8. Les alcanes Résumé Exercices

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1 Sciences BMA Ébénisterie 1/5 Ch. 8. Les alcanes 8. Les alcanes Résumé Exercices Objectifs : Écrire la formule brute, semi-développée et développée d'un alcane Écrire un ou plusieurs isomères de constitution Équilibrer l'équation-bilan d'une réaction de combustion Utiliser l'équation-bilan pour une interprétation quantitative 1. Construire les modèles moléculaires du méthane, de l'éthane et du propane Modèles moléculaires À partir de la photo ci-contre, construire les modèles moléculaires du méthane, de l'éthane et et du propane (de gauche à droite) 1. Écrire la formule brute, semi-développée et développée de ces trois molécules méthane... éthane... propane Dans ces molécules, combien de liaisons, chaque atome de carbone établit-il avec les autres atomes?. 2. Construire les modèles moléculaires des isomères du butane Modèles moléculaires À partir de la photo ci-contre, construire les modèles moléculaires du butane et du méthylpropane 1. Écrire la formule brute et semi-développée du butane 2. Écrire la formule brute et semi-développée du méthylpropane 3. Quelle est la molécule qui a une chaîne carbonée linéaire? 4. Quelle est la molécule qui a une chaîne carbonée ramifiée?

2 Sciences BMA Ébénisterie 2/5 Ch. 8. Les alcanes 3. Combustion complète du butane Vidéo - Un briquet, - Un tube à essai, - Une pince en bois, - Eau de chaux, - Un bécher. - Régler le débit du gaz s'échappant du briquet pour obtenir une flamme bleue - Placer le tube froid au dessus de la flamme, que se forme-t-il sur les parois du tube? - Verser de l'eau de chaux dans le tube, que fait l'eau de chaux Compte rendu de l'expérience : Pour brûler, le butane réagit avec un gaz contenu dans l'air. Quel est ce gaz?. 2. Quel est le produit qui se dépose sur les parois du tube?. 3. Quel gaz met-on en évidence avec l'eau de chaux versée dans le tube?. 4. Écrire l'équation-bilan de la combustion.. 4. Combustion incomplète du butane - Un briquet, - Une soucoupe en porcelaine, - Une pince en bois, Eau de chaux - Augmenter le débit du gaz s'échappant du briquet - Approcher la soucoupe au dessus de la flamme, que se forme-t-il sur les parois de la soucoupe? Compte rendu de l'expérience : Quelle est la couleur de la flamme? 2. Quelle est la nature du produit qui se dépose sur la soucoupe? 3. Écrire l'équation-bilan de la combustion incomplète sachant que les produits de réaction sont le carbone et l'eau.

3 Sciences BMA Ébénisterie 3/5 Ch. 8. Les alcanes A retenir Début Exercices 1. Les alcanes sont des hydrocarbures, composés dont les molécules contiennent des atomes de carbone et d'hydrogène. L'atome de carbone possède quatre électrons sur sa couche externe, il est tétravalent. Dans les molécules d'alcanes, chaque atome de carbone établit des liaisons de covalence simple de type C C ou C H par la mise en commun de deux électrons. La chaîne carbonée est linéaire quand les atomes de carbone sont les uns à la suite des autres. La chaîne carbonée est ramifiée quand des atomes de carbone sont situés sur des ramifications. La formule brute des alcanes s'écrit sous la forme C n H 2 n Exemple d'alcanes : Nom de l'alcane Atomes de carbone brute Méthane 1 C H 4 Formule semi-développée Éthane 2 C 2 H 6 Propane 3 C 3 H 8 Butane 4 C 4 H 10 CH 2-méthylpropane Pentane 5 C 5 H 12 CH 2-méthylbutane CH Hexane 6 C 6 H 3 2-méthylpentane 14 CH CH 2,3-diméthylbutane Heptane 7 C 7 H 16 Octane 8 C 8 H 18 Nonane 9 C 9 H 20 C 10 CH CH Décane 10 3 H La combustion complète d'un alcane produit uniquement du dioxyde de carbone (CO 2 ) et de l'eau (H 2 O) alors que la combustion incomplète produit du carbone (C), de l'eau (H 2 O) et peut être du monoxyde de carbone (CO).

4 Sciences BMA Ébénisterie 4/5 Ch. 8. Les alcanes Exercices Début Résumé Ex.1 Écrire la formule développée du propane Ex 2 Écrire la formule semi-développée du 2,2-diméthylpropane. En déduire sa formule brute Ex 3 Nommer les alcanes suivants CH CH CH C 2 H 5 CH C 2 H 5 Ex 4 Combustion du propane Certains appareils de chauffage fonctionnent au gaz propane. a. Compléter l'équation de la combustion complète du propane : C 3 H O 2... CO H 2 O b. Un local a pour dimension 5 m x 4 m x 3 m. Calculer le volume d'air qu'il contient. c. Sachant que l'air est composé d'environ 20 % de dioxygène, en déduire le volume de dioxygène contenu dans la pièce. Le convertir en litre. d. Un appareil de chauffage au propane consomme 220 g de propane à l'heure. Calculer le nombre de moles et le volume de dioxygène consommé en une heure. On donne M C = 12 g/mol ; M H = 1 g/mol ; V M = 24 L/mol e. Au bout de combien de temps (en heures) tout le dioxygène sera consommé en supposant le local hermétiquement clos? f. Pourquoi ne faudrait-il pas laisser fonctionner un tel appareil dans une chambre hermétiquement fermée?

5 Sciences BMA Ébénisterie 5/5 Ch. 8. Les alcanes Ex 5 Combustion et effet de serre L'indice de cétane mesure l'aptitude d'un gazole à l'auto-inflammation. Le cétane ou hexadécane a pour formule C 16 H 34. On donne M C = 12 g/mol ; M H = 1 g/mol ; M O = 16 g/mol ; V M = 24 L/mol a. Calculer la masse molaire moléculaire de l'hexadécane. b. Un réservoir de voiture contient 45,2 kg d'hexadécane. À combien de moles cette masse correspond-elle? c. Écrire et équilibrer l'équation de la combustion complète de l'hexadécane. d. Calculer la masse et le volume de dioxyde de carbone dégagé lors de la combustion complète de 45,2 kg de l'hexadécane. e. Quelle conclusion peut-on en tirer sur l'effet de serre? Ex 6 L'indice d'octane L'indice d'octane mesure la résistance d'une essence à l'auto-inflammation, qui est produite lors de la compression, quand l'essence s'enflamme avant que ne se produise l'étincelle de la bougie. On dit alors que le moteur «cogne». 1. On attribue l'indice 0 à l'heptane. a. À quelle famille d'hydrocarbures appartient l'heptane? b. Sachant que sa molécule comporte 7 atomes de carbone, écrire sa formule semi-développée. 2. On attribue l'indice 100 au 2,2,4-triméthylpentane. a. À quelle famille d'hydrocarbures appartient 2,2,4-triméthylpentane? b. Écrire sa formule semi-développée. c. Sa chaîne carbonée est-elle linéaire ou ramifiée? d. De quel hydrocarbure à chaîne linéaire est l'isomère de constitution?