((, 98K = -9,5 kj.mo -. (98K en kj.mo - en, m J.mo -.K - ( ( ( ( ( -,5-85,8 -, 8,6 7,8 8, 8,

2 ombustion et Tempéatue de Famme Execice 7 : ombustion d un az natue n s intéesse à a ustion du az natue, assimié à du méthane dans e dioxyène : ( n donne es enthapies standads de omation à 98K, en kj.mo - : Espèces ( ( ( ( -7, -9,5-85,8. Justiie pécisément e ait que enthapie standad de omation du dioxyène azeux à 98K soit nue.. En déduie a vaeu de enthapie standad de a éaction de ustion du méthane, notée. n considèe une enceinte de voume V =, m de az natue, assimié à du méthane pu, az paait pis à 98K sous une pession =, ba.. acue a quantité n de méthane contenue dans cette enceinte.. acue éneie ibéée pa a ustion totae de cette quantité n de méthane à T = 98K ixée et à = ba ixée. 5. ombustion dans ai : appee es tois pincipaux (popotions moaies constituants de ai atmosphéique sec, pa ode décoissant de quantité. 6. acue e voume d ai (méane de G contenant % de dioxyène nécessaie à a ustion de cette quantité de méthane. n appee TE (tonne équivaent pétoe unité coespondant à éneie ibéée pa a ustion d une tonne de pétoe à T = 98K sous a pession. n donne TE =. 9 J. 7. acue a masse de méthane dont a ustion, dans es mêmes conditions peut ibée une éneie de TE. 8. A masse éae, e méthane est-i un ustibe pus ou moins eicace que e pétoe? n considèe maintenant que a éaction se déoue dans une enceinte adiabatique, et on considèe a éaction de ustion du méthane, eau étant à pésent obtenue à état azeux. L enthapie standad de éaction associée vaut : = -85,8 kj.mo Détemine a tempéatue inae atteinte pa e méane azeux, es éactis étant intoduits dans es popotions stoechiométiques à a tempéatue initiae de 98K, si oxydation se ait uniquement avec du dioxyène pu.. Même question si oxydation se ait avec de ai. La ustion du méthane peut éaement s eectue suivant a éaction de ustion incompète taduite pa équation :, 5 ( ( ( ( de constante éaction = -5, kj.mo - à 98K. ite deux os inconvénients de cette éaction pa appot à a pemièe ustion (= ustion compète. Execice 8 : xydation du monoxyde de cabone n étudie a éaction en phase azeuse d équation : ( (. Rappee a déinition de enthapie standad de éaction et de enthapie standad de omation. ouquoi enthapie standad de omation du dihydoène azeux est-ee nue?. Détemine enthapie standad de a éaction à a tempéatue Ti = 5K.. Détemine a tempéatue de amme atteinte pa e méane éactionne en in de éaction, sachant que es éactis sont intoduits dans es popotions stœchiométiques (n moes enaées à a tempéatue initiae Ti = 5K dans une enceinte adiabatique maintenue à a pession standad, et que a éaction est apide et totae. (98K en kj.mo - en, m J.mo -.K - Execice 9 : ombustion du Zinc ( ( ( ( -,5 -,8-9,5 8,9 7,8,6 6,7 n étudie a éaction du Zinc avec e dioxyène de ai, dans es popotions stœchiométiques (n moes de Zn enaées.i s ait d une ustion (éaction d oxydoéduction exothemique : Zn s ( Zn( s. De que type de éaction s ait-i? acue enthapie standad de a éaction à 98K.. La tansomation est isobae, et a éaction étant de pus totae et apide, détemine a tempéatue inae atteinte pa e système.. Quee quantité de matièe de diazote doit-on intoduie pou atteinde une tempéatue inae de K? n penda n =, mo. (98K en kj.mo - en, m J.mo -.K - Zn(s ( Zn(s N( -8, 5, 9,, 9, Execice : btention d un ciment Le ciment otand (catéoie a pus utiisée est éaboée pa éaction, dans un ou chaué à 7K, d un méane de cacaie (a et d aie (constitué d oxyde de siicium Si et d oxyde d auminium A. Le constituant pincipa de ce ciment non hydaté est e siicate de cacium asi5 omé seon a éaction totae d équation ( : a Si a Si ( s ( s ( s ( 5. acue enthapie standad de a éaction ( à 98K.. Quee eation doivent véiie es capacités themiques (ou caoiiques moaies standad à pession constante des éactis et des poduits de a éaction pou que soit indépendante de a tempéatue? n considèe cette condition véiiée pa a suite.

3 Suppément EXERIES T7 Themochimie Feuie /. n souhaite évaue e tanset themique (quantité de chaeu Q à ouni pou tansome une tonne de a(s seon a éaction ( eectuée à 7K sous a pession = ba. Ecie a eation ente Q et, puis cacue a vaeu numéique de Q.. ette éneie peut ête appotée pa a éaction totae de ustion du méthane d équation : ( ( ( ( L enthapie standad de cette éaction vaut = -8 kj.mo - à a tempéatue T = 98K..a n étudie a ustion sous = ba, d une moe de ( avec a quantité stœchiométique d ai ( moes d, 8 moes de N initiaement à 98K. Ques sont es constituants pésents en in de éaction et eus quantités espectives?.b Eectue une estimation de a vaeu de a tempéatue TF atteinte pa ces constituants en in de éaction en considéant es hypothèses suivantes : - a chaeu ibéée pa a éaction ( n a pas e temps de s évacue ves e miieu extéieu. - es capacités themiques moaies isobaes standad sont indépendantes de a tempéatue..c n veut utiise pou eectue a éaction ( a quantité de chaeu ounie à pession constante pa e etou à 7K des constituants obtenus à issue de a éaction (. Quee masse de méthane ( aut-i bûe pa a éaction ( pou tansome une tonne de a(s? Masses moaies (.mo - : :, :, : 6, a :. Enthapies standad de omation à 98K : a(s Si(s asi5(s ( (kj/mo apacités caoiiques moaies standad à pession constante considéées indépendantes de a tempéatue : ( ( N( ( ( (J.K -.mo - 5, 9, 9, 7,,6 aoimétie Execice : xyde de Manésium n cheche à détemine enthapie standad de ustion du manésium à aide d un caoimète.. Rappee ce qu est un caoimète et que est e type de tansomation envisaée. Quee est a vaiation d enthapie du système {caoimète méane éactionne}?. Quee est équation de a éaction de ustion du manésium soide, sachant qu i se ome de oxyde de manésium M(s?. Ain de détemine enthapie standad de ustion du manésium, on éaise successivement es deux éactions suivantes dans e caoimète : ( M(s (aq = M (aq ( associée à enthapie standad de éaction (T ( M(s (aq = M (aq ( d enthapie standad de éaction (T. Les éactis sont intoduits dans es popotions stœchiométiques, on note n et n es quantités de matièes initiaes espectives de manésium et d oxyde de manésium..a opose une méthode de détemination expéimentae des enthapies standad de éaction (Ti et (Ti, avec Ti = 98K. n suppose que a capacité caoiique moaie de a soution aqueuse est a même que a capacité caoiique moaie de eau, notée eau..b Des mesues donnent (Ti = -5 kj.mo - et (Ti = -88, kj.mo -. En déduie à aide d un cyce themodynamique, expession de enthapie standad de ustion du manésium, connaissant enthapie standad de omation de eau iquide ((, Ti = -85 kj.mo -. Faie AN. Que epésente éaement cette andeu? Execice : Décomposition de eau oxyénée ette éaction tès ente est cataysée pa es ions Fe. Dans un caoimète de capacité themique = 5, J.K -, on pace V = 5, ml d une soution d eau oxyénée à a concentation =,9 mo.l - dont a tempéatue est eevée pendant min sous aitation douce. A t = 5 min, on ajoute V =, ml d une soution de nitate de e (III à,5 mo.l -. La tempéatue est à nouveau eevée pendant 5 min. Le tabeau suivant assembe es ésutats. t (min 6 T (,,,8,,96 9, ,75 6,87 7, 6,65 6, 5,75 5, ,85,,,5,5,55,5. Indique comment a méthode des méanes pemet de détemine a capacité themique du caoimète. ose expession ittéae pemettant de aie e cacu.. Tace T = (t. Intepéte. L enthapie de éaction est déteminée en penant pou tempéatue initiae T =,9 et pou T inae T = 8,9.. Justiie e choix de ces vaeus de tempéatue initiae et inae pou étude.. En considéant que e méane éactionne a une masse voumique ρ =,.ml -, et une capacité themique massique c =,8 J. -.K -, cacue a vaeu expéimentae (supposée indépendante de a tempéatue de enthapie standad de décomposition de eau oxyénée. 5. oespond-ee à a vaeu théoique cacuée avec es données suivantes? Enthapies standad de omation (( = -9, kj.mo - et (( = -85,8 kj.mo -

4 Execice : aoimète de Bunsen n intoduit dans ce caoimète de eau à, dans aquee pone un tube où va ête éaisée a éaction dont on désie détemine a chaeu de éaction Q. e tube est ecouvet d un manchon de ace à. Losque a éaction a ieu, a chaeu déaée set intéaement à aie onde a ace entouant e tube, entaînant une diminution de voume de ensembe. ette diminution de voume est epéée pa a vaiation de a hauteu d eau dans un tube dont une des extémités pone dans e caoimète, et aute se situe à extéieu. a une simpe ectue de a vaiation de hauteu de eau dans ce tube, on en déduit a chaeu de a éaction qui a ieu. n intoduit dans e tube V = 5,mL d une soution d acide chohydique à à une concentation =, mo.l -. n y ajoute V = 5,mL d une soution d hydoxyde de sodium à à une concentation =, mo.l -. La vaiation de a hauteu h de iquide dans e tube est de,9 cm, pou section S du tube de, mm.. Monte simpement, d apès es données, que a onte de a ace se taduit bien pa une diminution de voume.. Détemine a chaeu de a éaction qui s est déouée dans ce caoimète en J et en J.mo -. haeu atente de usion de a ace : L = J. - Masse voumique de eau (iquide : ρeau =,.ml - Masse voumique de a ace (soide : ρace =,98.mL - Eneies de Liaison et Eneie Réticuaie Execice : Themochimie de a Siice. ouquoi es enthapies standad de omation du siicium et du dioxyène sont-ees nues? n déinit éneie d une iaison A-B comme enthapie standad de éaction associée à a uptue de a iaison en phase azeuse seon équation : A-B( = A( B(. Les éneies de iaison espectives pou Si= et = vaent ESi= = 796 kj.mo -, et E= = 98 kj.mo -. n donne enthapie standad de subimation du siicium à 98K : sub (Si = 99 kj.mo -.. Etabi un cyce themodynamique et donne expession ittéae et a vaeu numéique de enthapie standad de subimation de a siice Si(s. Si(s Si(s ( (98K en kj.mo - -9 Execice 5 : Eneie de iaison n déinit éneie d une iaison A-B comme enthapie standad de éaction associée à a uptue de a iaison en phase azeuse seon équation : A-B( = A( B(. n cheche à cacue éneie de a iaison - à pati des vaeus des enthapies standad de ustion du méthane, du dihydoène et du cabone aphite déteminées expéimentaement à 98K : co m b ( 8 9,. = kj m o ( ( ( ( s, com b = 8 5, 8 kj. m o com b = 9, kj. m o. Ecie équation des diéentes éactions de ustion mises en jeu.. n déinit enthapie standad d atomisation d une moécue atom comme enthapie standad de éaction associée à a dissociation totae de a moécue en ses atomes constitutis en phase azeuse..a Ecie équation de a éaction d atomisation du méthane.b Quee est e ien ente atom et éneie de iaison -?. n donne éaement enthapie standad de omation du cabone azeux (( = 78, kj/mo et enthapie standad d atomisation du dihydoène azeux atom (( = 6, kj/mo. Ecie es éactions eatives à ces éactions.. Etabi un cyce themodynamique aisant inteveni ces éactions et pemettant de cacue éneie de iaison -. Execice 6 : Eneie éticuaie L éneie éticuaie Eet est déinie comme enthapie standad de éaction associée à a dissociation d une moe de cista en ses ions constitutis à état azeux, seon équation : AB(s = A ( B - (. n e cacue usueement à aide d un cyce themodynamique aisant inteveni es andeus themodynamiques déinies ci-dessous. Etabi un cyce pemettant de détemine éneie éticuaie du choue de sodium Na à 98K à aide des données. Faie AN. Réaction ( e Na Na e ( Na Na s ( Enthapie standad de éaction associée à 98K att ( = 8 kj. mo ( = ion Na 95 kj. mo ( = diss kj. mo ( = sub Na 7 kj. mo? ( s =. Na kj mo Execice 7 : Eneie de d iaison - dans (D apès a entae A aide d un cyce, cacue éneie de iaison - dans a moécue. Données themodynamiques à 98K : - Enthapies standad de omation : ops u ( ( en kj. mo 6, 85, 8 - Eneie de iaison : ops u E en kj. mo 9, 6, - haeu atente de oisation de eau : = =,7. L kj mo

5 SLUTIN des EXERIES T7 Themochimie Feuie / Réactions simpes d oxydoéduction Execice : Fomation de acide benzoïque. ombustion : 65(s 5( ( 6(. L enthapie standad de omation coespond à a éaction : 7(s ( ( 65(s n ajoute ce qu i aut pou aie une bouce : 7(s (5/ ( ( = 7 (( (( - = -8, kj Execice : Fomation de a eu d eau. L enthapie de omation de eau est associée à a éaction ( ( suivante : Mais qui peut se décompose en passant pa eau iquide : L VA ( ( ( ( ( = VA ( ( ( 85, 6,, 6. = = kj m o L. I aut tout tanspose à 6K : ( 6K ( 98K Détaions chacune des étapes : = 6K ( 98K = ( 98 6 =, 8. = ( 6 98 = 9, 9 kj. mo kj mo 6K =, 5 kj. m o AN : 7 (( Execice : onvesion de éthano. Réaction de ustion de éthano : = ( ( ( ( Et éaction de ustion de acide éthanoïque : = ( ( ( (. Réaction d oxydation de éthano en acide éthanoïque : = ( ( ( ( D où e cyce themodynamique : ( ( ( ( ց ր 65 5/ ( (( 7( ( ( ( ( Et ainsi : = = 9 kj. mo. n etouve cette vaeu en appiquant a oi de ess : = ( ( ( (L enthapie de omation de oxyène est nue, ca i est déjà dans son état standad de ééence n obtient = 9, 6 kj. mo, ce qui est cohéent Execice : xydation du diazote. = enthapie standad de omation du monoxyde d azote. En eet, c est bien a éaction de omation puisque tous es ééments sont pis dans eu état de ééence. onditions pou que soit a chaeu échanée : tansomation isobae et avancement ξ = mo : ainsi, on peut écie Q = = ξ. Ici, >, donc a éaction est ENDTERMIQUE, c'est-à-die qu ee absobe de a chaeu, au contaie d une éaction exothemique qui en déae.. La oi de Kichho donne inuence de a tempéatue su a d éaction : = = m ( N m ( N m ( dt Et en penant 7, m = R, aos = Ainsi, = cstte, ne vaie donc pas avec a tempéatue (ou vaie assez peu pou des az éés. n écit a oi de ess : ( ( 56. = N N = kj mo Execice 5 : Réaction exothemique ou endothemique. Loi de ess : (sachant que ( ( ( ( = AN : 89, kj. mo = =, -> EXTERMIQUE Ee ibèe de éneie ves extéieu, ce qui peut notamment ête utiisé dans es chaudièes, es tubines à az,. Loi de ess : ( = ( AN : = 87,8 kj. mo, -> ENDTERMIQUE L éneie est ounie pa une souce umineuse (e soei pa exempe. a conte, a éaction invese est otement exothemique, ce qui expique utiisation du ucose comme souce d éneie dans e cops humain ou es biocabuants. Execice 6 : A popos du méthano. Loi de ess à 98K : ( = ( AN : ( 98K = 9, 7 kj. mo -> EXTERMIQUE n utiise a eation de Kichho pou tanspose à 5K : d = = m ( m m dt ea donne : = 75,8 J. K. mo Et ( 5K = T T T = 7,8 kj. mo

6 . yce themodynamique : T K T K,[ = 5 ],[ = 5 ] ց Reoidissement ր Echauement,[ T = 98 K ], T = 7K ց Réaction ր ht d ' état Echau.,[ T = 98 K ], T = 7K Et on compose toutes ces enthapies : = ξ ( 5K = ξ m ( ( m ( ( T T = ξ ( 98K = ξ m ( ( ( TVA T = ξ VA ( 77K = 5 ξ m ( ( ( T TVA Appication Numéique : ( 98K =, 9 kj. mo. La oi de ess à 98K nous donne : ( ( = ( e qui donne : ( ( = =, kj. mo Remaque : diéence pa appot à a vaeu tabuée de -8, kj.mo -, soit une eeu de,%, qui peut s expique pa e ait que a capacité themique des constituants a été néiée (appoximation d Einham.. De nouveau avec a oi de ess : ( = ( AN : = ( 7, 7 kj. mo I s ait de éneie déaée pa a ustion de mo de méthano à pession constante. ombustion et Tempéatue de Famme Execice 7 : ombustion d un az natue. a déinition, enthapie de omation d un cops pu simpe pis dans son état standad est nue ; o e cops pu simpe contenant de oxyène est e az dioxyène.. n appique a oi de ess ( e pincipe de a themo : = = 9, 5 ( 85,8 ( 7, = 89 kj. mo. Loi des G : n = V =, mo RT. Eneie ibéée : E = n =,6 kj 5. L ai est constitué de 78% de diazote (N, de % de dioxyène (, et de % de az aes (essentieement de aon A, et un tout petit peu de, ppm. 6. ou bue, mo de az, i aut 8,8 mo de, soit un voume, m. Si on considèe de ai avec % de, cea ait un voume, m d ai nécessaie. 7. I aut détemine a masse de méthane déivant TE, connaissant a masse moaie : M ( = mo, et 6. que chaque moe déive une éneie de = 89 KJ.mo -. Massiquement : 9 = 55, 7 kj. = 55, 7. J. t M 9 Et pou déae TE, i aut. = 75k 9 55, Le méthane est donc un meieu ustibe que e pétoe. 9. En décomposant a tansomation en étapes : = n T - Réaction chimique à T : - Echauement des poduits : éaction La éaction étant adiabatique, à constant : = poduits tota = éaction poduits = Q = ( n T nm nm T T = T T = T = 77K m m. Si oxydation se ait avec de ai noma, i aut aussi chaue e diazote (8n, d où une tempéatue moins ote : ( T T = T = 6K 8 N m m m. Inconvénients de a ustion incompète : - Eneie déaée beaucoup moins impotante - Libéation de monoxyde de cabone, az mote pou homme, tès daneeux ca inodoe et asphyxiant (attention à bien aée es centaes à az dans es cuisines ou es SDB Ainsi, pou une ustion éaisée dans de bonnes conditions, i aut une bonne oxyénation (aéation, vent, Execice 8 : xydation du monoxyde de cabone. Enthapie standad de éaction : vaeu de enthapie de éaction osque es constituants sont dans eu état standad. Enthapie standad de omation : enthapie de a éaction de omation du cops dans son état standad à pati des ééments qui e constituent pis dans eu état standad de ééence à a tempéatue T chechée. Le dihydoène azeux est état standad de ééence de éément hydoène, ca c est a ome a pus stabe sous aquee on touve hydoène à T et ambiant. Son enthapie de omation est donc nue.. n détemine dans un pemie temps enthapie à T = 98K avec a oi de ess : T = ( ( ( ( AN : ( T =, kj. mo uis on tanspose a tempéatue avec a oi de Kichho : d = =, J. K. mo = cstte ca dt = m( ( m( ( m( ( m( ( T = 8,8 kj. mo A pès intéation : i

7 SLUTIN des EXERIES T7 Themochimie Feuie /. ou a tempéatue de amme, on décompose en étapes : = n T - Réaction chimique à Ti : éaction i - Echauement des poduits : poduits = La éaction étant adiabatique, à constant : tota = éaction poduits = Q = n Ti nm nm T Ti = n Ti T = Ti = K n n m Execice 9 : ombustion du Zinc m. I s ait d une oxydation : e zinc est oxydé en oxyde de zinc. I s ait éaement de a éaction de omation de oxyde de zinc soide : = Zn = 8, kj. mo s ( 98K ( ( 98K. La éaction peut ête supposée adiabatique (ca apide, donc a chaeu déaée pa a éaction ne set qu à chaue es poduits (et azote de ai, ce que on modéise en étapes : = n T - Réaction chimique à Ti : éaction - Echauement des poduits : poduits = Zn N tota = éaction poduits = Q = ( n T nm Zn nm N T T = (i y a mo de N, coespondant aux ½ de en éacti 98K T = T = 88K Zn N m. n souhaite aie baisse a tempéatue en ajoutant une quantité x de diazote N. Le bian devient : ( n T n Zn n x N T T = m m Et : ( ( T T m ( N m m m ( N n T n Zn x = n = 68 mo Execice : btention d un ciment. Loi de ess pou touve enthapie standad de éaction : = asi5 a Si = 9 kj. m o d. D apès a oi de Kicho =, est dt indépendant de a tempéatue si =, c'est-à-die : = = ( a Si ( ( a ( Si 5. ou une éaction éaisée à et T constante, on a Q = ξ, où ξ est avancement de a éaction. n veut tansome m n = M a = m o Apès éaction, on touve que ξ = n/, n ea donne : Q = = 97. kj. m o. ombustion : ( ( ( (.a Tabeau d avancement de a ustion : N EI (mo 8 EF (mo -ξ = -ξ = ξ = ξ = 8.b n suppose a tansomation adiabatique à constant, donc a chaeu déaée set diectement à chaue es poduits, on ait un bian d enthapie : tota = éaction poduits = Q = T ξ T syst dt =, ce qui donne : T ( m( m( m( N ξ Et : T ξ T ξ ξ 8 T T = T = T = K 76 ξ ξ 8 m m m( N.c n ait bûe x moes de méthane. En supposant que es poduits sotent du ou à TF = 7K, cea siniie que on utiise a diéence de tempéatue, qui ibèe une éneie : Q ' = x T T ' syst F F pou tansome tonne de a seon a éaction (, i aut appote a quantité de chaeu Q cacuée à a question. Ainsi, x doit véiie a eation : Q ' = x T T ' = Q, d où : syst F F Q x = = 9 mo ( 8 ( T ' m m m N F TF e qui coespond à une masse aoimétie Execice : xyde de Manésium m = 6,6 k. Un caoimète est un éacteu paticuie, possédant des paois athemanes qui ne pemettent pas au système d eectue des tansets themiques ves extéieu. n eectue donc une tansomation adiabatique isobae. La vaiation d enthapie du système est nue.. ombustion du M(s : M = M ( s ( ( s. ou détemine expéimentaement (Ti, on intoduit dans un caoimète es éactis M(s et (aq dans es popotions stœchiométiques apès avoi mesué a tempéatue initiae Ti. n aisse évoue e système jusqu à équiibe themique et on mesue a tempéatue atteinte pa e méane éactionne à a in de a éaction T. Le bian de matièe donne : M = M ( s ( aq ( aq ( EI n n EF n n Bian enthapique : comme e cacu des tempéatues de amme : tota = éaction poduits = Q = n ( Ti n eau m ( ( T Ti =

8 Et on obtient enthapie de a éaction : T = T T i eau m i.b yce Themodynamiques : ( Ti M M s aq s ( aq Ti Ti (, T M M ( i aq aq ( n en déduit : ( AN : ( T = 6 kj. mo = Ti Ti Ti, Ti i I s ait éaement de enthapie standad de omation de M(s, M(s et ( étant es états standads de ééence du manésium et de oxyène à a tempéatue considéée. Execice : Décomposition de eau oxyénée. Dans e caoimète de capacité themique, contenant déjà de eau oide (m, T, on ajoute de eau chaude (m, T, et on mesue a tempéatue inae T. a un bian d enthapie à constant, e système pouvant ête considéé isoé, on obtient : = = Tota AL ( ( ( mceau ( T T mceau ( T T ' = ( T T ' T T m c T T m c T T =. Tacé de a tempéatue :. Les vaeus de tempéatue choisies coespondent aux imites de tempéatue pou esquees a vaiation a été a pus ote, dans a zone où e e a peinement joué son ôe de catayseu.. La chaeu déaée pemet de chaue e caoimète (et ses accessoies et e méane éactionne : Q = ' T T m c T T ( méane ( ρ Q = ' T T V V c T T =, 5. J n en déduit enthapie standad de décomposition : Q Q, 5. J exp = = = = 9, kj. mo n V, 6. mo = 5. Vaeu théoique pou a éaction : n appique a oi de ess : = T( t(min ( ( ( th ( ( ( th = 9, 6 kj. mo Ecat de,% seuement, a manip est tès satisaisante, es deux vaeus se coespondent bien. Execice : aoimète de Bunsen. La masse voumique de a ace est inéieue à cee de eau iquide ; a ace occupe donc un voume pus impotant pou une même masse d eau iquide. Los de sa onte, a même masse de ace tansomée en eau iquide occupe donc un voume pus aibe.. La chaeu déaée set intéaement à aie onde a ace : Q = m L us où m est a masse de ace ondue. D où a vaiation du voume d eau : V = S h = V ( V ( s = m ρ ( ρ ( s S h Q = m = Lus = 5,8. J ρ( ρ ( s D où une chaeu de éaction : Q Q 5, 8. J = = = = 58 kj. mo n V,. Eneies de Liaison et Eneie Réticuaie Execice : Themochimie de a Siice. L enthapie standad de omation d un cops étant déjà dans son état de ééence est pa déinition nue. yce themodynamique : Si ( s ( ( Si ( s ( s ր ( Si ց Si E Si sub = sub ESi = Si ( ( ( Si = = Si = Si E E Si sub sub Si s Si = 6 kj. mo AN : sub Execice 5 : Eneie de iaison. Diéentes ustions : = ( ( = ( ( s, ( = (.a Atomisation du méthane : = (.b Eneie de iaison associée à : = ( ( atom ( = E. Fomation du cabone azeux : = s, ( Atomisation du dihydoène azeux : = (. yce themodynamique aisant inteveni ces éactions et pemettant de cacue éneie de iaison - :

9 SLUTIN des EXERIES T7 Themochimie Feuie / ( ( E ( ( ( ( ( ( ( ( atom ( ( ( s, ( ( s, ( ( (, ( ( ( E ( ( ( s, ( ( atom ( ( = E s atom = AN : E 6, kj. mo = Remaque : La vaeu tabuée est de, kj.mo - et coespond à une éneie de iaison «moyenne» cacuée à pati de pusieus hydocabues. Execice 6 : Eneie éticuaie n constuit e cyce suivant : Na Na E et s ( ( Na s att ( sub ( Na s ( Na ion Na Na ( diss ( ( n en déduit : E et = ( Na sub ( Na diss s ( = 785. ion ( Na ( kj mo att uis on compose es éactions : Et ( ( ( 5 ց ց ր ( ( ց ( ց ( 7 n additionne es enthapies : 6 = E ( = ( 5 E E ( ( 6 ( = 5 = 6 7 E E = ( = n a un système d équations, avec 7 vaiabes, 5 données, et inconnues n ne ésout que ce qui nous intéesse, à savoi e : = L ( E = = L 6 5 E = = = 6 5 L 8, kj. mo ( Execice 7 : Eneie de d iaison - dans (D apès a entae Moécue étudiée de : n commence pa pécise à quees éactions coespondent es enthapies de omation qui sont données : - = ( ( - = ( ( E - iais = ( = E - iais = = ( = = = L = - 7 ( ( ( = ( (