Grandeur De Réaction

Question 1

Définir l’avancement

Answer 1

Question 2

Quel est l’intérêt de définir l’avancement ?

Answer 2

Question 3

Définir une grandeur de réaction

Answer 3

Question 4

Donner trois exemples de grandeur de réaction

Answer 4

Question 5

Dans quel cas la connaissance d’une grandeur de réaction est-elle particulièrement utile ?
À quoi faut-il faire attention ?

Answer 5

Question 6

Quelle est l’unité d’une grandeur de réaction ?

Answer 6

Elle s’exprime en unité de X par mole (dérivée de X par rapport à ξ)

Question 7

De quoi dépend une grandeur de réaction ?

Answer 7

De la température T, de la pression P et de l’avancement ξ

Question 8

Qu’appelle-t-on une grandeur standard ?

Answer 8

Pour toute grandeur extensive X, on définit la grandeur X standard X° en considérant tous les constituants dans leur état standard à la température considérée.

Question 9

Qu’appelle-t-on une grandeur standard de réaction ?

Answer 9

Question 10

Donner une relation entre Δ_rG, Δ_rH et Δ_rS. Faire de même pour Δ_rG°, Δ_rH° et Δ_rS°

Answer 10

G° = …*

Question 11

Qu’est-ce que l’approximation d’Ellingham ?

Answer 11

On suppose que Δ_rH° et Δ_rS° ne dépendent pas de la température :

• sur un intervalle de T raisonnable
• en dehors de tout changement d’état

(Alors, Δ_rG° est affine par morceau)

Question 12

Que peut-on dire de Δ_rG° dans l’approximation d’Ellingham ?
Justif

Answer 12

(Donc si on connait T on connait Δ_rG° et inversement)

Question 13

Quelle est la valeur à laquelle sont tabulées les grandeurs thermodynamiques ?

Answer 13

298K

Question 14

Liée la dérivée de Δ_rG° par rapport à T à Δ_rS°, en justifiant

Answer 14

Cf. l’expression de Δ_rG°(T)

Question 15

Qu’est-ce que la relation de Gibbs-Helmoltz ?
Justif

Answer 15

Question 16

Quelle approximation permet de déterminer Δ_rH en pratique ?

Answer 16

Question 17

Qu’appelle-t-on une réaction endothermique ?

Answer 17

Δ_rH° > 0 (l’énergie interne augmente donc il faut consommer de l’énergie thermique)

Question 18

Qu’appelle-t-on une réaction exothermique ?

Answer 18

C’est une réaction qui fourni de l’énergie au milieu : Δ_rH° < 0

Question 19

Qu’appelle-t-on une réaction athermique ?

Answer 19

Δ_rH° = 0

Question 20

Que faut-il faire à chaque fois qu’on calcule un Δ_rH° ?

Answer 20

À chaque calcul de Δ_rH°, on commente le signe (caractère thermique de la réaction)

Question 21

Quel est le cadre de la détermination de la température de flamme ?

Answer 21

Question 22

Dans quel cas une réaction peut-elle être adiabatique ?

Answer 22

• si elle est calorifugée
• si elle se fait trop vite pour que le transfert thermique puisse avoir lieu

Question 23

Représenter le chemin qu’on utilise pour calculer la température de flamme

Answer 23

Question 24

Comment déterminer la température de flamme ?

Answer 24

En TP, on fait l’inverse, on mesure les T et on en déduit Δ_rH°

Question 25

Comment calcule-t-on C_P,tot pour la calcul de la température de flamme ? À quoi faut-il faire attention ?

Answer 25

Attention : il ne faut pas ajouter celles qui ont déjà réagit mais il ne faut pas non plis oublier les espèces spectatrices

Question 26

À quoi faut-il faire attention lorsqu’on parle de l’état standard de référence d’un élément ?

Answer 26

Attention : l’état standard de référence d’un élément n’a rien à voir avec l’état standard d’un gaz, liquide ou solide (état standard du constituant physico-chimique) !

Question 27

Définir l’état standard de référence d’un élément

Answer 27

L’état standard de référence d’un élément, à la température T, est son état d’agrégation le plus stable à cette température

Question 28

Définir l’état d’agrégation d’un élément

Answer 28

C’est un corps simple de l’élément pour lequel on précise l’état physique plus : - si solide : on précise la variété allotropique - si gazeux : on précise l’atomicité

Question 29

Quelles sont les exceptions simplificatrices d’état standard de référence ? Pour quels atomes est-ce particulièrement utile ?

Answer 29

Ceux qu’on utilise tous le temps en chimie organique vérifient presque tous ça : - C - H - O - N - *Cl* - *F*

Question 30

Définir la réaction de formation

Answer 30

La réaction de formation d’un constituant à la température T est - la réaction qui le forme - avec un nombre stoechiométrique +1 - à partir de ses éléments pris dans leur état standard de référence

Question 31

Donner la réaction de formation de H₂O(g)

Answer 31

Question 32

Donner la réaction de formation de CO₂(g)

Answer 32

Question 33

Donner la réaction de formation de CaCO₃(s)

Answer 33

Question 34

Qu’appelle-t-on les grandeurs standard de formation ?

Answer 34

(Elles sont tabulées à 298K et données par l’énoncé)

Question 35

Qu’est-ce que la loi de Hess généralisée ?

Answer 35

Lorsqu’une réaction est une combinaison linéaire d’autres réactions, on obtient les grandeurs de réaction par la même combinaison linéaire Car :

Question 36

Qu’appelle-t-on en pratique loi de Hess ?

Answer 36

C’est un cas particulier de la combinaison linéaire des réactions de formation associées aux νi : Δ_rX = Σνi.Δ_fXi

Question 37

Appliquer la loi de Hess à Δ_rH°

Answer 37

(Les coefficients stoechiométrique sont positifs pour les produits et négatifs pour les réactifs)

Question 38

Que vaut la grandeur de formation d’un constituant qui est l’état de référence de son élément ?

Answer 38

C’est 0 : on passe de lui à lui-même (à préciser si on l’utilise)

Question 39

Quelles sont les données de l’énoncé qui permettent de calculer Δ_rG° ? Comment ?

Answer 39

Puisque G° = H° - T.S°, et Δ_rG° = ∂G°/∂ξ à T et P constants : Δ_rG° = Δ_rH° - T.Δ_rS°, car T constant (Pour calculer Δ_rH°, on peut aussi passer par les énergies de liaison)

Question 40

À quoi faut-il faire attention si on utilise la loi de Hess sur une réaction faisant intervenir des composés qui sont les états standards de référence de leurs éléments ?

Answer 40

Il faut bien préciser que ce sont les états standards de référence de leurs éléments et donc que Δ_fH° = 0

Question 41

À quoi faut-il faire particulièrement attention lorsqu’on calcule une température de flamme ?

Answer 41

- Si on met de l’air à réagir : y a-t-il du N₂ ? Si oui il faut penser à le mettre dans les boites (les proportions étant 20% de O₂ et 80% de N₂, il y en a 4 fois plus que de O₂) - A-t-on des proportions stœchiométriques ? Sinon il faut faire attention à bien mettre les produits restant dans les boites

Question 42

À quoi faut-il faire attention dans la rédaction de la dernière étape du calcul de la température de flamme, lorsqu’on exprime le ΔH° ?

Answer 42

Il faut d’abord exprimer chacun des termes comme une intégrale sur ce qui varie, et préciser que ΔH° de l’étape de la réaction s’exprime comme Δ_rH° × ξ car T et P sont constants

Question 43

Lorsqu’on utilise la loi de Hess, quelles sont les deux premières étapes de rédaction auxquelles il faut faire attention ?

Answer 43

- écrire la réaction, même si elle est donnée dans l’énoncé - d’après la loi de Hess :

Question 44

Qu’est-ce qui ne va pas dans la phrase suivante : « car les constituants sont dans leurs états standard de référence » ? Corriger

Answer 44

On a définit l’état standard de référence d’un élément, parler de celui d’un constituant n’a pas de sens : « car les constituants sont les états de référence de leur éléments »

Question 45

Comment décomposer une réaction pour calculer Δ_rH° à partir des énergies de liaison ?

Answer 45

- tout mettre en phase gazeuse - se ramener au atomes gazeux - faire la réaction - se ramener à la phase voulue

Question 46

Si le Δ_rH° déterminé par la loi de Hess et celui déterminé par les énergies de liaison diffère beaucoup, quel phénomène faut-il considérer ?

Answer 46

C’est qu’il y a de la délocalisation électronique

Question 47

Quelle est l’influence de la délocalisation électronique sur la détermination de Δ_rH° ?

Answer 47

Elle fausse les valeurs si on passe par les énergies de liaison car les liaisons ne sont ni vraiment simples ni vraiment doubles ni vraiment triples

Question 48

À quelle valeur permet d’accéder le calcul de Δ_rH° par les énergies de liaison lorsqu’il y a de la mésomérie ? Comment ?

Answer 48

À l’énergie de résonance (énergie de stabilisation par la mésomérie), en comparant à la valeur obtenue par la loi de Hess, qui elle est bonne

Question 49

Comment vérifier le signe d’un Δ_rS° ?

Answer 49

Regarder a priori si la réaction a tendance à augmenter ou diminuer l’entropie (le désordre): - est-ce que les produits sont dans des états plus agités (gaz, liquide) que les réactifs (liquide, solide) ? - est-ce qu’il y a beaucoup plus de produits que de réactifs ?

Question 50

À quoi faut-il faire attention lorsqu’on détermine un Δ_rH° à partir des énergies de liaison ?

Answer 50

On compte : - positivement les énergies associées à la rupture d’une liaison (il faut recevoir de l’énergie pour pouvoir casser) - négativement les énergies associées à la formation d’une liaison

Question 51

Comment peut-on sommer des énergies de liaison pour déterminer un Δ_rH°, alors que le Δ_rH° est un énergie molaire ?

Answer 51

Parce qu’on dit « énergie de liaison » mais c’est en fait une énergie molaire de liaison : c’est l’énergie nécessaire pour briser _1 mole_ de ces liaisons