Bonjour, j'ai un exercice à faire en entraînement pour le chapitre "Réaction de combustion" de première générale. Le problème est que je n'ai pas compris ce chapitre pouvez-vous m'aidez?🤗
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La société moderne est animée par la nécessité de produire de l'énergie. 75% de ces besoins proviennent de la combustion de combustibles fossiles. L'énergie est stockée dans des composés chimiques dans les liaisons qui lient les atomes les uns aux autres.
1. Évaluer l'énergie de combustion du méthane.
2. Calculer l'énergie de la liaison O-H
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Merci d'avance🤗
Bonjour
Pour la question 1 : quel est l'état initial ? quel est l'état final ? Quelle est la variation d'énergie correspondante par mole de méthane réagissant ?
L'état initial c'est CH4 + 2O2 et l'état final C + 4H + 4O
Et la variation d'energie Q= -802 kJ/mol
est-ce correcte?
Il ne s'agit pas de regarder à quels états correspondent l'énergie la plus basse et l'énergie la plus haute. Je veux parler de l'état initial et de l'état final lors de la combustion d'une mole de méthane. Pour le savoir, il suffit d'écrire l'équation bilan de la réaction.
L'état initial est l'état correspondant à une mole de méthane et deux moles de dioxygène (l'état réactifs de ton diagramme) et l'état final correspond à une mole de dioxyde de carbone et deux moles d'eau (l'état produits de ton diagramme). L'énergie molaire de combustion est la différence : Q=Efinale - Einitiale
Cela ne semble pas demandée ici mais il me semble intéressant d'être capable de justifier le signe de Q.
Pour la deuxième question : il faut trouver une étape au cours de laquelle il y a création ou rupture de liaisons O-H de molécules d'eau.
C'est parce que la "différence" donne la flèche violette soit celle qui va de 0 kJ/mol à -802 kJ/mol
Q correspond à cette flèche car : Q= [4(C-H) + 2(O=O)] - [2(C=O) + 2x2(H-O)]
Est-ce correct?
D'après ton diagramme :
l'état initial correspond à Einitiale=0
l'état final correspond à Efinale=-802kJ/mol
Cela donne donc : Q=-802kJ/mol
Pour la première question, tu n'as pas à te préoccuper des différentes étapes ; seules comptent les énergie de l'état initial et de l'état final.
Les différents atomes, en passant de l'état initial où ils sont associés sous forme de molécules CH4 et O2 à l'état final où ils sont associés sous formes de molécules CO2 et H20 perdent une énergie égale à 802kJ par mole de méthane ayant réagit. Cette énergie est récupérée par le milieu ambiant extérieur, par exemple par l'eau contenue dans une casserole posée au-dessus de la flamme qui ainsi s'échauffe. Je ne sais pas si cela est à ton programme : une réaction telle que Q<0 est qualifiée d'exothermique.
Alors 1) on sait que l'énergie de combustion du méthane Q=-802kJ/mol soit Q<0 l'énergie est donc exothermique
C'est tout ?
Tu parles d'un état donné. Il faut définir une transformation entre un état et un autre état, sachant que le passage d'un état à l'autre correspond à la formation ou à la rupture des liaisons O-H de molécules d'eau. Observe bien le diagramme fourni.
Ducoup ce serait une création de liaison O-H sur la flèche rouge entre 1034kJ/mol et -802kJ/mol ?
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Sinon je ne comprend vraiment pas...
Je ne suis pas sûr que tu ais compris la représentation des différentes étapes...
Considère la dernière étape :
CO2+4H+2O CO2 + 2H2O
Que se passe-t-il au niveau des liaisons au cours de cette étape ? Quelle est la variation d'énergie correspondante ? Quelle est l'énergie d'une liaison O-H ?
Tu n'y es pas du tout ! Q=-802kJ/mol correspond à l'énergie de combustion du méthane étudiée à la question 1.
Je te demande d'étudier uniquement l'étape correspondant à la transformation :
CO2+4H+2O CO2 + 2H2O
CO2 apparait à l'état initial et à l'état final de cette étape. Le bilan de cette étape peut donc s'écrire de façon plus simple :
4H+2O 2H2O
Je repose les mêmes questions :
Que se passe-t-il au niveau des liaisons au cours de cette étape ? Quelle est la variation d'énergie correspondante ? Quelle est l'énergie d'une liaison O-H ?
Pour une molécule oui mais puisque la transformation crée 2 molécules, il y a création de 4 liaisons OH au cours de cette transformation. Quelle est la variation d'énergie correspondante ? Que vaut l'énergie de liaison (au singulier) O-H ?
Il faut faire Q/4 ?
Si c'est le cas ça donne -200,5 kJ/mol
Soit l'énergie d'une liaison O-h est égal à 200,5 kJ/mol
Pour cette étape, l'énergie passe de 1034kJ/mol à -802kJ/mol : il suffit de lire le diagramme ! Je ne sais pas comment te l'écrire : il ne s'agit plus d'étudier la combustion du méthane !
2) On repère l'étape au cours de laquelle il y a formation de liaisons O-H
On considère CO2+4H+2O -> CO2 + 2H2O
Ce qui signifie qu'il y a formation de 4 liaisons O-H. On repère au cours de cette formations que l'énergie passe de 1034 kJ/mol à -802 kJ/mol
Soit kJ/mol
Donc l'énergie d'une liaisons O-H est de 459 kJ/mol
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Est-ce correcte?
C'est bien cela !
L'énergie de liaison (valeur positive) est l'énergie qu'il faut fournir à une molécule d'eau pour détruire une liaison O-H.
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