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DS sur le Chapitre 6 du thème Habitat. Exercice 1 : Quelques combustibles. 1. Au
début du développement de l'industrie de l'or noir, vers le milieu du XIXème ...
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NOM, Prénom : Classe : 1ère
DS sur le Chapitre 6 du thème Habitat
Exercice 1 : Quelques combustibles
1. Au début du développement de lindustrie de lor noir, vers le milieu du XIXème siècle, le pétrole lampant, un distillat du pétrole, a été le produit pétrolier le plus vendu comme combustible pour assurer léclairage des lieux publics et des habitations. Il est essentiellement constitué dhydrocarbures à chaines linéaires, comprenant entre 10 et 14 atomes de carbone.
Très résistant au froid, il gèle à -50°C, cest aujourdhui le carburant des avions. Il a changé de nom, cest le kérosène.
a. Quel est lancien nom du kérosène ?
b. Que signifie « combustible » ?
c. Compléter léquation de la combustion complète de lhydrocarbure du pétrole lampant comportant 11 atomes de carbone, le undécane C11H24 :
C11H24 +
O2 (
CO2 +
H2O
2. Le diester, contraction de diesel et ester, est un biocarburant issu des huiles de colza et de tournesol. Les plus gros producteurs de ce carburant « vert » sont les Etats Unis, le Brésil, puis lAllemagne et ensuite la France.
Son principal intérêt est dêtre renouvelable et de remplacer les combustibles fossiles. Il est mélangé aux carburants diesel et aux fiouls domestiques, dans des proportions allant de 5% à 20%. Le linoléate de méthyle (ci-contre) est un des esters obtenus à partir de lhuile de colza, sa formule est C19H34O2.
a. Donner un exemple de « combustible fossile » :
b. Etablir léquation de la combustion complète du linoléate de méthyle :
.
Exercice 2 : Les briquets à gaz vendus dans le monde
Le briquet à gaz est une invention française (1948) de Jean Inglessi, qui inventa aussi la bouteille à gaz à usage domestique. Aujourdhui, près de 7 milliards de briquets jetables sont vendus dans le monde, en une année.
Un briquet neuf contient une masse de pentane (C5H12) voisine de 6,0 g.
a. Durant quel siècle est apparu le briquet à gaz ?
b. Calculer la quantité de matière de pentane brûlée par briquet.
Rappels :
- sn = m/Ms avec n la quantité de matière (en mol), m la masse (en g) et M la masse molaire (en g/mol).
- la masse molaire M du pentane vaut 72 g/mol.
c. Léquation de la réaction de combustion du pentane est : C5H12 + 8 O2 ( 5 CO2 + 6 H2O.
Recopier cette équation, et établir un tableau davancement de la réaction de combustion de la quantité de matière totale de pentane (calculée au b.!) contenue dans un briquet. On notera « excès » dans la colonne correspondant au dioxygène.
En réfléchissant au réactif limitant, vous calculerez ainsi la quantité de matière deau et de dioxyde de carbone produites.
d. En déduire, par le calcul, la masse de dioxyde de carbone CO2 produite chaque année dans le monde, par la combustion du pentane contenu dans les 7 milliards de briquets vendus ? (7 milliards est bien sûr égal à 7.109). Donnée : masse molaire M du dioxyde de carbone = 44 g/mol.
d. Doù provient lénergie thermique dégagée lorsque le briquet fonctionne ?
e. Lénergie du système chimique de départ est-elle plus grande ou plus petite que lénergie du système chimique final ? Pourquoi ?
Exercice 3 : Une bûche de Noël
Le graphe ci-contre donne le Pouvoir Calorifique PC dun bois de chauffage en fonction de son taux dhumidité.
1. Donner la définition du pouvoir calorifique dun combustible.
2. Un bûche de Noël (en bois
!) ayant un taux dhumidité de 15% a une masse de 10 kg.
a. Quel est le pouvoir calorifique du bois de cette bûche ?
b. Quelle quantité dénergie peut fournir cette bûche ?
c. Pour quel taux dhumidité le PC de ce bois est-il nul ?
CORRECTION du DS sur le Chapitre 6 du thème Habitat
Ex1 : 1. C11H24 + 17 O2 ( 11 CO2 + 12 H20
2. C19H34O2 + (53/2) O2 ( 19 CO2 + 17 H20
Ex2 : a. n = m/M = 6/72 = 8.10-2 mol.
b. C5H12 + 8 O2 ( 5 CO2 + 6 H20
Etat initial8.10-2 molexcès0 mol0 molEtat intermédiaire8.10-2 - xexcès5x6xEtat final8.10-2 - xmaxexcès5xmax6xmaxc. n=m/M donc m(CO2) = n(CO2)xM(CO2)
Cest à dire m(CO2) = 5xmax x M(CO2) = 5x8.10-2x44 = 2.101 g pour 1 briquet.
( mmonde = m(CO2) x 7.109 =2.101 x 7.109 = 1.1011 g= 1.105 tonnes de CO2 !
d. Lénergie thermique dégagée provient de la combustion du pentane.
e. Lénergie du système chimique de départ est plus grande que lénergie du système chimique final puisquil y a libération dénergie thermique, la combustion est une réaction exothermique.
Ex3 : 1. Le pouvoir calorifique dun combustible est la quantité dénergie libérée par la combustion dun kg de ce combustible.
2. a. Lecture graphique : PC15% = 4 kWh/kg.
b. Cette bûche pouvant fournir 4kWh pour 1kg, vu quelle pèse 10kg, elle peut en fournir 10 fois plus dénergie : E = PC x m = 4x10 = 40kWh.
c. Lecture graphique : PC=0 kWh/kg si le taux dhumidité vaut 90%.
/4
/10
/6
