OEF Equilibres chimiques --- Introduction ---

Ce module regroupe pour l'instant 6 exercices sur les équilibres chimiques en phases homogène et hétérogène.

A. Dissociation du phosgène

Equilibre homogène

On introduit dans une enceinte préalablement vide moles de à 298 K et on chauffe à la pression constante de bars. La dissociation du phosgène conduit à la formation de et :

(gaz) (gaz) + (gaz)
A 667°C, la constante d'équilibre de la réaction est K = 3.57.
  1. Quelle est, en nombre de moles, la composition du gaz dans l'enceinte à cette température ?

    Entrez les réponses avec 3 décimales :

    : mole(s)
    : mole(s)
    : mole(s)
  2. Quels sont le volume initial et le volume final du gaz dans l'enceinte ?

    Entrez la réponse avec 1 décimale :

    V initial : L
    V final : L

B. Formation d'ammoniac

Equilibre homogène

On considère la réaction :

(gaz) + 3 (gaz) 2 (gaz)
H°(298K) = -92,2 kJ.

La constante d'équilibre est Ko = 6.1 × à 298 K.
  1. Calculer S°(298K) de la réaction.

    Entrer la réponse avec une décimale : S° = J.K-1.

  2. Calculer G°(T) de la réaction à K (on suppose que H° et S° restent constants dans le domaine de température considéré).

    Entrer la réponse avec 3 chiffres significatifs : G° = kJ.

  3. En déduire la constante d'équilibre à K.

    Entrer la réponse avec 3 chiffres significatifs : K = .

  4. On mélange à 298 K dans une enceinte vide, 1 mole de avec 3 moles de et on chauffe à la pression constante de 1 bar jusqu'à la température de K. Quelle est la pression partielle de chaque gaz présent dans l'enceinte lorsque l'équilibre est atteint ?

    Entrer les réponses avec 3 décimales :

    : bar
    : bar
    : bar

C. Dissociation de l'acide oxalique

Equilibre homogène

On considère la réaction :

(gaz) + (gaz) CO (gaz) + (gaz)
H°(900K) = -35.5 kJ.mol-1

La constante d'équilibre est Ko = 1.181 à 1200 K.
  1. Calculer la constante d'équilibre à K (on suppose que H° reste constant dans le domaine de température considéré).

    Entrer la réponse avec 3 chiffres significatifs : K = .

  2. On chauffe à K, dans un récipient dans lequel on a fait le vide, de l'acide oxalique anhydre qui se décompose intégralement en , CO et . Quelle est, lorsque l'équilibre est atteint, la composition du système sous forme de fraction molaire ?

    Entrer les réponses avec 3 décimales :

    :
    :
    CO :
    :

D. Décomposition du bicarbonate de soude

Equilibre hétérogène

On considère la décomposition thermique de , initialement seul présent :

2 (solide pur) (solide pur) + (gaz) + (gaz)

A la température de °C, on introduit g de dans un réacteur indéformable de volume 5L dans lequel on a fait préalablement le vide. A cette température, la valeur de la constante d'équilibre de la réaction est K= .

Quelle sera la pression dans le réacteur lorsque l'état du système dans le réacteur sera stabilisé ?

Entrer la réponse avec 3 décimales : P = bar.

E. Décomposition du carbonate d'argent

Equilibre hétérogène

On chauffe mole(s) de carbonate d'argent (solide pur) à la température de °C dans une enceinte indéformable de volume 2 L initialement vide.

  1. Calculer la constante d'équilibre de la réaction de décomposition de une mole de carbonate d'argent en oxyde d'argent (solide) et à cette température.

    Entrer la réponse avec 3 décimales : = .

  2. Calculer la constante d'équilibre de la réaction de décomposition de une mole d'oxyde d'argent en argent Ag (solide) et à cette température.

    Entrer la réponse avec 3 décimales : = .

  3. Quelle sera la composition du mélange lorsque l'état du système dans le réacteur sera stabilisé ?

    Entrer les réponses avec 3 chiffres significatifs :

    Ag
    mole(s) mole(s) mole(s) bar(s) bar(s)
On se place dans le cadre de l'approximation d'Ellingham.
Ag
H°(298 K)
en kJ.mol 		-502.0-29.10-393.70
S° (298 K)
en J.K .mol 		167.5121.842.7214.0205.0

F. Equilibre Fe, H2O, Fe3O4, H2

Equilibre hétérogène

On enferme dans un récipient vide g d'eau et g de fer et on chauffe à la température de °C.

  1. Calculer la constante d'équilibre de la réaction à cette température.

    3 Fe (solide pur) + 4 (gaz) (solide pur) + 4 (gaz)

    Entrer votre réponse avec 2 décimales : K = .

  2. Calculer le rapport R = P() /P() entre les pressions partielles de et à l'équilibre.

    Entrer la réponse avec 2 décimales : R = .

  3. Calculer l'avancement de la réaction à l'équilibre

    Entrer la réponse avec 2 décimales : = .

  4. Quelles sont les masses des différents constituants à l'équilibre ?

    Entrer les réponses en grammes (donner des valeurs entières) :

    Fe: g
    : g
    : g
    : g
On se place dans le cadre de l'approximation d'Ellingham.
Fe
M (g)56182322
H° (298 K)
en kJ.mol 		0-242-11180
S° (298 K)
en J.K .mol 		27.3188.8146.7130.7

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