Td corrigé TD Thermochimie - Exercices corriges pdf

TD Thermochimie - Exercices corriges

TD Thermochimie. Exercice 1 : influence de la température sur la chaleur de réaction. On considère la réaction de chloration totale du méthane selon : CH4(g) + ...




part of the document



TD Thermochimie

Exercice 1 : influence de la température sur la chaleur de réaction
On considère la réaction de chloration totale du méthane selon :
CH4(g) + 4 Cl2(g)  EMBED Equation.3  CCl4(g) + 4 HCl(g)
dont l’enthalpie standard de réaction est -401,08 kJ.mol-1 à 25°C.
Prévoir l’ordre de grandeur de ”rH° à 600 K et le calculer.
Calculer ”rU° à 25°C.
On donne les Cp° (J.K-1.mol-1) : CH4(g) : 35,71 Cl2(g) : 33,93
HCl(g) : 29,12 CCl4(g) : 83,51

Exercice 2 : énergie de résonance
L acroléine a pour nom systématique le propénal. A 25°C sous 1 bar, elle est liquide.
Ecrire la formule semi développée de l’acroléine.
Calculer son enthalpie standard de formation à 25°C connaissant son enthalpie standard de combustion.
Recalculer son enthalpie standard de formation à partir des énergies de liaisons. Conclusion.
”H° (kJ.mol-1) à 298 K.
”fH° : H2O(l) : -285,83 CO2(g) : -393,51 C(g) : 716,7
”rH° : combustion de l acroléine : -1628,53
Vaporisation de l acroléine : 20,9
Energies de liaison (kJ.mol-1) : H-H : 436 C-C : 345 C=C : 615
C=O : 743 C-H : 415 O=O : 498

Exercice 3 : utilisation des enthalpies standard de formation
Déterminer ”rH° à 298 K pour les réactions suivantes.
a) 3 O2  EMBED Equation.3  2 O3b) 2 FeS2(s) + 5,5 O2  EMBED Equation.3  Fe2O3(s) + 4 SO2(g)c) NH3(g) + HCl(g)  EMBED Equation.3  NH4Cl(s)d) CuSO4, 5H2O(s)  EMBED Equation.3  CuSO4(s) + 5 H2O(g)e) H2S + Cl2  EMBED Equation.3  2 HCl(g) + S(s)f) 2 NH3(g) + 1,5 O2  EMBED Equation.3  N2(g) + 3 H2O(l)
”fH° (kJ.mol-1) à 298 K :
FeS2(s) : -178,2 H2O(l) : -285,83 NH3(g) : -45,94 NH4Cl(s) : -314,4 H2S : -20,6
Fe2O3(s) -822,2 SO2(g) : -296,8 HCl(g) : -92,3 H2O(g) : -241,83 O3 : 142,7
CuSO4(s) : -771,4 CuSO4, 5 H2O(s) : -2278

Exercice 4 : énergie réticulaire
Déterminer l’énergie réticulaire du cristal de chlorure d’argent.
A 298 K (kJ.mol-1) :
U˜™£¤¨©¼½¾¿ÃÄ



6
N
P
‚
„

”
œ
 
¨
ª
°
²
Ð
Ò
  6 z ~  % 4 : C « ® º Ã Ä 
2òäàÖàÎàÎàÆà·ªÆàÎà¢àÎàžàÎàÎà¢à¢àšàÎàÎàÎàÖàžàžàžàžàžàžàž’žh"h"H*hõmh"h1 h:1H*jh:1h:1EHúÿUj½!J
h:1CJUVaJjh:1Uh
'µh:1H*hP~h:15\h:1h
'µh|Q5CJ\aJh
'µh:15CJ\aJ8U–Ó :
f
ê
4 6 z  E «
0žø@À‚î÷õõõõõííõõõõõåååàààààààààgd"
& Fgd:1
& Fgd:1$a$gd
'µ°0þ24@Bfh ¢vz‚šœúüþ&(*,46HJ`bdfŒŽ’˜šœž²´ÈÊäæ 46>@JLrtvx÷ó÷ó÷ó÷óëóáó÷ó÷óÙóʽÙó÷ó÷ó÷óÙóÊ°Ùó÷ó÷ó÷ó÷óÙóÊ£Ùó÷ó÷ó÷óÙóʖÙj;h:1h"EHúÿUjLh:1h"EHúÿUjÞh:1h"EHúÿUjïh:1h"EHúÿUj½!J
h"CJUVaJjh"UhP~h"5\h"h"H*h"h
'µh"H*;î8¼¾&¢¤Šöö¥ööTööQkd*
$$If–FÖ0”ÿ­Æ%
tàö6öÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laöQkdÍ$$If–FÖ0”ÿ­Æ%
tàö6öÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laö $Ifgd"x‚„–˜¬®º¼¾Àæèêì468:`bdfjl~€ˆŽ’¦ªÀÂÈÊäæèê()5678CDFüôüôüôüôüìüÝÐìüÌÄÌÄ̼̭ ¼ÌÄÌÄÌüÌÄ̘ÌüÌÄ̔ÌÄÌÄ̔ÌÄÌÄÌÄÌÄ̔Ìhõmh"h§n"H*j˜ h:1h§n"EHúÿUj½!J
h§n"CJUVaJjh§n"Uh
'µh§n"H*h§n"j©
h:1h"EHúÿUj½!J
h"CJUVaJjh"Uh
'µh"H*h":ŠŒŽÂ3«¬Í$¶&¸&º&.'(Ê(d*ª+®©©©©©©©©¤¤¤¤¤¤¤œœ
& Fgd`Øgd§n"gd"Qkd‡$$If–FÖ0”ÿ­Æ%
tàö6öÖÿÿÖÿÿÖÿÿÖÿÿ4Ö4Ö
laöFGfgwx…†—˜ž¬Í &&&(&2&B&D&n&t&& &¸&º&þ&,'.'(†)Ê)++++l,n,z,|,Î,Ð,Ü,Þ,à,â,-
- --- -÷ó÷ó÷ó÷ó÷ó÷óéóáóßó÷ó÷ó÷ó÷ó÷óÛéÑéÍÉÅɽɽɱɱɽɽɩɚ©É½jh:1h`ØEHúÿUj½!J
h`ØCJUVaJjh`ØUh`Øh`ØH*OJQJh1 h`ØH*hRïh`Øh}
YhP~h}
Y5\hP~Uh"h§n"H*hP~h§n"5\h§n"h
'µh§n"H*7”subH°(Ag) : 284,9 DCl-Cl : 243 ”fH°(AgCl,s) : -127,1 ”ionH°(Ag) : 727 Eaff élec(Cl) : 350


Exercice 5 : température de flamme d un réacteur de fusée
La réaction entre le dihydrogène et le dioxygène est utilisée pour la propulsion de lanceurs comme Ariane.
On supposera que les réactions sont suffisamment rapides pour être considérées comme adiabatiques.
En admettant que les réactifs, à 298 K, soient mélangés dans les proportions stoechiométriques et que les produits soient gazeux, calculer la température de flamme atteinte (réponse entre 4500 et 5000 K).
En fait, le mélange réactionnel est enrichi en dihydrogène et correspond à (2 H2 + ½ O2). Quelle est dans ce cas la température maximale ? (entre 3000 et 3500 K).
A de telles températures, le mélange final comporte des quantités notables de radicaux tels que HÏ% ou HOÏ%. L équation bilan doit être écrite :
2 H2 + ½ O2  EMBED Equation.3  0,990 H2 + 0,985 H2O + x HÏ% + y HOÏ%
a) Déterminer x et y.
b) Calculer l enthalpie standard de réaction à 298 K.
c) Calculer la température maximale atteinte (entre 3000 et 3500 K).

”fH° (kJ.mol-1) à 298 K : H2O(g) : -241 HÏ% (g) : 218 OÏ%Ï% (g) : 249
”rH° (kJ.mol-1) à 298 K : HOÏ%  EMBED Equation.3  HÏ% + OÏ%Ï% : 428
On donne les Cp° (J.K-1.mol-1) : H2 : 27,28 + 0,00326.T O2 : 29,96 + 0,00418.T
H2O : 30,54 + 0,01029.T HOÏ% : 28,66 + 0,00226.T HÏ% : 20,7
 :