Transformations de la matière : aspects thermodynamiques et cinétiques 1 : Premier principe de la thermodynamique appliqué aux transformations physico-chimiques

Exercice 1

1. • Calculer la masse molaire de et de .
   • Quelle relation lie masse molaire, masse et quantité de matière ?
2. • Faire un tableau d’avancement.
   • En supposant réactif limitant, que serait l’avancement ? Même question pour . Quel est le réactif limitant ?
   • Que vaut l’avancement final ?
3. • On imagine une transformation constitué d’une transformation chimique isotherme suivie d’une élévation de température sans transformation chimique dont les états initiaux et finaux sont les mêmes que la transformation étudiée.
   • Que peut-on dire de la chaleur échangée lors de la transformation étudiée ? En déduire la variation d’enthalpie.
   • Concernant la réaction chimique isotherme : relier la variation d’enthalpie à l’avancement.
   • Concernant l’élévation de température sans réaction chimique : écrire la seconde loi de Joule.
   • Relier les variations d’enthalpie sur les trois transformations.

Exercice 2

1. • À quelle condition l’enthalpie standard de formation est-elle nulle ?
3. • Utiliser la loi de Hess.
4. • On imagine une transformation constitué d’une transformation chimique isotherme suivie d’une élévation de température sans transformation chimique dont les états initiaux et finaux sont les mêmes que la transformation étudiée.
   • Que peut-on dire de la chaleur échangée lors de la transformation étudiée ? En déduire la variation d’enthalpie.
   • Concernant la réaction chimique isotherme : relier la variation d’enthalpie à l’avancement.
   • Concernant l’élévation de température sans réaction chimique : écrire la seconde loi de Joule.
   • Relier les variations d’enthalpie sur les trois transformations.
5. • Dans l’air, combien y a-t-il de fois plus de diazote que de dioxygène ?
   • Par rapport à la question précédente, quelles sont les grandeurs qui seront différentes ?

Exercice 3

1. • Quelle masse d’alcool contient le shot ?
   • Quelle quantité de matière d’alcool cela représente-t-il ?
   • Quelle est l’énergie libérée par la combustion de cette quantité d’alcool ?
   • Quelle masse de sucre libérerait cette énergie ?

Exercice 4

1. • Quelles sont les espèces produites par une combustion ?
   • Une combustion produit du dioxygène et de l’eau.
2. • Écrire l’équation bilan de la vaporisation de l’eau. Quelle est son enthalpie standard de réaction ?
3. • Utiliser la loi de Hess pour exprimer l’enthalpie standard de la réaction de combustion de l’acétylène en fonction des enthalpies standard de formation des espèces chimiques impliquées.
4. • Penser à utiliser une structure conditionnelle pour choisir les bons coefficients en fonction de la température.