La mesure de la vitesse de réaction

Chapitre 8 LA VITESSE DE RÉACTION La mesure de la vitesse de réaction Manuel, p. à 4 POUR FAIRE LE POINT Section 8. La vitesse de réaction en fonction des coefficients stœchiométriques de l équation chimique balancée Manuel, p. 9. Réponse : a) [I. a) v [OCI [CI t t t [O b) v [O t t [NH [O [NO c) v 4 t 5 t 4 t [NH. v [H O 4 t 6 t v 0,068 mol/(ls) v H O 4 6 v 6 H 0,068 mol/(ls) 0,0 mol/(ls) O 4 Réponse : La vitesse de production de vapeur d eau est de 0,0 mol/(ls [HBr [Br 4. 4 t t [OI t [H O 6 t 5. a). Calcul du nombre de moles de magnésium (Mg): m 0,0 g n 4,56 0 4 mol M 4,05 g/mol. Calcul de la vitesse de réaction du magnésium : Quantité de réactifs v t 4,56 0 v 4 mol 4,56 0 4 mol/s s. Calcul de consommation d acide chlorhydrique (HCl v Mg v HCl v HCl v Mg 4,56 0 4 mol/s 9,05 0 4 mol/s Réponse : La vitesse de consommation d acide chlorhydrique est de 9, 0 4 mol/s. b). Calcul de la vitesse de production du dihydrogène (H ): v Mg v H 4,56 0 4 mol/s. Conversion de la température en kelvins : T 0 C 7 9 K. Calcul du volume correspondant à 4,56 0 4 mol : PV nrt nrt V P 4,56 0 4 mol 8, (kpal)/(molk) 9 K 0 kpa 0,00 9 L Réponse : La vitesse de production du dihydrogène est de 0,0 L/s. Quantité de réactifs 6 mol 6. a) v 0, mol/s t 45 s [B [D b) 4 t t c). Conversion de la température en kelvins : T 5 C 7 98 K. Calcul du nombre de moles formées : PV nrt RT 8, (kpal)/(molk) 98 K n PV 0, kpa 50 L 0,6 mol 74 QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé

. Calcul de formation de D : v A v D v D v A 0, mol/s 0,99 mol/s 4. Calcul du temps nécessaire à la formation de 0,6 mole : 0,99 mol 0,6 mol s? 0,6 mol s? 0,408 5 s 0,99 mol Réponse: 50 L de D seront formés en 0,4 seconde. 7. a) Note : En a), on devrait lire : «Calculez la vitesse de combustion de la cire (C 5 H 5 ) en mol/min.». Calcul du nombre de moles de cire : m 6 g n 0,57 5 mol M 5,69 g/mol. Calcul de la vitesse de combustion de la cire : Quantité de réactifs v cire t 0,57 5 7,99 0 mol/min 45 min Réponse : La vitesse de combustion de la cire (C 5 H 5 ) est de 7,94 0 mol/min. b) Note : En b), on devrait lire : «Calculez la vitesse de formation du dioxyde de carbone (CO ) en mol/min.» v cire v 5 CO v CO 5v cire 5 7,99 0 mol/min 0,98 475 mol/min Réponse : La vitesse de formation du dioxyde de carbone est de 0,98 475 mol/min. c). Calcul de la vitesse de production de vapeur d eau (H O) en moles par minute : v cire v H O 6 v 6v H O cire 6 7,99 0 mol/min 0,06 44 mol/min. Conversion de la température en kelvins : T 5 C 7 98 K. Calcul du volume correspondant à 0,06 44 mol: PV nrt nrt V P 0,06 44 mol 8, (kpal)/(molk) 98 K 0, kpa 5,05 L Il se forme 5,05 L/min d eau dans cette réaction. 4. Conversion des L en ml : 000 ml? L 5,05 L 000 ml 5,05 L? 5 05 ml L 5. Conversion de la vitesse en ml/s : 5 05 ml 5 05 ml 84,8 ml/s min 60 s Réponse : La vitesse de production d eau (H O) est de 84 ml/s. d) Note : En d), on devrait lire : «Calculez la quantité de dioxyde de carbone (CO ), en gramme (g), produit après 45 minutes.». Calcul du nombre de moles de dioxyde de carbone produit en 45 minutes : n CO 45 min 0,98 475 mol/min 8,9 75 mol. Calcul de la quantité de dioxyde de carbone produit lors de la réaction : 8,9 75 mol m nm 0,0 9 g 44,009 g/mol Réponse : Une masse de 0,0 g de dioxyde de carbone est produite au cours de la réaction. Section 8. Les façons de mesurer la vitesse de réaction Manuel, p. 5. a) Nombre de feuilles à la seconde. b) Nombre de kilooctets par seconde. c) Nombre de litres par année. d) Nombre d heures par semaine. e) Nombre de livres par semaine ou par mois. QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé 75

. a) Calculer la vitesse de disparition de l hydroxyde de sodium (NaOH (s) ) en grammes par seconde (g/s) parce que le NaOH est solide et que sa masse est facile à mesurer ou calculer la variation de ph en unités de ph par seconde (ph/s) étant donné que l acide chlorhydrique (HCl) est consommé pendant la réaction. b) Calculer la vitesse de disparition du cuivre (Cu (s) ), car il est solide et que sa masse est facile à mesurer, ou calculer la vitesse de formation de dihydrogène (H (g) ) par déplacement d eau parce qu il est gazeux.. Équivalences: 5 minutes 500 secondes m 000 L 000 000 ml 4 ml 0,004 L 585 kg 585 000 g. Calcul du nombre de grammes de butane (C 4 H 0 ): m V 585 000 g m V 0,004 L,4 g de butane 000 L. Calcul du nombre de moles de butane : m,4 g n 4,06 0 mol M 58,4 g/mol. Calcul de la vitesse de réaction : [C v 4 H 0 t 4 ml En ml/min : 0,6 ml/min 5 min 4 ml En ml/s :,7 0 4 ml/s 500 s 0,004 L En L/min:,6 0 4 L/min 5 min 0,004 L En L/s:,7 0 6 L/s 500 s,4 g En g/min: 9,4 0 g/min 5 min,4 g En g/s:,56 0 g/s 500 s 4,06 0 En mol/min: mol,6 0 mol/min 5 min 4,06 0 En mol/s: mol,7 0 5 mol/s 500 s 4.. Calcul de la variation de concentration : [Base [Base f [Base i 0,07 5 mol/l 0,476 0 mol/l 0,458 5 mol/l. Conversion du temps en secondes : 60 s? min 6 min 6 min 60 s? 960 s min. Calcul de la vitesse en mol/(l s [Base v t 0,458 5 mol/l 4,776 0 4 mol/(ls) 960 s 4. Conversion du temps en heures : h? 60 min 6 min h 6 min? 0,67 h 60 min 5. Calcul de la vitesse en mol/(lh [Base v t 0,458 5 mol/l,77 mol/(lh) 0,67 h Réponse : La vitesse de transformation de cette base est de 4,8 0 4 mol/(ls) ou de,7 mol/(lh 5. En calculant la vitesse d apparition du diiode (I ), car il est solide et que sa masse est facile à mesurer. 6. Il sera très difficile de calculer sa vitesse de formation. Comme il y a des substances solides dans les réactifs et dans les produits, on ne peut utiliser la masse. Aucun gaz n est émis. 7. Une tonne 000 kg 0 6 g. Calcul du nombre de moles de fer (Fe m 0 n 6 g 7 906,7 mol M 55,845 g/mol. Calcul de la vitesse de production de fer : [Fe 7 906,7 mol v 596,89 mol/min t 0 min. Calcul de la vitesse de production de dioxyde de carbone (CO v Fe v CO v CO v Fe 596,89 mol/min 895,5 mol/min 4. Nombre de moles de dioxyde de carbone produit en 0 minutes : 895,5 mol? min 0 min 0 min 895,5 mol? 6 860,05 mol min 76 QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé

5. Calcul de la masse de dioxyde de carbone : n nm 6 860,05 mol 44,009 g/mol,8 0 6 g 6. Calcul du volume de dioxyde de carbone : PV nrt nrt V P 6 860,05 mol 8, (kpal)/(molk) 98 K 0, kpa 657 69,67 L Réponse : Il y aura production de,8 tonne de dioxyde de carbone dans un volume de 6,57 0 5 L. 8.. Calcul du nombre de moles de sodium (Na m g m 0, mol M,990 g/mol. Calcul de la vitesse de réaction du sodium : [Na 0, mol v 0,086 67 mol/s t,5 s. Calcul de la vitesse de production de dihydrogène (H v H v Na 0,086 67 mol/s 0,04 5 mol/s 4. Calcul du volume de dihydrogène par seconde : PV nrt nrt V P 0,04 5 mol 8, (kpal)/(molk) 7 K 0, kpa 0,970 5 L 5. Calcul du nombre de moles par litre par seconde : V V n n V n L 0,04 5 mol n 0,044 67 mol V 0,970 5 L Réponse : La vitesse de production du dihydrogène est de 0,045 mol/(l s 9.. Établissement de l équation de neutralisation : H (aq) NaOH (aq) Na (s) H O (l). Conversion du temps en secondes : 60 s? min min 60 s min? 80 s min. Calcul de la vitesse de réaction de l acide sulfurique (H ): [H 0,5 mol/l v t 80 s,778 0 mol/(ls) 4. Calcul de la vitesse de production de sulfate de sodium (Na ): v Na v H,778 0 mol/(ls) 5. Calcul de la quantité de sulfate de sodium produit par seconde :,778 0 mol? 000 ml 5 ml,778 0? mol 5 ml 6,945 0 5 mol/s 000 ml 6. Calcul de la quantité de sulfate de sodium produit dans les minutes : 6,945 0 5 mol/s 80 s 0,0 5 mol 7. Calcul de la masse de sulfate de sodium produit : m n M m nm 0,0 5 mol 4,04 g/mol,775 5 g Réponse : La vitesse de production du sulfate de sodium (Na ) est de 0 mol/(ls) et la masse produite est de g. 0. a). Calcul de la variation de la quantité de magnésium (Mg [Mg Mg f Mg i 0,5 g 0,95 g 0,45 g. Calcul de la vitesse en g/s : [Mg 0,45 g v,607 0 g/s t 80 s Réponse : La vitesse de réaction en g/s est de,6 0 g/s en fonction du magnésium. b) Calcul du nombre de moles de magnésium consommées dans une seconde : m,607 0 n g 6,6 6 0 5 mol M 4,05 6 g/mol Réponse : La vitesse de réaction en mol/s est de 6,6 0 5 mol/s en fonction du magnésium. c). Conversion du temps en minutes : 60 s 80 s min? 80 s min? 4,667 min 60 s. Calcul de la vitesse en g/min : [Mg 0,45 g v 9,64 0 g/min t 4,667 min Réponse : La vitesse de réaction en g/min est de 9,6 0 g/min en fonction du magnésium. QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé 77

.. Calcul de la quantité de nitrate de potassium (KNO ) dans la poudre : 75 KNO 80 g 60 g 00. Calcul de la vitesse de réaction du nitrate de potassium : [KNO v 60 g 000 g/s t 0,005 s Réponse : La vitesse de combustion du nitrate de potassium est de kg/s. Section 8.4 La vitesse moyenne et la vitesse instantanée d une réaction Manuel, p. 8. a) Pendant le trajet Montréal-Québec, ma vitesse moyenne a été de 97 km/h. Lorsque je suis arrivé dans une zone de réparation, je roulais à 7 km/h. b) Sur la piste cyclable Petit Témis, entre Cabano et Rivière-du-Loup, j ai roulé en moyenne à,5 km/h. En descendant une côte, j ai atteint la vitesse de 47 km/h. c) Hier soir, j ai marché sur la rue principale pendant une heure, j ai parcouru 5, km. J ai donc marché à une vitesse de 5, km/h. Vers la fin j étais fatigué et j ai ralenti. Je devais alors marcher à 4 km/h. d) Lorsque je cours 0 minutes, je parcours 8 kilomètres. Je cours donc en moyenne à 6 km/h. Au début, je suis plein d énergie et je cours le premier kilomètre en minutes 0 secondes. Je cours donc ce premier kilomètre à 8 km/h.. Au début, la vitesse est très rapide et plus la réaction avance, plus la vitesse diminue.. [N O 5 (mol/l 0 ) 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00,00,00,00 0,00 0,00,00,00,00 4,00 5,00 Temps (s 0 ) Calcul de la vitesse instantanée à 000 secondes : [N v t0 O 5 s t 5, 0 mol/l 6,8 0 mol/l,00 0 s,50 0 s, 0 6 mol/(ls) Réponse : La vitesse instantanée à 000 secondes est de, 0 6 mol/(ls 4. a) C est un réactif parce que la concentration diminue. b) Calcul de la vitesse moyenne entre 0 et 0 secondes : [substance v x t 0, mol/(ls) 8 mol/l mol/l 0 s 0 s Réponse : La vitesse moyenne entre la 0 e et la 0 e seconde est de 0, mol/(ls c). Calcul de la vitesse instantanée à 0 secondes: [substance 6 mol/l 6 mol/l v t0 s t 0 s 0 s 0,5 mol/(ls). Calcul de la vitesse instantanée à 0 secondes: [substance 5 mol/l 0 mol/l v t0 s t 0 s 0 s 0,5 mol/(ls). Calcul de la vitesse instantanée à 50 secondes: [substance mol/l 5 mol/l v t0 s t 60 s 0 s 0,066 7 mol/(ls) d) Entre 0 et 0 secondes. 5. a) Calcul de la vitesse moyenne entre 0 et 0 secondes : [CO 0,4 mol/l 0,00 mol/l v x t 0 s 0 s 6,6 0 mol/(ls) Réponse : La vitesse moyenne de la réaction pendant les 0 premières secondes est de 6,6 0 mol/(ls b) Calcul de la vitesse moyenne entre 0 et 0 secondes : [CO 0,080 mol/l 0,00 mol/l v x t 0 s 0 s,0 0 mol/(ls) Réponse: La vitesse moyenne de la réaction entre 0 et 0 secondes est de,0 0 mol/(ls 78 QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé

c). Calcul de la vitesse instantanée à 0 secondes: [CO 0,090 mol/l 0,75 mol/l v t0 s t 0 s 0 s 4,5 0 mol/(ls) Réponse : La vitesse instantanée de la réaction à la 0 e seconde est de 4,5 0 mol/(ls Chapitre 8 La mesure de la vitesse de réaction Manuel, p. à 4. Parce que la vitesse au début d une réaction est plus rapide que vers la fin. En déterminant les vitesses de réaction tout près du début de la réaction, on obtient la vitesse maximale à laquelle la réaction peut se dérouler, ce qui est avantageux pour déterminer les vitesses de réactions lentes.. a) En mesurant la différence de la masse de craie (CaCO ) présente dans la réaction ou en mesurant le dioxyde de carbone (CO ) dégagé. b). Calcul de la vitesse de réaction de la craie en g/s : [CaCO v,0 g,5 0 g/s t 85 s La vitesse de réaction est de,4 0 g/s en fonction de la craie.. Calcul du nombre de moles de craie : m,0 g n,998 0 mol M 00,086 g/mol. Calcul de la vitesse de réaction de la craie en mol/s : [CaCO,998 0 v mol t 85 s,5 0 4 mol/s Réponse : La vitesse de réaction est de,4 0 4 mol/s en fonction de la craie.. Exemples de réponses : Réactions lentes : La décomposition du plastique dans l environnement. La dégradation des fruits sur le comptoir de la cuisine. La formation de la rouille sur le métal. Réactions rapides: Les feux d artifice. L hydroxyde de sodium (NaOH) présent dans les produits pour déboucher les tuyaux avec les résidus de savon ou le calcaire présents dans ces mêmes tuyaux. [C 4. a) v H 8 [O [CO t 5 t t [H O 4 t b) v v C H 8 v O v CO v H O 5 4 5. Parce que la concentration d un réactif diminue comme la réaction progresse, le [réactif est négatif. Comme le temps avance, le t est toujours positif. Par conséquent, pour que l expression de vitesse [réactif soit positive, elle t doit être multipliée par. 6. Pour que la vitesse en fonction de la diminution de la concentration d un réactif soit égale à la vitesse en relation avec l augmentation de la concentration d un produit, les coefficients stœchiométriques du produit et du réactif doivent être égaux. [H 7. a) v [I [HI t t t [H b) v [O [H O t t t [Br [BrO c) v [H 5 t t 6 t [Br [H O t t 8. Réponse : b) v B O v 4 B v v B O v B B 4 9. a) v H v NH v NH v H 0,007 4 mol/s 0,004 9 mol/s Réponse : La vitesse de formation de l ammoniac (NH ) sera de 0,004 9 mol/s. QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé 79

b) v H v N v N v H 0,007 4 mol/s 0,00 5 mol/s Réponse : La vitesse de réaction du diazote (N ) sera de 0,00 5 mol/s. 0.. Calcul du nombre de moles de baryum (Ba m, g n, 0 mol M 7,7 g/mol. Calcul de la vitesse de réaction du baryum : [Ba, 0 v mol t 95 s,45 0 4 mol/s. Calcul de formation du dihydrogène (H v Ba v H v H,45 0 4 mol/s Réponse : La vitesse de formation du dihydrogène est de,5 0 4 mol/s.. a) Il sera produit deux fois plus rapidement, étant donné que les coefficients stœchiométriques sont respectivement et, la vitesse du dihydrogène (H ) sera deux fois plus rapide que celle du dioxygène (O ): v H v O v H v O b) 0,5 mol c) 0,5 mol 60 0 moles b) v v H.. Conversion du temps en secondes : 4 min 0 s 4,5 min 60 s? min 4,5 min 4,5 min 60 s? 70 s min. Calcul de la vitesse de réaction de la craie (CaCO ) en g/s : [CaCO v, g 8,59 0 g/s t 70 s. Calcul du nombre de moles de craie : m, g n,98 0 mol M 00,086 g/mol 4. Calcul de la vitesse de réaction de la craie en mol/s : [CaCO v,98 0 mol t 70 s 8,5 0 5 mol/s Réponse : La vitesse de réaction de la craie est de 8,5 0 5 mol/s.. a) Ce sera la vapeur d eau (H O) parce qu il y aura toujours le double de molécules de gaz produites par rapport à celles de dioxyde de carbone (CO ) produites. Sa vitesse est aussi deux fois plus grande. [CH b) v OH [O [CO t t t [H O 4 t c) v v CH OH O v O v CH OH mol/(ls),5 mol/(ls) Réponse : La vitesse de la consommation de dioxygène (O ) sera de,5 mol/(ls d). Calcul du nombre de moles produites en une minute : PV nrt PV 0, kpa 4 L n RT 8, (kpal)/(molk) 7 K 0,00 mol. Calcul du nombre de moles par litre par minute : V V n n V n L 0,00 mol n 0,044 65 mol V 4 L. Calcul de la vitesse de réaction en fonction du dioxyde de carbone : [CO v 0,044 65 mol/l t 60 s 7,44 0 4 mol/(ls) 4. Calcul de la vitesse générale de réaction : v v CO 7,44 0 4 mol/(ls),7 0 4 mol/(ls) Réponse : La vitesse générale de la réaction est de,7 0 4 mol/(ls) en fonction du dioxyde de carbone. 80 QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé

4. a) La vitesse sera la même que la vitesse de production des ions sulfate ( ) étant donné que leur coefficient stœchiométrique est identique. La vitesse à laquelle la concentration des ions sulfite d hydrogène (HSO ) diminue est donc de,5 0 mol/(ls b) v HCrO4 v SO4 v HCrO4 v SO4,5 0 mol/(ls) 8, 0 4 mol/(ls) Réponse : La vitesse à laquelle la concentration des ions chromate d hydrogène (HCrO 4 ) diminue est de 8, 0 4 mol/(ls 5.. Calcul du nombre de moles d argent (Ag m 5,00 g n 4,65 0 mol M 07,868 g/mol. Conversion du temps en secondes : 600 s? h 4 h 600 s 4 h? 4 400 s h. Calcul de la vitesse de réaction en fonction de l argent : [Ag 4,65 0 v mol t 4 400 s,8 0 6 mol/s 4. Calcul de la vitesse de réaction en fonction du cuivre (Cu v Cu v Ag,8 0 6 mol/s,609 0 6 mol/s 5. Calcul de la masse de cuivre produite en une seconde : m n M m nm,609 0 6 mol 6,546 g/mol,0 75 0 4 g Réponse : La vitesse de transformation du cuivre est de,0 0 4 g/s. 6. a) Comme le graphique montre le nombre de moles consommées, nous considérons la vitesse du réactif sans le signe négatif. Calcul de la vitesse moyenne : [NaHCO v x, mol 0 mol t min 0 min 0,6 mol/min Réponse: La vitesse de cette réaction lors des deux premières minutes est de 0,6 mol/min en fonction du bicarbonate de sodium (NaHCO b) En 9,5 minutes. [NaHCO v x,5 mol 0 mol t 9,5 min 0 min 0,5 mol/min Réponse : La vitesse moyenne de la réaction est de 0,5 mol/min en fonction du bicarbonate de sodium (NaHCO c) Entre 6 et 8 minutes. [NaHCO v x, mol, mol t 8 min 6 min 0, mol/min Réponse: La vitesse de la réaction dans l intervalle de 6 et 8 minutes est de 0, mol/min en fonction du bicarbonate de sodium (NaHCO d) Calcul de la vitesse instantanée à minutes : [NaHCO v t min,8 mol,5 mol t 4 min min 0,75 mol/min Réponse : La vitesse instantanée à minutes est de 0, mol/min en fonction du bicarbonate de sodium (NaHCO e) Plus la réaction progresse dans le temps, plus la concentration de réactifs diminue, donc la vitesse diminue également. 7. a) Calorimétrique : le réactif est coloré, le produit est incolore. b) Captage du gaz: un des produits est gazeux. c) Captage du gaz (un des produits est gazeux); changement de la masse (les réactifs sont solides et aqueux, un produit est gazeux); ph (des ions H, hydronium [H O provenant du H, sont consommés dans la réaction Captage du gaz: changement de la masse (les réactifs sont solides et aqueux, un produit est gazeux); ph (des ions H, hydronium [H O provenant du H, sont consommés dans la réaction QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé 8

d) Avec un ballon qui mesure le nombre total de moles de gaz, plus la réaction avance, moins il y a de moles (on passe de 4 moles dans les réactifs à moles dans les produits Pour ce faire, il faut que la réaction se déroule dans un système fermé. 8. a) v H PO 4 v Mg(OH) v Mg(OH) v H PO 4 0,0 mol/(ls) 0,0 mol/(ls) Réponse : La vitesse de consommation du dihydroxyde de magnésium (Mg(OH) ) est de 0,0 mol/(ls b) v H PO 4 v Mg (PO 4 ) v Mg (PO 4 ) v H PO 4 0,0 mol/(ls) 0,0 mol/(l s) Réponse : La vitesse de production du sel (Mg (PO 4 ) ) est de 0,0 mol/(ls 0,0 mol/l? c) s s 0,0 mol/l s? 0,44 mol/l s Réponse : La concentration initiale de l acide phosphorique (H PO 4 ) était de 0,44 mol/l. 9.. Conversion du temps en secondes : 60 s? min,4 min 60 s,4 min? 44 s min. Calcul de la concentration de dichlore (Cl ) par litre : 0,06 mol? L L 0,06 mol L? 0,08 mol/l L. Calcul de la vitesse de réaction en fonction du dichlore : [Cl v 0,08 mol/l t 44 s,5 0 4 mol/(ls) 4. Calcul de la vitesse en fonction du pentachlorure de phosphore (PCl 5 v Cl v PCl5 v PCl5,5 0 4 mol/(ls) 5. Calcul de la masse de pentachlorure de phosphore produite en une seconde : m n M m nm,5 0 4 mol 08,9 g/mol,6 0 g Réponse : La vitesse de transformation du pentachlorure de phosphore est de,6 0 g/(l s 0.. Calcul de la masse de dioxygène (O ) dans,5 ml : mrt PV M PVM 0, kpa 0,00 5 L,998 g/mol V RT 8, (kpal)/(molk) 98 K 4,58 0 g. Calcul de la masse de dioxygène qui sera consommé par l homme : 4,58 0 g? kg 75 kg 4,58 0? g 75 kg 0,4 5 g kg. Calcul de la vitesse en grammes par heure : 0,4 5 g? min 60 min 0,4 5 g 60 min? 0,6 g min Réponse : L homme de 75 kg consommera le dioxygène (O ) à une vitesse de g/h.. a) 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0,0,0,0 0,0 0,00,00,00,00 4,00 5,00 6,00 7,00 Temps (s) [O (mol/l 0 ) [O b) v x 7,5 0 mol/l 0 mol/l t 4 800 s 0s,56 0 6 mol/(ls) Réponse : La vitesse moyenne durant les 4 800 premières secondes est de,56 0 6 mol/(ls) en fonction du dioxygène (O 8 QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé

c). Calcul de la vitesse instantanée à 00 s : [O v t 00 s t 5,0 0 mol/l, 0 mol/l,80 0 s 6,00 0 s,5 0 6 mol/(ls). Calcul de la vitesse instantanée à 4 800 s : [O v t4 800 s t 8,0 0 mol/l 7,0 0 mol/l 5,80 0 s,80 0 s,84 0 7 mol/(ls) Réponse : La vitesse instantanée à 00 s est de, 0 6 mol/s et celle à 4 800 s est de,8 0 7 mol/(ls) en fonction du dioxygène (O d) Plus la réaction progresse, moins il y a de réactifs présents. La réaction se fera donc de moins en moins rapidement. e) Un des élèves aurait pu prendre ses données au début de la réaction et l autre entre deux temps différents. Ils n ont donc pas pris les mêmes temps de référence. f) Parce que la vitesse au début d une réaction est plus rapide que vers la fin. En déterminant les vitesses de réaction tout près du début de la réaction, on obtient la vitesse maximale à laquelle la réaction peut se dérouler, ce qui est avantageux pour déterminer les vitesses de réactions lentes.. a) N O 5 (g) 4 NO (g) O (g) b). Calcul de la vitesse en fonction du pentaoxyde de diazote (N O 5 [N v N O 5 O 5 t 6,0 0 mol/l,0 0 mol/l 0 min 0 min,45 0 4 mol/(lmin). Calcul de la vitesse en fonction du dioxyde d azote (NO [NO v NO t,78 0 mol/l 8,00 0 mol/l 0 min 0 min 4,9 0 4 mol/(lmin). Calcul de la vitesse en fonction du dioxygène (O [O v O t 4,45 0 mol/l,00 0 mol/l 0 min 0 min,5 0 4 mol/(lmin) Réponse : La vitesse de réaction entre la dixième et la trentième minute est de,5 0 4 mol/(lmin) en fonction du pentaoxyde de diazote, de 4,9 0 4 mol/(lmin) en fonction du dioxyde d azote et de, 0 4 mol/(lmin) en fonction du dioxygène. c) Dans la réaction, chaque substance n est pas stœchiométriquement équivalente, c est-à-dire qu elles n ont pas les mêmes coefficients stœchiométriques. Et les valeurs de vitesse sont en lien avec ceux-ci.. a) C 8 H 8(l) 5 O (g) 6 CO (g) 8 H O (g) b) v C8 H 8 v 6 CO 6 6 v CO v C8 H 8 6,80 mol/s 54,4 mol/s Réponse : La vitesse de formation du dioxyde de carbone (CO ) est de 54,4 mol/s. c) v v C8 H 8 v O v CO v H O 5 6 8 d). Conversion du temps en secondes : 60 s? min 5 min 60 s 5 min? 900 s min. Calcul du nombre de moles de dioxyde de carbone produit en 5 minutes (900 s 54,4 mol? s 900 s 54,4 mol 900 s? 48 960 mol s. Calcul de la masse de dioxyde de carbone : m n M m nm 48 960 mol 44,009 g/mol,55 0 6 g 4. Conversion de la température en kelvins : T 5 C 7 98 K QUANTUM Chimie Chapitre 8 Pour faire le point Corrigé 8

5. Calcul du volume de dioxyde de carbone produit : PV nrt nrt V P 48 960 mol 8, (kpal)/(molk) 98 K 0, kpa,98 0 6 L Réponse : La masse de dioxyde de carbone est de,6 0 6 g et le volume produit est de,0 0 6 L. 4. On met le tout dans un ballon dans lequel on fixe un manomètre qui nous permettra de mesurer la pression. Comme nous avons 5 moles de produits pour chaque moles de réactifs, nous pourrons suivre l évolution de la réaction. 5. Note: Dans le tableau de la question 5, la concentration [C correspondante au temps T 7 s devrait être de 4,95 mol/l. Comme A et C ont le même coefficient stœchiométrique, le nombre de moles qui apparaît du côté des produits est le même que celui qui disparaît du côté des réactifs. Sachant que la concentration de départ de la substance A était de 0,00 mol/l, nous n avons qu à soustraire les valeurs de concentration de la substance C [A (mol/l) aux 0,00 moles de départ de la substance A afin d obtenir la variation de la concentration de la substance A. 0,00 5,00 0,00 5,00 0,00 0 0 0 0 40 50 60 Temps (s) [B,45 mol/l 0,00 mol/l b) v x t 60 s 0 s 0,75 8 mol/(ls) Réponse : La vitesse moyenne de la réaction est de 0,8 mol/(ls) en fonction de B. [B,00 mol/l 7,5 mol/l c) v t0 s t 48 s 8 s 0,5 mol/(ls) Réponse : La vitesse instantanée à la moitié de la réaction du graphique de la substance A est de 0,5 mol/(ls 9 Chapitre La théorie des collisions Manuel, p. 5 à 44 POUR FAIRE LE POINT Chapitre 9 La théorie des collisions Manuel, p. 4 et 44. Une réaction élémentaire est une réaction qui ne peut pas être décomposée en réaction plus simple. Une réaction globale est une addition de réactions élémentaires. La vitesse de la réaction globale sera la même que la vitesse de réaction pour laquelle le niveau d énergie du complexe activé est le plus élevé. Sa vitesse de réaction sera aussi la plus lente.. a) L étape déterminante sera de les présenter de façon uniforme. Les étapes «rassembler» et «agrafer» se feront presque instantanément par rapport à la deuxième étape. b) Plusieurs réponses sont possibles. Exemples : Donner aux élèves un format précis de mise en page des activités. Demander aux élèves de les rédiger en format électronique. Fournir un formulaire précis pour que chaque activité ait le même format. Etc. 84 QUANTUM Chimie Chapitre 9 Pour faire le point Corrigé