CHIMIE

© Hachette Livre – H Prépa / Chimie, 1 re année, PCSI –La photocopie non autorisée est un délit
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Exercices
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Réaction de formation
Parmi les réactions suivantes, quelles sont les réactions de
formation à 298 K ? SOS
a. NO (g) +1/2 O 2 (g) = NO 2 (g)
b. N (g) + O 2 (g) = NO 2 (g)
c. N (g) + 2 O (g) = NO 2(g)
d. 1/2 N 2 (g) + 1/2 O 2 (g) = NO(g)
e. CaO (s) + CO 2 (g) = CaCO 3 (s)
f. Na (s) + 1/2 Cl 2 (g) = NaCl (s)
g. Ca (s) + C (graphite) +3/2 O 2 (g) = CaCO 3 (s)
h. Na (s) + 1/2 Cl 2 (g) = NaCl (liq)
SOS : Tenir compte de la définition de l’état standard de
référence et du rôle de l’état physique des produits et des
réactifs.
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Utilisation des enthalpies standard
de formation
Déterminer ∆ rH° à298 K pour les réactions suivantes ;
quelles sont les réactions exothermiques ?
a. 3 O 2 = 2 O 3
b. 2 FeS 2 (s) +11/2 O 2 = Fe 2O 3 (s) +4SO 2 (g)
c. NH 3 (g) +HCl (g) = NH 4Cl (s)
d. CuSO 4 , 5 H 2O (s) = CuSO 4 (s) +5H 2O (g)
e. H 2S + Cl 2 = 2 HCl (g) + S (s)
f. 2 NH 3 (g) +3/2 O 2 = N 2 (g) +3H 2O ()
Données :
∆ fH° (kJ . mol –1 ) à 298 K :
FeS 2 (s) : – 178,2 ; Fe 2O 3 (s) : – 822,2 ;
H 2O () : – 285,83 ; SO 2 (g) : – 296,8 ;
NH 3 (g) : – 45,94 ; HCl (g) : – 92,31 ;
NH 4Cl (s) : – 314,4 ; H 2O (g) : – 241,83 ;
H 2S (g) : – 20,6 ; O 3 (g) : 142,7 ;
CuSO 4 (s) : – 771,4 ; CuSO 4 , 5 H 2O (s) : – 2278,0.
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Enthalpie molaire
Soit T r une température de référence choisie arbitrairement
; dans ce qui suit, on prendra T r = 298 K.
1 • Exprimer H 0 m,s(T) ;H 0 m,,(T);H 0 m,v(T), enthalpies
molaires standard du cuivre dans ses différents états physiques,
en fonction de la température et de H 0 m,s(T r). SOS
2 • Représenter qualitativement les variations de l’enthalpie
molaire standard du cuivre dans son état physique
stable, en fonction de la température.
Données sous la pression standard p 0 :
L fus, chaleur latente massique de fusion à T fus ; L vap, chaleur
latente massique de vaporisation à T vap ; c ps, c p,, et
c pv, capacités thermiques massiques respectivement du
solide, du liquide et du gaz.
matériau
On néglige les variations des capacités thermiques massiques
en fonction de la température.
SOS : 1) Distinguer grandeurs massiques et molaires.
Revoir si nécessaire la définition des chaleurs latentes.
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Régulation thermique
L’activité métabolique d’un être humain de masse m =70kg
libère quotidiennement une énergie d’environ 10 MJ.
1 • Si le corps humain constituait un système isolé, quelle
serait sa variation de température provoquée en un jour
par le métabolisme ?
2 • En réalité, la température des êtres vivants est régulée
par divers mécanismes ; l’un d’eux est l’évaporation d’eau,
assurée par la respiration et la transpiration.
Si l’évaporation était le seul mécanisme en œuvre, quelle
masse d’eau devrait être vaporisée chaque jour pour maintenir
constante la température de l’organisme ?
Données :
Capacité calorifique massique du corps humain :
c = 4,18 kJ . K −1 . kg −1 .
Enthalpie de vaporisation de l’eau à la température du
corps (37 °C) : 44 kJ . mol −1 .
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T fus T vap L fus L vap
(K) (K) (kJ . kg −1 ) (kJ . kg −1 )
cuivre 1 356 2 840 205 4 800
matériau
c ps c p, c pv M
(J . K −1 . kg −1 )(J.K −1 .kg −1 )(J.K −1 .kg −1 ) (g.mol −1 )
cuivre 380 494 328 63,5
Changement d’état et enthalpie
standard de réaction
On considère la réaction de réduction de l’oxyde de magnésium
par le carbone :
MgO (s)+ C (graph) = Mg + CO (g)
Selon la température, le métal obtenu est solide, liquide
ou gazeux.