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. - 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) |
- 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. - Calculer
S°(298K) de la réaction.
Entrer la réponse avec une décimale :
S° =
J.K-1.
- 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.
- En déduire la constante d'équilibre à K.
Entrer la réponse avec 3 chiffres significatifs : K =
.
- 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 :
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. - 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 =
.
- 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 :
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.
- 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 :
=
.
- 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 :
=
.
- 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 | -29.1 | 0 | -393.7 | 0 |
S° (298 K) en J.K
.mol
| 167.5 | 121.8 | 42.7 | 214.0 | 205.0 |
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.
- 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 =
.
- Calculer le rapport R = P() /P() entre les pressions partielles de et à l'équilibre.
Entrer la réponse avec 2 décimales : R =
.
- Calculer l'avancement de la réaction à l'équilibre
Entrer la réponse avec 2 décimales :
=
.
- Quelles sont les masses des différents constituants à l'équilibre ?
Entrer les réponses en grammes (donner des valeurs entières) :
On se place dans le cadre de l'approximation d'Ellingham. | Fe | | | |
M (g) | 56 | 18 | 232 | 2 |
H° (298 K) en kJ.mol
| 0 | -242 | -1118 | 0 |
S° (298 K) en J.K
.mol
| 27.3 | 188.8 | 146.7 | 130.7 |
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