CORRECTION DES EXERCICES
|
I) CAg+ = 0,15 mol.L-1 ; V Ag+ = 20 mL ; m Cu = 0,127 g ; MCu = 63,5 g.mol-1 ; MAg = 107,9 g.mol-1 a) 2 Ag+ + Cu à 2 Ag + Cu2+ b) Etat initial en quantité de matière : nAg+ = C.V = 0,15 × 20.10-3 = 3.10-3 mol nCu = mCu / MCu = 0,127 / 63,5 = 2.10-3 mol c)d) Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax et du réactif limitant : Si Ag+ est le réactif limitant : 3.10-3 – 2x = 0 => x = 1,5.10-3 mol Si Cu est le réactif limitant : 2.10-3 – x = 0 => x = 2.10-3 mol Par conséquent xmax = 1,5.10-3 mol et le réactif limitant est Ag+. A l’état final on a : 0 mole de Ag+ ; 5.10-4 mole de Cu ; 3.10-3 mole de Ag et 1,5.10-3 mole de Cu2+. e) Concentration molaire des ions en solution : Dans la solution il y a des ions Cu2+ et des ions NO3-. les ions NO3- n’ont pas réagi ,le volume n’a pas été modifié donc [NO3-] = 1,5.10-1 mol.L-1 [Cu2+] = nCu2+ / V = 1,5.10-3 / 20.10-3 = 7,5.10-2 mol.l-1 [Cu2+] = 7,5.10-2 mol.L-1 On peut remarquer que [Cu2+] = [NO3-] / 2 et la charge de l’ion Cu2+ est 2 fois celle de NO3- ; la solution est électriquement neutre.
|
||||||||||||||||||||||||
|
II) m DHMA = 50 t ; m (N2O4) = ? a) 2 N2O4 + C2H8N2 à 3 N2 + 4 H2O + 2 CO2 b) On cherche nDHMA m = 50 t = 50.103 kg = 50.103.103 g = 50.106 g M(C2H8N2) = 2 ×12 + 8×1 + 2×14 = 60 g.mol-1 nDHMA = 50.106 / 60 = 8,33.105 mol c)d) Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax et du réactif limitant : La DHMA est totalement consommée (c’est le combustible d’une fusée et pour un gain de masse il ne doit pas en rester à la fin) donc : 8,33.105 – x = 0 => x = 8,33.105 mol Par conséquent xmax = 8,33.105 mol. A l’état final on a : 0 mole de N2O4; 0 mole de C2H8N2 ; 2,55.106mole de N2 ; 3,33.103 mole de H2O et 1,67.106 mole de CO2. d) A la fin de la réaction il ne reste plus de N2O4 donc n – 2 xmax = 0 n = 2 xmax => n = 2 × 8,33.105 = 1,67.106 mol. e) Tout les produits de la réaction sont des gaz ; on a donc V = n.Vm Pour N2 : V(N2) =2,55.106 × 90 = 2,25.108 L Pour H2O : V(H2O) = 3.108 L Pour CO2 : V(CO2-) = 1,5.108L
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
III) m (C2H6O) = 2,50 g ; V(O2) = 2L a) C2H6O + 3 O2 à 3 H2O + 2 CO2 b) On cherche n(C2H6O) m = 2,50 g M(C2H6O)) = 2 ×12 + 6×1 + 16 = 46 g.mol-1 n(C2H6O) = 2,5 / 46 = 5,43.10-2 mol On cherche n (O2) : O2 est un gaz donc n = V / Vm n(O2) = 2 / 25 = 8.10-2 mol c)d)e) Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax et du réactif limitant : Si C2H6O est le réactif limitant : 5,43.10-2 – x = 0 => x = 5,43.10-2 mol Si O2 est le réactif limitant : 8.10-2 – 3 x = 0 => x = 2,67.10-2 mol Par conséquent xmax = 2,67.10-2 mol et le réactif limitant est O2 A l’état final on a : 2,77.10-2 mole de C2H6O; 0 mole de O2 ; 8.10-2 mole de H2O et 5,33.10-2 mole de CO2
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
IV) V = 42 L essence liquide C7H16 (d= 0,755) a) C7H16 + 11 O2 à 7 CO2 + 8 H2O b) La moitié du réservoir : 21 L Calcul de n : m = d × V = 0,755 × 21 = 15,8 Kg M(C7H16) = 7 × 12 + 16 × 1 = 100 g.mol-1 n = 15,5.103 / 100 = 1,58.102 mol Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax: Tous le carburant est brûlé donc 1,58.102 – x = 0 Par conséquent xmax = 1,58.102 mol On recherche le volume de O2 nécessaire : On a donc : n – 11 xmax = 0 => n = 11 × 1,58.102 = 1,74.103 mol O2 est un gaz donc : V = n × Vm V(O2) = 4,36.104 L c) Pour la totalité du réservoir on a besoin du double de O2 soit 8,72.104 L d) Pour la moitié du réservoir il s’est dégagé : 1,11.103 mol de CO2 donc pour la totalité il va s’en dégagé le double soit : 2,22.103 mol CO2 est un gaz donc : V = n × Vm V (CO2) = 5,55.104 L |
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
V) 3 HO- + Fe3+ à Fe(HO)3 2 mL 20 mL 0,5 mol.L-1 0,12 mol.L-1 a) Calculons les quantité de matière à l’état initial : n = C . V n(HO-) = 0,5 × 2.10-3 = 10-3 mol n(Fe3+) = 0,12 × 20.10-3 = 2,4.10-3 mol Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax et du réactif limitant : Si HO- est le réactif limitant : 10-3 – 3x = 0 => x = 3,3.10-4 mol Si Fe3+ est le réactif limitant : 2,4.10-3 – x = 0 => x = 2,4.10-3 mol Par conséquent xmax = 3,3.10-4 mol et le réactif limitant est HO-. A l’état final on a : 0 mole de HO- ; 2,01.10-3 mole de Fe3+ ; 3,3.10-4 mole de Fe(HO)3. b) On cherche la quantité de réactif lorsque x = 2.10-4 mol HO- : n = 10-3 – 3 × 2.10-4 = 4.10-4 mol Fe3+ : n = 2,4.10-3 – 2.10-4 = 2,2.10-3 mol
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
VI) Butane : C4H10 ; 40 kg ; Vm = 25 L.mol-1 a) Equation chimique : 2 C4H10 + 13 O2 à 8 CO2 + 10 H2O b) Tableau d’avancement de la transformation : Déterminons les quantités de matière à l’état initial : m(C4H10) = 40 kg = 40.103 g; M(C4H10) = 4 × 12 + 10 × 1 = 58 g.mol-1 n(C4H10) = m / M => n = 40.103 / 58 = 689,6 mol
Recherche de l’avancement maximal xmax: Tout le butane est consommé : 689,2 – 2x = 0 => xmax = 344,8 mol Volume de O2 nécessaire : n – 13x = 0 => n = 13x => n = 13 × 344,8 = 4,48.103 mol V = n × Vm => V(O2) = 1,12.105 L = 112 m3 Volume de gaz produit : V(CO2) = 2,76.103 × 25 = 6,90.104 L = 69 m3 V(H2O) = 3,45.103 × 25 = 8,62.104 L = 86,2 m3
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
VII) 1) a) Déterminons les quantités d’ions présents dans le bécher 1. C = n / V donc n = C.V Pour Ca2+ : n(Ca2+) = 0,15 × 30.10-3 = 4,5.10-3 mol Pour Cl- : n(Cl-) = 0,30 × 30.10-3 = 9.10-3 mol b) L’ion calcium porte une charge 2+ tandis que l’ion chlorure porte une charge 1-. On a donc : C’1 = 2 C1 ; la solution est électriquement neutre il faut donc deux fois plus d’ions chlorure que d’ions calcium. 2) Déterminons les quantités d’ions présents dans le bécher 2. Pour Na+ : n(Na+) = 0,3 × 20.10-3 = 6.10-3 mol Pour PO43- : n(PO43-) = 0,1 × 20.10-3 = 2.10-3 mol 3) Avant la transformation chimique on a un volume de solution de 50 mL et :
4)a)Le précipité est électriquement neutre : il faut donc 3 ions calcium pour 2 ions phosphate. Formule : Ca3(PO4)2 b) 3Ca2+ + 2 PO43- à Ca3(PO4)2 5) Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax et du réactif limitant : Si Ca2+ est le réactif limitant :4,5.10-3 – 3x = 0 => x = 1,5.10-3 mol Si PO43- est le réactif limitant : 2.10-3 – 2x = 0 => x = 10-3 mol Par conséquent xmax = 10-3 mol et le réactif limitant est PO43-. 6 ) A l’état final on a : 1,5.10-3 mole de Ca2+ ; 0 mole de PO43- ; 10-3 mole de Ca3(PO4)2. 7) Calculons les concentrations des ions présents dans la solution. V = 50 mL Les ions Na+ et Cl- n’ont pas réagi. C(Na+) = 6.10-3 / 50.10-3 = 1,2.10-1 mol.L-1 C(Cl-) = 9.10-3 / 50.10-3 = 1,8.10-1 mol.L-1 Il reste 1,5.10-3 mole d’ions Ca2+ C(Ca2+) = 1,5.10-3 / 50.10-3 = 3.10-2 mol.L-1 On peut remarquer que : C(Cl-) = C(Na+) + 2 × C(Ca2+)
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
VIII) 1) On observe une détonation à l’approche d’une flamme, le gaz est donc du dihydrogène. 2) L’addition de soude provoque la formation d’un précipité blanc ; il y a donc présence d’ions Al3+. 3)a) Les réactifs sont : l’aluminium Al et les ions H+. b) 2Al + 6 H+ à 2 Al3+ + 3 H2 4)a) Il faut utilisé une pipette pour mesurer un volume de 6 mL (muni d’une propipette). b) On calcule les quantités de réactifs mis en jeu. m(Al) = 0,6 g ; M(Al) = 27 g.mol-1 et n = m / M n(Al) = 0,6 / 27 = 2,2.10-2 mol C(H+) = 1 mol.L-1 ; V = 6 mL et n = C.V n(H+) = 1 × 6.10-3 = 6.10-3 mol 5)a)Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax et du réactif limitant : Si Al est le réactif limitant :2,2.10-2 – 2x = 0 => x = 1,1.10-2 mol Si H+ est le réactif limitant : 6.10-3 – 6x = 0 => x = 10-3 mol Par conséquent xmax = 10-3 mol et le réactif limitant est H+. b) Il s’est formé : 3.10-3 mol de dihydrogène. V = n.Vm => V(H2) = 3.10-3 × 25 = 0,075 L = 75 mL
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
IX) 1) Calculons les quantités des réactifs : Pour C7H6O3 : m = 3,3 g ; M(C7H6O3) = 7 × 12 + 6 × 1 + 3 × 16 = 138 g.mol-1 n = m / M => n = 3,3 / 138 = 2,39.10-2 mol Pour C4H6O3 : V = 7 mL ; µ = m / V => m = µ × V => m = 1,08 × 7 = 7,56 g M(C4H6O3) = 4 × 12 + 6 × 1 + 3 × 16 = 102 g.mol-1 n = 7,56 / 102 = 7,41.10-2 mol 2)Tableau d’avancement de la transformation :
Recherche de l’avancement maximal xmax et du réactif limitant : Si C7H6O3 est le réactif limitant :2,39.10-2 – x = 0 => x = 2,39.10-2 mol Si C4H6O3 est le réactif limitant : 7,41.10-2 – x = 0 => x = 7,41.10-2 mol Par conséquent xmax = 2 ,39.10-2 mol et le réactif limitant est C7H6O3. A l’état final il y a : 5,02.10-2 mol de C4H6O3 ; 2,39.10-2 mol de C9H8O4 et 2,39.10-2 mol de C2H4O2. 3) Déterminons les masses : m = n × M m(C4H6O3) = 5,02.10-2 × 102 = 5,12 g M(C9H8O4) = 9 × 12 + 8 × 1 + 4 × 16 = 180 g.mol-1 m(C9H8O4) = 2,39.10-2 × 180 = 4,30 g M(C2H4O2) = 2 × 12 + 4 × 1 + 2 × 16 = 60 g.mol-1 m(C2H4O2) = 2,39.10-2 × 60 = 1,43 g 4) D’après le tableau d’avancement précédent il faut autant d’acide salicylique que d’anhydride acétique si l’on vaut que le mélange soit stoechiométrique. Donc n = 7,41.10-2 mol m(C9H8O4) = 7,41.10-2 × 180 =13,3 g Il faut prendre : 13,3 g d’acide salicylique. |
||||||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
Ajouter un commentaire
