Bonjour, cette exercice est un peu long désolé.
Données :
• Numéro atomique Z (C) = 6 ; Z(H) = 1 .
• Masse m0 d'une molécule de méthane m0 = 2,67 x 10-26 kg.
• Masse volumique  du méthane gazeux à P = 1,0 bar et à 25°C :  = 0,650 kg.m-3.
• La combustion d'une mole de méthane libère une énergie E0 = 800 kJ.
• Pour le doc.A : H (     ) ; O (     ) ; le seul atome C (     )  est au centre de la cage.
• Nombre d'entités contenues dans une mole (ou constante d'Avogadro NA) :
NA = 6,02 x 1023 mol-1.

Contexte :
Un hydrate de méthane est un mélange solide d'eau H2O(s) et de méthane CH4(s). On trouve des hydrates de méthane dans les fonds océaniques.

PARTIE 1 : Une structure spatiale étonnante
Les éléments chimiques présents dans un hydrate de méthane sont le carbone C, l'hydrogène H et l'oxygène O.
1. Donner la structure électronique du carbone ainsi que son nombre d'électron de valence.
2. En déduire la position de l'élément carbone dans le tableau périodique. Justifier.
3. Dans le tableau périodique, l'élément oxygène se trouve à la 2e période et à la 16e colonne. Déterminer le nombre d'électrons de valence d'un atome d'oxygène.
4. Donner les schémas de Lewis de la molécule d'eau et du méthane.
5. Justifier la stabilité de la molécule d'eau et de méthane par rapport aux atomes pris isolément.  
6. Un hydrate de méthane est aussi qualifié de clathrate. Un clathrate présente une structure dans laquelle une molécule A est entourée par un réseau de molécules B disposées en cage. Justifier le terme de clathrate pour un hydrate de méthane en précisant la molécule emprisonnée (doc. A).

PARTIE  2 : Etats physiques
Des hydrates de méthane sont présents dans les fonds océaniques. On considère la situation où la profondeur est - 600 m et la température 7 °C.
7.1. A l'aide du graphique (doc. B), déterminer la pression du milieu à cette profondeur.
7.2. Indiquer les états physiques de l'eau et du méthane dans les hydrates de méthane.
7.3. On envisage un réchauffement climatique de 2°C. Indiquer la transformation qui pourrait se produire et déterminer sa nature (physique, chimique ou nucléaire).
8. Pourquoi la libération de ce méthane engendre un cercle vicieux par rapport au réchauffement climatique global ?  (doc. C).
9.1. Sachant que 1,0 m3 d'hydrate de méthane libère 164 m3 de méthane gazeux à P = 1,0 bar et à T = 25°C, calculer le nombre de molécules de méthane libérées par 1,0 m3 d'hydrate de méthane.
9.2. En déduire la quantité de matière de méthane libérée.
9.3. Montrer que l'énergie E libérée par la combustion de 1,0 m3 d'hydrate de méthane est égale à 5,3 x 109 J.
10.1. En France, en une année, la combustion du méthane consommé libère une énergie voisine de 1,5 x 10 15 KJ. Calculer le volume d'hydrate de méthane nécessaire pour produire une telle énergie.
10.2. Les réserves d'hydrate de méthane dans les sédiments océaniques sont estimées à 30 x 10 15 m3. Déterminer la durée de consommation en méthane de la France pouvant être assurée par ce volume. Conclure.
Merci beaucoup.